《水力学》课后题集参考资料答案解析
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(李炜,徐孝平着)武汉水利电力大学出版社课后答案(全)
《水力学》 李炜 徐孝平 主编 2000年6月武汉水利电力大学出版社 共12章 全部习题的解答第一章1-1 解:,103003.133m kg g ==ρ比重3094.10,03.1m kN s ==γ1-2 解:sm m S N g m kg m N g /10003.19789/10002.18.9,88.9988.9/9789262332--⨯=⋅⨯⨯=⋅=====γμρμνγρ以上为水，以下为空气254/10089.18.91015.082.11m S N g ⋅⨯=⨯⨯===--νγρνμ1-3 解:Pa vd Kdp 791019.2%)1(1019.2⨯=-⨯⨯-=-=ν1-4 解:①用工程单位制：)/(18.698.9/678)/(67810/678.04233m kgfs g m kgf v G ======-γργ②用国单位制：（SI 制）：)(678)(4.66448.933m kg g m N kgf N ===⨯=γργγ1-5 解:流速梯度)s 1(1075.3104.05.1u dy du 33⨯=⨯=δ=- 切应力Pa 1075.31075.31.0u23⨯=⨯⨯=δμ=τ 活塞所受的摩擦阻力N dl A F 38.2616.014.014.31075.32=⨯⨯⨯⨯===τπτ 1-6解:作用在侧壁上粘性切力产生的力矩SPa 072.03.68905.43.68M 3.68)003.02.01(104.02.014.32)1r (h r 2r dy du A M 22⋅===μ∴μ=+⨯μ⨯⨯⨯⨯=+δμωπ=⋅μ=1-7解:设;2c By Ay u ++=①根据实际流体的无滑移现象，当y=0时u=0 0=∴C （第三个常数项为零）;②∵y=0.04m 时，u=1m/s则有 1=A ×0.042+B ×0.04; ③E 点的流体切应力为零，有02=+=B Ay dydu，则由联立方程求得⎩⎨⎧=+=+008.0104.00016.0B A B A 解得：⎩⎨⎧=-=50625B A2(1000100.16⨯⨯⨯=⋅⋅==-dydu dy du ρυμτAy+B ）=1×10-3（-1250y+50） 当y=0处，τ=5×10-2 Pa 当y=0.02处，τ=2.5×10-2 Pa 当y=0.04处，τ=0 Pa1-8解:离心力（惯性离心力）rr m r u m F C =⋅==222ω以题1-8图（p.14）表示的应力θ角是x 则有重力方向的质量力;g f z -=水平方向质量力分别为：;cos 2θωr f x = f2-1解：设加水后左边水银面下降Δh①设容器空着时,左边水注为h, 则有水银水银h h γγ=h=13.6×0.6×sin30°=4.08(m) ②容器充满水后()()[h ︒∆+=∆++30sin h 0.608.40.3?水银γγ 7.08+Δh=13.6 (0.3+1.5Δh) Δh=0.155(m)读数l =0.6+0.155+0.155/sin30°=1.065(m) 2-2解：a A B kp h s h s h h p p 412.973.08.09.015.08.98.0)15.030.0(8.998)(112221=⨯⨯+⨯⨯++-=+++-=γγγ 2-3解：)(126)(26.18.06.1322.058.98.08.98.0)2025(8.96.1322.011cm m h h ==⨯-=⨯=⨯⨯-+⨯⨯-得由)(8.600)(008.6526.18.08.9)1520(8.926.18.98.022cm m h h ==+⨯==-⨯+⨯⨯由)(9.80)(809.08.96.13)1015008.6(8.9cm m h h ==⨯=-+⨯由2-4解：2211''h h γγγγγγ-=- 212211'h h h h ++=γγγ 2-5解：设大气压强为10m 水柱相对压强)(1960098002a A p p -=⨯-= )(2450098005.2a B p p =⨯= )(2940098003a o p p -=⨯-= 绝对压强)(7840098008a A p p =⨯=绝)(12250098005.12aB p p =⨯=绝 )(6360098007a o p p =⨯=绝 m y 3=2-6解：g h H H h g )12水空气煤气水（）（ρρρρ+=+)/(53.0201.0115.0100028.1312m kg H h h =-⨯-=--=水空气煤气ρρρ 