吴持恭水力学习题答案

1、0.1 P=816.33kg/m0.2当 y=0.25H 时du习题答案0绪论31.058H0.4 f = g0.5 h的量纲为L0.6184N 0.7 K=1.96X 108N/mf dp=1.96 X 105N/mf1水静力学1.1 Pc=107.4KN/m h=0.959m1.2 Pb-Pa=0.52KN/Ri P ak=5.89KN/r P bk=5.37KN/r1.3 hi=2.86m h 2=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4.28mo1.4 Pc=27.439KN/m1.5 %750.68h KN/m21.6 P2-pi=218.05

2、N/m2mAbB1.7 =AB1.8 P=29.53KN方向向下垂直底板P= 01.9 W=34.3rad/s W max=48.5rad/s1低二沁卫L1.12 当下游无水 P =3312.4KN() P 2=862.4KN(；)当下游有水 P=3136KNL) P 2=950.6KN(J )1.13 T=142.9KN1.14 当 ha=0 时 T=131.56KN 当 ha=h2=1.73m 时 T 二 63.7KN1.15 0 0转轴距闸底的距离应为1.2m1.16 P=433KN L D=2.256m(压力中心距水面的距离)1.17 P=567.24KN1.19 P二45.54KN总

3、压力与水平方向夹角=14o 28*1.20 P =353KN P =46.18KN 方向向下1.21 H=3m1.22 =1.0cm1.23 F=25.87KN (J)2液体运动的流束理论2.1 Q=211.95cm3 s V = 7.5cm/s2.2 h w=3.16m2.3 比=2.35m2.4 P ki=63.8KN/iti?32.5 Q=0.00393m /s2.6 Q=0.0611m3/s2.7 =0.9852.8Q=0.058m /s2.9 S点相对压强为一4.9N/cm,绝对压强为49N/cm22.10 V 3=9.9m/s Q=0.396m 3/s2.11 R=391.715K

4、N()2.12 R=3.567KN合力与水平方向夹角=37o82.13 R =98.35KN()2.14 R =2988.27KN()2.15 R=1.017KN(J)2.16 R=153.26KN()X2.17 =232.18 F=2mvR22.20 F=C dL222.19 Q= 2g H2n2.21 -pa 2.44m-pb 4.44m2.22 Q i=Q(1 cos )Q2 q(1 COS )222.23 R=2145KN=54o 68*2.24 m=3.12kg2.25 T充二24分34秒T妇23分10秒3.液流型态及水头损失3.1 d增加，Re减小3.2 艮=198019.8200

5、0 紊流3.3 R e=64554500 紊流3.4 o 0.0096 cm3.5 当 UxV 时ym0.577hUg33.6 Q “ 0.1654m3/s33.24N /m23.7当 Q=5000cr7/s 时,Re=19450紊流一 0.2光滑管区o0.027当 Q= 20000cm/s 时Re=78200 紊流-0.775o过渡粗糙区0.026当 Q= 200000cnT/s 时 Re=780000 紊流一7.1 粗糙区 0.023o33若 I = 100m 时 Q= 5000 cm/s 时 h(=0.006m Q=2000 cm /s 时 hf=0.09mQ = 200000 cm3/

6、s 时 h(=7.85m3.8 二 0.0423.9 n=0.0113.10 =0.293.11 Q=0.004m 3/s3.12 h=0.158m3.13Z=11.1m3.14=24.74有压管中的恒定流4.1 当 n=0.012 日寸 Q=6.51 m 3/s33当 n=0.013 时 Q=6.7m3/s当 n=0.014 时 Q=6.3 m 3/s334.2 当 n=0.0125 时 Q=0.68 m 3/s 当 n=0.011 时 Q=0.74 m 3/s3当 n=0.014 时 Q=0.62 m 3/s4.3 Q max =0.0268 m/s Z=0.82m4.4 当 n=0.01

7、1 时 H=7.61 m 当 n=0.012 时 H=7.0 m4.5 H t=30.331 m4.6 n 取 0.012 Q=0.5 m 3/s h vmax=5.1m4.7 n 取 0.0125 时 H a= 21.5m 水柱高=135.21m4.8 Q i=29.3L/s Q 2=30.7L/s4.9 H=0.9m4.10 Q 2=0.17 ms Q 3=0.468 m3/s4.11 Q 1=0.7 m環 Q 2=0.37 m3/s Q 3=0.33 m3/s4.12 H i=2.8m4.13 Q=0.0105 m 3/s P B=10.57KN/m24.14 Q 1=0.157 Q25

