【重庆大学出版社·肖明葵】版【水力学习题评讲】第五章
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【重庆大学出版社·肖明葵】版【水力学习题评讲】第二章
gH PghP g (H H hP ) H 2.52m
I xc yD1 yc yc A
4 hc d / 64 hc sin d 2 / 4 sin 4.74m
a
B C D
θ
G d
题2.20图
根据
M
B
0 可得
G d / 2cos p左 BD FT d cos－p右BD2 0
代入数据并整理可得
FT hD hC FP
E
FT 32.2kN
a
B C D
θ
G d
题2.20图
（2）根据解析法可得此时图形阀门上的静水总压力
' P p A 30.79 kN , P p c c A 3.33kN 左 右
由（1）可知：
P左
的作用点 yD1=4.632m，
FT hD hC FP
E
P右的作用点
17200 700 9.8 3.4 1000 9.8 3.6 1600 9.8 2 1600 9.8 HG
得： HG 10.6m 求 HP
20.0 15.0 11.6 8.0 6.0 hp ρ p 4.0
E F G
2 g (HF 8.0) 2 g (8.0 4.0) p gH p
2.20 有一圆形平板闸门铰接于B，如图所示。闸门的直径
d=1m，水平倾角
60，闸门中心点位于上游水面以下
4m处，闸门重G=980N，求闸门分别当： （1）下游无水；（2）下游水面与门顶同高时，在E处将 闸门吊起所需的拉力
FT分别为多大?
FT hD hC FP
E
解；根据解析法可得图形平板 阀门的静水总压力
水力学 第五章课后题答案
4.开口和进口处需要注意，P158 图5.5熟记
5.3水泵自吸水井抽水，吸水井与蓄水池用自流管相接，其水位均不变，如图所示，水泵安装高度 = 4.5，
自流管长l=20m，直径d=150mm，水泵吸水管长1 = 12，=0.025，管滤网的局部水头损失系数 = 2.0，水泵
底阀局部水头损失系数 = 9.0.90°弯角局部水头损失系数 = 0.3，真空高度6m时，求最大流量，在这种流量
1
+ 4 + 3 4
H= + ℎ1 + ℎ2 + ℎ4 = 45.43
= + 100 = 145.43
2
=3.357m
5.9图示为一串联管道自水池引水到大气中。第一段管道d1=100mm，l1=25m，第二段d2=50mm，l2=20m，通过流
量 = 5.0 ×
和0.2344,对两渠水面应用伯努利方程可得，
2
2
∆ = + 1 + 2 + 3 + 4
= 8.224
2
2
解得 v=3.452m/s
3
2
解得Q =
v = 0.678 Τ
4
水头线绘制方法：
1.找出骤变截面，用虚线表示
2.根据管道大小判断在不同管道处的流速
3.总水头线在上，测压管水头线在下，进行绘制
设有带底阀莲蓬头及45°弯头一个，压力水管为长50m，直径0.15m的钢管，逆止阀，闸阀各一个，
局部损失系数分别为2，0.2以及45°弯头一个，机组效率为80%，求0.05m3/s流量时的水泵扬程
钢管的粗糙系数取0.012利用公式 =
82
1
3
5.3水泵自吸水井抽水，吸水井与蓄水池用自流管相接，其水位均不变，如图所示，水泵安装高度 = 4.5，
自流管长l=20m，直径d=150mm，水泵吸水管长1 = 12，=0.025，管滤网的局部水头损失系数 = 2.0，水泵
底阀局部水头损失系数 = 9.0.90°弯角局部水头损失系数 = 0.3，真空高度6m时，求最大流量，在这种流量
1
+ 4 + 3 4
H= + ℎ1 + ℎ2 + ℎ4 = 45.43
= + 100 = 145.43
2
=3.357m
5.9图示为一串联管道自水池引水到大气中。第一段管道d1=100mm，l1=25m，第二段d2=50mm，l2=20m，通过流
量 = 5.0 ×
和0.2344,对两渠水面应用伯努利方程可得，
2
2
∆ = + 1 + 2 + 3 + 4
= 8.224
2
2
解得 v=3.452m/s
3
2
解得Q =
v = 0.678 Τ
4
水头线绘制方法：
1.找出骤变截面，用虚线表示
2.根据管道大小判断在不同管道处的流速
3.总水头线在上，测压管水头线在下，进行绘制
设有带底阀莲蓬头及45°弯头一个，压力水管为长50m，直径0.15m的钢管，逆止阀，闸阀各一个，
局部损失系数分别为2，0.2以及45°弯头一个，机组效率为80%，求0.05m3/s流量时的水泵扬程
钢管的粗糙系数取0.012利用公式 =
82
1
3
水力学课后题解析
目录1 (1)（4） (1)（6） (2)3.1 (3)（2） (3)3.2 (3)（2） (3)1（4）一半球体，其半径为R，它绕竖直轴旋转的角速度为ω，半球体与凹槽之间隙为δ，如图所示，槽面涂有润滑油，其动力粘性系数为μ。
则半球体旋转时，所需的旋转力矩为（）πR rμωδ- 未答复4/311/21/3[explanation]【知识点】牛顿内摩擦定律。
