水力学第2-7章答案(吕宏兴__裴国霞等)
2-1 解：（1）p A+γ水·ΔH=γH·Δh；所以p A=γH·Δh-γ水·ΔH=38.02kP a（γH=13.6γ水）（2）测压管长度：p A=γ水·h 所以h= p A/γ水=38.02×103/9.8×103=3.88m2-3 解：P A-γh=p B-γ(h1+h2+h)+γH h1所以，p A-p B=γH h1-γ(h1+h2)=13.6×9.8×0.53-9.8×(0.53+1.2) =53.68kPa2-6解：p A=γH(h1+h2)-γ(h1+h2)=13.6××9.8××0.53-9.8×(0.53+1.2)=53.68kp a2-7 解：（1）左支：绝对：p c'=p0'+γh0=86.5+9.8×2=106.1kPa（2）右支：p c'=p a+γ水h；h=（p c'-p a）/γ水=（106.1-9.8）/9.8=0.827m 2-8 解：p A=0.6p a=0.6×98=58.8kp a（1）左支：p A=γh1 h1=p A/γ=58.8/9.8=6m（2）右支：p A+γh=γH h2 h2=（p A+γh）/γH=0.456m2-10解：设管嘴内的绝对压强为p',则p'+γh= p aP v=p a- p'=γh=9.8×0.6=5.886kp a2-12解：(1)设容器底部面积为S，相对压强为P，对容器底部进行受力分析：由牛顿第二定律：ΣF=m·a；-（P+G)=-m·a 所以得出p·s+γ·s·h=ρ·s·h·ap=ρ·h·a -γh=γh/g·a-γh=γh(a/g-1)p=9.8×2(4.9/9.8-1)=-9.8kN/㎡(2)相对压强为0 p=γh(1-a/g)=0 由式可知a/g-1=0a=g=9.8m/s2时，p=02-142-16解：下游无水时，h1=1.2m，h2=1.85m，b=3m（1）求静水总压力P方法10：P=Ωb=1/2[γh1+γ(h1+h2)]×AB×b=1/2×9.8×(2×1.2+1.85)×2.14×3=133.7kN方法20：P=γh c A=γ(h1+h2/2)×AB×b=133.7kN（2）计算P的作用点D的位置：e=l/3·（2h1+h2ˊ）/（h1+h2ˊ）=0.915m（其中hˊ=h1+h2）（3）计算T:因为ΣM a=0 则：P·AC+G·AO·cos600 其中：AC=AB-e=2.14-0.915=AO=AB/2133.7×(2.14-0.915)+9.8×2.14/2×1/2=T×2.14×1/2所以 T=158kN下游有水时，AB=2.14,b=3m ，p A =γh 1=9.8×1.2=11.76kPa ，p A=p B(1)静水总压力P 左=γ·h c1A 1=9.8×(h 1+h 2/2）×AB ×b=P 1=133.7kN （其中h c1=h 1+h 2/2 A 1=AB ×b ） e 1=0.915m P 右=γ·h c2A 2=9.8×h 2/2×AB ×b=P 2=58.2kN （其中h c2=h 2/2） e 2=l/3=2.14/3=0.71m（2） 因为ΣM a =0P 1×(AB-e 1）+G ×AO ×cos600=T ×AB ×cos600+P 2×(AB-e 2) T=80.2kN2.18已知：H=3m,b=5m,R=4.3m,θ=450 求P 及作用点 H=Rsin450=4.3×22=3m(1)水平分力：P x =γh e A x =9.8×1.5×3×5=220.5(KN) (2)铅垂分力：P z =γv=γΩ×b=9.8×1.143×5=56.01(KN) 其中：Ω=S 梯OABC —S 扇OAC =8.4－7.257=1.143㎡ S 梯OABC =0.5×[4.3+（4.3-3）]×3=8.4㎡ S 扇OAC =360450πR 2=360450×3.14×4.32=7.257㎡ （3）P=PPzx22+=01.565.22022+=227.5（KN ）（4）P 与水平面的夹角α： α=arctanPPxz =arctan5.22001.56=14.250=14015`2-192-20 解:已知b=10m，k=8m（1）夹角计算：Sinβ1=（173-170）/8=3/8=0.375（cosβ1=550.5/8）β1=22.020 Sinβ2=（170-165）/8=5/8=0.625（cosβ2=0.781）β2=38.680（2）水平方向水压力P x:(闸门宽b=10m)公式：P x=γh c A x=9.8×4×8×10=3136kN（另法：P x=1/2×9.8×8×8×10=31363136kN）（3）垂直方向水压力P z=γV关键计算压力体体积V=[三角形ofc（11.12㎡）+扇形ocd（33.88㎡）-梯形ofed（34.36）]×b所以V=（11.12+33.86-34.36）×10=10.636×10=106.36m³P z=γV=9.8×106.36=1042.33kN（4）总压力P:P=(P x2+P z2)=3304.7kN作用方向α=arctan1042.3/3304.7=17.510P与水平面夹角17.510，且过o点。
2.24解：已知ABCD宽度b=5m（1）作用于BC 弧上的水平分力：（两种方法） 压力图法：P x =Ωb=γΔH ×2R ×b=9.8×1×2×1×5=98(KN) 分析法：P x 左=γh c 左A x =9.8×(ΔH+R)×(2R ×b)=9.8×2×2×5=196(KN) P x 右=γh c 右A x =9.8×R ×2R ×b=9.8×1×2×5=98(KN) P=P x 左—P x 右=98（KN ） 方向水平向右（2）作用于AB 弧上的铅垂分力P z : P z =γv可见P z 左，P z 右大小相等，方向相反，故P z =0故作用在BC 段上的静水总压力P=P z =98KN,方向过O 点水平向右。
