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吴持恭《水力学》习题答案

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习题答案
0 绪论
ρ＝m3
当y=时Hudydum058.1

当y=时Hudydum84.0
f = g
h的量纲为[L]
Ff＝184N
K=×108N/m2 dp=×105N/m2
1 水静力学

1.1 Pc=m2 h=
1.2 PB-PA=m2 PAK=m2 PBK=m2
1.3 h1= h2= 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。
1.4 Pc=m2
1.5 PM= KN/m2
1.6 P2-p1=m2
1.7 =BABrArBA

1.8 P= 方向向下垂直底板 P＝0
1.9 W=s Wmax=s
1.10 a=LhHg)(2

当下游无水 P=(→) P2=(↓)
当下游有水 P=3136KN(→) P2=(↓)
T=
当h3=0时T= 当h3=h2=时 T＝
0－0转轴距闸底的距离应为
P= LD=(压力中心距水面的距离)
P=
P＝ 总压力与水平方向夹角＝14º28´
P=353KN P= 方向向下
H=3m
=
F= (←)

2 液体运动的流束理论
Q=s V＝s
hw=

2p=

PK1=m2
Q=s
Q=s
=
Q=s
S点相对压强为－／cm2，绝对压强为cm2
V3=s Q=s
R=(→)
R= 合力与水平方向夹角＝37º8´
R=(→)
R=(→)
R=(←)
R=(→)
=2 34

F=Rmv2
Q=g2
F=CdL222
mpA44.2 mpB44.4
Q1=1(2Qcos) )cos1(22QQ
R=2145KN =54º68´
m=
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 Re=>2000 紊流
Re=64554>500紊流
cm0096.00

320uv 当时vux hym577.0

Q3min1654.0m/s 20/24.33mN
当Q=5000cm3/s时，Re=19450紊流 2.00 光滑管区027.0

当Q＝20000cm3/s时 Re=78200紊流 775.00 过渡粗糙区
026.0

当Q＝200000cm3/s时 Re=780000紊流 1.70 粗糙区 023.0

若l＝100m时Q＝5000 cm3/s时 hf= Q=2000 cm3/s时 hf=
Q＝200000 cm3/s时 hf=
＝
n=
=
Q=s
h=
Z=
=
4 有压管中的恒定流
当n=时 Q= m3/s 当n=时 Q=s
当n=时 Q= m3/s
当n=时 Q= m3/s 当n=时 Q= m3/s
当n=时 Q= m3/s
Qmax= m3/s Z=
当n=时 H= m 当n=时 H= m
Ht=
n取 Q= m3/s hmaxv=
n取时 HA＝水柱高
Q1=s Q2=s =
H=
Q2= m3/s Q3= m3/s
Q1= m3/s Q2= m3/s Q3= m3/s
H1=
Q= m3/s PB=m2
Q1= Q
2

5 明渠恒定均匀流
V=s Q= m3/s
Q= m3/s
Q= m3/s
h=
h=
b=
b=71m V= m/s大于V不冲＝ m/s 故不满足不冲流速的要求
当n=时 i= =
当n=时 i= 当n=时 i=
当n=时 i=
i=1/3000 V=s n= V=s
当n=时 b= h=
当n=时 b= h=
当n=时 b= h=
hf=1m
Q= m3/s
Q=s
hm= bm= i=
2= Q1=s Q2= m3/s

6 明渠恒定非均匀流
Vw=s Fr= 缓流
hk1= hk2= h01=> hk1缓流
h02=> hk2缓流
hk= Vk=s Vw=s hk > h0缓流 Vw>V缓流
iK=> i缓坡
L很长时，水面由线为C0、b0 b2型。当L很短时，水面曲线可能为C0、
C2或C0、b2型，当L较长时，水面曲线可能为C0、b2或b0、b2型。图略。
提示：L不同，水跃发生的位置不同。
提示：先求h0= hK= h0>hK 缓坡，故产生a1型壅水曲线，在~间内插h,
求s。
前段ɑ1型，两闸门间ɑ1型，后段C1型接水跃。
S=
S=
进口断面 b=8m h= 中间断面b=6m h= s进一中＝
出口断面 b=4m h= s中一出＝ 图略