【解析】显然球面上任意点到转轴的距离为Rsinθ，该点的切应力为τ=μωRsinθΔ，则旋转力矩为M=∬AτRsinθd A=∫π/20τRsinθ⋅2πRsinθ=43πR4μωδ。
[explanation]（6）如图所示，有一很窄的缝隙，高为h，其间被一平板隔开，平板向右拖动速度为u，平板一边液体的动力粘性系数为，另一边液体动力粘滞系数为。
则要使拖动平板的阻力最小，平板放置的位置y应为（）A.y=h2B.y=μ2hμ1+μ2C.y=μ1hμ1+μ2D.y=h1+μ1μ2√A. B. C. D. D. - 正确[explanation]【知识点】牛顿内摩擦定律。
【解析】由牛顿内摩擦定律可写出τ1=μ1uh−y，τ2=μ2uy，总切应力τ=μ1uh−y+μ2uy，由极值原理dτdy=0即可得出结果。
3.13.2（2）渐变流过水断面上动水压强随水深的变化呈线性关系。
（）对对- 正确错3.3（1）液体作有势运动时（）作用于液体的力必须是有势的液体的角变形速度为零液体的旋转角速度为零液体沿流向的压强梯度为零液体沿流向的压强梯度为零- 不正确（2）一壁面附近的均匀流的速度分布为u y=u z=0，u x=0，则流动是（）恒定流, 有旋流, - 正确恒定流非恒定流有旋流有势流[explanation]【知识点】恒定流与非恒定流，有旋流与无旋流。
【解析】流动要素与时间t无关，是恒定流。
∂u y/∂x≠∂u x/∂y，是有旋流。
（3）已知圆管层流流速分布为{u x=γJ4μ[r20−(z2+y2)] ,u y=0 ,y z=0（y、z 轴垂直管轴），则（）流动无线变形，无角变形，是无旋流流动有线变形，无角变形，是有势流流动无线变形，有角变形，是有旋流流动无线变形，有角变形，是有旋流- 正确流动有线变形，有角变形，是有旋流（4）流体微团旋转角速度与流速场无关。
【重庆大学出版社·肖明葵】版【水力学习题评讲】第四章解析
l 1 1 2 2
Hale Waihona Puke v v1 v2 Q 1 2 d 4
h
7.7 4 27.23cm / s 2 0.6
题4.11图
2 p1 1v12 p2 2v2 0 0 h f 12 g 2g g 2g
p1 p2 汞 g 油 g 9.8 13600 9.8 843 h 0.15 2.222m g g 油 g 9.8 843
已知液体的运动粘滞系数ν为0.015cm2/s。试求Q为5000cm3/s、
4000cm3/s、2000cm3/s时，管道的沿程阻力系数λ各为若干? 解：由于 Re vd 4Q
d
2000 Re1 105
4 5000 Re1 21221.29, 3.1415 20 0.015
H
选取1-1、2-2两渐变流过水 断面分别在两水池液面上， 并取2-2断面为基准面0-0， 则写1-2的伯诺里方程有：
题4.25图
l v2 v2 H 00 000 (进 3弯 阀 出 ) d 2g 2g
l v2 v2 H (进 3弯 阀 出 ) d 2g 2g
v1d1 4v2 d 2 / 2 v2 d 2 Re1 2 2 Re 2 v v v Re1 2 所以小管径对应的断面雷诺数大， Re 2
4.4
圆管内径d =6 mm，有重油通过，密度
ρ=870.0kg/m3，运动粘性系数为ν=2.2×10–6 m2/s，管中 流量Q=0.02×10-3m3/s。试判别其流态。
o A l1 d1 B d2 o 1 h1 1 2 h2 H 2
伯诺里方程，
C
题4.27图
Hale Waihona Puke v v1 v2 Q 1 2 d 4
h
7.7 4 27.23cm / s 2 0.6
题4.11图
2 p1 1v12 p2 2v2 0 0 h f 12 g 2g g 2g
p1 p2 汞 g 油 g 9.8 13600 9.8 843 h 0.15 2.222m g g 油 g 9.8 843
已知液体的运动粘滞系数ν为0.015cm2/s。试求Q为5000cm3/s、
4000cm3/s、2000cm3/s时，管道的沿程阻力系数λ各为若干? 解：由于 Re vd 4Q
d
2000 Re1 105
4 5000 Re1 21221.29, 3.1415 20 0.015
H
选取1-1、2-2两渐变流过水 断面分别在两水池液面上， 并取2-2断面为基准面0-0， 则写1-2的伯诺里方程有：
题4.25图
l v2 v2 H 00 000 (进 3弯 阀 出 ) d 2g 2g
l v2 v2 H (进 3弯 阀 出 ) d 2g 2g
v1d1 4v2 d 2 / 2 v2 d 2 Re1 2 2 Re 2 v v v Re1 2 所以小管径对应的断面雷诺数大， Re 2
4.4
圆管内径d =6 mm，有重油通过，密度
ρ=870.0kg/m3，运动粘性系数为ν=2.2×10–6 m2/s，管中 流量Q=0.02×10-3m3/s。试判别其流态。
o A l1 d1 B d2 o 1 h1 1 2 h2 H 2
伯诺里方程，
C
题4.27图
【重庆大学出版社·肖明葵】版【水力学习题评讲】第六章
i = 0.0004 。求均匀流时的水深为多少? 求均匀流时的水深为多少?