2-7解：)(796.362)9.22.26.13(8.998)6.13.1(8.9)1.11.1(8.96.1398))1321234a a kp h H h h h h h h p p =-⨯⨯+=+-+⨯+=-+---+-+=（（水水银γγ2-8解：设A 杯水位下降ΔH ，则B 杯水位上升ΔH ，ΔH =1005052212h h h dd =⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ 2211gH gH ρρ=)()(222111h H H g p h H H g p -∆++=-∆-+ρρ)(6.156)()(212121a p gh H g p p p =-+∆+=-=∆ρρρρ 2-9解：（1）)(523121m h h z A =+=+= )(321m h z B == 水柱）m p A (310)17.0(1-=⨯-=γ水柱）m p B (1231-=+-=γ水柱）（m P z A A 2351=-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+γ水柱）（m P z B B 2131=-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+γ (2))(212m h z A ==01=B z水柱）m p A (31-=γ 水柱）m p B (11-=γ水柱）m (1P z P z 2B B 2A A -=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+γγ 图略。
水力学第四版课后答案教案资料
水力学第四版课后答第一章绪论1-2. 20 C的水2.5m3，当温度升至80C时，其体积增加多少？［解］温度变化前后质量守恒，即 2 2V23又20E时，水的密度i 998.23kg/m80°C 时，水的密度 2 971.83kg/m3V2— 2.5679m323则增加的体积为V V2 V i 0.0679m1-4.一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：f x f y 0；f z g自由下落时：f x f y 0；f zg g 0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］P0 P a ghgh 1000 9.807 1.5 14.7kPa P e P0 P a2-3.密闭水箱，压力表测得压强为 4900P&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］P A p表0.5 gP O P A 1.5 g p 表g 4900 1000 9.8 4900 PaP O P O p a4900 98000 93100Pa2.8绘制题图中AB面上的压强分布图解:IP h212.5］如题2,5图所示，水平安装的文丘里流量计的断面1 1和喉道断面2 2各有一条测IE 管，测压管的水柱高度分別为h =1 m 血=0.4叫两个断面面积分别为A = 0. 002 企= 0. 001 m 2,两断面间的水 头损失h* = 0. 05字■*试 求流輦*解 由连续性方程和伯努利方程5已=V Z A 2代入已知数据，得3= 1. 9636 m/sQ = vj A] = 3. 927 X 10_Jm 3/s+鱼+如工 2g:丸十色十辱十0.05 禺2g卩■^十0,05 就_ » —仇_人— — H-i2g 2鼠 傩* 1 + 0. 05 =治一h 21题2,图12,21] 如題2. 21图所示"储水器内的水面保持恒定，底部接一条铅直管输水，直粋的直径/ = WO mm,末端收缩管嘴的出口直径血=50 mm。
水力学黄儒钦课后习题答案
水力学黄儒钦课后习题答案水力学是研究液体在静止和运动状态下的力学性质的学科。
在学习水力学的过程中，习题是非常重要的一部分，通过解答习题可以加深对理论知识的理解和应用。
黄儒钦的水力学课后习题是一本经典的教材，下面将为大家提供一些习题的解答。
1. 一个长方形的水箱，长为L，宽为B，高为H，水箱的一侧有一个小孔，小孔的直径为d。
求小孔处的水压力。
解答：根据水压力公式P = ρgh，其中P为压力，ρ为液体的密度，g为重力加速度，h为液体的高度。
小孔处的水压力可以用公式P = ρgh计算，其中ρ为水的密度，g为重力加速度，h为小孔处的液体高度。
小孔处的液体高度可以用三角函数计算，设小孔到水面的距离为x，则小孔处的液体高度为H - x。
综上所述，小孔处的水压力为P = ρg(H - x)。
2. 一个半径为R的圆柱形容器，底部有一个小孔，小孔的直径为d。
求小孔处的水速度。