水力学第四章 4.7已知：l=10m,d=50mm,h=0.80m Q=90247.0=0.00274(m 3/s)求V=A Q =5.002.4027.00π=1.4m/s圆管（计算均匀流沿程水头损失的一个基本公式）；达西—威廉巴赫公式h f =λd l gv 22h f =h=0.8m(ABO 无局部水头损失）故λ=vh ldg f22=0.044.11已知：棱柱体渠道，均匀流，紊流粗糙区。
A=24m 2,X=12m,v=2.84m/s, J=0.002.求n一般渠道中的流动为均匀流 V=C RJ =JR n2131,故n=vJR 213=0.0254.12（3） 谢才公式：v=C RJ J=RCA Q 222=kQ 22其中A=4πd 2 R=4d C=R n 611n 取0.013 k=AC R =R n321×4πd 2=1751.15(m 3/s) 故h f =kQ22l=3.91(m)(n=0.012,k=1897.08,h f =3.33m 偏小）水力学第五章(2)有压管道中的恒定流5.2已知：预制混凝土引水管 查表（P118）n=0.01~0.013D=1m,l=40m, ξ =0.4 D 上 =70m,D 下 =60.5m ,D 管底=62.0m 求Q 解：自由出流流量公式Q=μc A Hog2 n 取0.013作用水头H o =70-62.5=7.5m (管道形心点与上有水面的距离) A=π4D 2= π4㎡ μc =ξλ∑++dl 11假设在阻力平方区λ=cg28C=n R61=013.01×)41(61=61.05(m 21/s) 故λ=cg28=0.021 μc =ξλ∑++dl 11 =0.668Q=0.668×π4×5.7.2g =6.36（m 3/s) V=AQ =436.6π=8.10m/s>1.2m/s 原假设成立5.4已知Z s =4.5m,l=20m,d=150mm,l 1=12m,d 1=150mm,λ=0.03 ξ自网=2.0，ξ水泵阀=9.0 ，ξ90=0.3，若h v ≤6m,求：（1）Q 泵（2）Z（5）解：水泵安装高度为：Z s ≤h v -（α+γdl 11+ξ∑）gv22故v2max=(h v -Z s )2g/(α+dl 11 +ξ∑)=(6-4.5)×19.6/(1+0.03×15.012+9.0+0.3) =2.15 故v max =1.52（m/s) Q max =v max .A=1.52×421d π=0.0269(m 3/s)（4） 对于自流管：Q=μc A gz 2 作用水头Z=Q 2/μ2cA 22g其中A=42d π=0.018 μc =ξλ∑+dl1=1215.02003.01+++=0.378故Z=6.19018.0378.00269.0222⨯⨯=0.83（m)5.6已知：d=0.4m,H=4m,Z=1.8m,l 1=8m,l2=4m,l3=12m求（1）Q （2）p min 的断面位置及h vmax解：（1）淹没出流：Q=μc A gz 2 μc =ξλ∑+dl1(n 的取值及ξ的取值都要明确)取n 为0.013，c=n1R61=013.01×)44.0(61=52.41(m 21/s) λ=cg28=0.029故μc =.13.025.24.01248029.01+⨯++++⨯=0.414A=42d π=4π×4.02=0.1256(㎡)故Q=0.414×0.1256×42⨯g =0.460(m 3/s)(3)最小压强发生在第二转折处（距出口最远且管道最高） n=0.012 对上游1-1,2-2，列能量方程，0-0为上游水面0+γpa +0=(Z －2d )+γP 2+g v 222∂+(λd l＋ζ∑)g v 222V 2=A Q =1256.0473.0=3.766(m/s) h v =γP Pa2-=Z －2d +(ζλ∑++dl1)+gv222=(1.8-0.2)+(1+0.024×dl l21++ζ网+ζ弯)×6.19766.32=4.871(m) 5.9解：如P145例5 法1：取C h =130 采用哈森-威廉森S=d871.491013.1⨯×Ch852.11=d871.472.137421S 1=1.38×1010-(d 1=1200mm) S 2=3.35×1010-(d 2=1000mm) S 3=9.93×1010-(d 3=800mm)假设J 节点压力水头为h=25(m)(5m<h<30m)设A,B,C 的水位分别为D A =30m,D B =15m,D C =0 利用h f =QSl852.1 h f1=30－25=5m=S 1Q852.11l1=1.38×1010-×750Q852.11Q 1=3.92(m 3/s)5.12并联：hf 1=hf 2=hf 3即k l Q 21121=k l Q 22222=k l Q 23323l 1=l 2=l3所以Q 2=Q k 12/k 1Q3=Q k 13/k 1k=R AC 故k1=421d π×λg8×)4(121dk 2=422d π×λg8×)4(221dk3=423d π×λg8×)4(321dλ相同故kk 12=)(1225d d =32k k 13=)(1325d d =243所以Q2=32Q 1=0.17(m 3/s) Q3=243Q 1=0.47(m 3/s)另法：利用达西公式h f =gd lv 22λV=42d π且h f1=h f2=h f3 得到d Q 5121=d Q 5222=dQ 5323 即1521Q =2522Q =3523Q 所以Q2=32Q 1=0.17(m 3/s) Q 3=243Q 1=0.47(m 3/s)水力学第六章（5） 明渠恒定均匀流6.2已知h=1.2m,b=2.4m,m=1.5,n=0.025,i=0.0016求v 和Q 解：A=（b+mh)h=(2.4+1.5×1.2)×1.2=5.04m 2χ=b+2h m 21+=2.4+2×1.2×5.121+=6.73mR=χA=0.75m V=C Ri =Rni32=025.0016.0×75.032=1.32(m 3/s)Q=vA=1.32×5.04=6.65(m 3/s) 6.4已知：n=0.028,b=8m,i=80021,求Q （断面为矩形m=0)βm=2(m21+－m)=2=hb