2022年水力学课后习题答案 .pdf

优秀学习资料欢迎下载0 绪论1 水静力学2 液体运动的流束理论3 液流型态及水头损失4 有压管中的恒定流5 明渠恒定均匀流6 明渠恒定非均匀流7 水跃8 堰流及闸孔出流9 泄水建筑物下游的水流衔接与消能10 有压管中的非恒定流11 明渠非恒定流12 液体运动的流场理论14 恒定平面势流15 渗流18 相似原理和模型试验基础0 绪论0.1 816.33kg/m3 0.2 当 y=0.25H 时Hudydum058.1当 y=0.5H 时Hudydum84.00.4 f = g 0.5 h 的量纲为 L 0.6 Ff184N 0.7 K=1.96 108N/m2 dp=1.96 105N/m21 水静力学1.1 Pc=107.4KN/m2h=0.959m 1.2 PB-PA=0.52KN/m2PAK=5.89KN/m2PBK=5.37KN/m2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 9 页优秀学习资料欢迎下载1.3 h1=2.86m h2=2.14m 内侧测压管内油面与桶底的垂距为5m，外侧测压管内油面与桶底的垂距为4.28m。1.4 Pc=27.439KN/m21.5 PM=750.68h KN/m21.6 P2-p1=218.05N/m21.7=BABrArBA1.8 P=29.53KN 方向向下垂直底板P0 1.9 W=34.3rad/s Wmax=48.5rad/s 1.10 a=LhHg)(21.12 当下游无水P =3312.4KN() P2=862.4KN() 当下游有水P =3136KN() P2=950.6KN() 1.13 T=142.9KN 1.14 当 h3=0时 T=131.56KN 当 h3=h2=1.73m时T63.7KN 1.15 00 转轴距闸底的距离应为1.2m 1.16 P=4.33KN LD=2.256m(压力中心距水面的距离 ) 1.17 P=567.24KN 1.19 P45.54KN 总压力与水平方向夹角14o 281.20 P =353KN P =46.18KN 方向向下1.21 H=3m 1.22 =1.0cm 1.23 F=25.87KN () 2 液体运动的流束理论2.1 Q=211.95cm3/s V7.5cm/s 2.2 hw=3.16m 2.3 2p=2.35m 2.4 PK1=63.8KN/m22.5 Q=0.00393m3/s 2.6 Q=0.0611m3/s 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 9 页优秀学习资料欢迎下载2.7 =0.985 2.8 Q=0.058m3/s 2.9 S 点相对压强为 4.9Ncm2，绝对压强为 4.9N/cm22.10 V3=9.9m/s Q=0.396m3/s 2.11 R =391.715KN() 2.12 R=3.567KN 合力与水平方向夹角37o 82.13 R =98.35KN() 2.14 R =2988.27KN() 2.15 R =1.017KN() 2.16 R =153.26KN() 2.17 =2 342.18 F=Rmv22.19 Q=g2H2.52.20 F=CdL2222.21 mpA44.2mpB44.42.22 Q1=1 (2Qcos)c o s1 (22QQ2.23 R=2145KN =54o 682.24 m=3.12kg 2.25 T充24 分 34 秒T放23 分 10 秒3. 液流型态及水头损失3.1d 增加， Re减小3.2Re=198019.82000 紊流3.3 Re=64554500 紊流3.4 cm0096.00精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 9 页优秀学习资料欢迎下载3.5 320uv当时vuxhym5 7 7.03.6 Q3min1654.0m/s 20/24.33mN3.7 当 Q=5000cm3/s时，Re=19450紊流2 .00光滑管区027. 0当Q 20000cm3/s 时Re=78200 紊 流775.00过 渡 粗 糙 区026.0当 Q200000cm3/s时Re=780000紊流1 .70粗糙区023.0若 l100m时 Q5000 cm3/s 时hf=0.006m Q=2000 cm3/s 时 hf=0.09m Q200000 cm3/s时hf=7.85m 3.8 0.042 3.9 n=0.011 3.10 =0.29 3.11 Q=0.004m3/s 3.12 h=0.158m 3.13 Z=11.1m 3.14 =24.7 4 有压管中的恒定流4.1 当 n=0.012时Q=6.51 m3/s 当 n=0.013时Q=6.7m3/s 当 n=0.014时Q=6.3 m3/s 4.2 当 n=0.0125时Q=0.68 m3/s 当 n=0.011时Q=0.74 m3/s 当 n=0.014时Q=0.62 m3/s 4.3 Qmax=0.0268 m3/s Z=0.82m 4.4 当 n=0.011时H=7.61 m 当 n=0.012时H=7.0 m 4.5 Ht=30.331m 4.6 n 取 0.012 Q=0.5 m3/s hmaxv=5.1m 4.7 n 取 0.0125时HA21.5m水柱高4.8 Q1=29.3L/s Q2=30.7L/s =135.21m 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 9 页优秀学习资料欢迎下载4.9 H=0.9m 4.10 Q2=0.17 m3/s Q3=0.468 m3/s 4.11 Q1=0.7 m3/s Q2=0.37 m3/s Q3=0.33 m3/s 4.12 H1=2.8m 4.13 Q=0.0105 m3/s PB=10.57KN/m24.14 Q1=0.157 Q2 5 明渠恒定均匀流5.1 V=1.32m/s Q=0.65 m3/s 5.2 Q=20.3 m3/s 5.3 Q=241.3 m3/s 5.4 h=2.34m 5.5 h=1.25m 5.6 b=3.2m 5.7 b=71m V=1.5 m/s 大于 V不冲1.41 m/s 故不满足不冲流速的要求5.8 当 n=0.011时 i=0.0026 =51.76m 当 n=0.012时 i=0.0031 当 n=0.013时 i=0.0036 当 n=0.014时 i=0.0042 5.9 i=1/3000 V=1.63m/s hk1缓流h02=0.8m hk2缓流6.3 hk=1.56m Vk=3.34m/s Vw=5.86m/s hk h0缓流VwV 缓流6.5 iK=0.00344 i 缓坡6.7 L 很长时，水面由线为C0、b0 b2型。