解：
χ = b + 2 h 1 + m 2 = 5 + 2 2h
R= A
χ
=
5 + 2 2h
(5 + h) h ,
1 1/ 6 1 1/ 6 Q2 102 C= R = R , i = 2 = 70.004 = 2 n 0.02 k k
∴ b = 3m
χ = b + 2h 1 + m = 8, R =
2
A
χ
= 0.8925
1 1/ 6 n = 0.0225, C = R = 43.57, k = AC R = 293.89 n
Q2 i = 2 = 0.0012 k
。
6.2 某渠道断面为矩形，按水力最优断面设计，底宽b=8m，渠 某渠道断面为矩形，按水力最优断面设计，底宽 ， 1 壁用石料砌成(n=0.028)，底坡 i = 壁用石料砌成 ， ，试校核能否通过均匀 8000 3 流设计流量 Q = 20m /s . 由于为矩形断面，根据水力最优断面条件: 解：由于为矩形断面，根据水力最优断面条件: b = 2h0 h0 = 4m 断面面积 A = b ⋅ h = 8 × 4 = 32m 2
0
水力半径 R = A =
χ
32 = 2m 8+ 2×4
1 2
流量
1 Q = A ⋅ R ⋅ i = 20.28m 3 / s > 20m 3 / s n
2 3
故能通过。 故能通过。
6.3 梯形断面渠道，通过流量 Q = 85m3 /s i = 0.0015，n = 0.020， 梯形断面渠道， 试按水力最优断面设计断面尺寸。 m = 1.0 ，试按水力最优断面设计断面尺寸。 最优断面时， 解：由 A = (b + mh0 )h0 = (b + h0 ) h0 ，最优断面时，R0 = h0 / 2
水力学 第五章
v2 h f (0.5 2 0.3) 0.0989 0.109m 2g
hf H 19.79 0.989 98.9% 20
12
故沿程水头损失占总水头的百分数为
所以该管道按长管计算就可以了。
（三）按长管计算管道所通过的流量
根据
H QK l
K AC R
C
8g
故
H0
2v 2
2g
hf hj
上式表明，管道的总水头将全部消耗于管道的水头损 失和保持出口的动能。
l v2 因为沿程损失 h f d 2g
局部水头损失
v2 h j 2 g
有
l v2 H 0 ( 2 ) d 2g
3
取 2 1 管中流速 通过管道流量
13
长管计算，误差很小。
4-2 简单管道水力计算的基本类型
对恒定流，有压管道的水力计算 主要有下列几种。 一、输水能力计算 已知管道布置、断面尺寸及作用水头时，要求确 定管道通过的流量。计算如上节例题。 二、当已知管道尺寸和输水能力时，计算水头损失； 即要求确定通过 一定流量时所必须的水头。 计算如下例所示。
先分析沿管道总流测压管水头的变化情况，再计 算并绘制测压管水头线。 因为流量和管径均已知各断面的平均流速即可求出， 入口到任一断面的全部水头损失也可算出。该点压强为
pi v H 1 z i i i hwi g 2g
2
由此可绘出总水头线和测压管水头线。管内压强可为正 值也可为负值。当管内存在有较大负压时，可能产生空 化现象。
14
例4-2 由水塔沿长度L为3500m，直径d为300mm的 新铸铁管向工厂输水（见图）。设安置水塔处的地面高程 zb为130.0m，厂区地面高程zc为110.0m，工厂所需水头Hc
hf H 19.79 0.989 98.9% 20
12
故沿程水头损失占总水头的百分数为
所以该管道按长管计算就可以了。
（三）按长管计算管道所通过的流量
根据
H QK l
K AC R
C
8g
故
H0
2v 2
2g
hf hj
上式表明，管道的总水头将全部消耗于管道的水头损 失和保持出口的动能。
l v2 因为沿程损失 h f d 2g
局部水头损失
v2 h j 2 g
有
l v2 H 0 ( 2 ) d 2g
3
取 2 1 管中流速 通过管道流量
13
长管计算，误差很小。
4-2 简单管道水力计算的基本类型
对恒定流，有压管道的水力计算 主要有下列几种。 一、输水能力计算 已知管道布置、断面尺寸及作用水头时，要求确 定管道通过的流量。计算如上节例题。 二、当已知管道尺寸和输水能力时，计算水头损失； 即要求确定通过 一定流量时所必须的水头。 计算如下例所示。
先分析沿管道总流测压管水头的变化情况，再计 算并绘制测压管水头线。 因为流量和管径均已知各断面的平均流速即可求出， 入口到任一断面的全部水头损失也可算出。该点压强为
pi v H 1 z i i i hwi g 2g
2
由此可绘出总水头线和测压管水头线。管内压强可为正 值也可为负值。当管内存在有较大负压时，可能产生空 化现象。
14
例4-2 由水塔沿长度L为3500m，直径d为300mm的 新铸铁管向工厂输水（见图）。设安置水塔处的地面高程 zb为130.0m，厂区地面高程zc为110.0m，工厂所需水头Hc
水力学课后习题答案(共9篇)(共8页)
