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'水力学作业题参考答案 第1章绪论2第3章 第1章绪论作业1、密度为850kg/m3的某液体动力黏度为0.005Pa·s，其运动黏度为多少？解：3第3章 第1章绪论作业2、0oC时，若使水的体积减小0.1%和1%，压强应分别增加多少？解：假定压强为0.5MPa。4第3章 第1章绪论作业3、温度为10oC、体积为2.5m3的水加热到60oC，体积增加了多少？解：5第3章 第2章水静力学6第3章 1、密闭水箱，压力表测得压强为4900Pa。压力表中心比A点高0.4m，A点在液面下1.5m。求液面绝对压强。第2章水静力学作业解：相对压强为：-5.89（kPa）绝对压强为：98-5.89=92.11（kPa）7第3章 2、水箱形状如图所示。底部有4个支座。试求底面上总压力和4个支座的支座反力。第2章水静力学作业不同之原因：总压力为底面水压力与面积的乘积，为压力体。而支座反力与水体重量及箱体重力相平衡，而水体重量为水的实际体积的重量。解：（1）总压力：（2）支反力：8第3章 3、多个U型水银测压计串联起来成为多管测压计。可测量较大的压强值。图中高程的单位为m。试求水面的绝对压强pabs。第2章水静力学作业解：9第3章 4、绘制题图中AB面上的压强分布图第2章水静力学作业解：10第3章 第2章水静力学作业5、矩形平板闸门AB如图所示,A处设有转轴。已知闸门长l=3m，宽b=2m，形心点水深hc=3m，倾角α=45°，忽略闸门自重及门轴摩擦力。试求开启闸门所需拉力FT。解：11第3章 6、矩形平板闸门，宽b=0.8m，高h=1m，若要求在当水深h1超过2m时，闸门即可自动开启，转轴的位置y应是多少？第2章水静力学作业解：12第3章 7、密闭盛水容器，已知h1=60cm,h2=100cm，水银测压计读值△h=60cm。试求半径R=0.5m的半球盖AB所受总压力的水平分力和铅垂分力。第2章水静力学作业解：（1）确定半圆中心压强P0（kPa）（2）计算水平分量Px（3）计算铅垂分力Pz13第3章 第3章水动力学14第3章 第3章水动力学作业1、解：（1）15第3章 （2）二维运动，空间点的运动仅与、坐标有关；（3）为恒定流动，运动要素与无关；（4）非均匀流动。16第3章 2、水管直径50mm，末端阀门关闭时，压力表读数为21kPa。阀门打开后读值降至5.5kPa，如不计水头损失，求通过的流量。第3章水动力学作业解：找到基准面0-0，当阀门打开时，水流动，此时，从1-1到2-2列能量方程式中则17第3章 3、变直径的管段AB，直径DA=0.2m，DB=0.4m，高差△h=1.5m。测得pA=30kPa，pB=40kPa，B处断面平均流速vB=1.5m/s。试判断水在管中的流动方向。解：找到基准面第3章水动力学作业18第3章 4、利用皮托管原理测量水管中的点速度。如读值△h=60mm，求该点流速u。第3章水动力学作业解：19第3章 5、为了测量石油管道的流量，安装文丘里流量计，管道直径D1=200mm，流量计喉管直径D2=100mm，石油密度ρ=850kg/m3，流量计流量系数μ=0.95。现测得水银压差计读数hp=150mm，问此时管中流量Q是多少。第3章水动力学作业20第3章 6、水箱中的水从一扩散短管流到大气中，直径D1=100mm，该处绝对压强p1=0.5大气压，直径D2=150mm，试求水头H。水头损失忽略不计。第3章水动力学作业21第3章 7、第3章水动力学作业112222第3章 v2假设喷嘴对水流作用力为F，方向向左。对水流喷嘴作用力为FR为F的作用力与反作用力。23第3章 第5章水头损失24第3章 1、水管直径D=10cm，管中流速v=1m/s，水温为t=10℃。试判别流态并求临界流速？第5章水头损失作业1-325第3章 2、有一矩形断面的小排水沟，水深h=15cm，底宽b=20cm，流速v=0.15m/s，水温t=10℃，试判别流态。第5章水头损失作业26第3章 3、输油管的直径D=150mm，Q=16.3m3/h，油的运动粘度ν=0.2cm2/s，试求每千米管长的沿程水头损失。第5章水头损失作业解：27第3章 4、自来水管长l=600m，直径D=300mm，旧铸铁管道，通过流量Q=60m3/h，试用穆迪图和海曾威廉公式分别计算沿程水头损失。第5章水头损失作业A、穆迪图法5-1ee/D=1.2/300=0.00412）28第3章 B、海曾威廉公式法查表5-4，取CHW=95，算得相对粗糙计算沿程水头损失29第3章 第5章水头损失作业9、输水管道中设有阀门，已知管道直径为D=50mm，通过流量为Q=3.34L/s，水银压差计读值∆h=150mm，沿程水头损失不计，试求阀门的局部损失系数。