吴持恭《水力学》知识题目解析

1、0.1p =816.33kg/m 30.2当y=0.25H时詈当y=0.5H时詈0.40.5h的量纲为L0.6Ff = 184N0.7K=1.96 xl08N/m1.1Pc=107.4KN/m 21.21.3习题答案0 绪论1.058 UmHO.84 晋dp =1.96 X105N/m 21水静力学h=0.959mPb-P A=0.52KN/m 2 PAK=5.89KN/m 2 PBK=5.37KN/m 2h1=2.86mh2=2.14m5m，外侧测1.4P c=27.439KN/m 21.5PM=750.68h KN/m 21.6P2-p1=218.05N/m 21.7"A rBB

2、=A B1.8P=29.53KN方向向下垂直底板P = 01.9W=34.3rad/sW max =48.5rad/s1.10a=2g(H h)L1.12当下游无水P =3312.4KN()P2=862.4KN(当下游有水P =3136KN()P2=950.6KN( 01.13T=142.9KN内侧测压管内油面与桶底的垂距为压管内油面与桶底的垂距为4.28m。0h3=h 2=1.73m 时1.140 0转轴距闸底的距离应为1.2m当 h3=0 时 T=131.56KN 当T = 63.7KN1.151.16P=4.33KNLD=2.256m（压力中心距水面的距离1.17P=567.24KN1.

3、19P = 45.54KN总压力与水平方向夹角=14o28 '1.20P =353KN P =46.18KN 方向向下1.21H=3m1.22=1.0cm1.23F=25.87KN ()2液体运动的流束理论2.1 Q=211.95cm 3/s V = 7.5cm/s2.2h w =3.16m2.3P2 =2.35m2.4Pk1 =63.8KN/m 22.5Q=0.00393m 3/s2.6Q=0.0611m 3/s2.7=0.9852.8Q=0.058m 3/s2.9S点相对压强为4.9N /cm2,绝对压强为4.9N/cm2.10V3=9.9m/sQ=0.396m 3/s2.11R

4、=391.715KN()2.12R=3.567KN合力与水平方向夹角=37 o8 2.13R =98.35KN()2.14R =2988.27KN()2.15R =1.017KN( J)2.16R =153.26KN()2.17=2 4322.18L mv F=R2.19Q= J2g H2.52.202F=CdL2 222.212.44mpB4.44m2.22QQ1= (1 cos2Q)Q2 (1 cos )2.23R=2145KN=54 o68 '2.24m=3.12kg2.25T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.

5、8>2000紊流3.3Re=64554>500紊流3.400.0096 cm3.5v2当一当UxV时ym0.577 hUo33.6Qmin 0.1654m3 / /s033.24N/m23.7当 Q=5000cm 3/s 时，Re=19450 紊流-0.2光滑管区0.0270当 Q = 20000cm3/s 时 Re=78200紊流-0.775 过渡粗糙区00.026当 Q = 200000cm3/s 时 Re=780000紊流-7.1 粗糙区00.023若 1 = 100mQ = 5000 cm 3/s 时hf=0.006mQ=2000 cm 3/s 时hf=0.09mQ = 2

6、00000 cm 3/s 时 hf=7.85m3.8=0.0423.9n=0.0113.10=0.293.11Q=0.004m3/s3.12h=0.158m3.13Z=11.1m3.14=24.74 有压管中的恒定流4.1当 n=0.012 时Q=6.51 m 3/s当 n=0.013 时Q=6.7m当 n=0.014 时 Q=6.3 m 3/s4.2当 n=0.0125 时Q=0.68 m 3/s当 n=0.011 时Q=0.74当 n=0.014 时Q=0.62 m 3/s4.3Q m ax =0.0268 m3/sZ=0.82m4.4当 n=0.011 时H=7.61 m 当 n=0.0

7、12 时 H=7.0 m4.5Ht=30.331m4.6n 取 0.012 Q=0.5 m 3/s h vmax =5.1m4.7n 取 0.0125 时H A = 21.5m水柱高4.8Q 1=29.3L/s Q2=30.7L/s=135.21m4.9H=0.9m4.10Q2=0.17 m 3/sQ3=0.468 m 3/s4.11Q1=0.7 m 3/sQ2=0.37 m 3/s Q3=0.33 m 3/s4.12H 1 =2.8m4.13Q=0.0105 m 3/s PB =10.57KN/m 24.14Q1=0.157 Q 23/sm 3/s5 明渠恒定均匀流5.1V=1.32m/sQ

8、=0.65 m 3/s5.2Q=20.3 m3/s5.3Q=241.3 m3/s5.4h=2.34m5.5h=1.25m5.6b=3.2m5.7b=71mV=1.5 m/s 大于 V 不冲=1.415.8当 n=0.011时 i=0.0026=51.76mm/s 故不满足不冲流速的要求当 n=0.012时 i=0.0031当 n=0.013 时 i=0.0036当 n=0.014时 i=0.00425.9i=1/3000V=1.63m/s<V允 满足通航要求5.10n=0.02V=1.25m/s5.11当 n=0.025 时 b=7.28mh=1.46m当 n=0.017时 b=6.3m