水力学课后习题答案(共9篇)[模版仅供参考，切勿通篇使用]小学作文水力学课后习题答案（一）:压强水头水力学压强和水头有什么关系?课后题书上应该有吧,总水头=重力水头+静压水头+动压水头,重力水头跟高度有关,静压水头跟压强有关,动压水头跟流体流速有关. 水力学课后习题答案（二）:·····书课后习题答案····人民教育出版社的好像有一个很严重的问题.1、你没告诉我你用什么版本的书2、你要那本书的哪个答案... 水力学课后习题答案（三）:第一章课后习题的所有答案1节一. 3.(1)略(2)略(3)2 4.(1)白色黑色(2)性状分离白毛羊为杂合子,杂合子在自交时会出现性状分离现象2节一. 1(1)×(2)×二,(1)YyRr yyRr (2)黄色皱粒、绿色皱粒1:1 1/4 (3)YyRR、YyRr 2或4 如果是YyRr与yyrr杂交,比值为黄色圆粒:绿色圆粒:黄色皱粒:绿色皱粒=1:1:1:1;如果是YyRR与yyrr杂交,比值为黄色圆粒:绿色圆粒=1:1自我检测一.1.× 2.× 3.×这是我参考书上的答案. 水力学课后习题答案（四）: 课后第3题答案水力学课后习题答案“斩钉截铁”形容说话办事果断,毫不犹豫.说明在生与死的考验面前,马宝玉丝毫没有犹豫,表现出五壮士坚定不移和不畏牺牲的精神.“石头想雹子一样”形容石头非常密集,想雹子一样迅猛,有力.充分表现出五壮士英勇杀敌的决心和与敌人奋战到底的英雄气概. 水力学课后习题答案（五）:课后练习第三题答案.具体些答：1．（1）多了一个别名；开始建筑时间,建成时间,重修时间；损毁原因；历史意义；石狮数量；有汉白玉石碑；是燕京八景之一；77事变由这里开始；是我国重点保护单位．（2）不是,因为课文重点主要是介绍桥,所以其它可以不写．2．（1）写作者在卢沟桥旁寄宿的事（2）它是从作者的第一人称的角度写的,而课文中的是从客观的角度写的．水力学课后习题答案（六）:课后题答案,全要,标清题号水力学课后习题答案一、反复阅读课文,找出文中表达作者观点的关键语句.思考一下,作者为什么提出要“敬畏自然”?为什么说“敬畏自然”就是“敬畏我们自己”?表达作者观点的关键语句是：“我们再也不应该把宇宙的其他部分看做只是我们征服的对象,再也不应该把其他生物仅仅看做我们的美味佳肴,而首先应该把它们看做是与我们平等的生命,看做是宇宙智慧的创造物,看做是宇宙之美的展示者,首先应该敬畏它们,就像敬畏我们自己一样.敬畏它们,就是敬畏宇宙,敬畏自然,就是敬畏我们自己.”作者之所以提出要“敬畏自然”,是因为人们常常把人与自然对立起来,宣称要征服自然,这种观点有其合理的一面,但走到极端往往违背自然规律,破坏自然,导致自然界的惩罚.只有认识自然的伟大,爱护自然,人类才能求得与自然的和谐发展.“敬畏自然”之所以就是“敬畏我们自己”,是因为人类与自然都是宇宙智慧的创造物,都是宇宙生命的组成部分,尽管生命的存在形式不同,生命形态有高低之别,但都是平等的生命,都是兄弟,所以敬畏自然,就是敬畏智慧,敬畏生命,就是敬畏我们自己.再则,敬畏自然,就是爱护自然,爱护人类生存的家园,就是爱护我们自己.二、本文许多语句富有哲理,请仔细体会下面几句话的含义,并与同学交流看法.1.人类为自己取得的这些成就而喜形于色,然而,谁能断言那些狼藉斑斑的矿坑不会是人类自掘的陷阱呢?2.宇宙之所以创造智慧生物是为了进行自我认识,为了欣赏她自己壮丽无比的美.3.人类并不孤独,在宇宙中处处是我们的弟兄.本题意在引导学生揣摩课文中富有哲理的语句,加深对课文主旨的理解.1.掉入陷阱,就是危机.这句话的意思是,人类开采煤炭、石油、天然气以及其他各种矿物,留下了无数矿坑,相当于人类给自己“挖坑”,在未来很可能酿成严重后果,危及人类自身.2.这句话的意思是,宇宙创造了人类这种智慧生物,等于宇宙长出了大脑,有了自我认识的工具,人类对宇宙的认识即是宇宙对自己的认识.这句话是把宇宙拟人化,把人类的出现,说成是宇宙有目的的创造.3.宇宙的一切,包括人类,都是宇宙生命的构成部分,人类之外的一切,也是生命的种种存在形式,所以它们与我们是平等的生命,是我们的弟兄.三、本文多处运用反问句.反问是一种用疑问句式来表达确定意思的修辞方法.用否定句来反问,表达的是肯定的意思;用肯定句来反问,表达的是否定的意思.反问的作用是加强语气,加重语言的力量,激发读者的感情,给读者造成深刻的印象.例如“谁说宇宙是没有生命的”?这比用一般判断句“宇宙是有生命的”语气更强烈,意思更肯定.试从课文中找出几个反问句,并把它们变换成一般陈述句,然后比较一下,这两种句式的表达效果有什么不同.本题结合课文学习反问这种修辞手法,体会反问的表达效果.反问句：我们有什么理由和资格嘲笑古人,在大自然面前卖弄小聪明呢?陈述句：我们没有理由和资格嘲笑古人,在大自然面前卖弄小聪明.反问句更有力地强调嘲笑古人、在大自然面前卖弄小聪明是毫无理由、毫无资格的.反问句：谁能断言那些狼藉斑斑的矿坑不会是人类自掘的陷阱呢?陈述句：谁也不能断言那些狼藉斑斑的矿坑不会是人类自掘的陷阱.反问句语气更强烈,更发人深省.反问句：那永恒的运动、那演化的过程,不正是她生命力的体现吗?陈述句：那永恒的运动、那演化的过程,正是她生命力的体现.