（精選）水力學(xué)課后習(xí)題答案Word版

1、0 緒論1 水靜力學(xué)2 液體運(yùn)動(dòng)的流束理論3 液流型態(tài)及水頭損失4 有壓管中的恒定流5 明渠恒定均勻流6 明渠恒定非均勻流7 水躍8 堰流及閘孔出流9 泄水建筑物下游的水流銜接與消能10 有壓管中的非恒定流11 明渠非恒定流12 液體運(yùn)動(dòng)的流場(chǎng)理論 14 恒定平面勢(shì)流15 滲流18 相似原理和模型試驗(yàn)基礎(chǔ)0 緒論0.1 816.33kg/m3 0.2 當(dāng)y=0.25H時(shí)當(dāng)y=0.5H時(shí)0.4 f = g0.5 h的量綱為L(zhǎng)0.6 Ff184N0.7 K=1.96×108N/m2 dp=1.96×105N/m21 水靜力學(xué)1.1 Pc=107.4KN/m2 h=0.959m1

2、.2 PB-PA=0.52KN/m2 PAK=5.89KN/m2 PBK=5.37KN/m21.3 h1=2.86m h2=2.14m 內(nèi)側(cè)測(cè)壓管內(nèi)油面與桶底的垂距為5m，外側(cè)測(cè)壓管內(nèi)油面與桶底的垂距為4.28m。1.4 Pc=27.439KN/m21.5 PM=750.68h KN/m21.6 P2-p1=218.05N/m21.7 =1.8 P=29.53KN 方向向下垂直底板 P01.9 W=34.3rad/s Wmax=48.5rad/s1.10 a=1.12 當(dāng)下游無(wú)水 Px=3312.4KN() P2=862.4KN()當(dāng)下游有水 Px=3136KN() P2=950.6KN()1

3、.13 T=142.9KN 1.14 當(dāng)h3=0時(shí)T=131.56KN 當(dāng)h3=h2=1.73m時(shí) T63.7KN1.15 00轉(zhuǎn)軸距閘底的距離應(yīng)為1.2m1.16 P=4.33KN LD=2.256m(壓力中心距水面的距離)1.17 P=567.24KN 1.19 P45.54KN 總壓力與水平方向夾角14º28´1.20 Px=353KN Pz=46.18KN 方向向下1.21 H=3m1.22 =1.0cm1.23 F=25.87KN ()2 液體運(yùn)動(dòng)的流束理論2.1 Q=211.95cm3/s V7.5cm/s2.2 hw=3.16m 2.3 =2.35m2.4 P

4、K=63.8KN/m22.5 Q=0.00393m3/s2.6 Q=0.0611m3/s2.7 =0.9852.8 Q=0.058m3/s2.9 S點(diǎn)相對(duì)壓強(qiáng)為4.9Ncm2，絕對(duì)壓強(qiáng)為4.9N/cm22.10 V3=9.9m/s Q=0.396m3/s2.11 Rx=391.715KN()2.12 R=3.567KN 合力與水平方向夾角37º8´2.13 Rx=98.35KN()2.14 Rx=2988.27KN()2.15 Rx=1.017KN()2.16 Rx =153.26KN()2.17 =2 2.18 F=2.19 Q=H2.52.20 F=CdL22.21 2

5、.22 Q1=cos 2.23 R=2145KN =54º68´2.24 m=3.12kg2.25 T充24分34秒 T放23分10秒3. 液流型態(tài)及水頭損失3.1 d增加，Re減小3.2 Re=198019.8>2000 紊流3.3 Re=64554>500紊流3.4 3.5 當(dāng) 3.6 Q/s 3.7 當(dāng)Q=5000cm3/s時(shí)，Re=19450紊流 光滑管區(qū)當(dāng)Q20000cm3/s時(shí) Re=78200紊流 過渡粗糙區(qū) 當(dāng)Q200000cm3/s時(shí) Re=780000紊流 粗糙區(qū) 若l100m時(shí)Q5000 cm3/s時(shí) hf=0.006m Q=2000 cm