7 水跃
h1=
Fr1=> 强水跃 h2=
Ej= Pj= Ejj= E= Kj=
Lj= =1060 h2=
h01= h02= hK= h01< hK< h02水流由急流过渡缓流必产生水跃。设跃后
水深为h2= h02= 跃前水深h1=。 h1＞h01发生远驱水跃，即水跃发生在缓坡
处，以h01=和h1=作控制水深，推求S=，图略。

8 堰流及闸孔出流
Q= m3/s
b=
Hd=17m 堰顶高程 Xc= Yc=
r=取r=25m时，反弧园心点坐标
X'0＝ Y0= D点坐标XD＝ YD=
E点坐标XE= YE= 图略
当上游水位高程为时，Q＝ m3/s 当上游水位为时Q＝ m3/s
当Q＝6000 m3/s时 上游＝
当下游＝时 Q＝ m3/s 当下游＝时 Q＝ m3/s
Q= m3/s
H=

当下游＝时，＝ h"c= Q= m3/s 当下游＝14时 Q＝ m3/s
Q= m3/s
B=
e=
Q= m3/s

9 泄水建筑物下游的水流衔接与消能
hc= h"c= 远驱式水跃
hc= h"c= 远驱式水跃
以h1求其跃后水深 h"1=>ht 远驱式水跃，如水跃从1－1断面开始则所
需下游水深为ht=.
d= Lj= LK= 取LK=19m
hc= h"c=>ht 产生远驱式水跃
坝高C＝ LK＝（～70）m，取LK=65m
l= ts= i=

10 有压管中的非恒定流
T=>Ts 直接水击 H＝ l=T=
提示：增速减压 增速增压 减速增压 减速减压四个过程
阀门突然关闭时H＝ ＝／m3
当管壁厚度不变 D＝400mm时，P= KN／m2
200H
AH1= HA2=67m
t= v=0 dtdv= m/s
2

11 明渠非恒定流
tA= tB=
第二时段波向下游传播，距1断面距离为2800m,每流段S＝4000m,共
分7个流段，每个断面的水位流量见下表
断面
项目
1 2 3 4 5 6 7 8

水位
2"
流量Q" 2100 1970 1590 1242 1000 840 760 7
35

12 液体运动的流场理论
恒定流 有线变形、角变形，无旋转运动 流线方程 x2＋y2=C
2
P=P0－)(4922yx

14 恒定平面势流
u=ɑ u=-ɑ 4=ɑ+c
AB=2ɑ m3/
15 渗流
q=

h0/m 3 4 5 6
Q/m3/s

q=×10-5m3/

计算
点
1 2 3 4 5 6

hN/m 12
hf/m 0

mrP/
12

Q=4×10-5m3/
18 相似原理和模型试验基础
Qp=322m3/s Hp= Vp=15m/s
v= Q=3447 t= QM= m3/s qM=
v=5.0h

5.1
hLQ



5.0
)(hvc
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《水力学》练习题库(含参考答案)

《水力学》练习题库(含参考答案)

《水力学》练习题库(含参考答案)一、选择题1. 水力学是研究流体在运动和平衡状态下的一般规律和工程应用的科学，以下哪项不是水力学的研究内容？A. 流体的物理性质B. 流体的运动规律C. 流体与固体的相互作用D. 流体力学方程式的推导答案：D2. 以下哪种流体是牛顿流体？A. 水泥浆B. 粘土浆C. 水银D. 油脂答案：C3. 在流体静力学中，以下哪个公式表示流体静压力？A. P = ρghB. P = F/AC. P = ρv²/2D. P = ρghA答案：A4. 以下哪种流动是均匀流动？A. 流线呈直线B. 流速大小不变C. 流向不变D. 流线呈曲线答案：B二、填空题1. 流体的连续性方程是______。