9、h=1.26m当 n=0.03时 b=7.8mh=1.56m5.12hf=1m5.13Q=4.6 m3/s5.14Q=178.2m 3/s5.15hm=2.18mbm=1.32mi=0.000365.162=119.87mQ1=45.16m 3/s Q2=354.84 m 3/s6 明渠恒定非均匀流6.1Vw=4.2m/sFr=0.212缓流6.2hk1=0.47mhk2 =0.73mh0i=0.56m> h k1 缓流h02=0.8m> hk2 缓流6.3hk=1.56mVk=3.34m/sVw=5.86m/shk > h 0缓流 Vw>V 缓流6.5iK=0.003

10、44> i 缓坡6.7L 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Co、b2型，当L较长时，水面曲线可能为 Co、b2或bo、b2型。图略。提示：L不同，水跃发生的位置不同。6.86.9提示：先求 h o =o.96m hK=o.61m ho>h K 缓坡，故产生 a1 型壅水曲线，6.1o前段ai型，两闸门间a 1型，后段Ci型接水跃。6.11S=3497.9m6.12S = 1 29 . 462m6.13进口断面 b=8m h=1.37m中间断面 b=6m h=0.82m s进一中=在0.971.50 间内插h,求 s。出口断面 b=4m

11、 h=1.07ms中一出=50.18 图略49.71水跃7.1h1=0.301m7.2Fr1=9.04>9.0强水跃h2=6.15m7.3Ej=14.23mPj=6972.7KwEj=0.40mE=14.63mKj=37.5m7.4Lj=6.73m=106 0 h2=1.7m7.5h01 =0.71mh02=1.55mhK=1.18mh01<hK< h02水流由急流过渡缓流必产生水跃。设跃后水深为h2= h 02=1.55m跃前水深h1=0.87m 。 h1作>h0i发生远驱水跃，即水跃发生在缓坡处，以h0i =0.71m 和hi=0.87m 控制水深，推求 S=55.

12、8m，图略。堰流及闸孔出流8.1Q=0.77 m3/s8.2b=30.52m8.3Hd=17m堰顶高程250.85mXc=28.348mYc=21.89mr=18.588-37.175m 取 r=25mXo = 75.634mYo=45.85m时，反弧园心点坐标D 点坐标 Xd = 55.155mYD=60.189mE 点坐标 XE=75.634mYE=70.85m图略当上游水位高程为267.0m 时，Q = 6167.8 m 3/s当上游水位为269.0mQ = 7565.2 m 3/s当 Q = 6000 m 3/s 时 上游=266.53m8.4下游=17.75 时 Q = 414.9

13、m3/s 当 下游=16.70 时 Q = 702.28.5m3/sQ=8987.8 m 3/s8.9B=5.8m8.6 =2.72.5< <10宽顶堰 Q = 91.5 m 3/s （提示：考虑行进流速 VHH 的影响）8.7当 下游=8.5m 时， =0.66 hc=7.145mQ=202.44 m 3/s当 下游=14 时 Q = 157.9 m 3/s8.8Q=24.84 m 3/s8.10e=1.07m8.11Q=22.02 m 3/s9泄水建筑物下游的水流衔接与消能9.19.29.3hc=0.645mh c=4.21m远驱式水跃9.4d=0.9mLj=25.8mLk=(

14、0.7-0.8)L j 取 LK=19m9.5hc=0.99mhc=14.3m>h t 产生远驱式水跃坝高 C = 8.54m Lk=(61.2 70) m，取 LK=65m9.6l=142.9mts=9.46m1 1i=0.074<i k=-冲刷坑不会危及坝的安全。2.5510有压管中的非恒定流hc=0.31mh c=1.89m远驱式水跃以h1求其跃后水深 h1=2.32m>h t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.10.1T=1.24s>T s 直接水击H =二 9.87ml=T=9.67m10.2提示：增速减压增速增压减速增压减速

15、减压四个过程10.3阀门突然关闭时H = 227.07m=88960.5KN/ m3/ m2当官壁厚度不变D = 400mm时,P=1170.8 KN10.4H 200309.27m10.5H1A=75.2mH A=67m10.6t=0.71sv=0dv=1.96 m/sdt211明渠非恒定流11.1tA=0.68htB=0.768h断面 项目、X12345678水位2"504.8498.2491.2484.2477.5470.7464.2457.7第二时段波向下游传播，距 1断面距离为2800m,每流段 S= 4000m,共分7个流段，每个断面的水位流量见下表11.212.1恒定流12.5P=Po 12液体运动的流场理论有线变形、角变形，无旋转运动流线方程 X2 + y2=C29 / 2y2)14恒定平面势流14.14= a+c14.4AB =2 a m3/s.m15渗流15.115.2h0/m3456Q/m 3/s0.0002820.0002550.0002180.000168q=0.868cm 3/s.m15.31.53m15.4q=2.36 X10-5m3/s.m15.5计算点123456hN/m1213.516.013.013.012.0h