6、3/s時(shí) hf=0.09m Q200000 cm3/s時(shí) hf=7.85m3.8 0.0423.9 n=0.0113.10 =0.293.11 Q=0.004m3/s3.12 h=0.158m3.13 Z=11.1m3.14 =24.74 有壓管中的恒定流4.1 當(dāng)n=0.012時(shí) Q=6.51 m3/s 當(dāng)n=0.013時(shí) Q=6.7m3/s當(dāng)n=0.014時(shí) Q=6.3 m3/s4.2 當(dāng)n=0.0125時(shí) Q=0.68 m3/s 當(dāng)n=0.011時(shí) Q=0.74 m3/s 當(dāng)n=0.014時(shí) Q=0.62 m3/s4.3 Q=0.0268 m3/s Z=0.82m4.4 當(dāng)n=0.011

7、時(shí) H=7.61 m 當(dāng)n=0.012時(shí) H=7.0 m4.5 Ht=30.331m4.6 n取0.012 Q=0.5 m3/s h=5.1m4.7 n取0.0125時(shí) H21.5m水柱高4.8 Q1=29.3L/s Q2=30.7L/s =135.21m4.9 H=0.9m 4.10 Q2=0.17 m3/s Q3=0.468 m3/s4.11 Q1=0.7 m3/s Q2=0.37 m3/s Q3=0.33 m3/s4.12 H1=2.8m4.13 Q=0.0105 m3/s P=10.57KN/m24.14 Q1=0.157 Q25 明渠恒定均勻流5.1 V=1.32m/s Q=0.65

8、 m3/s5.2 Q=20.3 m3/s5.3 Q=241.3 m3/s5.4 h=2.34m5.5 h=1.25m5.6 b=3.2m5.7 b=71m V=1.5 m/s大于V不沖1.41 m/s 故不滿足不沖流速的要求5.8 當(dāng)n=0.011時(shí) i=0.0026 =51.76m當(dāng)n=0.012時(shí) i=0.0031 當(dāng)n=0.013時(shí) i=0.0036 當(dāng)n=0.014時(shí) i=0.00425.9 i=1/3000 V=1.63m/s<V允 滿足通航要求5.10 n=0.02 V=1.25m/s5.11 當(dāng)n=0.025時(shí) b=7.28m h=1.46m當(dāng)n=0.017時(shí) b=6.3m

9、 h=1.26m當(dāng)n=0.03時(shí) b=7.8m h=1.56m5.12 hf=1m5.13 Q=4.6 m3/s5.14 Q=178.2m3/s5.15 hm=2.18m bm=1.32m i=0.000365.16 =119.87m Q1=45.16m3/s Q2=354.84 m3/s6 明渠恒定非均勻流6.1 Vw=4.2m/s Fr=0.212 緩流6.2 hk=0.47m hk=0.73m h01=0.56m> hk緩流h02=0.8m> hk緩流6.3 hk=1.56m Vk=3.34m/s Vw=5.86m/s hk > h0緩流 Vw>V緩流6.5 iK

10、=0.00344> i緩坡6.7 L很長(zhǎng)時(shí)，水面由線為C0、b0 b2型。當(dāng)L很短時(shí)，水面曲線可能為C0、C2或C0、b2型，當(dāng)L較長(zhǎng)時(shí)，水面曲線可能為C0、b2或b0、b2型。圖略。6.8 提示：L不同，水躍發(fā)生的位置不同。6.9 提示：先求h0=0.96m hK=0.61m h0>hK 緩坡，故產(chǎn)生a1型壅水曲線，在0.971.50間內(nèi)插h,求。6.10 前段型，兩閘門間型，后段C1型接水躍。6.11 =3497.9m6.12 =129.462m6.13 進(jìn)口斷面 b=8m h=1.37m 中間斷面b=6m h=0.82m 進(jìn)一中49.71 出口斷面 b=4m h=1.07m