mmhm=4mA m =b m h m =8×4=32m2χm=bm＋2hm=16m R m=χmm A=2mC=n1261=028.01×261=40.09 Q=R A n i 32=2323280001028.01⨯⨯=20.28(m 3/s)6.7已知：矩形渡槽，b=1.5m,l =116.5m,Q=7.65m 3/s,D 进口=52.06m h=1.7m,求i 及D 出口 Q=AC Ri i=RCA Q 222A=bh=1.5×1.7=2.55m 2χ=b+2h=1.5+2×1.7=4.9mR=χA =9.455.2=0.52m C=R n 611=52.061013.01=69 所以i=52.06955.265.7222⨯⨯=0.003625D 出口=D 进口－i l =51.64m 6.15解：χ1=b+h m21+=3.677mχ2=1.5mnr=χχχχ212211++n n =5.1677.35.1025.0677.30275.0+⨯+⨯=0.02678A=(b+b+mh)×2h =3.56m 2 χ=b+h m 21++h=5.177m R=χA =0.688m C=R n611=)688.0(610268.01⨯=35.09(s m /21) Q=AC Ri =3.56×35.09×002.0688.0⨯=4.63(m 3/s) 6.14已知：b=3.4m,梯形m=1.5,i=65001,渠底至堤顶的高差为3.2m (3)安全超高a=0.5m,Q=67m 3/s 解：（2）h=3.2-0.5=2.7mA=(b+mh)h=(3.4+1.5×2.7)×2.7=20.12㎡χ=b+2h m 21+=3.4+2×2.7×5.121+=13.1mR=χA=1.54m C=nR61 查表取n=0.03 C=03.054.161=35.82(s m/21)Q=AC Ri =20.12×35.82×6500154.1⨯=11.09m 3/s v=AQ=0.55m/s v 不冲=v R ×R 41=0.95m/s>v 不冲 （3）当h=1.5m 时 A=(b+mh)h=(3.4+1.5×1.5)×1.5=8.48㎡χ=b+2h m 21+=3.4+2×1.55.121+=8.81mR=χA =81.848.8=0.96m 当n=0.03,C=n R 61=03.096.061=33.1(s m/21)Q=AC Ri =8.48×33.1×650096.0=3.41m 3/s v=A Q =48.841.3=0.4m/s v ''=0.5m/s>v 所以在此条件下会发生淤积水力学第七章7-6 梯形 水跃 Q=25m ³/s ，b=5m ，m=1.25，h 2=3.14，求h 1 解：q=Q/b=5㎡/s 查图法h 2/q 2/3=3.14/52/3=1/0.93=1.07N=mq 2/3/b=1.25×52/3/5=0.731 由此查附图IV 可知： h 1/q 2/3=0.104 h 1=0.3047-7 矩形水平渠：b=5.0m, Q=50m ³/s, h 1=0.5m ，判别水跃形式，求h 2 解：q=Q/b=10㎡/sFr 12=v 2/gh 1=(Q/bh 1)2/gh 1=81.63, Fr 1=9.035>9.0,可见水跃为强水跃. h 2=h 1/2[(1+8Fr 12)0.5-1]=6.14m 7.9。
水力学第二章课后答案.docx
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 。
解：()04 3.0 1.4p p g ρ=--()()5 2.5 1.4 3.0 1.4Hg p g g ρρ=+---()()()()2.3 1.2 2.5 1.2 2.5 1.4 3.0 1.4a Hg Hg p g g g g ρρρρ=+---+--- ()()2.3 2.5 1.2 1.4 2.5 3.0 1.2 1.4a Hg p g g ρρ=++---+--()()2.3 2.5 1.2 1.413.6 2.5 3.0 1.2 1.4a p g g ρρ=++--⨯-+--⎡⎤⎣⎦ 265.00a p =+(k Ｐa ）答：水面的压强0p 265.00=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c h ＝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T 。
lbαB ATh c解：（1）解析法。
10009.80721239.228C C P p A h g bl ρ=⋅=⋅=⨯⨯⨯⨯=(kN ）322221222 2.946122sin sin 4512sin 45sin C C D C C C bl I h y y h y A blαα=+=+=+=+=⨯⋅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。
解：（１)图解法。
压强分布如图所示：∵ ()()12p h h h h g ρ=---⎡⎤⎣⎦()12h h g ρ=-()6 4.510009.807=-⨯⨯ 14.71=（kPa)14.713288.263P p h b =⋅⋅=⨯⨯=（kN ）合力作用位置：在闸门的几何中心,即距地面(1.5m,)2b处。
《水力学》第二章答案
第二章:水静力学 一：思考题2-1.静水压强有两种表示方法,即:相对压强和绝对压强2-2.特性(1)静水压强的方向与受压面垂直并指向手压面;(2)任意点的静水压强的大小和受压面的方位无关,或者说作用于同一点上各方向的静水压强都相等. 规律:由单位质量力所决定,作为连续介质的平衡液体内,任意点的静水压强仅是空间坐标的连续函数,而与受压面的方向无关,所以p=(x,y,z)2-3答：水头是压强的几何意义表示方法，它表示h 高的水头具有大小为ρgh 的压强。
绝对压强预想的压强是按不同的起点计算的压强，绝对压强是以0为起点，而相对压强是以当地大气压为基准测定的，所以两者相差当地大气压Pa.绝对压强小于当地大气压时就有负压，即真空。
