水力學第27章答案(呂宏興裴國霞等)培訓課件

1、此文檔僅供收集于網(wǎng)絡，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 2-1 解： (1) Pa+ 丫水 H=y h;所以 Pa= y h- 丫水 H=38.02kPa ( y=13.6 丫水) (2)測壓管長度： pA= 丫水 h所以 h= pa/ 丫水=38.02 X 103/9.8 X 103=3.88m 2-3 解： hi Pa-W=pB-Yhi+h2+h)+ Yhi 所以，PA-pB= Yhi- Yhi+h2)=13.6 X 9.8X 0.53-9.8 X (0.53+1.2) =53.68kPa 只供學習與交流 2-6 解: pA= Y(hi+h2)- Yhi+h2)=13.6 XX 9.8XX 0.53

2、-9.8 X (0.53+1.2)=53.68kp a 2-7 解: (1) 左支： 絕對：pc=po+ Yo=86.5+9.8 x 2=106.1kPa (2) 右支： pc=pa+ y水 h;h= ( pc-pa) /丫水=(106.1-9.8) /9.8=0.827m 2-8 解：pA=0.6pa=0.6X 98=58.8kpa (1)左支：pA= Yi hi=pA/y=58.8/9.8=6m (2)右支：pA+ Y= YHh2 h2= ( pA+ Y) /Y=0.456m 2-10 解：設(shè)管嘴內(nèi)的絕對壓強為p,則 p+ 如=pa Pv=pa- p= Y=9.8 X 0.6=5.886k

3、pa 2-12 A Z y- A 0 h 解：(1)設(shè)容器底部面積為 S,相對壓強為P,對容器底部進行受力分析: 由牛頓第二定律：F=m- a; - (P+G)=-m - a 所以得出 p - s+ 丫 s - h= p - s - h - a p= p - h - a _Y= Y/g a_Y= Y(a/g_1) p=9.8 X 2(4.9/9.8-1)=-9.8kN/ m2 相對壓強為0 p= W(1-a/g)=o 由式可知 a/g-1=0 a=g=9.8m/s2 時，P=0 2-16 hl h2 (d) h3 解: i1 .JJ A hl- A jfi- *P z i i h2 h3 1

4、一匕怖 i B 下游無水時，hi=i.2m， h2=1.85m， b=3m (1)求靜水總壓力P 方法 10 : P= Qb=1/2 Y什 Yhi+h2) X AB X b=1/2 X 9.8X (2 X 1.2+ 1.85) X 2.14 X 3=133.7kN 方法 20 : P= YcA= Yh1+h2/2) X AB X b=133.7kN h3 (2) 計算P的作用點D的位置： e=l/3 ( 2h 什h2)/ ( hi+h2x) =0.915m (其中 hx =hi+h2) (3) 計算T: 因為M=0貝U: P AC+G AO cos60 其中：AC=AB-e=2.14-0.91

5、5= AO=AB/2 133.7X (2.14-0.915)+9.8 X 2.14/2 X 1/2=T X 2.14 X 1/2 所以 T=158kN 下游有水時，AB=2.14,b=3m，Pa= Yn=9.8 x 1.2=11.76kPa, pA=pB (1)靜水總壓力 P左=y hciAi=9.8X (hi+h2/2)x AB x b=Pi=133.7kN (其中 hc1=h1+h2/2 A1=AB x b)e1=0.915m P 右=丫 hc2A2=9.8 x h2/2x AB x b=P2=58.2kN (其中 hc2=h2/2) e2=l/3=2.14/3=0.71m (2)因為M=

