水力学第2-7章答案吕宏兴裴国霞等

1、2-1 解：1pA+水H=Hh；所以pA=Hh-水H=38.02kPaH=13.6水 2测压管长度： pA=水h 所以 h= pA/水=38.02103/9.8103=3.88m2-3 解：PA-h=pB-(h1+h2+h)+Hh1所以，pA-pB=Hh1-(h1+h2)=13.69.80.53-9.8(0.53+1.2)=53.68kPa2-6 解：pA=H(h1+h2)-(h1+h2)=13.69.80.53-9.8(0.53+1.2)=53.68kpa2-7 解： 1左支： 绝对：pc=p0+h0=86.5+9.82=106.1kPa 2右支： pc=pa+水h； h=pc-pa/水=106.1-9.8/9.8=0.827m2-8 解：pA=0.6pa=0.698=58.8kpa1左支：pA=h1 h1=pA/=58.8/9.8=6m 2右支：pA+h=Hh2 h2=pA+h/H=0.456m2-10 解：设管嘴内的绝对压强为p,如此 p+h= paPv=pa- p=h=9.80.6=5.886kpa2-12 解：(1)设容器底部面积为S，相对压强为P，对容器底部进展受力分析：

2、由牛顿第二定律：F=ma；-P+G)=-ma 所以得出 ps+sh=sha p=ha -h=h/ga-h=h(a/g-1) p=9.82(4.9/9.8-1)=-9.8kN/ (2)相对压强为0 p=h(1-a/g)=0 由式可知 a/g-1=0 a=g=9.8m/s2时，p=02-14 2-16 解：下游无水时，h1=1.2m，h2=1.85m，b=3m（1） 求静水总压力P方法10 ：P=b=1/2h1+(h1+h2)ABb=1/29.8(21.2+ 1.85)2.143=133.7kN方法20 ：P=hcA=(h1+h2/2)ABb=133.7kN2计算P的作用点D的位置：e=l/32h1+h2/h1+h2=0.915m其中h=h1+h23计算T: 因为Ma=0 如此：PAC+GAOcos600 其中：AC=AB-e=2.14-0.915=AO=AB/2 133.7(2.14-0.915)+9.82.14/21/2=T2.141/2所以 T=158kN下游有水时，AB=2.14,b=3m，pA=h1=9.81.2=11.76kPa，pA=pB(1) 静水总压力P左=hc1A1=9

3、.8(h1+h2/2ABb=P1=133.7kN其中hc1=h1+h2/2 A1=ABb e1=0.915m P右=hc2A2=9.8h2/2ABb=P2=58.2kN其中hc2=h2/2e2=l/3=2.14/3=0.71m（2） 因为Ma=0 P1(AB-e1+GAOcos600=TABcos600+P2(AB-e2)T=80.2kN2.18：H=3m,b=5m,R=4.3m,=450 求P与作用点H=Rsin450=4.3=3m(1) 水平分力：Px=heAx=9.81.535=220.5(KN)(2) 铅垂分力：Pz=v=b=9.81.1435=56.01(KN)其中：=S梯OABCS扇OAC=8.47.257=1.143S梯OABC=0.54.3+4.3-33=8.4S扇OAC=R2=3.144.32=7.257（3） P=227.5KN（4） P与水平面的夹角：=arctan=arctan=14.250=140152-192-20 解:b=10m，k=8m（1） 夹角计算： Sin1=173-170/8=3/8=0.375cos1=550.5/81=22.020 Sin2=

4、170-165/8=5/8=0.625cos2=0.781 2=38.680（2） 水平方向水压力Px:(闸门宽b=10m) 公式：Px=hcAx=9.84810=3136kN另法：Px=1/29.88810=31363136kN（3） 垂直方向水压力Pz=V 关键计算压力体体积V=三角形ofc11.12+扇形ocd33.88-梯形ofed34.36b 所以 V=11.12+33.86-34.3610=10.63610=106.36m Pz=V=9.8106.36=1042.33kN（4） 总压力P:P=(Px2+Pz2)=3304.7kN作用方向=arctan1042.3/3304.7=17.510P与水平面夹角17.510，且过o点。2.24解：ABCD宽度b=5m1作用于BC弧上的水平分力：两种方法压力图法：Px=b=H2Rb=9.81215=98(KN)分析法：Px左=hc左Ax=9.8(H+R)(2Rb)=9.8225=196(KN)Px右=hc右Ax=9.8R2Rb=9.8125=98(KN)P=Px左Px右=98KN 方向水平向右（2） 作用于AB弧上的铅垂分力Pz:Pz