某点负压大小等于该点的相对压强。
Pv=p'-pa2-4.在静水压强的基本方程式中C g p z =+ρ中，z 表示某点在基准面以上的高度，称为位置水头，g p ρ表示在该点接一根测压管，液体沿测压管上升的高度，称为测压管高度或压强水头，g p z ρ+称为测压管水头，即为某点的压强水头高出基准面的高度。
关系是：（测压管水头）=（位置水头）+（压强水头）。
2-5.等压面是压强相等的点连成的面。
等压面是水平面的充要条件是液体处于惯性坐标系，即相对静止或匀速直线运动的状态。
2-6。
图中A-A 是等压面，C-C,B-B 都不是等压面，因为虽然位置高都相同，但是液体密度不同，所以压强水头就不相等，则压强不相等。
2-7.两容器内各点压强增值相等，因为水有传递压强的作用，不会因位置的不同压强的传递有所改变。
当施加外力时，液面压强增大了Ap∆，水面以下同一高度的各点压强都增加Ap∆。
2-8.（1）各测压管中水面高度都相等。
（2）标注如下，位置水头z,压强水头h,测压管水头p.图2-82-9.选择A2-10.(1)图a 和图b 静水压力不相等。
因为水作用面的面积不相等，而且作用面的形心点压强大小不同。
水力学吕宏兴
2-1 解：38.02a(13.6)38.023.88m 9.8A H A H H AA H hh H KP p p h h γγγγγγγγ+∆=∆=∆-∆===⋅===水水水水水（1）p p （2）测压管长度2-3 解：()()()12111213.69.80.539.80.53 1.253.68A B H A B H p h p h h h h p p h h h Kpaγγγγγ-=-+++-=-+=⨯⨯-⨯+=2-5解：绝对压强相对压强()()1229.813.6(2.8 2.4)9.8(5.5 2.4)22.932H p h h H h kpaγγ=---=⨯⨯--⨯-=2-612=2.8=2.4=2.5h m h m H m已知：()()'122989.813.6(2.8 2.4)9.8(5.5 2.4)120.932a H p p h h H h kpaγγ=+---=+⨯⨯--⨯-=图2-6解：2-7 解：（1）左支：绝对： （2）右支： 2-8 解：（1）左支： （2）右支：3219.813.60.59.80.113.69.80.29.80.785.456H H p h h h Hkpaγγγγ=-+-=⨯⨯-⨯+⨯⨯-⨯=123=0.7=0.2=0.1=0.5H m h m h m h m''0086.59.82106.1c p p h Kpa γ=+=+⨯=1158.869.8AA P p h h m γγ====220.456A A H HP h p h h h mγγγγ++===0.60.69858.8A a ap p Kp ==⨯=''106.19.80.8279.8c aca p p p p h h mγγ--=+===水水2-10解：设管嘴内的绝对压强为p',则2-12解：(1)设容器底部面积为S ，相对压强为P ，对容器底部进行受力分析：''9.80.6 5.886ca v a c p h p p p p h Kpaγγ+==-==⨯=0.6vv p h mγ==由牛顿第二定律：F ma=∑2()14.99.8219.8/9.8P G map s s h s h a a p h a h h a h h g g p kN m γργργγγ-+=⋅+⋅⋅=⋅⋅⋅⎛⎫=⋅⋅-⋅=⋅⋅-⋅=- ⎪⎝⎭⎛⎫=⨯⨯-=- ⎪⎝⎭2(2)011=09.80a ap h a g m p g gγ⎛⎫=--=== ⎪⎝⎭相对压强为/s 时2-14 2-16解：下游无水时，h 1=1.2m ，h 2=1.85m ，b=3m （1）求静水总压力P 方法10 ：方法20 ：（2）计算P 的作用点D 的位置： （3）计算T:()[]1121219.82 1.2 1.85 2.1432133.7P b h h h AB b KNγγ=Ω=++⨯⨯⎡⎤⎣⎦=⨯⨯⨯+⨯⨯=12133.72c h h P h A AB b KNγγ+⎛⎫==⨯⨯= ⎪⎝⎭''12212'12210.9153h h e m h h h h h +=⋅==++,A MO =∑因为则()cos 60cos 602.140.915 1.22522.1411133.7 2.140.9159.8 2.14222158P AC G AO T AB AC AB e ABAO T T KN⋅+⋅⋅︒=⋅⋅︒=-=-==⨯-+⨯⨯=⨯⨯=()222sin45 4.332(1)=9.8 1.535220.5(2)=9.8 1.143556.01==8.47.257=1.1431 4.3 4.3338.42x c x x OABC OAB OABC H R m P h A KN P V b KN S S m S m γγγ=︒=⨯==⨯⨯⨯==⨯Ω⨯=⨯⨯=Ω--=⨯+-⨯=⎡⎤⎣⎦梯扇梯水平分力：铅垂分力：其中： 1=2.14,3,9.8 1.211.76A A BAB m b m p h Kpa p p γ===⨯==下游有水时，2220.7123c h Lh e m===其中222==9.8=58.22c h P h A AB b KN γ⨯⨯⨯右静水总压力211110.9152c h h h A AB b e m=+=⨯=其中,A M O =∑(2)因为则()()1222cos 60cos 6080.2P AB e G AO T AB P AB e T KN⋅-+⋅⋅︒=⋅⋅︒+⋅-==3,5, 4.3,45H m b m R m P θ===︒2-19已知求及作用点222 222245453.144.37.257360360(3)220.556.01227.5(4)56.01=arctan arctan14.251415'220.5OABx zzxS R mP P P KNPPPπαα︒︒=⨯=⨯⨯=︒︒=+=+===︒=︒扇与水平面的夹角2-21()()111 