水力学答案

'第一章导论1、(√)2、(×)3、(×)4、(1)5、(2)6、等于；相同；相反。7、L/T2；L2/T；M/LT或FT/L2。1-8、变形；弹性。9、直线；渠底。10、连续介质。11、相反；相同。12、μ=0.1047Pa·s；ν=1.102×10-4m2/s13、则薄板所受切力T＝μ+A;14、ρ=1030Kg/m3,s=1.03,=10.094KN/m315、ρ=998.88Kg/m3,=μ/ρ=1.003-6m2/s，空气的μ=1.809×10-5NS/m2；16、dp=2.19×107Pa17、=678(Kg/m3)=6644.4(N/m3),ρ=69.18(Kgfs2/m4)=678(Kg/m3)；18、F=26.38N19、μ=0.072Pas20τ0=5×10-2Pa;;；21、fx=ω2cosθ,fy=ω2sinθ,fz=-g第二章水静力学1、(´)2、(´)3、(´)4、(´)5、(´)6、(Ö)7、(´)8、(´)9、(´)10、(Ö)11、(3)12、(3)13、(4)14、(3)15、(4)16、(2)17、(4)18、(2)19、(1)20、(2)21、单位重量液体的总势能22、单位重量液体的位置势能；单位重量液体的压强势能。23、0;当地大气压强。24、0.1。25、解:26、27、28、解:29、14 30、31、32、0.663m33、=4.9m/s234、h=3.759m35、（1）(2)；；37.06kN；64.97°36、；37、=0.2018m；38、39、；液面方程为液面对水平面的倾斜角40、6.6rad/s；41、42.70(kN)；42、40.384kPa43、证:；44、；45、答:不对。此人只看到PZ会对轴产生力矩。然而，水平压力作用垂直轴的下方，可产生大小相等的反力矩，所以圆柱体不动。或者，PZ与PX合力通过轴心，不产生力矩。46、(1)容器底部静水压强相同，因为由重力作用下的静水压强的基本方程式p=rgH+pa，表面压强为大气压，而水深相同，故p相同。(2)底面所受的静水压力相同，原因是压力P=pA压强相同，面积相同，则压力相等，(3)桌面受的压力不相同，原因是盛水的容器体积不同，则重量不等，桌面受的压强p=G/A，重量不等，面积相等，故压强不同。47、h=4.08m,l=1.065m；48、pB=97.4Kpa；49、h1=126cm,h2=600.8cm,h=80.9cm,2-5pA=-19600pa,pB=24500pa,p0=-29400pa绝对压强:pA=78400pa,pB=122500pa,p0=63600pa,y=3m.2-6ρ煤气0.53Kg/m32-7pB=362.8Kpa2-8Δp=p1-p2=156.6Pa2-9ZA1=5m,ZB1=3m,pA1/=-3m,pB1/=-1m14 ZA2=2m,ZB2=0m,pA1/=-3m,pB1/=-1m2-10y=9.95m2-11d2=11.8cm2-12F=3989N2-22x=0.8m2-23P=769.7KN2-24F=10.26KN2-26Pz=523.9KN,Px=722.5KN,P=892.5KNβ=54°,距闸底1.4m处2-27Px=108.8KN,Pz=11.36KN,P=109.4KN2-28h=2.69m2-29Pz=24.38KN,方向向下.2-312=1V/(V-Ah)2-32θ=5.3°第三章水动力学基础1、(√)2、(×)3、(×)4、(√)5、(×)6、(×)7、(×)8、(√)9、(×)10、(√)11、(√)12、(√)13、(×)14、(√)15、(×)16、(×)17、(√)18、(3)19、(2)20、(3)21、(1)22、(3)23、(4)24、(1)25、(2)26、(2)27、其物理意义为作用于液体外力合力等于单位时间内液体动量的变化。28、液流从总流断面1流到断面2时单位重量液体的机械能损失的平均值。其量纲是长度。29、小于；低于。30、总流过水断面上平均单位动能；长度。31、不变；减小。32、1─1与3─3和1─1与2─2；2─2与3─3。33、0.014m。34、pA=pB；pA＞pB。35、渐变流；急变。36、0.008m。37、8.85m／s。38、h2＞h1。39、vA＝vB＝vC＝。40、渐变流断面上z+p／ρg＝C；动水压强或动水总压力。