水力学教程部分答案

1、第一章绪论 1-2. 20C的水2.5m3，当温度升至80C时，其体积增加多少？ 解温度变化前后质量守恒，即V*2 3 又20C时，水的密度1 998.23kg/m 80C时，水的密度2 971.83kg /m3 1V1 3 2.5679m 6 / 17 则增加的体积为V V2 V1 0.0679m3 1- 4 一封闭容器盛有水或油，在地球上静止时，其单位质量力为若干？当封闭容器从空中 自由下落时，其单位质量力又为若干？ 解在地球上静止时： fxfy0；fzg 自由下落时： fxfy0；fzgg 0 第二章流体静力学 2- 1. 一密闭盛水容器如图所示，U形测压计液面高于容器内液面h=1.5m

2、，求容器液面的相 对压强。 解P0 Pagh pe p0 pa gh 1000 9.807 1.5 14.7kPa 2-3.密闭水箱，压力表测得压强为 4900Pa。压力表中心比 A点高0.5m ,A点在液面下1.5m。 求液面的绝对压强和相对压强。 解Pa P表 0.5 g Po Pa1-5 gp表 g 4900 1000 9.84900 Pa Po Po Pa4900 9800093100Pa hi h2 A B 2.8绘制题图中 AB面上的压强分布图。 解: phi Pgh1 Pt_ Ph2b P（h2-hi） 12 5 如题2.5图所示，水平安装的文丘里流量计的断面 1 1利喉道断面2

3、 2各有条测压管，测压管的水柱高度分别为舫 =1 m忌=0.4叫两个斷面面积分别为 v2 4 1.8 3.14 1.02 2.29m/s 伯努利方程: p1 0 1 g 2 Vi P2 P2 Pi g 2 V1 2 V2 亦 2 V2 2 392 103 2 2 1 0222 292 1000389.898kPa 动量方程: F p1F F p2 di F P1- F 4 392 103 qV (V2 d； r 2 3.14 1.5 Vi) qvM Vi) F 389.898 4 692721.18 306225.17 2286 103 2 3141 02 1000 1.8 (2.29 1.0

4、2) 3- 382.21kN 3-19. 在水平放置的输水管道中，有一个转角 450的变直径弯头如图所示，已知上游管 道直径d1600mm ,下游管道直径d2 300mm ,流量 qV 0.425 m3/s ,压强 pi 140kPa ,求水流对这段弯头的作用力，不计损失。 Va 和 Vb 解(1)用连续性方程计算 V1争 ?id1 4 0.4251.5 m/s； n 0.62 V2 4Q d 4 0.4256.02 m/s n 0.32 (2) 用能量方程式计算 P2 (3) Rx 和 Ry , 2 V1 2g P2P1 0.115 m； 2 生 1.849 m 2g 2 _Vl _v_ 2

5、g 2g 140 9.81 (0.115 1.849) 122.98 kN/m2 将流段1-2做为隔离体取出，建立图示坐标系，弯管对流体的作用力 R的分力为 列出x和y两个坐标方向的动量方程式，得 2 p2 d2 cos45 FyQ(v2 cos45 0) 4 22 p-i d1p2 d2 cos45 FxQ(v2 cos45 44 将本题中的数据代入： W) =32.27kN Fx pi d-2 P2 d； cos45qv(V2 cos45 44 2 Fyp2 d2 cos45qVv2 cos45 =7.95 kN 4 FF： Fy2 33.23kN 1 Fy0 tan 13.83 Fx 水流对弯管的作用力 F大小与F相等，方向与F相反。 单宽流量qV=14m3/s, F。假定摩擦阻力与水 3-20.如图所示，在河道上修筑一大坝。 已知坝址河段断面近似为矩形, 上游水深h1=5m，试验求下游水深h2及水流作用在单宽坝上的水平力 头损失可忽略不计。 解由连续性方程: qV Bh2v2 V1 qV 14 2.8m/ s; v2 14 Bh, 5 h2 由伯努利方程： 2 2 h1 0 V1 h2 0 宜V22 2g(hi h2) V1 2g 2g 14 22 ()2 9.807(5 h2)2.8 h2 h21.63m 由动量方程： Fpi Fp2 F