22210,8173170sin0.375cos0.92722.028170165sin0.625cos0.78138.688(1)9.84810313619.8881031362xx c xxb m R mPP h A KNP KNββββββγ==-====︒-====︒==⨯⨯⨯==⨯⨯⨯⨯=解：已知夹角计算：水平方向水压力另法：()()()()22232222(2)11.1233.8834.3611.1233.8634.361010.63610106.36=9.8106.36=1042.33KN (3)PP=31361042.33304.7(4)=arctanz z x z z P VV OFC m OCD m OFED m b m P V P P KN P P γαα⎡⎤=+-⨯⎣⎦=+-⨯=⨯==⨯+=+=垂直方向水压力关键计算压力体体积三角形扇形梯形总压力总压力与水平面的夹角1042.3arctan 18.393136x ==︒︒总压力与水平面夹角为18.39，且过O 点。
水力学第27章答案吕宏兴裴国霞等
2-1 解：（1）p A+γ水·ΔH=γH·Δh；所以p A=γH·Δh-γ水·ΔH=38.02kP a（γH=13.6γ水）（2）测压管长度：p A=γ水·h 所以h= p A/γ水=38.02×103/9.8×103=3.88m2-3 解：P A-γh=p B-γ(h1+h2+h)+γH h1所以，p A-p B=γH h1-γ(h1+h2)=13.6×9.8×0.53-9.8×(0.53+1.2) =53.68kPa2-6解：p A=γH(h1+h2)-γ(h1+h2)=13.6××9.8××0.53-9.8×(0.53+1.2)=53.68kp a 2-7 解：（1）左支：绝对：p c'=p0'+γh0=86.5+9.8×2=106.1kPa（2）右支：p c'=p a+γ水h；h=（p c'-p a）/γ水=（106.1-9.8）/9.8=0.827m 2-8 解：p A=0.6p a=0.6×98=58.8kp a（1）左支：p A=γh1 h1=p A/γ=58.8/9.8=6m（2）右支：p A+γh=γH h2 h2=（p A+γh）/γH=0.456m2-10解：设管嘴内的绝对压强为p',则p'+γh= p aP v=p a- p'=γh=9.8×0.6=5.886kp a2-12解：(1)设容器底部面积为S，相对压强为P，对容器底部进行受力分析：由牛顿第二定律：ΣF=m·a；-（P+G)=-m·a 所以得出p·s+γ·s·h=ρ·s·h·ap=ρ·h·a -γh=γh/g·a-γh=γh(a/g-1)p=9.8×2(4.9/9.8-1)=-9.8kN/㎡(2)相对压强为0 p=γh(1-a/g)=0 由式可知a/g-1=0a=g=9.8m/s2时，p=02-142-16解：下游无水时，h1=1.2m，h2=1.85m，b=3m（1）求静水总压力P方法10：P=Ωb=1/2[γh1+γ(h1+h2)]×AB×b=1/2×9.8×(2×1.2+1.85)×2.14×3=133.7kN方法20：P=γh c A=γ(h1+h2/2)×AB×b=133.7kN（2）计算P的作用点D的位置：e=l/3·（2h1+h2ˊ）/（h1+h2ˊ）=0.915m（其中hˊ=h1+h2）（3）计算T:因为ΣM a=0 则：P·AC+G·AO·cos600 其中：AC=AB-e=2.14-0.915=AO=AB/2133.7×(2.14-0.915)+9.8×2.14/2×1/2=T×2.14×1/2所以T=158kN下游有水时，AB=2.14,b=3m，p A=γh1=9.8×1.2=11.76kPa，p A=p B (1)静水总压力P左=γ·h c1A1=9.8×(h1+h2/2）×AB×b=P1=133.7kN （其中h c1=h1+h2/2 A1=AB×b）e1=0.915mP右=γ·h c2A2=9.8×h2/2×AB×b=P2=58.2kN（其中h c2=h2/2）e2=l/3=2.14/3=0.71m（2）因为ΣM a=0P1×(AB-e1）+G×AO×cos600=T×AB×cos600+P2×(AB-e2)T=80.2kN2.18已知：H=3m,b=5m,R=4.3m,θ=450 求P 及作用点 H=Rsin450=4.3×22=3m (1)水平分力：P x =γh e A x =9.8×1.5×3×5=220.5(KN) (2)铅垂分力：P z =γv=γΩ×b=9.8×1.143×5=56.01(KN) 其中：Ω=S 梯OABC —S 扇OAC =8.4－7.257=1.143㎡ S 梯OABC =0.5×[4.3+（4.3-3）]×3=8.4㎡ S 扇OAC =360450πR 2=360450×3.14×4.32=7.257㎡ （3）P=PPzx22+=01.565.22022+=227.5（KN ）（4）P 与水平面的夹角α： α=arctanPPxz =arctan5.22001.56=14.250=14015` 2-192-20 解:已知b=10m ，k=8m（1）夹角计算：Sin β1=（173-170）/8=3/8=0.375（cos β1=550.5/8）β1=22.020Sin β2=（170-165）/8=5/8=0.625（cos β2=0.781） β2=38.680（2）水平方向水压力P x :(闸门宽b=10m)公式：P x =γh c A x =9.8×4×8×10=3136kN（另法：P x =1/2×9.8×8×8×10=kN ）（3）垂直方向水压力P z =γV关键计算压力体体积V=[三角形ofc （11.12㎡）+扇形ocd （33.88㎡）-梯形ofed （34.36）]×b所以 V=（11.12+33.86-34.36）×10=10.636×10=106.36m ³P z =γV=9.8×106.36=1042.33kN（4）总压力P:P=(P x 2+P z 2)=3304.7kN作用方向α=arctan1042.3/3304.7=17.51P 与水平面夹角17.510，且过o 点。