反问句更能激发读者的思考,语气也更强烈.反问句：你难道没有听到石头里也有生命的呐喊吗?陈述句：你曾听到石头里也有生命的呐喊.反问句语气更强烈,且有催人深思的效果.四、长期以来,人类宣称自己是“万物之灵”,这篇课文的作者却提出人类“只是大自然机体上普通的一部分”,其他生物都是与人类平等的生命.对这个问题,你有什么看法,根据是什么?有兴趣的同学可以组成小组,搜集资料,并出一期“人与宇宙之谜”的专刊.本题旨在培养独立思考精神,培养实事求是、崇尚真知的科学态度,鼓励学生发表自己的看法,鼓励学生与作者平等对话.学生不仅要发表看法,而且应尽量说出根据来.教师应该引导学生搜集资料,根据事实来思考问题,形成自己的看法水力学课后习题答案（七）:水力学习题水头损失一章预应力混凝土输水管直径为D=300mm,长度l=500m,沿程水头损失hf=1m.试用谢才公式和海曾威廉公式分别求解管道中的流速.用谢才公式：水力半径R=D/4=/4= ,水力坡度J=hf/l=1/500=糙率n=谢才系数C=R^(1/6)/n=^(1/6)/=50管道中的流速V=C(RJ)^(1/2)=50*(*)^=/s用海森威廉公式：由海森威廉公式D=(^/C^/hf)^(1/)得：V=^^取系数C=100,得V=*100*^*^=/s 水力学课后习题答案（八）: 水力学习题盛水容器的形状如图所示,已知各水面的高程△1=,△2=,△3=,△4=,求1,2,3,4点的相对压强?不好意思图形我不会画,是上底长下底短,哪位高手帮忙能解决吗?各点的正常压强求出来后，以其中某一点作为零点其余的各点压强同时减去这点的压强，就是其他点相对与这点的压强水力学课后习题答案（九）:求理论力学第七版课后习题答案1、很高兴为您回答,但我没有题目内容啊!2、自己亲自做吧.网上（如：百度文库）可能查找到一些答案,一般不全.对搞不懂的题目,可以上传题目内容,以方便为你回答.。
重庆大学出版社肖明葵版水力学习题评讲第五章.ppt
孔口出流为全部完善收缩的自由出流，求孔口出流量Q。
解：对薄壁小孔口的全部完善收缩的自由出流有：
流量系数 0.62 ，作用水头
pa
H0
H1
0v02
2g
H
1 0.52
5
5.0128m
2 9.8
题5.3图
Q
2gH0
0.62
0.22 4
29.85.0128 0.193m3 / s
5.6 两敞口水箱用一直径为d1=40mm的薄壁孔口连通，如图 所示。右侧水箱的底部接一直径为d2=30mm的圆柱形管嘴， 长l=0.1m，孔口的上游水深H1=3m， ，水流保持恒定，求管嘴 流量Q2和下游水深H2。 解：孔口出流和管嘴出流的流量系数分别为： 0.62 n 0.82
集水井
以2-2断面为基准面，写出1-1、2-2间液体的伯努力方程：
H 0 0 0 0 0 hw
hw
hf
hj
l d
v2 2g
0.5 v2 2g
0.5 v2 2g
0.5 v2 2g
v2 2g
1
(0.0333 60 / 0.2 0.5 3 1) v2 0.64v2 19.6
（2）此种属于薄壁孔口的恒定淹没出流，v1, v2 分别为上游,
下游的渐变流过水断面1-1、2-2的断面平均流速，依题意取，
v1 v22
2g
1m
Q 2gH0 0.025m3 / s
1
H1
A
B d
1C
2
H2
（3）以孔口型心所在水平面为基准面，
v12 2g
（2 1
-1）2 出
v12 2g
l2 d2
v22 2g
解：对薄壁小孔口的全部完善收缩的自由出流有：
流量系数 0.62 ，作用水头
pa
H0
H1
0v02
2g
H
1 0.52
5
5.0128m
2 9.8
题5.3图
Q
2gH0
0.62
0.22 4
29.85.0128 0.193m3 / s
5.6 两敞口水箱用一直径为d1=40mm的薄壁孔口连通，如图 所示。右侧水箱的底部接一直径为d2=30mm的圆柱形管嘴， 长l=0.1m，孔口的上游水深H1=3m， ，水流保持恒定，求管嘴 流量Q2和下游水深H2。 解：孔口出流和管嘴出流的流量系数分别为： 0.62 n 0.82
集水井
以2-2断面为基准面，写出1-1、2-2间液体的伯努力方程：
H 0 0 0 0 0 hw
hw
hf
hj
l d
v2 2g
0.5 v2 2g
0.5 v2 2g
0.5 v2 2g
v2 2g
1
(0.0333 60 / 0.2 0.5 3 1) v2 0.64v2 19.6
（2）此种属于薄壁孔口的恒定淹没出流，v1, v2 分别为上游,
下游的渐变流过水断面1-1、2-2的断面平均流速，依题意取，
v1 v22
2g
1m
Q 2gH0 0.025m3 / s
1
H1
A
B d
1C
2
H2
（3）以孔口型心所在水平面为基准面，
v12 2g
（2 1
-1）2 出
v12 2g
l2 d2
v22 2g
【重庆大学出版社·肖明葵】版【水力学习题评讲】第四章
解：雷诺数为
Qd 0.02 103 0.006 Re 1929 2000 2 6 A 0.25 (0.006) 2.2 10 vd