当 L 很短时，水面曲线可能为C0、C2或 C0、b2型，当 L 较长时，水面曲线可能为C0、b2或 b0、b2型。图略。6.8 提示： L 不同，水跃发生的位置不同。6.9 提示：先求h0=0.96m hK=0.61m h0hK缓坡，故产生a1型壅水曲线，在0.971.50间内插 h,求s。6.10 前段1型，两闸门间1型，后段 C1型接水跃。6.11 S =3497.9m 6.12 S =129.462m 6.13 进口断面b=8m h=1.37m 中间断面 b=6m h=0.82m s进一中49.71 出口断面b=4m h=1.07m s中一出50.18 图略7 水跃7.1 h1=0.301m 7.2 Fr1=9.049.0 强水跃h2=6.15m 7.3 Ej=14.23m Pj=6972.7Kw Ejj=0.40m E=14.63m Kj=37.5m 7.4 Lj=6.73m =1060h2=1.7m 7.5 h01=0.71m h02=1.55m hK=1.18m h01 hK h02水流由急流过渡缓流必产生水跃。设跃后水深为h2= h02=1.55m 跃前水深 h1=0.87m。 h1h01发生远驱水跃，即水跃发生在缓坡处，以h01=0.71m和 h1=0.87m 作控制水深，推求S=55.8m，图略。8 堰流及闸孔出流8.1 Q=0.77 m3/s 8.2 b=30.52m 8.3 Hd=17m 堰顶高程 250.85m Xc=28.348m Yc=21.89m r=18.588-37.175m取 r=25m 时，反弧园心点坐标X075.634m Y0=45.85m D 点坐标 XD55.155m YD=60.189m 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 9 页优秀学习资料欢迎下载E 点坐标 XE=75.634m YE=70.85m 图略当上游水位高程为267.0m 时，Q6167.8 m3/s 当上游水位为269.0m 时 Q7565.2 m3/s 当 Q6000 m3/s时上游266.53m 8.4 当下游17.75 时Q414.9 m3/s 当下游16.70时Q702.2 m3/s 8.5 Q=8987.8 m3/s 8.6 H=2.7 2.5Hht 远驱式水跃，如水跃从11 断面开始则所需下游水深为ht=2.32m. 9.4 d=0.9m Lj=25.8m LK=(0.7-0.8)Lj取 LK=19m 9.5 hc=0.99m hc=14.3mht产生远驱式水跃坝高 C8.54m LK（61.270）m，取 LK=65m 9.6 l=142.9m ts=9.46m i=0.074Ts直接水击H9.87m l=T=9.67m 10.2 提示：增速减压增速增压减速增压减速减压四个过程10.3 阀门突然关闭时H227.07m 88960.5KNm3当管壁厚度不变D400mm 时，P=1170.8 KNm210.4 2 0 0H309.27m 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 9 页优秀学习资料欢迎下载10.5 AH1=75.2m HA2=67m 10.6 t=0.71s v=0 dtdv=1.96 m/s2 11 明渠非恒定流11.1 tA=0.68h tB=0.768h 11.2第二时段波向下游传播，距1 断面距离为 2800m,每流段S4000m,共分 7个流段，每个断面的水位流量见下表断面项目1 2 3 4 5 6 7 8 水位 2504.8 498.2 491.2 484.2 477.5 470.7 464.2 457.7 流量 Q2100 1970 1590 1242 1000 840 760 735 12 液体运动的流场理论12.1 恒定流有线变形、角变形，无旋转运动流线方程x2y2=C2 12.5 P=P0)(4922yx14 恒定平面势流14.1 u = u =-4= +c 14.4 AB=2m3/s.m 15 渗流15.1 q=0.868cm3/s.m 15.2 h0/m 3 4 5 6 Q/m3/s 0.000282 0.000255 0.000218 0.000168 15.3 1.53m 15.4 q=2.36 10-5m3/s.m 15.5 计算点1 2 3 4 5 6 hN/m 12 13.5 16.0 13.0 13.0 12.0 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 9 页优秀学习资料欢迎下载hf/m 0 1.0 4.0 6.0 9.0 10.0 mrP/12 12.5 12.0 7.0 4.0 2.0 Q=4 10-5m3/s.m 18 相似原理和模型试验基础18.2 Qp=322m3/s Hp=3.0m Vp=15m/s 18.3 v=5.1 Q=3447 t=5.1 QM=0.0934 m3/s 0.10m3/s 满足实验室最大供水流量要求18.4 qM=6.39L/s.m 18.3 v=5.0h5.1hLQ5 .0)(hvc精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 9 页