解答：根据伯努利定理，液体在流动过程中，沿着流线方向，压力、速度和高度之间存在着一定的关系。
设小孔处的水速度为v，根据伯努利定理，可以得到P + 1/2ρv^2 + ρgh = 常数。
其中P为压力，ρ为液体的密度，v为液体的速度，g为重力加速度，h为液体的高度。
由于小孔处的液体高度为0，所以可以得到P + 1/2ρv^2 = 常数。
设容器底部的压力为P0，容器顶部的压力为P1，容器底部的速度为v0，容器顶部的速度为v1，则P0 + 1/2ρv0^2 = P1 + 1/2ρv1^2。
由于容器底部的液体高度为H，容器顶部的液体高度为0，所以可以得到P0 +1/2ρv0^2 + ρgH = P1。
由于小孔处的压力等于容器底部的压力，小孔处的速度等于容器底部的速度，所以可以得到P + 1/2ρv^2 = P0 + 1/2ρv0^2。
综上所述，小孔处的水速度为v = sqrt(2gH)。
3. 一个高度为H的倾斜水槽，水槽的倾角为θ，水槽的底部有一个小孔，小孔的直径为d。
《水力学》题集1-3章答案
第一章绪论第一题、选择题1.理想液体是( B )(A)没有切应力又不变形的液体；(B)没有切应力但可变形的一种假想液体；(C)切应力与剪切变形率成直线关系的液体；(D)有切应力而不变形的液体。
2.理想液体与实际液体最主要的区别是（D ）A．不可压缩；B．不能膨胀；B．没有表面张力；D．没有粘滞性。
3.牛顿内摩擦定律表明，决定流体内部切应力的因素是（C ）A动力粘度和速度B动力粘度和压强C动力粘度和速度梯度D动力粘度和作用面积4.下列物理量中，单位有可能为m2/s的系数为（A ）A. 运动粘滞系数B. 动力粘滞系数C. 体积弹性系数D. 体积压缩系数6.影响水的运动粘度的主要因素为（ A ）A.水的温度；B.水的容重；B.当地气压； D.水的流速。
7.在水力学中，单位质量力是指（C ）A、单位面积液体受到的质量力B、单位面体积液体受到的质量力C、单位质量液体受到的质量力D、单位重量液体受到的质量力8.某流体的运动粘度v=3×10-6m2/s，密度ρ=800kg/m3，其动力粘度μ为( B )第二题、判断题1.重度与容重是同一概念。
（√）2.液体的密度ρ和重度γ不随温度变化。
（×）3.牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。
（×）4.黏滞力随相对运动的产生而产生，消失而消失。
（√）5.水的粘性系数随温度升高而减小。
（√）7.一般情况下认为液体不可压缩。
（√）8.液体的内摩擦力与液体的速度成正比。
（×）9.水流在边壁处的流速为零，因此该处的流速梯度为零。
（×）10.静止液体有粘滞性，所以有水头损失。
（×）12.表面张力不在液体的内部存在，只存在于液体表面。
（√）13.摩擦力、大气压力、表面张力属于质量力。
（×）第三题、填空题2.水力学中，连续介质模型是假设液体是一种连续充满其所占据空间毫无空隙的连续体。
3.在水力学中常常出现的液体主要物理性质有重度和粘性，在某些情况下还要涉及液体的压缩性、表面张力和汽化压强等。
水力学第四版课后问题详解
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 。
水力学第二版上册课后练习题含答案
水力学第二版上册课后练习题含答案简介《水力学第二版上册》是一本水力学的经典教材，在全国许多大学的水利工程、水电站工程、水文学等专业中广泛使用。
本文档将提供该教材上册的部分课后习题及相关答案，供读者们进行学习和巩固知识。
第三章基本方程式和基本假设习题3.1一辆卡车满载，质量为20吨，过桥时只能过30m长度的桥，求该卡车行驶速度为多少时，桥梁出现流固耦合振动。
桥宽为6m，桥面高度为5m，桥梁刚度为8.38x10^8 N/m。
答案：20.5m/s习题3.2桥梁长度为L=200m，桥面宽度为b=6m，此处考虑桥面竖向的弯曲而忽略剪切变形，计算梁的基频振动频率，弹性模量E=2.4x10^11 N/m^2，横截面形状为矩形，高度h=0.8m。
答案：7.43Hz第四章输沙理论习题4.1某河段纵坡为1/5000，河道宽度为B=60m，直流段河道深度为H=6.5m，河床比沙质量为ks=2.67，已知该河流运动稳定，且流量Q=8500m^3/s，问匀流速度v为多少。
答案：3.99m/s习题4.3已知河道横断面形状约为窄V形，水深H=12m，V形两侧坡度分别为1:2和1:1.5，在弯曲段的顶点处横截面宽度为B=50m，底部宽度为b=15m。
流量Q=11100m^3/s，比沙质量ks=2.65，试计算该河段输沙量（质量通量）。
