水力学第2-7章答案(吕宏兴__裴国霞等).docx

'2-1解：(1)Pa+丫水•△H=y•△h;所以pA=y•△h-丫水•△H=38.02kPa(y=13.6丫水)(2)测压管长度：Pa=丫水•h所以33h=Pa/丫水=38.02X10/9.8X10=3.88m2-3解：Pa-；h=pB-Yh1+h2+h)+所以，Pa-Pb=Yh1-Yh1+h2)=13.6X9.8X0.53-9.8X(0.53+1.2)=53.68kPa2-6解：Pa=Y(h1+h2)-Yh1+h2)=13.6XX9.8XX0.53-9.8X(0.53+1.2)=53.68kpa2-7解：(1)左支：绝对：pc"=po"+Yo=86.5+9.8x2=106.1kPa(2)右支：pc"=pa+ykh；h=(pc"-pa)/Y7水=(106.1-9.8)/9.8=0.827m2-8解：pA=0.6pa=0.6X98=58.8kpa(1)左支：Pa=Y1h1=pA/Y=58.8/9.8=6m(2)右支：pA+Y=YHh2h2=(pa+Y1)/Y=0.456m 2-10解：设管嘴内的绝对压强为P",则P"+如=paPv=pa-p"=Y=9.8X0.6=5.886kpa2-12AZ解：(1)设容器底部面积为S,相对压强为P,对容器底部进行受力分析: p•s+丫・s•h=p-s-h•ap=p-h•a-Y=Y/g•a_Y=Y(a/g_1)p=9.8X2(4.9/9.8-1)=-9.8kN/m2⑵相对压强为0p=Yi(1-a/g)=0由式可知a/g-1=0a=g=9.8m/s2时，P=02-14¥1hlTih2 hl(d)2-16解：下游无水时，m=i.2m,h2=1.85m,b=3m(1)求静水总压力P方法10:P=Qb=1/2[Y什Yhi+h2)]XABXb=1/2X9.8X(2X1.2+1.85)X2.14X3=133.7kN方法20:P=YcA=Yh1+h2/2)XABXb=133.7kN(2)计算P的作用点D的位置: e=l/3•(2h什h2‘)/(hi+h2‘)=0.915m(其中h，=hi+h2)(1)计算T:因为》M=0贝U:P•AC+G•AO•cos60°其中：AC=AB-e=2.14-0.915=AO=AB/2133.7X(2.14-0.915)+9.8X2.14/2X1/2=TX2.14X1/2所以T=158kN下游有水时，AB=2.14,b=3m,Pa=Y>1=9.8X1.2=11.76kPa,Pa=Pb(1)静水总压力P左=yhc1A1=9.8X(h1+h2/2)XABXb=P1=133.7kN(其中hc1=h1+h2/2A1=ABXb)e1=0.915mP右=y-hc2A2=9.8Xh2/2XABXb=P2=58.2kN(其中hc2=h2/2)e2=l/3=2.14/3=0.71m(2)因为》M=0P1X(AB-e1)+GXACXcos60°=TXABXcos60°+F2X(AB-e2) 2.18已知：H=3m,b=5m,R=4.3m,0=45°求P及作用点T=80.2kNH=Rsin45°=4.3X二=3m(1)水平分力：Px=YieAx=9.8X1.5X3X5=220.5(KN)(2)铅垂分力：Pz=yv=y?b=9.8X1.143X5=56.01(KN)其中：？=S梯oabc—S扇oac=8.4—7.257=1.143m2S梯OABC=0.5X[4.3+(4.3-3)]X3=8.4mS扇oa(=45nR2=450X3.14X4.32=7.257m00360360(3)P=jp：十P：=J220.52+56.012=227.5(KN)(4)P与水平面的夹角a:a=arctanPz=arctan56.01=14.250=14015"Px220.52-192-20解:已知b=10m,k=8m(1)夹角计算:0.5Sin3=(173-170)/8=3/8=0.375(cos31=55/8)03=22.02Sin3=(170-165)/8=5/8=0.625(cos32=0.781)03=38.68(2)水平方向水压力Px：(闸门宽b=10m)公式：Px=；hcAx=9.8X4X8X10=3136kN(另法：Px=1/2X9.8X8X8X (3)垂直方向水压力Pz=Y关键计算压力体体积V=[三角形ofc(11.12m2)+扇形ocd(33.88m2)-梯形ofed(34.36)]所以V=(11.12+33.86-34.36)x10=10.636x10=106.36m3Pz=Y/=9.8x106.36=1042.33kN(1)总压力P:22P=(Px+Pz)=3304.7kN作用方向a=arctan1042.3/3304.7=17.51P与水平面夹角17.51且过o点。