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水力学第二章课后答案

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水力学第二章课后答案
1 2 6 11答案在作业本
2.12 (注:书中求绝对压强)用多管水银测压计测压,图中标高的单位为m,试求水
面的压强0p。

水
Δ
3.0

p

0

水
Δ
1.4

Δ
2.5

Δ
1.2
Δ
2.3

汞
解: 043.01.4ppg

52.51.43.01.4Hg
pgg


2.31.22.51.22.51.43.01.4aHgHgpgggg


2.32.51.21.42.53.01.21.4aHgpgg


2.32.51.21.413.62.53.01.21.4apgg




265.00ap
(kPa)

答:水面的压强0p265.00kPa。
2-12形平板闸门AB,一侧挡水,已知长l=2m,宽b=1m,形心点水深ch=2m,倾角

=45,闸门上缘A处设有转轴,忽略闸门自重及门轴摩擦力,试求开启闸门所需

拉力T。
水力学第二章课后答案
l
b
α
B

A

T
h
c

解:(1)解析法。
10009.80721239.228CCPpAhgbl
(kN)

3
2
222

12

222.946122sinsin4512sin45sinCCDCCCblIhyyhyAbl



o

o
水力学第二章课后答案

2-13矩形闸门高h=3m,宽b=2m,上游水深1h=6m,下游水深2h=4、5m,试求:(1)
作用在闸门上的静水总压力;(2)压力中心的位置。
水力学第二章课后答案
h
h
2
h
1
解:(1)图解法。
压强分布如图所示:

h
1

h
2

p
∵ 12phhhhg

12
hhg


64.510009.807

14.71
(kPa)

14.713288.263Pphb
(kN)

合力作用位置:在闸门的几何中心,即距地面(1.5m,)2b处。
(2)解析法。
水力学第二章课后答案

111
1.561.5980732264.789PpAghhb
(kN)

3
2
2
1221124.54.54.54.512CDC
C

bh
I
h

yyyAbh






1
20.250.754.6674.5
(m)


222
1.539.80732176.526PpAghhb
(kN)


22

211111130.753.253CCDCC
CC

II
yyyyAyA




(m)

合力:1288.263PPP(kN)
合力作用位置(对闸门与渠底接触点取矩):

111222DDD
yPPhyPhy


111222DD
D

PhyPhyyP


264.78964.667176.5264.53.2588.263

1.499
(m)

答:(1)作用在闸门上的静水总压力88.263kN;(2)压力中心的位置在闸门的几何

中心,即距地面(1.5m,)2b处。

2-14矩形平板闸门一侧挡水,门高h=1m,宽b=0、8m,要求挡水深1h超过2m时,
闸门即可自动开启,试求转轴应设的位置y。
水力学第二章课后答案
y
h
h
1
解:当挡水深达到1h时,水压力作用位置应作用在转轴上,当水深大于1h时,水压力
作用位置应作用于转轴上,使闸门开启。

1
1.510009.80710.811.76842hPhghb




(kPa)

22
1111.51.55621.512122D
hh

yhhh












(m)

∴转轴位置距渠底的距离为:21.5560.444(m)
可行性判定:当1h增大时12Chyh增大,则CCIyA减小,即压力作用位置距闸
门形越近,即作用力距渠底的距离将大于0.444米。
答:转轴应设的位置y0.444m。
2 -16一弧形闸门,宽2m,圆心角=30,半径R=3m,闸门转轴与水平齐平,试求作用
在闸门上的静水总压力的大小与方向。
水力学第二章课后答案

2-18
球形密闭容器内部充满水,已知测压管水面标高1=8、5m,球外自由水面标高
2

=3、5m,球直径D=2m,球壁重量不计,试求:(1)作用于半球连接螺栓上的总压

力;(2)作用于垂直柱上的水平力与竖向力。
水力学第二章课后答案
Δ
2

Δ
1

解:(1)取上半球为研究对象,受力如图所示。
Δ
1

Δ
2

T
P
z

∵2124zDPVgg

2
28.53.510009.8074



154.048
(kN)

∴154.048zTP(kN)
(2)取下半球为研究对象,受力如图。
水力学第二章课后答案
Δ
1

Δ
2

Pz'
T'
F
x

F
y

F
z

∵221228.53.510009.807154.04844zDPg(kN)
0zzFPT
0xyFF
答:(1)作用于半球连接螺栓上的总压力为154.048kN;(2)作用于垂直柱上的水平力
与竖向力0xyFF。

2-19密闭盛水容器,水深1h=60cm,2h=100cm,水银测压计读值h=25cm,试求半径
R
=0、5m的半球形盖AB所受总压力的水平分力与铅垂分力。

A
B
R
h

2

h
1
Δ
h
水力学第二章课后答案
解:(1)确定水面压强0p。

01HgHg
phgghh





10009.8070.2513.60.6

27.460
(kPa)

