《水力学课后习题答案第四版(吴持恭)

水力学课后习题答案

0 绪论

0.1 ρ＝816.33kg/m 3 0.2 当y =0.25H 时

H

u dy du

m 058.1≈ 当y=0.5H 时H

u dy du

m 84.0≈ 0.4 f = g

0.5 h 的量纲为[L] 0.6 F f ＝184N

0.7 K=1.96×108N/m 2 dp=1.96×105N/m 2

1 水静力学

1.1 Pc=107.4KN/m 2 h=0.959m

1.2 P B -P A =0.52KN/m 2 P AK =5.89KN/m 2 P BK =5.37KN/m 2

1.3 h 1=

2.86m h 2=2.14m 内侧测压管内油面与桶底的垂距为5m ，外侧测压管

内油面与桶底的垂距为4.28m 。 1.4 Pc=27.439KN/m 2 1.5 P M =750.68h KN/m 2 1.6 P 2-p 1=218.05N/m 2

1.7 γ=B

A B

r A r B A ++

1.8 P=29.53KN 方向向下垂直底板 P ＝0 1.9 W=34.3rad/s W max =48.5rad/s

1.10 a=L

h H g )

(2-

1.12 当下游无水 P ξ=331

2.4KN(→) P 2=862.4KN(↓)

当下游有水 P ξ=3136KN(→) P 2=950.6KN(↓) 1.13 T=142.9KN

1.14 当h 3=0时T=131.56KN 当h 3=h 2=1.73m 时 T ＝63.7KN 1.15 0－0转轴距闸底的距离应为1.2m

1.16 P=4.33KN L D =

2.256m(压力中心距水面的距离) 1.17 P=567.24KN

1.19 P ＝45.54KN 总压力与水平方向夹角φ＝14º28´ 1.20 P ξ=353KN P ζ=46.18KN 方向向下 1.21 H=3m 1.22 δ=1.0cm 1.23 F=25.87KN (←)

2 液体运动的流束理论

2.1 Q=211.95cm 3/s V ＝7.5cm/s 2.2 h w =

3.16m 2.3

γ

2

p =2.35m

2.4 P K 1=6

3.8KN/m 2 2.5 Q=0.00393m 3/s 2.6 Q=0.0611m 3/s 2.7 μ=0.985 2.8 Q=0.058m 3/s

2.9 S 点相对压强为－4.9N ／cm 2，绝对压强为4.9N/cm 2 2.10 V 3=9.9m/s Q=0.396m 3/s 2.11 R ξ=391.715KN(→)

2.12 R=

3.567KN 合力与水平方向夹角β＝37º8´ 2.13 R ξ=98.35KN(→) 2.14 R ξ=2988.27KN(→) 2.15 R ξ=1.017KN(←) 2.16 R ξ =153.26KN(→)

2.17 α=2 3

4

=β

2.18 F=R

m v 2

2.19 Q=g 2μH 2.5

2.20 F=C d L 2

2

2

ρμ

2.21 m p A

44.2=γ

m p B

44.4=γ

2.22 Q 1=

+1(2Q cos )α )c o s 1(2

2α-=Q

Q 2.23 R=2145KN α=54º68´ 2.24 m=3.12kg

2.25 T 充＝24分34秒 T 放＝23分10秒

3. 液流型态及水头损失

3.1 d 增加，Re 减小 3.2 R e =198019.8>2000 紊流 3.3 R e =64554>500紊流 3.4 cm 0096.00=δ 3.5

3

2

0=u v 当时v u x = h y m 577.0≈ 3.6 Q

3min

1654.0m =/s 20/24.33m N =τ

3.7 当Q=5000cm 3/s 时，Re=19450紊流

2.00

=∆

δ 光滑管区027.0=λ

当Q ＝20000cm 3/s 时 Re=78200紊流

775.00

=∆

δ 过渡粗糙区

026.0=λ

当Q ＝200000cm 3/s 时 Re=780000紊流

1.70

=∆

δ 粗糙区 023.0=λ

若l ＝100m 时Q ＝5000 cm 3/s 时 h f =0.006m Q=2000 cm 3/s 时 h f =0.09m Q ＝200000 cm 3/s 时 h f =7.85m 3.8 λ＝0.042 3.9 n=0.011 3.10 ξ=0.29 3.11 Q=0.004m 3/s 3.12 ∆h=0.158m 3.13 Z=11.1m

3.14 ξ=2

4.7

4 有压管中的恒定流

4.1 当n=0.012时Q=6.51 m3/s 当n=0.013时Q=6.7m3/s

当n=0.014时Q=6.3 m3/s

4.2 当n=0.0125时Q=0.68 m3/s 当n=0.011时Q=0.74 m3/s

当n=0.014时Q=0.62 m3/s

=0.0268 m3/s Z=0.82m

4.3 Q

max

4.4 当n=0.011时H=7.61 m 当n=0.012时H=7.0 m

4.5 H t=30.331m

=5.1m

4.6 n取0.012 Q=0.5 m3/s h

max

v

＝21.5m水柱高

4.7 n取0.0125时H

A

4.8 Q1=29.3L/s Q2=30.7L/s ∇=13

5.21m

4.9 H=0.9m

4.10 Q2=0.17 m3/s Q3=0.468 m3/s

4.11 Q1=0.7 m3/s Q2=0.37 m3/s Q3=0.33 m3/s

4.12 H1=2.8m

=10.57KN/m2

4.13 Q=0.0105 m3/s P

B

4.14 Q1=0.157 Q2

5 明渠恒定均匀流

5.1 V=1.32m/s Q=0.65 m3/s

5.2 Q=20.3 m3/s

5.3 Q=241.3 m3/s

5.4 h=2.34m

5.5 h=1.25m

5.6 b=3.2m

5.7 b=71m V=1.5 m/s大于V不冲＝1.41 m/s 故不满足不冲流速的要求5.8 当n=0.011时i=0.0026 ∇=51.76m

当n=0.012时i=0.0031 当n=0.013时i=0.0036

当n=0.014时i=0.0042