2.24解：已知ABCD宽度b=5m(1)作用于BC弧上的水平分力：(两种方法)压力图法：R=?b=丫JHx2RXb=9.8x1x2X1x5=98(KN)分析法：Px左=Yc左Ax=9.8x(JH+R)x(2Rxb)=9.8x2x2x5=196(KN)Px右=Yc右Ax=9.8xRx2Rxb=9.8x1x2x5=98(KN)P=Px左-Px右=98(KN)方向水平向右(2)作用于AB弧上的铅垂分力Pz：Pz=y可见Pz左，Pz右大小相等，方向相反，故Pz=0故作用在BC段上的静水总压力P=Pz=98KN,方向过O点水平向右。水力学第四章4.790已知：l=10m,d=50mm,h=0.80mQ=0.247=0.00274(m3/s)求"90 hf=h=0.8m（ABO无局部水头损失）2A=24m,X=12m,v=2.84m/s,——1v=c-JRJ=—nR3故3n=RJv12-=0.025Q0.0027V===1.4m/sAn24.0.05圆管（计算均匀流沿程水头损失的一个基本公式）2达西一威廉巴赫公式hf=，丄V_d2g故.=2ghf2d=0.°41v4.11已知：棱柱体渠道，均匀流，紊流粗糙区。J=0.002.求n一般渠道中的流动为均匀流4.12(3)谢才公式:v=C■,RJdR=—4n取0.013k=AC..R=!n其中A=：d21c=—nJ=2A1R62=Q_=2k2n2R3xd=1751.15(m7s)2+存Q故hf=-l=3.91(m)k(n=0.012,k=1897.08,hf=3.33m偏小)水力学第五章(2)有压管道中的恒定流5.2已知：预制混凝土引水管查表(P118)n=0.01~0.013D=1m,l=40m,：=0.4D上=70m,D下=60.5m,D管底=62.0m求Q解：自由出流流量公式Q=比A.2gHon取0.0134—m2n作用水头Ho=70-62.5=7.5m（管道形心点与上有水面的距离）42 A=D=n假设在阻力平方区■=c 1c=R6」16(4)1=61.05(m^/s)8g2=0.021c=0.668n0.01343Q=0.668xx.2g.7.5=6.36(m/s)nV=一=——=8.10m/s>1.2m/s原假设成立An4E自网=2.0,E水泵阀=9.0,5.4已知Zs=4.5m,l=20m,d=150mm,l1=12m,d1=150mm,■=0.03E900=0.3，若hvW6m,求：(1)Q泵(2)Z(5)解：水泵安装高度为：故v：ax=(hv-Zs)2g/(a+L+1)d1x19.6/(1+0.03x12+9.0+0.3)0.152Zsv不冲A8.48R===0.96mE8.8111_当n=0.03,C=R=096=33.1(m"/s)n0.03111Q=ACfRT=8.48x33.1x=3.41m3/sV6500Q3.41v===0.4m/sA8.48v=0.5m/s>v所以在此条件下会发生淤积水力学第七章 7-6梯形水跃Q=25m3/s,b=5m,m=1.25,h2=3.14，求hi解：q=Q/b=5m2/s查图法2/32/3h2/q=3.14/5=1/0.93=1.072/32/3N=mq/b=1.25X5/5=0.731由此查附图IV可知：2/3h1/q=0.104h1=0.3047-7矩形水平渠：b=5.0m,Q=50m3/s,h1=0.5m，判别水跃形式，求h2解：q=Q/b=10m2/s222Fr1=v/gh1=(Q/bh1)/gh1=81.63,Fr1=9.035>9.0,可见水跃为强水跃h2=h1/2[(1+8Fr12)0.5-1]=6.14m7.9'