故管内为层流。
4.8 为了确定某圆管内径，在管中通水，温度为15℃，实测
流量为Q = 10cm3/s，长6m，水头损失hf=0.22m水柱，试求： 圆管的直径d。
A A (b mh0 )h0 R x A b mh0 h0
x b 2h0 1 m 2
A m h v i b (a) A (b)A-A断面 1 h θ
题4.22图
(b mh0 )h0 A (2 1.5 1.5) 1.57 R 0.8605m 2 2 x b 2h0 1 m 2 2 1.5 1 1.5
如图所示A、B、C三个水箱由两段普通钢管相连接，
经过调节，管中为恒定流动。已知：A、C箱水面差H=10m，
l1=50m，l2 = 40 m，d1 =250mm，d2 =200mm，ζb= 0.25，
假设流动流态在阻力平方区，管壁的当量粗糙度Δ=0.2 mm， 试求：（1）管中流量Q；（2）图中h1及h2。 解：以2-2断面为 基准面，写0-2的
0.2mm 0.4 L 1.70mm
0.316 0.316 3 1/ 4 4 0.0277 Re 16977.03
4 2000 Re2 8488.51 3.1415 20 0.015
L
32.8d 32.8 200 4.26mm Re 8488.51 0.0329
0.316 0.316 1 1/ 4 4 0.0262 Re 21221.29
32.8d 32.8 200 L 1.91mm Re 21221.29 0.02
【重庆大学出版社·肖明葵】版-水力学课后习题讲解第三章
解: 以管轴线0-0为基准线，
写A→B的伯方程:
hp
pA
u
2 A
0
pa
0
0 uA A
0
g 2g
g
d
u
2 A
pa pA
2g g
(1)
题3.11图
又由水银压差计公式:
(zB
pB
g
)
(
z
A
pA )
g
pg g
g
h
在本题中: zA=zB=0，故知: pB pA p g g h
(2)
将(2)代入(1)中得:
又由连续性方程：Q1=Q2 或 v1A1=v2A2 得：
v2
A1 A2
v1
d12 d22
0.795
0.22 0.12
0.795
3.18m /
s
3.8 题3.8图所示输送海水的管道，管径d＝0.2m，进口断面
平均流速v=1m/s，若从此管中分出流量 Q1 0.012 m3 / s ，问
管中。 尚余流量Q2等于多少？设海水密度为1.02×103kg/m3，求
3.17 题图示一文丘里流量计，水银压差计读数为360mm， 若不计A.B 两点间的水头损失，试求管道中的流量。已知 管道直径d1=300mm，喉段直径d2＝150mm，渐变段AB长为 750mm。
解: 以1-1水平面为基准面， 写1-1到2-2断面的能量方程 d2=150mm
p1 1v12 0.75 p2 2v22
p1 p2 5.3m水柱
g
又令1 2 1,
代入能量方程中得:
d2=150mm
2
B2
5.3 v22 1 v22 0.75,
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， 长l=0.1m，孔口的上游水深H1=3m，水流保持恒定，求管嘴 ，孔口的上游水深 ，水流保持恒定，
流量Q 和下游水深H 流量 2和下游水深 2。 µ 孔口出流和管嘴出流的流量系数分别为： 解：孔口出流和管嘴出流的流量系数分别为： = 0.62 µ n = 0.82 孔口出流和管嘴出流的流量公式： 孔口出流和管嘴出流的流量公式： π d12 Q1 = µ A1 2 gH 01 = 0.62 × 2 gH 01 4
1
1
H
2
l=50m 题5.13图
2
d = 1.015m
5.12 虹吸管将河道中的水引入水池，如图所示。钢管总长为 虹吸管将河道中的水引入水池，如图所示。 30m，直径d=400mm设每一弯头的局部阻力系数为 求管中流量和最大真空值。 ζ ω = 0.7 , 又 λ = 0.02 . 求管中流量和最大真空值。 解：本题属淹没出流。以下游液面2-2为 本题属淹没出流。以下游液面 为 基准， 基准，作用水头
5.l 水从 箱通过直径为10cm的薄壁孔口流入 水箱，流量 水从A箱通过直径为 的薄壁孔口流入B水箱 箱通过直径为 的薄壁孔口流入 水箱， 系数为0.62，设上游水箱中水面高程H1=3m保持不变。试 ，设上游水箱中水面高程 保持不变。 系数为 保持不变 分别求：（1 水箱敞开， 水箱中无水时；（2 水箱中无水时；（ 分别求：（1）A水箱敞开，B水箱中无水时；（2）A水箱 ：（ 水箱敞开 水箱 敞开， 水箱中的水深 水箱中的水深H 敞开，B水箱中的水深 2=2m时；（3）A水箱水面压强为 时；（3 水箱水面压强为 2kpa时，通过孔口的流量。 时 通过孔口的流量。 解：（1）此情况为薄壁孔口的 ：（1 自由出流， 自由出流，若v1为孔口前的渐变 流断面平均流速， 流断面平均流速，取v1=0，则 ，
a
H 0 = H1 +
2 α 0 v0
2g
H
1× 0.52 = 5+ = 5.0128m 2 × 9.8