(完整)水力学第二章思考题答案
(完整)水力学第二章思考题答案2.1。
恒定流:如果在流场中任何空间点上所有的运动要素都不随时间而改变.非恒定流：如果在流场中任何空间点上有任何一个运动要素是随时间而变化。
均匀流:水流的流线为相互平行的直线.非均匀流：水流的流线不是相互平行的直线。
渐变流：水流的流线虽然不是相互平行的直线，但几乎近于平行的直线.急变流：水流的流线之间夹角很大或者流线的曲率半径很小.按运动要素是否彼此平行的直线分为均匀流和非均匀流,而非均匀流按流线的不平行和弯曲程度又分为渐变流和急变流。
渐变流重要性质为：过水断面上近似服从静压分布：Z+P/y=C2.2。
此时的A₁υ₁=A₂υ₂符合连续方程.两个断面无支流，且上游水位恒定，则下游通过的流量一定，则流量保持平衡，满足该公式。
2。
3能量方程：Ζ₁＋Ρ₁/ρg＋α₁（μ₁）²/2g=Ζ₂＋Ρ₂/ρg＋α₂（μ₂)²/2g＋hw’。
Ζ₁：位置水头;Ρ₁/ρg：压强水头;（μ₁）²/2g：流速水头；Ζ₂：单位位能；Ρ₂/ρg：单位压能；（μ₂）²/2g：单位动能；hw’：水头损失。
能量意义：在总流中任意选取两个过水断面,该两断面上液流所具有的总水头若为H₁和H₂，则：H₁=H₂+hw。
2.4这些说法都不对.对于理想液体来说，在无支流进去的情况下，其各断面的流量总和是相等的，根据能量方程：Ζ₁＋Ρ₁/ρg＋α₁（μ₁）²/2g=Ζ₂＋Ρ₂/ρg＋α₂（μ₂）²/2g＋hw’,及连续方程：A ₁υ₁=A₂υ₂。
可以看出：只要其流量不改变，能量的总和就不会变。
则水是由流速大地方向流速小的地方流这种说法就是错误的。
总流的动量方程：ΣF=ρQ（Β₂υ₂-Β₁υ₁)，也说明了这一点。
2.5总水头线：把各断面H=Ζ＋Ρ/ρg＋α(μ）²/2g描出的点子连接起来得到的线就是总水头线；测压管水头线：把各断面的（Ζ＋Ρ/ρg）值的点子连接起来得到的线就是测压管水头线。
水力学吕宏兴
解：（r=0 时u=u max ) 断面平均流速 :-管道断面上的流速分布为抛物线型验证管道断面平均流速为管轴线上最大流速的一半。
2max 01r u u r ⎡⎤⎛⎫⎢⎥=- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦QudA v A A A⎰==0023A 0max max 0200Q=122r r r r udA u rdr u r drr r ππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥⎰=⎰-⋅=⎰- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦max max22400020112[]242r r u r u r ππ=-⋅=max12Q v u A ==已知：z A -z B =1m ，d A =150mm,p A=68.5kN/㎡,d B =300mm ，p B =58kN/㎡ V B =1.5m/s.解：（1）管中水流方向（比较H A,H B 大小）以过水断面A-A 形心点的水平面为基准面0-0，分别写A-A ，B-B 断面总能量，其中αA = αB =1 由连续方程：202AA AAp v H gαγ=++268.56 6.99 1.848.839.829.8A H m=+=+=⨯212B B BB P v H r gα=++所以得出：H A =8.83m ，H B =7.03m显然，H A >H B,水流由能量高的A 点流向能量低的B 点。
（2）两断面间能量损失（单位能量）（3）流量：3-4已知B=2.7m ，Δz=0.3m ，H=2.0m ，Δh=0.2m ，求Q258 1.51 6.920.117.039.829.8B H m=++=+=⨯22ABA AB B d v A v A d ==wA B H H h =+8.837.03 1.8w h m=-=231.50.30.106/4B B Q v A m sπ=⋅=⨯⨯=解：分别取渐变流断面1-1，2-2，取1-1渠底为基准面0-0，列能量方程：由连续方程：3-5已知：d A =0.6m ，v A =5m/s ，d B =0.9m ，Z=5m ，h w =0.2v A 2/2g,求p vA2211220()022wv v H H h h ggαα++=-∆+++2212122221 1.02(20.2)220.4(1)v v g g v v gαα==+=-+-=()11222122122.72 5.42.7 1.5 4.054(2)3v A v A A BH m A B H h z m v v ===⨯==-∆-∆=⨯==12311132222.245/ 2.993/2.25 5.412.12/2.99 4.0512.12/v m s v m s Q v A m s Q v A m s====⨯===⨯=取B-B 为基准0-0面，对A-A,B-B 列能量方程，则有:3-6.()'2210122a A A AB Bw p p v v z h g g ααγγ⎛⎫+++=++++ ⎪⎝⎭2''222'220.2,,26010.2222-=50.8(1)22A w B a a AA B Aa A A BvA v h p p h g p p v v v g g g p p v v h g gγγγγγ==+⎛⎫++=++++ ⎪⎝⎭=--故得出2222220.65 2.22/(2)0.90.5 2.2250.8 5.7729.829.89.8 5.7756.55(/)A AB BA B A B vA vA vA v A v A d v v m sd h mp h kN m γ=⎛⎫==⨯= ⎪⎝⎭=+⨯-=⨯⨯==⨯=A11 CC BB解：取C-C 水平面为基准0-0面，对1-1,C-C 列能量方程，则有:取A-A 水平面为基准0-0面，对1-1, A-A 列能量方程，则有:取进水池自由液面为基准0-0面，对1-1, B-B 列能量方程，则有:2211111 