30第3章 13、水管直径为D=50mm，两测点间相距l=15m，高差3m，通过流量Q=6L/s，水银压差计读值为△h=250mm，试求管道的沿程阻力系数。第5章水头损失作业31第3章 14、两水池水位恒定，已知管道直径D=100mm，管长l=20m，沿程阻力系数λ=0.042，弯管和阀门的局部损失系数ζ弯=0.8，ζ阀=0.26，通过流量Q=65L/s，试求水池水面高差H。第5章水头损失作业解：列1-1、2-2两断面的伯努利方程则(课本后的答案为43.9m)32第3章 15、自水池中引出一根具有三段不同直径的水管，已知直径d=50mm，D=200mm，长度L=100m，水位H=12m，沿程摩阻系数为λ=0.03，局部损失系数ζ阀=5.0，试求通过水管的流量并绘总水头线及测压管水头线。第5章水头损失作业解：以0-0截面为基准面，列1-1、2-2截面的伯努利方程33第3章 则由连续方程可得，代入上式，得34第3章 总水头线测压管水头线35第3章 第6章有压管流36第3章 1、虹吸管将A池中的水输入B池，已知两池水面高差H=2m，水管的最大超高h=1.8m，管道长度分别为l1=3m,l2=5m,管径D=75mm，沿程阻力系数λ=0.02，局部阻力系数：进口ζen＝0.5，转弯ζb＝0.2，出口ζex＝1。试求流量Q及管道最大超高断面的真空度hv。第6章有压管流作业解：简单短管道水力计算特点，应用公式有:37第3章 列断面0-0、1-1伯努利方程又38第3章 2、由水塔向水车供水，由一直径D=150mm，长l=80m,沿程阻力系数λ=0.03的管道供水，该管道中共有两个闸阀和4个90°弯头，闸阀全开时局部阻力系数ζa=0.12，弯头局部阻力系数ζb=0.48。水车的有效容积V为25m3，水塔具有水头H=18m，试求水车充满水所需的最短时间t。第6章有压管流作业112239第3章 解：列水塔液面及管道出流断面的伯努利方程40第3章 4、自密闭容器经两段串联管道输水，已知压力表读值pM=0.1MPa，水头H=2m，管长l1=10m，l2=20m，直径d1=100mm，d2=200mm，沿程阻力系数λ1=λ2=0.03.试求流量并绘总水头线和测压管水头线。第6章有压管流作业41第3章 解：可将本题看成简单长管串联的水力计算，不计流速水头和局部水头损失。则作用水头注：课本答案为58L/s，可能存在错误。42第3章 由于不计流速水头和局部水头损失，故其总水头线与测压管水头线重合，并且坡度沿流程不变的直线。具体结果如下图所示。43第3章 6、工厂供水系统，由水塔向A、B、C三处供水，管道均为铸铁管。已知流量分别为Qc=10L/s，qB=5L/s，qA=10L/s，各管段长l1=350m，l2=450m，l3=100m，各段直径d1=200mm，d2=150mm，d3=100mm，场地整体水平，试求水塔底部出口压强。qB第6章有压管流作业44第3章 解：属简单长管道的水力计算，不计流速水头和局部水头损失。Q1=qA+qB+QC=10+5+10=25L/sQ2=qB+QC=5+10=15L/sQ3=QC=10L/sH=a1l1Q12+a2l2Q22+a3l3Q32各管段的曼宁公式比阻由表6-1查得，代入上式H=9.3×350×0.0252+43×450×0.0152+375×100×0.012=10.1m45第3章 7、在长为2l，直径为D的管道上，并联一根直径相同，长为l的支管（图中虚线）。若水头H不变，不计局部损失，试求并联支管前后的流量比。第6章有压管流作业解：本题属简单管道的水力计算。并联前：并联后：46第3章 又有47第3章 第7章明渠流动48第3章 1、梯形断面土渠，底宽b＝3m，边坡系数m＝2，水深h=1.2m，底坡i=0.0002，渠道受到中等养护，粗糙系数n=0.025，试求通过流量Q。第7章明渠流动作业解：49第3章 2、修建混凝土砌面的矩形渠道，要求通过流量Q=9.7m3／s，底坡i=0.001，粗糙系数n=0.013，试按水力最优断面设计断面尺寸。第7章明渠流动作业解：对矩形断面，水力最优断面满足有迭代法50第3章 3、修建梯形断面渠道，要求通过流量Q＝1m3/s，渠道边坡系数m=1.0，底坡i=0.0022，粗糙系数n＝0.03，试按不冲允许流速vmax=0.8m/s，设计断面尺寸。第7章明渠流动作业解：有得有51第3章 即有解得：∴52第3章'