41、384.5N；42、；43、44、；；45、；=14.14cm46、；每个螺钉拉力；47、；48、0.0182m3／s；253.1N49、0.297m；50、(1)0.197m3／s；(2)mH2O51、1503.07N；arctg51.07°52、101.31N53、0.0311m3／s54、m；55、0.018m3／s56、；所以与无关。57、(1)A－A是渐变流断面，(2)B－B急变流断面，且离心力向上，故上端测压管水面高于下端。(3)C－CJ急变流断面，离心力向下，故下端测压管液面高于上端的。58、9.04m／s；4.17m；59、7.653m／s60、12400KN；1749.5KN；2144.6KN61、14.95m3／s；62、；平板运动时，=63、小于；64、65、冲击力66、7.106mH2O；当A处真空度为5m，最大允许值3.894m；67、0.502KN；方向向下68、mH2O；69、m3／s=31l／s70、(1)m3／sl／s；m(2)mH2O14 71、(1);m；72、0.0774m2/s;73、；74、m；75、2.8l／s；76、(1)m3／s=154l／s(2)(3)压强最低点位置在细管末端处，kN／m277、(Ö)78、(´)79、(´)80、(´)81、(Ö)82、(´)83、(4)84、(3)85、(3)86、(1)87、。88、互相垂直的。89、平移，变形，旋转。90、相等；算术平均值，即;;;;91、液体或微团有无绕自身轴旋转(液体质点流速场是否形成微团转动)；液体或微团不存在绕自身轴旋转的流动(液体质点流速场不形成微团转动的流动)；;或。92、(1)(2)(3)93、(1)B=C;A=－D;(2)；(3)y=94、解：(1)流线(2)有旋(3)(4)因有旋运动，且A,B不在同一根流线上，所以A,B两点不满足方程96、kpa97、（1）存在流函数；存在速度势函数；ò(2)(3)(4)因是无旋运动，则98、(1)恒定流；(2)流动连续；(3)；(4)有线变形；有角变形14 (5)无旋(6)因为无旋，所以存在j，99、3-13-23-3ac=-2.73m/s23-43-5x2+y2=c,y2-3x2y=c3-6流线方程y2-2y+2tx=0,迹线方程x=t-x3/6,y=t2/23-7v=2.45m/s3-8ZA=-3.5m,pA/=2.625m3-9Q2=925m3/s,v2=2.47m/s3-10v=0.25m/s3-12(2)不满足,其余都满足.3-13uA=2.22m/s3-14uC=3.325m/s3-16水从A流向B,hWA-B=4.15m3-17hW1-2=-0.24m,水从2断面流向1断面,(p1-p2)/=4.23m油柱高3-18pA=43.3KN/m2,pB=82.5KN/m2,pc=03-19解三次方程求得VC=20.7m/s,hC=1.44m3-203-21Q=3.785升/秒,不变3-22序号1234单位位能(m)002-5.91单位压能(m)0-4.545-70单位动能(m)00.4550.4550.4551-23功率N=59.9KW2-24孔口出流流量公式Q=μA3-25vc=8.76m/s,pB=-34KN/m23-26Q=5.98m3/s3-27RX=384KN3-28RX=1959.2N,RY=751.5N,R=2.1KN3-29FX=144.5N,FY=152.6N3-30R=153KN3-33RX=456N,θ=30°3-34(1)R=5.0KN,(2)R=0.714KN3-35(1)T=5.17Nm,(2)n=219.4rpm(3)p=29.4焦耳3-36RX=1241KN,RY=1750KN3-37(1)无线变形,有角变形;(2)有旋流3-38(1)ωz=,有旋流,ωX=ωY=0(2)εXY=εYZ=εZX=03-39(1)有势流φ=(2)ψ存在,ψ=xy-2y2+2x2+c23-40(1)无旋;(2)φ=-2axy+c;(3)正交3-41(1)q=0.747m3/(sm);(2)P=2049.2N/m3-42(1)a=-0.12,b=0,(2)Δp=4560.2N/m23-43qAB=-20m2/(sm),qOA=32m2/s3-44pYY=-1.934N/m2,pZZ=-2.342N/m214 