(2)计算水平分量xP。


2

02xC
PpAphgR


2
27.4601.09.8070.5

29.269
(kN)

(3)计算铅垂分力zP。

33
4140.59.8072.567326zRPVgg


(kN)

答:半球形盖AB所受总压力的水平分力为29.269kN,铅垂分力为2.567kN。

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《水力学》吴持恭课后习题答案

《水力学》吴持恭课后习题答案

第一章 绪论1-1．20℃的水2.5m 3，当温度升至80℃时，其体积增加多少？ [解] 温度变化前后质量守恒，即2211V V ρρ= 又20℃时，水的密度31/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 321125679.2m V V ==∴ρρ 则增加的体积为3120679.0m V V V =-=∆1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度ν增加15%，重度γ减少10%，问此时动力粘度μ增加多少（百分数）？ [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+==Θ原原原μρν035.1035.1==035.0035.1=-=-原原原原原μμμμμμΘ此时动力粘度μ增加了3.5%1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02y hy g u -=，式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。

试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。

[解] μρ/)(002.0y h g dydu-=Θ)(002.0y h g dydu-==∴ρμτ 当h =0.5m ，y =0时)05.0(807.91000002.0-⨯⨯=τPa 807.9=1-4．一底面积为45×50cm 2，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。

[解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时，等速下滑yuATmgddsinμθ==001.0145.04.062.22sin8.95sin⨯⨯⨯⨯==δθμuAmgsPa1047.0⋅=μ1-5．已知液体中流速沿y方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律yuddμτ=，定性绘出切应力沿y方向的分布图。

[解]1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。

已知导线直径0.9mm，长度20mm，涂料的粘度μ=0.02Pa．s。

水力学教程部分答案

水力学教程部分答案

第一章 绪论1-2．20℃的水2.5m 3，当温度升至80℃时，其体积增加多少？ [解] 温度变化前后质量守恒，即2211V V ρρ= 又20℃时，水的密度31/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 321125679.2m V V ==∴ρρ 则增加的体积为3120679.0m V V V =-=∆1-4．一封闭容器盛有水或油，在地球上静止时，其单位质量力为若干？当封闭容器从空中自由下落时，其单位质量力又为若干？ [解] 在地球上静止时：g f f f z y x -===；0自由下落时：00=+-===g g f f f z y x ；第二章 流体静力学2-1．一密闭盛水容器如图所示，U 形测压计液面高于容器内液面h=1.5m ，求容器液面的相对压强。

[解] gh p p a ρ+=0ΘkPa gh p p p a e 7.145.1807.910000=⨯⨯==-=∴ρ2-3．密闭水箱，压力表测得压强为4900Pa 。

压力表中心比A 点高0.5m ，A 点在液面下1.5m 。

求液面的绝对压强和相对压强。

[解] g p p A ρ5.0+=表Pa g p g p p A 49008.9100049005.10-=⨯-=-=-=ρρ表 Pa p p p a 9310098000490000=+-=+=' 2.8绘制题图中AB 面上的压强分布图。

Bh 1h 2A Bh 2h 1hAB解：2B2-14．矩形平板闸门AB一侧挡水。

已知长l=2m，宽b=1m，形心点水深h c=2m，倾角 =45o，闸门上缘A处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力。

试求开启闸门所需拉力。

[解] 作用在闸门上的总压力：N A gh A p P c c 392001228.91000=⨯⨯⨯⨯=⋅==ρ作用点位置：m A y J y y c c c D 946.21245sin 22112145sin 23=⨯⨯⨯⨯+=+=οοm l h y c A 828.12245sin 22sin =-=-=οΘα)(45cos A D y y P l T -=⨯∴οkN l y y P T A D 99.3045cos 2)828.1946.2(3920045cos )(=⨯-⨯=-=οο 45°h 1h 2BA[解] 闸门左侧水压力：kN b h gh P 41.62133807.91000111=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=ρm h h 414.145sin 33sin 31'1===οα闸门右侧水压力：kN b h gh P 74.27145sin 228.9100021sin 21222=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=οαρ 作用点：m h h 943.045sin 32sin 32'2===οα 总压力大小：kN P P P 67.3474.2741.6221=-=-=对B 点取矩：'D '22'11Ph h P h P =-'D 67.34943.074.27414.141.62h =⨯-⨯ m h 79.1'D =2-13．如图所示盛水U 形管，静止时，两支管水面距离管口均为h ，当U 形管绕OZ 轴以等角速度ω旋转时，求保持液体不溢出管口的最大角速度ωmax 。

水力学课后习题答案 (2)

水力学课后习题答案 (2)