6、0 P 1 x (AB-e 1) +GX AOx cos60=Tx ABX cos60 +F2 x (AB-e 2) T=80.2 kN 2.18 已知：H=3m,b=5m,R=4.3m, 0=45 求 P及作用點 H=Rs in 45=4.3x=3m 2 (1)水平分力： Px= YieAx=9.8X 1.5X 3X 5=220.5(KN) (2)鉛垂分力： Pz= yv= y?x b=9.8X 1.143X 5=56.01(KN) 其中：？=s 梯 OABC S 扇 OAC =8.4-7.257=1.143 m2 S 梯 oabc=0.5X 4.3+(4.3-3 ) X 3=8.4 m2

7、S扇 oa(= 45 n R= 45 X 3.14 X 4.3 =7.257 m 0 0 360360 - 2 (3)P= : Px 2 2 Pz= 220.5 2 56.01 =227.5(KN (4) p與水平面的夾角a: a =arcta n Pz =arctan 56.01 =14.25 0=14015 Px220.5 2-19 Pz (a) r*h (b) 2-20 解:已知 b=10m, k=8m 7 173 (m) E P I r*h 165(m) 170 (m) (1)夾角計算: Sin 3= (173-170) /8=3/8=0.375 (cosBi=550.5/8) 3=2

8、2.02 Sin 3= (170-165) /8=5/8=0.625 (cos 32=0.781 ) 3=38.680 (2)水平方向水壓力 Px：(閘門寬b=10m) 公式：Px=Y1cAx=9.8 X 4 X 8X 10=3136kN (另法：Px=1/2 X 9.8 X 8X 8 X 10=31363136kN ) (3 )垂直方向水壓力 Pz= Y 關(guān)鍵計算壓力體體積V=三角形ofc ( 11.12 m2) +扇形ocd (33.88 m2)-梯形ofed (34.36) 所以 V= (11.12+33.86-34.36 )X 10=10.636 X 10=106.36m3 Pz= Y

9、/=9.8 X 106.36=1042.33kN (4)總壓力P: P=(Px2+Pz2)=3304.7kN 作用方向a =arcta n1042.3/3304.7=17.51 P與水平面夾角 17.51 且過o點。 2.24 解：已知ABCD寬度b=5m vh wh D (1) 作用于BC弧上的水平分力：(兩種方法) 壓力圖法： R=? b= 丫 JH X 2RX b=9.8X 1 X 2 X 1X 5=98(KN) 分析法： Px左=Yc左 Ax=9.8 X (JH+R) X (2R X b)=9.8 X 2X 2 X 5=196(KN) Px右=Yc 右 Ax=9.8 X RX 2R X

10、 b=9.8 X 1 X 2 X 5=98(KN) P=Px左-Px右=98 ( KN)方向水平向右 (2) 作用于AB弧上的鉛垂分力 Pz： Pz= y 可見Pz左，Pz右大小相等，方向相反，故Pz=0 故作用在BC段上的靜水總壓力 P=Pz=98KN,方向過0點水平向右。 水力學第四章 4.7 0 247 已知：l=10m,d=50mm,h=0.80m Q=0.00274(m3/s)求 90 Q 0.0027 V= =1.4m/s A n2 4 . 0.05 圓管（計算均勻流沿程水頭損失的一個基本公式） 達西一威廉巴赫公式hf= 2 v_ 2g hf=h=0.8m（ABO無局部水頭損失）

11、故=2g l V 4.11 紊流粗糙區(qū)。 A=24m 2,X=12m,v=2.84m/s, 已知：棱柱體渠道，均勻流, J=0.002.求 n 一般渠道中的流動為均勻流 V=C、RJ = 1 R n 1 j2,故 3 n=RJ v 1 2 =0.025 4.12 (3) 謝才公式：v=C . RJ .n 2 d A= d2 R= 44 n 取 0.013 k=AC .R = l n 其中 1 c= n J= 2 2 A C R 1 R6 2 =Q_ = 2 k R3 x n d2=1751.15(m3/s) 2 故 hf= Q2 l=3.91(m) k (n=0.012,k=1897.08,h

12、 f=3.33m 偏小) 水力學第五章 （2）有壓管道中的恒定流 5.2已知：預制混凝土引水管 查表（P118）n=0.010.013 D=1m,l=40m,=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=比A$2g Ho n 取 0.013 假設(shè)在阻力平方區(qū) 8g =2 c 作用水頭Ho=70-62.5=7.5m （管道形心點與上有水面的距離） 4 24 A=D2=m2 nn pc =一 1 1 c=R6 1 6 (4) 1 =61.05( m2 /s) 8g2 =0.021 c =0.668 .1 4 Q=0.668 x x 2g .