题5.3图
Q = µω 2 gH 0 = 0.62 ×
π × 0.22
4
× 2 × 9.8 × 5.0128 = 0.193m3 / s
5.6 两敞口水箱用一直径为 1=40mm的薄壁孔口连通，如图 两敞口水箱用一直径为d 的薄壁孔口连通， 的薄壁孔口连通 所示。右侧水箱的底部接一直径为 的圆柱形管嘴， 所示。右侧水箱的底部接一直径为d2=30mm的圆柱形管嘴， 的圆柱形管嘴
H 0 = H 2 = 2m
流速系数可直接代公式
2 vc2 p A α1v12 α 2 v2 H1 + + = H2 + 0 + + (ξ1 + ξ 2 ) 2g 2g ρ g 2g
v1 = v2 = 0
H 0 = H1 − H 2 +
2 α1v12 − α 2 v2
2g
pA + = 1.204m ρg
Q = µω 2 gH 0 = 0.0237m3 / s
1
H1 A d B
2
H2
H 0 = H1 +
α1v12
2g
= H1
π × 0.12
4
1
C
题5.1图
Q = µ A 2 gH， = 0.62 × 0
× 2 × 9.8 × 3 = 0.0373m3 / s
（2）此种属于薄壁孔口的恒定淹没出流，1 , v2 分别为上游, 此种属于薄壁孔口的恒定淹没出流， v 分别为上游, 下游的渐变流过水断面1-1、 的断面平均流速 依题意取， 的断面平均流速， 下游的渐变流过水断面 、2-2的断面平均流速，依题意取， v1 = v2 = 0 ，则：作用水头， 作用水头，
H 0 = H1 − H 2 +
2 α1v12 − α 2v2
1
2g
= 1m
H1
A d B
2
H2
Q = µω 2 gH 0 = 0.025m3 / s
1
C
题5.1图
（3）以孔口型心所在水平面为基准面， 以孔口型心所在水平面为基准面， 选择渐变流过水断面1-1、 ， 的伯诺里方程， 选择渐变流过水断面 、2-2，写1-2的伯诺里方程， 的伯诺里方程
Q2 = µ n A2 2 gH 02 = 0.82 ×
πd
4
2 2
H1
d1
Q1 l
2 gH 02
H2 Q2
其中
H 01 = H1 − H 2
H 02 = H 2 + l
题5.6图 d2
连续性方程 则有
Q1 = Q2
2 g ( H1 − H 2 ) = 0.82 ×
0.62 ×
π d12
4
π d 22
l v2 v2 v2 v2 v2 hw = ∑ hf + ∑ hj = λ + 0.5 + 0.65 + 0.65 + ×1 d 2g 2g 2g 2g 2g v2 = (0.03× 50/ d + 0.5 +1.3 + 1) 19.6 4Q Q Q = Av,∴ v = πd2
3d 5 = 1.16 + 2.08d
5.3 有一直径 d = 0.2m 的圆形锐缘薄壁孔口，其中心在上游 的圆形锐缘薄壁孔口， 水面下的深度 H = 5.0m ，孔口前的来流流速 v0 = 0.5m/s ， 孔口出流为全部完善收缩的自由出流，求孔口出流量Q 孔口出流为全部完善收缩的自由出流，求孔口出流量 。 解：对薄壁小孔口的全部完善收缩的自由出流有： 对薄壁小孔口的全部完善收缩的自由出流有： 流量系数 µ = 0.62 ，作用水头 p
ζ w = 0.65 ，出口 ζ 2 = 1 。试求当涵管通过流量为 Q = 3m3 /s
时，有压涵管的管径。 有压涵管的管径。 断面为基准面， 解：以2-2断面为基准面，写出 ，2-2之间的液体的伯诺里 断面为基准面 写出1-1， 之间的液体的伯诺里 方程， 方程， H + 0 + 0 = 0 + 0 + 0 + hw
4
2g (H 2 + l)
代入数据解得： 代入数据解得：
H 2 = 1.896m
Q2 = µ n A2 2 gH 02 = 0.82 ×
H1 d1 Q1 l H2 Q2
π d 22
4 3 = 0.0363m /s
2 gH 02
题5.管长 l = 50m 。上、下游水位差 圆形有压涵管如图所示， H=3m，各项阻力系数：沿程 λ = 0.03 ，进口 ζ 1 = 0.5 ，弯头 ，各项阻力系数：
流量Q 和下游水深H 流量 2和下游水深 2。 µ 孔口出流和管嘴出流的流量系数分别为： 解：孔口出流和管嘴出流的流量系数分别为： = 0.62 µ n = 0.82 孔口出流和管嘴出流的流量公式： 孔口出流和管嘴出流的流量公式： π d12 Q1 = µ A1 2 gH 01 = 0.62 × 2 gH 01 4
1
1
H
2
l=50m 题5.13图
2
d = 1.015m
5.12 虹吸管将河道中的水引入水池，如图所示。钢管总长为 虹吸管将河道中的水引入水池，如图所示。 30m，直径d=400mm设每一弯头的局部阻力系数为 求管中流量和最大真空值。 ζ ω = 0.7 , 又 λ = 0.02 . 求管中流量和最大真空值。 解：本题属淹没出流。以下游液面2-2为 本题属淹没出流。以下游液面 为 基准， 基准，作用水头