1.0=022cc c c w c w p v p v z z h h ggααααγγ++=+++==2211111222 1.0=02200000210 5.12249.98AA AA w A w AAAA A p v p v z z h h ggp v g p v m g g p KPaααααγγγγ++=+++==++=+++=-=-=-=-222350000210/0.15(1)100.177/44(2)0Cc c c c c c v gv m s d Q v A v m sp ππ++=++==⨯==⨯=⨯==2211111222 1.0=022000 1.502101.5 1.5 6.62264.68BB BB w A w BBBB B p v p v z z h h ggp v g p v m g g p KPaααααγγγγ++=+++==++=+++=--=--=-=-（3）如考虑水头损失，管道中水流的动能将减小，流速变慢，流量将减小。
水力学第2-7章参考答案(吕宏兴__裴国霞等)
2-1 解：（1）p A+γ水·ΔH=γH·Δh；所以p A=γH·Δh-γ水·ΔH=38.02kP a（γH=13.6γ水）（2）测压管长度：p A=γ水·h 所以h= p A/γ水=38.02×103/9.8×103=3.88m2-3 解：P A-γh=p B-γ(h1+h2+h)+γH h1所以，p A-p B=γH h1-γ(h1+h2)=13.6×9.8×0.53-9.8×(0.53+1.2) =53.68kPa2-6解：p A=γH(h1+h2)-γ(h1+h2)=13.6××9.8××0.53-9.8×(0.53+1.2)=53.68kp a 2-7 解：（1）左支：绝对：p c'=p0'+γh0=86.5+9.8×2=106.1kPa（2）右支：p c'=p a+γ水h；h=（p c'-p a）/γ水=（106.1-9.8）/9.8=0.827m 2-8 解：p A=0.6p a=0.6×98=58.8kp a（1）左支：p A=γh1 h1=p A/γ=58.8/9.8=6m（2）右支：p A+γh=γH h2 h2=（p A+γh）/γH=0.456m2-10解：设管嘴内的绝对压强为p',则p'+γh= p aP v=p a- p'=γh=9.8×0.6=5.886kp a2-12解：(1)设容器底部面积为S，相对压强为P，对容器底部进行受力分析：由牛顿第二定律：ΣF=m·a；-（P+G)=-m·a 所以得出p·s+γ·s·h=ρ·s·h·ap=ρ·h·a -γh=γh/g·a-γh=γh(a/g-1)p=9.8×2(4.9/9.8-1)=-9.8kN/㎡(2)相对压强为0 p=γh(1-a/g)=0 由式可知a/g-1=0a=g=9.8m/s2时，p=02-142-16解：下游无水时，h1=1.2m，h2=1.85m，b=3m（1）求静水总压力P方法10：P=Ωb=1/2[γh1+γ(h1+h2)]×AB×b=1/2×9.8×(2×1.2+1.85)×2.14×3=133.7kN方法20：P=γh c A=γ(h1+h2/2)×AB×b=133.7kN（2）计算P的作用点D的位置：e=l/3·（2h1+h2ˊ）/（h1+h2ˊ）=0.915m（其中hˊ=h1+h2）（3）计算T:因为ΣM a=0 则：P·AC+G·AO·cos600 其中：AC=AB-e=2.14-0.915=AO=AB/2133.7×(2.14-0.915)+9.8×2.14/2×1/2=T×2.14×1/2所以T=158kN下游有水时，AB=2.14,b=3m，p A=γh1=9.8×1.2=11.76kPa，p A=p B (1)静水总压力P左=γ·h c1A1=9.8×(h1+h2/2）×AB×b=P1=133.7kN （其中h c1=h1+h2/2 A1=AB×b）e1=0.915mP右=γ·h c2A2=9.8×h2/2×AB×b=P2=58.2kN（其中h c2=h2/2）e2=l/3=2.14/3=0.71m（2）因为ΣM a=0P1×(AB-e1）+G×AO×cos600=T×AB×cos600+P2×(AB-e2)T=80.2kN2.18已知：H=3m,b=5m,R=4.3m,θ=450 求P 及作用点 H=Rsin450=4.3×22=3m (1)水平分力：P x =γh e A x =9.8×1.5×3×5=220.5(KN) (2)铅垂分力：P z =γv=γΩ×b=9.8×1.143×5=56.01(KN) 其中：Ω=S 梯OABC —S 扇OAC =8.4－7.257=1.143㎡ S 梯OABC =0.5×[4.3+（4.3-3）]×3=8.4㎡ S 扇OAC =360450πR 2=360450×3.14×4.32=7.257㎡ （3）P=PPzx22+=01.565.22022+=227.5（KN ）（4）P 与水平面的夹角α： α=arctanPPxz =arctan5.22001.56=14.250=14015` 2-192-20 解:已知b=10m ，k=8m（1）夹角计算：Sin β1=（173-170）/8=3/8=0.375（cos β1=550.5/8）β1=22.020Sin β2=（170-165）/8=5/8=0.625（cos β2=0.781） β2=38.680（2）水平方向水压力P x :(闸门宽b=10m)公式：P x =γh c A x =9.8×4×8×10=3136kN（另法：P x =1/2×9.8×8×8×10=31363136kN ）（3）垂直方向水压力P z =γV关键计算压力体体积V=[三角形ofc （11.12㎡）+扇形ocd （33.88㎡）-梯形ofed （34.36）]×b所以 V=（11.12+33.86-34.36）×10=10.636×10=106.36m ³P z =γV=9.8×106.36=1042.33kN（4）总压力P:P=(P x 2+P z 2)=3304.7kN作用方向α=arctan1042.3/3304.7=17.51P 与水平面夹角17.510，且过o 点。