τXY=τYX=0.069N/m2,τYZ=τZY=0.018N/m2,τXZ=τZX=-0.216N/m2.3-45(1)pXX=p-2μA,pYY=p+2μA;(2)p=p0-3-46μ=μx=3-47ω=第四章层流和紊流及水流阻力和水头损失1、(Ö)2、(´)3、(Ö)4、(´)5、(Ö)6、(´)7、(´)8、(Ö)9、(´)10、(´)11、(Ö)12、(Ö)13、(´)14、(´)15、(Ö)16、(´)17、(´)18、(´)19、(Ö)20、(´)21、(Ö)22、(Ö)23、(´)24、(´)25、(Ö)26、(Ö)27、（3）28、(1)29、(2)30、(1)31、(4)32、(3)33、(3)34、(2)35、(1)36、(2)37、(3)38、(1)39、(2)40、(3)41、(3)42、的符号相反的机率很大，而取正值。43、层流：l＝f(Re)；紊流光滑区：l＝f(Re)；紊流过渡区：l＝f(Re,)；紊流粗糙区：l＝f()44、Rec=;Rec=。45、粘滞底层厚度d比绝对粗糙度D大得多，粘滞底层把壁面粗糙完全掩盖，以致壁面粗糙对水流运动不起影响作用。46、光滑区（);过渡区（)；粗糙区（）。47、(1)；(2)48、(1)(2)t底=49、50、（1）0.817(2)；51、52、(1)；(2)0.0245；(3)切应力在断面内的分布图：53、增加7.6%；54、；=只有一次扩大局部水头损失的一半55、1)N/m22)56、1)紊流2)=1.88m/s57、l/s58、1)d0=0.0134cm2)d0=3)d0=59、；60、；61、62略63、10%64、；65、1)2)4-1水流为紊流,重油流动为层流4-2紊流,保持层流的Vmax=0.21cm/s4-3紊流,vC=0.282m/s4-5(1)(2);;(3)τyx’=-ρ=27.33N/m2(4)l=0.6364m,η=105NS/m2,ε=0.1053m2/s(5)1-6(1)层流,hf=0.0103m;(2)Qc=0.000037m3/s,hf=0.0191m2-7hf1=438m,N1=289KW,hf2=23.6m,N2=17.35KW4-8(1)=8.45Pa,τ=0(r=0时)(2)τ1=4.94×10-3Pa,τ2=8.445Pa(3)l=0.021m,κ=0.395974-9r=0.707r04-10(1)τ圆:τ方:τ矩=1.0:0.886:0.83714 (2)τ圆:τ方:τ矩=1.0:0.9461:0.9154-11α’圆管=1.33,α’宽矩形=1.24-13α=,α’=4-15甲管:光滑区J=0.00000852乙管:紊流过度区,λ=0.0311,J=0.3084-16hf1=38.7m,J1=0.0387,u*1=0.0974m/s,N1=5.689KWhf2=55.837m,J2=0.0558,u*2=0.117m/s,N2=8.207KWhf3=106.1m,J3=0.106,u*3=0.161m/s,N3=15.6KW4-18每千米长渠上损失沿程水头0.148m,u*=0.0553m/s,λ=0.02454-19H=hW=3.81m4-20光滑管区QⅡ/QⅠ=1.179,粗糙区QⅡ/QⅠ=1.1554-21Q=0.04126m3/s4-22hf1-hf2=19.21-6.16=13.05m4-23(1)V=(V1+V2)/2,(2)hJ改进=hJ原来4-24(1)ζ1=1.1,ζ2=0.35,ζ3=0.1316,(2)l1=4.78m,l2=3.04m,l3=0.57m,4-25(1)F=0.001963N(2)s=1.612第五章量纲分析和液流相似原理1、(×)2、(×)3、(2)4、(1)5、(3)6、10cm／s。7、0.085m3／s。8、；；；；9、；；；；10、凡是正确反映客观规律的物理方程，其各项的量纲必须相同，称为量纲诣和性。(1)满足；(2)满足；(3)不满足；11、；5-2(1)τ=Cfρv2,(2)Δp=Cpρv2(3)F=ρl2v2,(4)σ/ρ=lv25-5Q=ma25-65-7FD=ρv2l2f(Re)5-8FD=ρb2v2f(Re,Fr)5-9τ0=5-10J=5-11q=mH1.55-12vm=13.99m/s5-13(1)Qm=0.762l/s,(2)Qm=12.86l/s5-14(1)Hm=0.4m,(2)Qp=80.5m3/s,vp=10.3m/s,(3)Fp=628KN5-15(1)λl=21,(2)(Pm+Hm)=1.143m第六章恒定管流1、(×)2、(√)3、(√)4、(×)5、(×)6、(√)7、(×)8、（3）9、（1）10、上升；下降。