水力学课后习题答案问题1分析：根据题目所给条件，可以得出以下信息： - 原水泵的扬程为15米； - 新水泵的额定功率为0.8千瓦，效率为0.9； - 新水泵的扬程为20米； - 单位时间内水的流量不变。

要求：求原水泵的额定功率。

解答：设原水泵的额定功率为P1（单位：千瓦）。

由题目可知，P1 = H1*Q1/η1，其中H1为原水泵的扬程，Q1为单位时间内水的流量，η1为原水泵的效率。

根据题目可知，H1 = 15米，Q1不变。

则有 P1 =15*Q1/η1。

又，由于单位时间内水的流量Q1不变，所以新水泵的流量Q2也不变。

即Q1 = Q2。

因此，新水泵的额定功率P2（单位：千瓦）可以表示为 P2 = H2*Q2/η2，其中H2为新水泵的扬程，η2为新水泵的效率。

根据题目可知，P2 = 0.8千瓦，H2 = 20米，η2 = 0.9。

则有 0.8 = 20*Q2/0.9。

将上式整理，得到 Q2 = 0.8*0.9/20 = 0.036立方米/秒。

由于Q1 = Q2，所以Q1 = 0.036立方米/秒。

将Q1 = 0.036代入P1 = 15Q1/η1，可得 P1 = 150.036/η1。

因此，原水泵的额定功率P1等于15*0.036/η1。

问题2分析：根据题目所给条件，可以得出以下信息： - 水泵的扬程为12米； - 水泵的额定功率为3.2千瓦； - 水泵的效率为0.85；- 单位时间内水的流量不变。

要求：求单位时间内水的流量。

设单位时间内水的流量为Q（单位：立方米/秒），根据题目可知，P = H*Q/η，其中P为水泵的额定功率，H为水泵的扬程，η为水泵的效率。

根据题目可知，P = 3.2千瓦，H = 12米，η = 0.85。

则有3.2 = 12*Q/0.85。

将上式整理，得到 Q = 3.2*0.85/12 = 0.2267立方米/秒。

因此，单位时间内水的流量为0.2267立方米/秒。

问题3分析：根据题目所给条件，可以得出以下信息： - 水泵的额定功率为2.5千瓦；- 水泵的效率为0.75；- 水泵的扬程为15米。

水力学第四版课后答案

水力学第四版课后答案

第一章 绪论1-2．20℃的水2.5m 3，当温度升至80℃时，其体积增加多少？ [解] 温度变化前后质量守恒，即2211V V ρρ= 又20℃时，水的密度31/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 321125679.2m V V ==∴ρρ 则增加的体积为3120679.0m V V V =-=∆1-4．一封闭容器盛有水或油，在地球上静止时，其单位质量力为若干？当封闭容器从空中自由下落时，其单位质量力又为若干？ [解] 在地球上静止时：g f f f z y x -===；0自由下落时：00=+-===g g f f f z y x ；第二章 流体静力学2-1．一密闭盛水容器如图所示，U 形测压计液面高于容器内液面h=1.5m ，求容器液面的相对压强。

[解] gh p p a ρ+=0kPa gh p p p a e 7.145.1807.910000=⨯⨯==-=∴ρ2-3．密闭水箱，压力表测得压强为4900Pa 。

压力表中心比A 点高0.5m ，A 点在液面下1.5m 。

求液面的绝对压强和相对压强。

[解] g p p A ρ5.0+=表Pa g p g p p A 49008.9100049005.10-=⨯-=-=-=ρρ表 Pa p p p a 9310098000490000=+-=+=' 2.8绘制题图中AB 面上的压强分布图。

解：2AB ρgh2-14．矩形平板闸门AB 一侧挡水。

已知长l =2m ，宽b =1m ，形心点水深h c =2m ，倾角α=45，闸门上缘A 处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力。

试求开启闸门所需拉力。

[解] 作用在闸门上的总压力：N A gh A p P c c 392001228.91000=⨯⨯⨯⨯=⋅==ρ作用点位置：m A y J y y c c c D 946.21245sin 22112145sin 23=⨯⨯⨯⨯+=+=m l h y c A 828.12245sin 22sin =-=-= α)(45cos A D y y P l T -=⨯∴kN b gh P 74.27145sin 28.910002sin 2222=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=αρ 作用点：m h h 943.045sin 32sin 32'2===α 总压力大小：kN P P P 67.3474.2741.6221=-=-=对B 点取矩：'D '22'11Ph h P h P =-'D 67.34943.074.27414.141.62h =⨯-⨯m h 79.1'D =2-13．如图所示盛水U 形管，静止时，两支管水面距离管口均为h ，当U 形管绕OZ 轴以等角速度ω旋转时，求保持液体不溢出管口的最大角速度ωmax 。