11、中一出50.18 圖略7 水躍7.1 h1=0.301m7.2 Fr=9.04>9.0 強(qiáng)水躍 h2=6.15m7.3 Ej=14.23m Pj=6972.7Kw Ejj=0.40m E=14.63m Kj=37.5m7.4 Lj=6.73m =1060 h2=1.7m7.5 h01=0.71m h02=1.55m hK=1.18m h01< hK< h02水流由急流過渡緩流必產(chǎn)生水躍。設(shè)躍后水深為h2= h02=1.55m 躍前水深h1=0.87m。 h1h01發(fā)生遠(yuǎn)驅(qū)水躍，即水躍發(fā)生在緩坡處，以h01=0.71m和h1=0.87m作控制水深，推求S=55.8m，圖略。8

12、堰流及閘孔出流8.1 Q=0.77 m3/s8.2 b=30.52m8.3 Hd=17m 堰頂高程250.85m Xc=28.348m Yc=21.89m r=18.588-37.175m取r=25m時(shí)，反弧園心點(diǎn)坐標(biāo) X75.634m Y=45.85m D點(diǎn)坐標(biāo)XD55.155m YD=60.189m E點(diǎn)坐標(biāo)XE=75.634m YE=70.85m 圖略 當(dāng)上游水位高程為267.0m時(shí)，Q6167.8 m3/s 當(dāng)上游水位為269.0m時(shí)Q7565.2 m3/s 當(dāng)Q6000 m3/s時(shí) 上游266.53m8.4 當(dāng)下游17.75時(shí) Q414.9 m3/s 當(dāng)下游16.70時(shí) Q702.2

13、 m3/s 8.5 Q=8987.8 m3/s 8.6 =2.7 2.5<<10 寬頂堰 Q91.5 m3/s (提示：考慮行進(jìn)流速V0的影響)8.7 當(dāng)下游8.5m時(shí)，0.66 h=7.145m Q=202.44 m3/s 當(dāng)下游14時(shí) Q157.9 m3/s 8.8 Q=24.84 m3/s 8.9 B=5.8m8.10 e=1.07m8.11 Q=22.02 m3/s 9 泄水建筑物下游的水流銜接與消能9.1 hc=0.645m h=4.21m 遠(yuǎn)驅(qū)式水躍9.2 hc=0.31m h=1.89m 遠(yuǎn)驅(qū)式水躍9.3 以h1求其躍后水深 h=2.32m>ht 遠(yuǎn)驅(qū)式水躍，如

14、水躍從11斷面開始則所需下游水深為ht=2.32m.9.4 d=0.9m Lj=25.8m LK=(0.7-0.8)Lj 取LK=19m9.5 hc=0.99m h=14.3m>ht 產(chǎn)生遠(yuǎn)驅(qū)式水躍 壩高C8.54m LK（61.270）m，取LK=65m9.6 l=142.9m ts=9.46m i=0.074<ik=沖刷坑不會(huì)危及壩的安全。10 有壓管中的非恒定流10.1 T=1.24s>Ts 直接水擊 H9.87m l=T=9.67m10.2 提示：增速減壓 增速增壓 減速增壓 減速減壓四個(gè)過程10.3 閥門突然關(guān)閉時(shí)H227.07m 88960.5KNm3 當(dāng)管壁厚度

15、不變 D400mm時(shí)，P=1170.8 KNm210.4 309.27m10.5 =75.2m H=67m10.6 t=0.71s v=0 =1.96 m/s211 明渠非恒定流11.1 tA=0.68h tB=0.768h11.2第二時(shí)段波向下游傳播，距1斷面距離為2800m,每流段S4000m,共分7個(gè)流段，每個(gè)斷面的水位流量見下表斷面項(xiàng)目12345678水位2504.8498.2491.2484.2477.5470.7464.2457.7流量Q2100197015901242100084076073512 液體運(yùn)動(dòng)的流場(chǎng)理論12.1 恒定流 有線變形、角變形，無(wú)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 流線方程 x2y2=C212.5 P=P014 恒定平面勢(shì)流14.1 ux=x uy=-y 4=xy+c14.4 q=2 m3/s.m15 滲流15.1 q=0.868cm3/s.m15.2 h0/m3456Q/m3/s0.0002820.0002550.0002180.00016815.3 1.53m15.4 q=2.36×10-5m3/s.m15.5 計(jì)算點(diǎn)1234