13、7.5=6.36 (m3/s) n V= 一=8.10m/s1.2m/s原假設(shè)成立 A n 4 5.4 已知 Zs=4.5m,l=20m,d=150mm,l 1=12m,d1=150mm, =0.03 E自網(wǎng) =2.0 , E水泵閥 =9.0, E go。=0.3 ，若 hvW 6m,求：(1)泵 (2) Z ? Z5 2 0 1 1 (5 )解：水泵安裝高度為: n 0.013 ZsW hv- li a + 丫_+ di 2l i 故 Vmax=(hv-Zs)2g/( a +嚴 + di =(6-4.5) x 19.6/(1+0.03 x 12 +9.0+0.3) 0.15 =2.15 故

14、vmax=1.52 (m/s) 2 Qmax=Vmax.A=1.52 x=0.0269(m 3/s) (4)對于自流管：Q=比A,2gz 2 作用水頭Z=Q2/A22g c 2 其中 A= =0.018 4 1 20 0.15 =0.378 2 1 2 故 Z=2 0.0269_2=0.83 ( m) 0.3780.018196 5.6已知: d=0.4m,H=4m,Z=1.8m, 11 =8m, l 2 =4m, 3=12m 求(1) Q ( 2) Pmin的斷面位置及hvmax 解：（1）淹沒出流: Q=阻 A . 2gz （n的取值及E的取值都要明確 取 n 為 0.013, 1 c=

15、n 1 1104 R6 x(7)=5241(m2 1 /s) =粵=0.029 c Mc = =0.414 0.029 8 4 12 0.4 2.5 2 0.3 1.0 2 n K n2 A= = X 0 4 =0.1256( m2) 故 Q=0.414 X 0.1256X 2g 4 =0.460(m3/s) (3)最小壓強發(fā)生在第二轉(zhuǎn)折處(距出口最遠且管道最高) n=0.012 對上游1-1,2-2，列能量方程，0-0為上游水面 2 0+ -Pa +0=(Z d)+ 巳 +_v +(- +)也 22gd2g Q 0.473 V2=3.766(m A 0.1256 2 . Pa P2 7 d

16、/ 彳 IV2 hv=Z +(1)+ 2d2g 2 x 3.766 19.6 =(1.8-0.2)+(1+0.024 =4.871(m) 5.9解：如P145例5 法 1:取 Ch=130 9 采用哈森-威廉森s=%A 乂亠=理霽 dChd 10 S1=1.38 x 10 (d1=1200mm) 10 S2=3.35 x 10 (d2=1000mm) 10 S3=9.93 x 10 (d3=800mm) 假設(shè)J節(jié)點壓力水頭為 h=25(m)(5mhv不沖 A=(b+mh)h=(3.4+1.5 X 1.5) X 1.5=8.48 m2 =b+2h . 1 m2 =3.4+2 X 1.5 . 1 2 1.5 =8.81m A 8.48 R= =0.96m 8.81 1 1 當 n=0.03,C=J = Q00F=33.1(m/s) 1 Q=AC、Ri =8.48 X 33.1 X J-0196 =3.41m3/s 6500 Q 3.41 v= =0.4m/s A 8.48 V =0.5m/sv 所以在此條件下會發(fā)生淤積 水力學第七章 7-6 梯形水躍 Q=25m3/s, b=5m, m=1.25, h2=3.14，求 h1 解：q