8、明渠恒定均匀流5.1 V=1.32m/s Q=0.65 m /s5.2 Q=20.3 m 3/s5.3 Q=241.3m3/s5.4 h=2.34m5.5 h=1.25m5.6 b=3.2m5.7 b=71 m V=1.5 m/s大于V不冲二1.41 m/s故不满足不冲流速的要求5.8 当 n=0011 时 i=0.0026=51.76m当 n=0.013 时 i=0.00365.9 i=1/3000 V=1.63m/s hki 缓流ho2=0.8m hk2 缓流6.3 h k=1.56m Vk=3.34m/s V w=5.86m/s h k h o缓流 V wV 缓流6.5 i k=0.00

9、344 i 缓坡6.7 L很长时，水面由线为Cox bob 2型。当L很短时，水面曲线可能为Cox Q或 Co、e型，当L较长时，水面曲线可能为Co、lb?或b。、lb?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ho=O.96m hK=0.61m hohK缓坡，故产生a型壅水曲线，在0.97-1.50 间内插 h,求 So6.10前段a型，两闸门间a i型,后段G型接水跃。6.11S=3497.9m6.12S=129.462m6.13进口断面 b=8m h=1.37m中间断面 b=6m h=0.82ms 进-中二49.71出 口断面 b=4m h=1.07ms中-岀二

10、50.18图略7.1 h 1=0.301 m7 水跃7.2 Fr 1=9.049.0 强水跃 h 2=6.15m7.1 h 1=0.301 m7.3 Ej=14.23m Pj=6972.7Kw Ej040m E=14.63m Kj=37.5m7.4 L j=6.73m=106h 2=1.7m7.5 h .=0.71 m h “1.55m hK=1.18m h y h& h 02水流由急流过渡缓流必产生水跃。设跃后水深为h2= h=1.55m跃前水深hi=0.87m。hi 5发生远驱 水跃, 即水跃发生在缓坡处，以h,=0.71m和h=0.87m作控制水深，推求S=55.8m 图略。堰流及闸孔出

11、流8.1 Q=0.77 m /s8.2 b=30.52m8.3 H d=17m 堰顶高程 250.85m X c=28.348m Yc=21.89mr=18.588-37.175m 取r=25m时，反弧园心点坐标X o - 75.634m Y 0=45.85m D 点坐标 Xd= 55.155m YD=60.189mE 点坐标 X=75.634m Y E=70.85m当上游水位高程为267.0m时，q=6167.8 m3/s当上游水位为269.0m时Q3=7565.2 m /s3当 Q= 6000 m /s 时上游二266.53m8.48.53当下游二 17.75 时 Q 二 414.9 m

12、/s 当下游二 16.70 时 Q 二 702.2 m /s3Q=8987.8 m /s8.6=2.7 2.5h远驱式水跃，如水跃从1 1断面开始则 所需下游水深为ht=2.32m.9.4 d=0.9m L j=25.8m L k=(0.7-0.8)L j 取 LK=19m9.5 h c=0.99m h ； =14.3mh产生远驱式水跃坝高 C= 8.54m L k=( 61.2 70) m,取 L=65m9.6 1=142.9m t s=9.46m i=0.074冲刷坑不会危及坝的安全。2.5 510有压管中的非恒定流10.1 T=1.24sT s 直接水击H= 9.87m l= T=9.6

13、7m10.2 提示：增速减压增速增压减速增压减速减压四个过程二 88960.5KN/ mP=1170.8 KN/m10.3 阀门突然关闭时H= 227.07m当管壁厚度不变D二400mrr时,10.4 H 200 309.27m10.5 HiA=75.2m H A=67m10.6 t=0.71 s v=03=1.96 m/sdt11明渠非恒定流11.1 t A=0.68h t B=0.768h11.2第二时段波向下游传播，距1断面距离为2800m每流段S二4000m,共分7个流段，每个断面的水位流量见下表X断面项目、12345678水位2504.8498.2491.2484.2477.5470.7464.2457.7流量Q2100197015901242100084076073512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X?+ yJC12.5 P=Po (x214恒定平面势流14.1 u = au = a 4= a+c14.43ab =2 a m/s.m15渗流315.1 q=0.868cm /s.m15.2hc/m3456Q/mVs0.0002820.0002550.0002180.00016815.2 1.53m15.3 q=2.36 x 10_5ni/s.m15.5计算点123456hMm1213.516.013.0