答案：质量守恒定律2. 流体的伯努利方程是______。

答案：能量守恒定律3. 流体力学中的雷诺数是表征流体流动状态的参数，当雷诺数小于2000时，流动为______。

答案：层流4. 在明渠流动中，临界水深是指______。

答案：水跃发生时的水深三、判断题1. 流体的粘度越大，流动性越好。

（错误）2. 流体静压力与流体深度成正比。

（正确）3. 在等截面管道中，流速与流量成正比。

（正确）4. 随着雷诺数的增加，流动由层流向湍流转变。

（正确）四、计算题1. 已知一圆形管道直径为0.2m，流速为2m/s，求管道的流量。

解：管道的截面积 A = πr² = π(0.1m)² =0.0314m²流量Q = A × v = 0.0314m² × 2m/s =0.0628m³/s答案：0.0628m³/s2. 已知一水平管道的直径为0.3m，管道入口处的流速为1.5m/s，压力为0.1MPa，求管道出口处的压力。

解：根据伯努利方程，入口和出口处的压力差为：ΔP = ρgh1 - ρgh2 + 0.5ρv1² -0.5ρv2²其中，ρ为流体密度，g为重力加速度，h1和h2分别为入口和出口处的水头高度。

水力学第六章课后习题答案

水力学第六章课后习题答案

7.14虹吸管将A 池中的水输入B 池，已知长度1l =3m ，2l =5m ，直径d =75mm ，两池水面高差H =2m ，最大超高h =1.8m ，沿程摩阻系数λ=0.02，局部损失系数：进口a ζ=0.5，转弯b ζ=0.2，出口c ζ=1，试求流量及管道最大超高断面的真空度。

解： 以下游水面为基准面，从上池水面到下池水面列伯努利方程：22222350.7 1.00.0222220.0752v l v v v v H g d g g g gζλζζ+⎛⎫=+++=++⨯ ⎪⎝⎭b c 进∴ 3.20v ==（m/s ）23.200.07514.144Q vA π==⨯⨯=（L/s ）从C 过流断面到下池水面列伯努利方程：2222222C C C C Cp v l v v z g g d g gαλζρ++=+ 取1C α= ∵C v v =∴251.8 2.010.02 1.00.0752a C C V p p p vH g g g ρρ-⎛⎫==-=++-⨯- ⎪⎝⎭25 3.203.80.02 3.100.07529.807=-⨯⨯=⨯m答：流量14.14Q =L/s ，管道最大超高断面的真空度为3.10m 。

7.16水从密闭容器A ，沿直径d =25mm ，长l =10m 的管道流入容器B ，已知容器A 水面的相对压强1p =2at ，水面高1H =1m ，2H =5m ，沿程摩阻系数λ=0.025，局部损失系数：阀门v ζ=4.0，弯头b ζ=0.3，试求流量。

解： 以地面为基准面，从A 池面到B 池面列伯努利方程：222111222123222v b p v p v l v H H g g g g d g ααζζζζλρρ⎛⎫++=+++++++ ⎪⎝⎭进出取120v v ==；20p =；0.5ζ=进； 1.0ζ=出，则有121122100.5 1.0 4.030.30.0250.025p g H H g v ρ⎡⎤⎛⎫+-⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥=⎢⎥⎛⎫+++⨯+⨯ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦ ()122120516.4g ⨯+-⎡⎤=⎢⎥⎣⎦4.37=（m/s ）24.370.025 2.154Q vA π==⨯⨯=（l /s ）答：流量 2.15Q =l /7.17水车由一直径d =150mm ，长l =80m 的管道供水，该管道中有两个闸阀和4个90°弯头（λ=0.03，闸阀全开a ζ=0.12，弯头b ζ=0.48）。