11、qv1＝qv2＝qv3;v1＜v2＜v3。12、出口断面中心；下游水面；低于。13、14 14、15、16、17、（1）；(2)18、19、(2)定性绘出测压管水头线及总水头线20、(1);(2)定性分析总水头线和测压管水头线14 21、=；22、H=6.36m23、(1)；(2)24、；25、26、(1)l／s(2)m；27、28、qvmax=0.0424m3/s29、30、pmax=p2=81.0kPa31、32、(1)流动从A到B；(2)qv=1.83m3/h6-1hf=24.06m6-2,,6-3d=250mm6-4d=2.81m6-6H1=6.62mH2=6.94m6-7H=52.72m6-8Q=3m3/s6-9Q=2m3/s,hs=6.12m6-10Q=0.128m3/s6-11QA=0.50m3/s,QB=1.35m3/s,QC=0.85m3/s,ZB=55.9m6-12Zp=5.65mHm=32.8m6-13Nt=978KW6-14Q1=0.118m3/s,Q2=0.028m3/s,QC=0.090m3/s6-15Q1=0.246m3/s,Q2=0.0317m3/s,Q3=0.0441m3/s6-166-17H=29.09m6-18i1234567Q0.0730.0270.0070.0280.0300.0150.010m3/shf2.533.270.160.902.031.210.07m第七章明槽恒定流1、(´)2、(´)3、(4)4、(3)5、(4)6、(4)7、(3)8、(2)9、(2)10、(1)11、(3)12、(1)13、缓坡；缓流；水深沿流减小的降水曲线，上游以N-N线为渐近线，下游与C-C线垂直。14、>;=。15、缓；急；临界水深。16、急；缓；减小。17、S2；M218、01.0；重力;<1.024、25、26、14 27、28、29、30、31、º因为洞内是无压流，N1－N1线一定低于洞顶。32、(1)缓坡；(2)缓流；渠中发生M2型水面线33、(1)(2)14 34、(1)(2)(3)；35、36、、37、38、39略40、(1)；h01ic为陡坡；h02>hc，i2U缓流,乙河Fr=1.309>1急流7-17(1)hK=0.714m,(2)hk=0.726m7-18hK=0.86m,(2)ik=0.00397-19ik=0.006287-20C下=12.42m/s,C上=-1.58m/s<0,微幅波不能向上游传播,流态为急流.7-21Fr=0.241<1,缓流,缓坡14 7-23hk=1.0,q=3.13m3/s7-24h”=0.867m,lj=1.84m7-25ΔEj=29.89KJ/m3,ΔEj/E1=48.7%7-26h”=0.802m7-33渠道1为缓坡,渠道2为陡坡7-39入口断面水深为1.834m,出口断面、水深为1.581m1-40(1)n=0.0271,(2)Q=15.7m3/s7-41z1=188.45m,z2=187.77m,z3=187.47m,z4=187.02m,z5=186.65m第八章孔口（管嘴）出流、堰顶溢流和闸孔出流1、(√)2、(×)3、(×)4、(√)5、(×)6、(√)7、(2)8、(1)9、(3)10、(3)11、(3)12、自由。13、(4)；(3)。14、堰的进口型式；堰高与水头之比。15、无侧收缩；有侧收缩。16、远离(驱)式；淹没式；临界式。17、闸孔出流受闸门影响，水面在闸门处不连续；堰流不受闸门影响，水面连续。18、19、当上游水位相同时，由图可知薄壁堰的计算水头H1大于实用堰的计算水头H2，故前者的流量系数小于后者。20、；21、；22、；23、1、2、；24、当δ=2m时，，，为实用堰。当m时，，，仍为实用堰，过水能力不变。当m时，，变为宽顶堰，过水能力减小。25、宽顶堰流线近似平行直线，堰顶断面压强近似静水压强分布。实用堰堰顶流线为上凸曲线，因受离心力作用，堰顶断面压强小于静水压强，过水能力也大，故流量系数比前者大。26、设题目所给溢流坝均为高堰。图(a)：。图(b)：，溢流水舌下缘与堰面脱离，堰面产生负压，过水能力增大，。图(c)：，溢流水舌下坠，压紧堰面，使堰面压强增大，过水能力减小。27、堰流淹没是指下游水位抬高，使堰的过流能力减小。水跃淹没是指下游水深t大于临界水跃的跃后水深hc02而形成淹没水跃。堰流淹没系数；水跃淹没系数28、1、2、因，，从急流到缓流，发生水跃。