水力学 第七章课后题答案
为什么低堰的流量系数小而泄流量大
（1）因不考虑淹没情况和侧向收缩情况，泄流量可采用公式
= 23Τ2
因为 = 0.4988 1 Τ 2
可计算出1 = 10时， = 0.4939 = 1270.42 3 Τ
3 = −0.282 = −4.84
17.18
1.85
3
2 2
= 0
根据不同 Τ 可查的不同的
267 = 6309 3 Τ 269 = 7556 3 Τ
（3） = 0.502
可利用流量公式试算出H=15.64m
上游水位高程为266.31m
7.5某灌溉进水闸为三孔，每孔宽为10m；闸墩头部为半圆形，闸墩厚d为3m；边墩头部为
思考题
7.1何谓堰流，堰流的类型有哪些？它们有哪些特点？如何判断
堰流：在水利工程中，为了引水或泄水，常修建水闸或溢流坝等建筑物，以控制河流或渠道的水位及流
量。当这类建筑物顶部闸门完全开启，闸门下缘脱离水面，闸门对水流不起控制作用时，水流从建筑物
顶部自由下泄，这种水流状态称为堰流。
类型及判断：
根据过流堰顶的水流形态随堰坎厚度与堰顶水头之比 而变
（1）设计堰的剖面形状，及堰顶高程 311页
（2）当上游水位高程分别是267m和269m时，所设计的堰剖面通过的流量各为多少（下游水位低于
堰顶。
（3）通过流量为6000时，所需要的上游水位高程
（1）闸墩和边墩均为圆形，测收缩系数可求
= 1 − 0.0058
H为堰顶作用水头，WES坝的流量系数为0.502
流量系数可以由经验公式求出
水力学第二章课后习题答案
密闭容器，测压管液面高于容器内液而液体的密度为850kg/m\求液面压强。
解：Po = Pd + pgh = Pd +850x9.807x1.8相对压强为：15・00kPa。
绝对压强为：116.33kPa。
答：液而相对压强为15.00kPa,绝对压强为116.33kPa。
2,13密闭容器，压力表的示值为4900N/m\压力表中心比A点高，A点在水下八求水而压强。
0.4m解：Po = Pa + P_I Jpg=+4900-1-1x1000x9.807=Pa —5.888 (kPa)相对压强为：-5.888kPa 。
绝对压强为：95.437 06 答：水而相对压强为-5.888kPa. 绝对压强为95.437 kPa 。
解：（1）总压力:（2）支反力: 不同之原因: & = A ・p = 4pg X3X3 = 353,052 (kN) R = %=林+%=%+Qg(lxlxl + 3x3x3)=1绻 +9807 x28 = 274.596 kN +%总压力位底面水压力与面积的乘枳，为圧力体XQg 。
而支座反力与水体 重量及箱体重力相平衡，而水体重量为水的实际体积XQg 。
答：水箱底面上总压力是353.052kN. 4个支座的支座反力是274.596kNO2.14盛满水的容器，顶口装有活塞A.宜径dr 容器底的直径D G 高hr 如活塞上加 力2520N（包括活塞自重），求容器底的压强和总压力。
3m Im解：(1)容器底的压强:Pn = P A +pgh = 25^ + 9807xl.8 = 37.706 (kPa)(相对压强)(2)容器底的总压力:pQ = App =^D~ -Po = -^XI"X37.706x 10^ = 29.614 (kN) 答：容器底的压强为37.706kPa,总圧力为29・614kN。
用多皆水银测压计测圧，图中标髙的单位为m,试求水而的压强po。
Po v3.0_yL4隶解^ 〃0=久-(3・0-1・4)必=p5+(2・5-14)%g-(3・0-l ・4)Qg =Pa +(2・3-l ・2)%g-(2・5-l ・2)Qg+(2・5-l ・4)%g-(3・0-14)Qg=化+(2・3+2・5-1・2-14)乐 g-(2・5+3・0 - L2-14)Qg = N+[(2・3 + 2・5-l ・2-l ・4)xl3・6-(2・5 + 3・0-l ・2-l ・4)Qg]Qg=几+265.00 (kPa)答：水而的压强Po=265・OOkPa 。
水力学第四版课后答案
水力学第四版课后答案本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21 year.March第一章绪论1-2. 20°C的水2.5m3,当温度升至80°C时，其体积增加多少［解］温度变化就后质量守恒，即py^py.乂20°C时，水的密度Q=998.23Rg/〃F80°C时，水的密度p2=971.83)lg/m3/.匕=型=2.5679 "d' Pi则增加的体积为AV =V2-V, = 0.0679n?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，其单位质量力乂为若干［解］在地球上静止时：A=/v=0; f z=-g自由下落时：人=厶=°： £=-g + g = °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,求容器液面的相对圧强。
p e = /?0一p a = pgh = 1000 x 9.807 xl.5 = 14.7kPa2- 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1.5mo求液面的绝对压强和相对压强。
［解］PA=Ptt+°・5pgPo = p八一 1 ・5怒=p 乙,一pg = 4900 _ 1000 x 9.8 = -4900 Pa p［｝ = % + p a = -4900 + 98000 = 93100 Pa绘制题图中43面上的圧强分布图。
Z/1解：A,' Pgh\Pgh\一Pgh2/A\、/【2・5】如题2. 5图所示，水平安装的文丘里流量计的断面利喉道断面2-2各有一条测压管，测压管的水柱高度分别为仏=1叫屁=0・4 m,两个断面面积分别为A】=0. 00? m2 ,A2 =说一況0. 001 n?,两断面间的水 头损失h = 0. 05冥，试2g 求流量。