水力学第10章 明渠恒定急变流-水跃和水跌

水力学第10章 明渠恒定急变流-水跃和水跌

第10章 明渠恒定急变流—水跃和水跌10.1知识要点10.1.1水跃—急流到缓流的过渡1.水跃现象在明渠中水流由急流过渡到缓流时，会产生一种水面突然跃起的特殊局部水流现象，即在较短的渠段内水深从小于临界水深急剧的跃到大于临界水深，这种特殊的局部水流现象称为水跃。

水跃发生的条件是跃前水深与跃后水深存在共轭水深的关系。

2.水跃的分类水跃可以按其位置和跃前断面的弗劳德数进行分类。

按水跃跃首所处的位置，可以将水跃分为远驱水跃、临界水跃和淹没水跃。

其分类标准以坝址（或闸后收缩断面）处收缩断面水深'c h 的共轭水深"c h (即跃后水深)与下游水深t h 相比较，当t c h h >"为远驱水跃、t c h h ="为临界水跃、t c h h <"为淹没水跃。

按跃前断面的弗劳德数Fr 可以将水跃分为波状水跃、弱水跃、不稳定水跃、稳定水跃和强水跃。

当7.11<<Fr 为波状水跃； 当5.27.1<<Fr 为弱水跃；当5.45.2<<Fr 为不稳定水跃，也叫颤动水跃；当95.4<<Fr 为稳定水跃； 当9>Fr 为强水跃。

10.1.2棱柱体水平明渠的水跃方程在水平明渠中，水跃的基本方程为22221112c c h A gA Qh A gA Q+=+ （10.1）式中Q 为流量；21A A 、分别表示水跃前、后断面的面积；21c c h h 、分别表示水跃前、后断面形心距水面的距离。

当明渠断面的形状、尺寸以及渠中的流量一定时，水跃方程的左右两边都是水深的函数。

此函数称为水跃函数，以符号)(h J 表示，则有)()("'c c h J h J = （10.2）上式表明，在棱柱体水平明渠中，跃前水深'c h 与跃后水深"c h 之间具有相同的水跃函数值，所以也叫这两个水深为共轭水深。

水力学课后习题答案 (3)

水力学课后习题答案 (3)

水力学课后习题答案本文档是对水力学课程中的一些习题的答案进行解答和分析。

下面给出了每个问题的答案和详细的解题步骤。

1. 问题一问题描述：一个水库有两个出水口，分别为A和B。

A口的出水速度为10 m/s，水流方向与水平方向成30度角。

B口的出水速度为8 m/s，水流方向与水平方向成45度角。

求A 口和B口的水流量和水流方向。

答案：首先，根据题目中给出的信息，我们可以得到A口的出水速度为10 m/s，与水平方向成30度角，B口的出水速度为8 m/s，与水平方向成45度角。

A口的水流量可以通过以下公式计算：流量 = 速度 × 面积A口的水流量为：流量A = 10 m/s × 面积A同样地，我们可以得到B口的水流量为：流量B = 8 m/s × 面积B根据题目中所提供的信息，我们无法得到A口和B口的面积。

因此，我们需要更多的信息才能准确计算出水流量。

2. 问题二问题描述：一个长方形水槽，长L为20 m，宽H为5 m，高度为10 m。

求水槽底部所受的水压力和总压力。

答案：水槽底部所受的水压力可以通过以下公式计算：压力 = 密度 × 重力加速度 × 水深 × 基本面积其中，密度为水的密度，一般取值为1000 kg/m³，重力加速度为9.8 m/s²，水深为水面到底部的高度。

水槽底部所受的水压力为：压力底部 = 1000 kg/m³ × 9.8 m/s² × 10 m × 20 m²总压力可以通过以下公式计算：总压力 = 压力底部 + 大气压力其中，大气压力一般取标准大气压101325 Pa。

3. 问题三问题描述：一个高度为15 m的垂直圆柱形水槽，底部直径为10 m。

在水槽上部开了一个小孔，小孔离水面的高度为6 m。

求小孔的流速和流量。

答案：小孔的流速可以通过托利压定理计算。