5.l 水从 箱通过直径为10cm的薄壁孔口流入 水箱，流量 水从A箱通过直径为 的薄壁孔口流入B水箱 箱通过直径为 的薄壁孔口流入 水箱， 系数为0.62，设上游水箱中水面高程H1=3m保持不变。试 ，设上游水箱中水面高程 保持不变。 系数为 保持不变 分别求：（1 水箱敞开， 水箱中无水时；（2 水箱中无水时；（ 分别求：（1）A水箱敞开，B水箱中无水时；（2）A水箱 ：（ 水箱敞开 水箱 敞开， 水箱中的水深 水箱中的水深H 敞开，B水箱中的水深 2=2m时；（3）A水箱水面压强为 时；（3 水箱水面压强为 2kpa时，通过孔口的流量。 时 通过孔口的流量。 解：（1）此情况为薄壁孔口的 ：（1 自由出流， 自由出流，若v1为孔口前的渐变 流断面平均流速， 流断面平均流速，取v1=0，则 ，
a
H 0 = H1 +
2 α 0 v0
2g
H
1× 0.52 = 5+ = 5.0128m 2 × 9.8
题5.3图
Q = µω 2 gH 0 = 0.62 ×
π × 0.22
4
× 2 × 9.8 × 5.0128 = 0.193m3 / s
5.6 两敞口水箱用一直径为 1=40mm的薄壁孔口连通，如图 两敞口水箱用一直径为d 的薄壁孔口连通， 的薄壁孔口连通 所示。右侧水箱的底部接一直径为 的圆柱形管嘴， 所示。右侧水箱的底部接一直径为d2=30mm的圆柱形管嘴， 的圆柱形管嘴
H 0 = H 2 = 2m
流速系数可直接代公式
2 vc2 p A α1v12 α 2 v2 H1 + + = H2 + 0 + + (ξ1 + ξ 2 ) 2g 2g ρ g 2g
v1 = v2 = 0
H 0 = H1 − H 2 +
2 α1v12 − α 2 v2
2g
pA + = 1.204m ρg
Q = µω 2 gH 0 = 0.0237m3 / s
1
H1 A d B
2
H2
H 0 = H1 +
α1v12
2g
= H1
π × 0.12
4
1
C
题5.1图
Q = µ A 2 gH， = 0.62 × 0
× 2 × 9.8 × 3 = 0.0373m3 / s
（2）此种属于薄壁孔口的恒定淹没出流，1 , v2 分别为上游, 此种属于薄壁孔口的恒定淹没出流， v 分别为上游, 下游的渐变流过水断面1-1、 的断面平均流速 依题意取， 的断面平均流速， 下游的渐变流过水断面 、2-2的断面平均流速，依题意取， v1 = v2 = 0 ，则：作用水头， 作用水头，
H 0 = H1 − H 2 +
2 α1v12 − α 2v2
1
2g
= 1m
H1
A d B
2
H2
Q = µω 2 gH 0 = 0.025m3 / s
1
C
题5.1图
（3）以孔口型心所在水平面为基准面， 以孔口型心所在水平面为基准面， 选择渐变流过水断面1-1、 ， 的伯诺里方程， 选择渐变流过水断面 、2-2，写1-2的伯诺里方程， 的伯诺里方程
Q2 = µ n A2 2 gH 02 = 0.82 ×
πd
4
2 2
H1
d1
Q1 l
2 gH 02
H2 Q2
其中
H 01 = H1 − H 2
H 02 = H 2 + l
题5.6图 d2
连续性方程 则有
Q1 = Q2
2 g ( H1 − H 2 ) = 0.82 ×
0.62 ×
π d12
4
π d 22
l v2 v2 v2 v2 v2 hw = ∑ hf + ∑ hj = λ + 0.5 + 0.65 + 0.65 + ×1 d 2g 2g 2g 2g 2g v2 = (0.03× 50/ d + 0.5 +1.3 + 1) 19.6 4Q Q Q = Av,∴ v = πd2
3d 5 = 1.16 + 2.08d
5.3 有一直径 d = 0.2m 的圆形锐缘薄壁孔口，其中心在上游 的圆形锐缘薄壁孔口， 水面下的深度 H = 5.0m ，孔口前的来流流速 v0 = 0.5m/s ， 孔口出流为全部完善收缩的自由出流，求孔口出流量Q 孔口出流为全部完善收缩的自由出流，求孔口出流量 。 解：对薄壁小孔口的全部完善收缩的自由出流有： 对薄壁小孔口的全部完善收缩的自由出流有： 流量系数 µ = 0.62 ，作用水头 p
ζ w = 0.65 ，出口 ζ 2 = 1 。试求当涵管通过流量为 Q = 3m3 /s
时，有压涵管的管径。 有压涵管的管径。 断面为基准面， 解：以2-2断面为基准面，写出 ，2-2之间的液体的伯诺里 断面为基准面 写出1-1， 之间的液体的伯诺里 方程， 方程， H + 0 + 0 = 0 + 0 + 0 + hw
4
2g (H 2 + l)
代入数据解得： 代入数据解得：
H 2 = 1.896m
Q2 = µ n A2 2 gH 02 = 0.82 ×
H1 d1 Q1 l H2 Q2
π d 22
4 3 = 0.0363m /s
2 gH 02
题5.管长 l = 50m 。上、下游水位差 圆形有压涵管如图所示， H=3m，各项阻力系数：沿程 λ = 0.03 ，进口 ζ 1 = 0.5 ，弯头 ，各项阻力系数：