又为远离式水跃，即为自由出流，原计算流量正确。3、因为缓坡，水面线如图：29、1、；2、因，从急流到急流，不发生水跃，为自由出流3、因，为陡坡。水面曲线如图：14 30、1、，为陡坡；，为缓坡。，闸孔出流为急流。因很短，只在渠段1发生H3曲线。水面曲线如图：2、31、在同一上游水位下，二者流量应相等，即可得32、在水舌下面靠近下游堰壁安装一与外界相通的通过气孔，使水舌下面的压力与外界大气压相同。8-1ε=0.64,μ=0.62,φ=0.97,ζ=0.06558-2(1)Q=1.22l/s,(2)Q=1.61l/s,(3)hv=1.5m8-3(1)h1=1.07m,h2=1.43m;(2)Q=4l/s8-5T=393.6s=6.56min8-6H=0.826m8-7T=8.83min=530.3s8-88-9T=213.35s=3.56min8-10d=1.2m,hv=4.5m8-14〔Cd〕=〔LT-1〕,英制的Cd=4.1ft/s国际单位制的Cd=2.26m/s8-15Q=0.76m3/s8-16(1)H=1.941m,m0=0.418;(2)m0=0.4256,Q=243.9m3/s8-18B=37.5m,5孔8-19B=63m,5孔8-20Q=12606m3/s8-21Q1=160.6m3/s,Q2=1110.7m3/s8-22n=58-23库内洪水位=287.8m8-24H=0.956m8-25Q=24.6m3/s8-26Q=29.9m3/s8-27Q=2925m3/s8-28Q=137.2m3/s8-29Q=1016.5m3/s8-30H=1.39m8-31B=202.5m,取18孔8-32Q=7.41m3/s8-33e=0.6m8-34(1)Q=3.98m3/s,(2)Q=4.98m3/s第九章泄水建筑物下游的水流衔接与消能1、(1)2、(1)3、稍有淹没的；远离。4、水跃；消能池深度及长度。5、闸上游发生无离式水跃，要做消能工。6、1、2、3、由于，故产生水跃。4、，产生远离式水跃，故需做消能工。7、1、水深逐渐增大，看到水跃位置前移。2、再增大出波状水跃。3、当时堰顶由缓流状态，成为淹没出流。第十章有压管道和明槽非恒定流14 1、(1)2、(4)3、(3)4、；水库阀门；恢复原状。5、(1)缩短管道长度；(2)延长阀门启动历时；(3)采用合理的阀门关闭方式。6、水击压强7、因间接水击的阀门启闭时间，在瞬时阀门尚未关闭，即阀门处水击压强尚未达到最大值时，降压反射波已经返回阀门，并减小了阀门处的水击压强，故小于直接水击压强。8、(´)9、(Ö)10、(4)11、，为过水断面面积随时间的变化率；为流量随流程的变化率.。12、大于。13、顺行；逆行；涨水；落水。10-2H1A=70+218.26=288.26m10-3(1)H1A=189.2m(2)H1A=339.12m10-4直接水击,间接水击,间接水击。第二相末的水击压强为最大，其值为42.4m。10-5Ts至少应为相长的Tr的3.64倍。第十一章渗流1、(´)2、(´)3、(Ö)4、(´)5、(Ö)6、(2)7、(4)8、(2)9、；一。10、完全井井底到达不透水层、否则为非完全井。12、1、2、A处水位抬高13、1、2、3、14、；；；；15、；16、；17、18、；；11-1q=2.63m2/d(米2/日)11-2q=9.434×10-3cm2/s11-3(1)q=2.64×10-3cm2/s;(2)q=4.3×10-3cm2/s11-4h=10.98m11-5Q=7.4×10-4cm3/s,h=7.63m11-6k=3.66×10-3cm/s11-10q≈4.8×10-6m3/(sm)F=508.16KN/m11-11q=36.7×10-6m3/(sm)F=3255KN/m11-12k=4×10-2m/s十二章紊动射流和紊动扩散1、um=0.22m/s,cm=44.56ppm,s=40.0；2、um=0.92m/s,cm=176.2ppm,s=6.8；3、um均为1.0m/s4、(1)σx2=2(1.24×10-5)t,w=4σx；(2)Cmax(t)=；(3)C=2541exp(-)(g/m3)5、EY=0.048m2/s；6、q=(q1+q2)=6.53×10-3g/(scm2)；7、c=8、c(x,0,0,H)=2.16×10-6kg/m3；9、=4.14ppm；10、=0.28ppm14'