水力学作业解答

'作业解答：CHAPTER13.解：∵∴6.解：∵　∴　由牛顿内摩擦定律：　得：9.选项为③。CHAPTER23.解：连通器原理：在相互连通的盛有同种静止液体的容器中，水平面是等压面。∴过的水平面（盛水银部分）是等压面。从水箱计算：从U型管计算：∴4.解：①.A点的绝对压强：A点的相对压强：②.A点的测压管高度：A点的测压管水头： ③.压力表的读数：测压计的读数：6.答：正确选项为B。7.解：在复合U型水银比压计中，与右支水银面齐平的水平面M——M是等压面。从水泵进口端算：从水泵出口端算：∴即：水经过水泵后，压强增加14.8176kPa。9.解：铰B沿闸门方向距水面的斜距L1为：圆形平板闸门所受静水总压力的压力中心D距铰B的长度为：将闸门上所受的力均对B点取矩：当下游无水时，在A点将门吊起所需的力T至少为32.1108kN。11.解：①.图解法：上游挡水的静水压强分布图如图左边所示； 下游挡水的静水压强分布图如图右边所示；上、下游挡水合成后的静水压强分布图如虚线部分所示，为矩形。作用在闸门上的静水总压力：作用点：在矩形闸门中心处，即距底边为1.5m的对称轴上。②.解析法：上游挡水：下游挡水：上、下游挡水：各力的作用点：到水面的距离：到闸门顶部的距离：到水面的距离：到闸门顶部的距离：各力对闸门顶部取矩：与图解法结论一致。13.绘出各题的静水压强分布图及压力体图如下。 14.解：水对闸门的水平分力：水对闸门的垂直分力： 合力：合力作用线与水平面夹角：通过圆心。CHAPTER33.解：以A点所在的水平面为基准面，A——A断面具有的总能量为：B——B断面具有的总能量为：∴水流从A流向B，其水头损失6.解：选距管道进口一定距离的水箱内渐变流断面为1—1过水断面，压力表处的管道断面为2—2过水断面，以过管轴中心线的水平面为基准面为0—0，如图所示。闸门关闭时水静止：作用水头闸门打开时： 对1—1和2—2列能量方程：7.解：如图所示，选距管道进口一定距离的水箱内渐变流断面为1—1过水断面，大管末端断面为2—2过水断面，小管末端断面为3—3过水断面，以过管轴中心线的水平面为基准面为0—0。（1）不计损失时：对1—1和3—3列能量方程：由连续性方程：（2）计入损失时：对1—1和3—3列能量方程：（1）由连续性方程：（2）将（2）代入（1）： 8.解：（1）求管道流量Q以过2—2断面中心的水平面为基准面，对1—1和2—2过水断面列能量方程：（1）由连续性方程：（2）对U形水银测压管：其中的水平水银面A—A为等压面，。移项得：（3）将（2）、（3）代入（1）： 流量为51.6321l/s。（2）求喷嘴上游管道中的压力表读数对喷嘴前断面4—4与出口断面3—3列能量方程（以出口中心所在水平面为基准面，因为喷嘴很短，所以不计喷嘴长度）压力表的读数为46.6864kPa。13.解：选坐标系如图。 对1—1和2—2列能量方程：对1—1、2—2和3—3间水体列x方向的动量方程：∵y方向三通水管对称，∴Fy=0答：水流对于管道墩座的作用力，方向水平向右。14.解：列水平方向的动量方程： 答：每个闸墩所受的水平推力为98.2kN，方向水平向左。16.解：如图所示：选闸前符合渐变流条件的1—1过水断面、闸后收缩断面为2—2过水断面，以渠底线为基准面为0—0。对1—1和2—2间水体列x方向动量方程：答：水流对闸门的水平推力为951.72kN，方向水平向右。CHAPTER52.解：输水：，是紊流。输石油：，是层流。3.解：水流流经渐扩管，其内流量不变，，即：∵∴ 答：这两个断面的雷诺数的比值，小管的Re大，是大管的2倍。5.解：水力坡度：运动粘度：①先假设水流为层流，此时，是紊流，与假设不符。②再假设水流在紊流阻力平方区流动，此时采用尼古拉兹公式计算：由达西公式：得：复核流态：，确实是紊流。复核流区：粘性底层厚度： 即：，属过渡粗糙区，流区与假设不符。③再假设水流为紊流过渡粗糙区，此时采用柯列布鲁克—怀特公式计算：假设，，是紊流。，确为紊流过渡粗糙区。，与假设不符。再假设，，与假设相符。答：水流为紊流，在紊流过渡粗糙区流动。7.解：(1)求沿程阻力系数 由达西公式得：（2）计算管段的沿程水头损失（3）判别管中水流形态，是紊流。13.解：（1）按曼宁公式计算谢才系数C（2）按巴甫洛夫斯基公式计算C两个公式计算结果接近。（3）计算水头损失由题意知，该段渠道只有沿程水头损失hf由：，采用巴甫洛夫斯基公式计算的C值， 得：∵　∴14.解：理论解：，两者有差距。理论解：，两者之间也有差距。16.解：当该为两级放大时：要使所产生的局部水头损失最小，必须满足下列条件：即：满足时，两级扩大的局部水头损失最小。CHAPTER9 2.解：水力坡度：渗透速度：实际速度：3.解：4.解：∵∴6.解：各井到点的距离：设各井的抽水量相等，由潜水完全井群的计算公式（P157式9—23）：查P156表9—2，中砂的影响半径为100～300m，取，∴ 答：每个井的抽水流量为。'