5、=v可见Pz左，Pz右大小相等，方向相反，故Pz=0故作用在BC段上的静水总压力P=Pz=98KN,方向过O点水平向右。水力学第四章4.7：l=10m,d=50mm,h=0.80m Q=0.00274(m3/s)求V=1.4m/s圆管计算均匀流沿程水头损失的一个根本公式；达西威廉巴赫公式hf= hf=h=0.8m(ABO无局部水头损失故=0.044.11：棱柱体渠道，均匀流，紊流粗糙区。A=24m2,X=12m,v=2.84m/s,一般渠道中的流动为均匀流V=C=,故n=0.0254.12（3） 谢才公式：v=C J=其中A=d2 R= C=n取0.013 k=AC=d2=1751.15(m3/s)故hf=l=3.91(m)(n=0.012,k=1897.08,hf=3.33m偏小 水力学第五章(2) 有压管道中的恒定流5.2：预制混凝土引水管 查表P118n=0.010.013D=1m,l=40m, x =0.4 D上 =70m,D下=60.5m ,D管底=62.0m 求Q 解：自由出流流量公式Q=c A n取0.013作用水头Ho=70-62.5=7.5m (管道形心点与上有水面的

6、距离) A=D2= c = 假设在阻力平方区 =C=61.05(/s) 故 =0.021 c = =0.668Q=0.668=6.36m3/s)V=8.10m/s1.2m/s 原假设成立5.4Zs=4.5m,l=20m,d=150mm,l1=12m,d1=150mm,=0.03自网=2.0，水泵阀=9.0 ，=0.3，假如hv6m,求：1Q泵（2） Z（5） 解：水泵安装高度为：Zshv-+ 故=(hv-Zs)2g/(+ +) =(6-4.5)19.6/(1+0.03+9.0+0.3) =2.15故vmax=1.52m/s) Qmax=vmax.A=1.52=0.0269(m3/s)（4） 对于自流管：Q=c A 作用水头Z=Q2/A22g其中A=0.018 c =0.378故Z=0.83m)5.6：d=0.4m,H=4m,Z=1.8m,=8m,=4m,=12m求1Q2pmin的断面位置与hvmax解：1淹没出流：Q=c Ac = (n的取值与的取值都要明确)取n为0.013，c=52.41(/s)=0.029 故c =0.414A=0.1256()故Q=0.4140.1256=0.4

7、60(m3/s)(3) 最小压强发生在第二转折处距出口最远且管道最高n=0.012 对上游1-1,2-2，列能量方程，0-0为上游水面0+0=(Z)+()V2=3.766(m/s)hv=Z+()+ =(1.8-0.2)+(1+0.024+) =4.871(m)5.9解：如P145例5法1：取Ch=130采用哈森-威廉森S=S1=1.38(d1=1200mm)S2=3.35(d2=1000mm)S3=9.93(d3=800mm)假设J节点压力水头为h=25(m)(5mh30m)设A,B,C的水位分别为DA=30m,DB=15m,DC=0利用hf= hf1=3025=5m=S1=1.38750=3.92(m3/s)5.12并联：=即=所以=/=/k= 故=一样故=所以=0.17(m3/s) =0.47(m3/s)另法：利用达西公式hf=V=且hf1=hf2=hf3 得到= 即=所以=0.17(m3/s) =0.47(m3/s)水力学第六章（5） 明渠恒定均匀流6.2h=1.2m,b=2.4m,m=1.5,n=0.025,i=0.0016求v和Q解：A=b+mh)h=(2.4+1.51.2)1.2=5.04m2=b+2h=2.4+21.2=6.73m R=0.75m V=C=1.32(m3/s)Q=vA=1.325.04=6.65(m3/s)6.4：n=0.028,b=8m,i=,求Q断面为矩形m=0)=2(m)=2=4mAm=bmhm=84=32=2=16m=2mC=40.09Q=20.28(m3/s)6.7：矩形渡槽，b=1.5m,=116.5m,Q=7.65m3/s,D进口=52.06mh=1.7m,求i与D出口Q=AC i=A=bh=1.51

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