答案：7531.09t/d第五章水流与河床稳定性习题5.2某河段长期稳定流量为100m3/s，床面坡度为1/1000，削深系数a=1.5，床面粗糙度系数n=0.023，求设计流量为120m3/s 时，床面削深值h2。
答案：1.80m习题5.5某河段设计洪水流量为2000m^3/s，水深H=8m，平均流速v=6m/s，比沙质量ks=2.72，现考虑采取伸缩堤来控制河岸侵蚀，不考虑岩石泥石流的作用，问伸缩堤的可伸缩高度应为多少。
答案：7.14m结束语以上提供的是《水力学第二版上册》部分课后习题及答案。
水力学课后答案详解
答案说明以下答案是由老师自己做出来的，其中的每一题的画图都省略了，希望同学们自己在做题过程中补充上完整的图形。
在答案电子话过程中可能会有一些错误，希望同学们可多提宝贵意见。
第二章作业答案2-9 10(1.5 1.0)53.9a p p g p kpa ρ=+--=11151.9abs a p p p kpa =+= 20(1.50.5)58.8a p p g p kpa ρ=+--=22156.8abs a p p p kpa =+=1212 6.5p pZ Z m g gρρ+=+= 2-11 略2-120(2.50.9)(2.00.9)(2.00.7)(1.80.7)0Hg Hg p g g g g ρρρρ+---+---=0265p kpa =2-14 受压面为矩形平面 76.38c P gh kN ρω==34112c b a J m ⋅==289c D c c J y y y ω=+= 所以，作用点至A 点的距离 10'29D y y '=-= 根据合力矩守恒2cos 60'84.9o T P y T kN⋅=⋅=2-18 c P gh ρω=(sin 60)2146.5o ag H abkNρ=-⋅= sin 60(cos 60)o o T G G P f =⋅++⋅45.9T kN =闸门的静水压强分布图为梯形，根据梯形的压力中心距底部距离的计算公式12122()3h h a e h h +=+ 21sin h H h H a θ==-1.13e m =2-21 仅考虑左侧水：11144.1x c x P gh kN ρω== （→） 1134.6z P gV kN ρ== （↑）仅考虑右侧水22211.03x c x P gh kN ρω== （←）2217.32z P gV kN ρ== （↓）综合两侧水1233.08x x x P P P kN =-= (→)1217.32z z z P P P kN =-= （↑） 总压力37.34P kN ==tan ZxP P θ=2-23 分析上半球0x P =232[()]3ZP gVT n n g R H R R n ρρππ===+-第三章作业答案3-32max 000.0342max max 00[(1())]1/20.212/rrQ ud u d r u u r r L sωωωωπ==-=-⋅⋅=⎰⎰0.075/Qv m s ω==3-6 根据连续性方程123Q Q Q =+34/v m s =3-7根据连续性方程123Q Q Q =+234ωω= 22231482.3370.58m mωω==3-11建立能量方程22111222121222122122()2.252hg p p v p v z z g g g gz z p p v v h m g g ααρρρρρρ++=++=---===油油油油油51.1/Q L s μ==3-15在图上12d d 和断面建立能量方程2211122212122220p v p v z z g g g gz z p ααρρ++=++==联立连续性方程 1122v v ωω= 2 4.9/v m s = 在图自由液面和2d 断面建立能量方程221.232v H m g== 3-18 建立能量方程22111222121212221.8 1.680p v p v z z g g g gz m z mp p ααρρ++=++====连续性方程12211.8(1.80.30.12)1.3v v v v ⋅=--⋅=⋅13111.23/5.98/v m s Q v m sω===3-20建立的坐标系比较特别，X 轴沿着1Q 方向，Y 轴与X 轴垂直 根据能量方程可知1268.1/v v v m s ===建立动量方程，沿X 轴方向：11221212cos 600cos 60o oQ v Q v Q v Q Q Q Q Q Qρρρ--=-=+=连续性方程12(1cos 60)2(1cos 60)2o o QQ QQ =+=- 313225.05/8.35/Q m s Q m s==建立动量方程，沿Y 轴方向：0(sin60)1969o y R Q v N ρ=--=3-23 在A-A ，B-B 断面间建立能量方程2.4/3.8/A b v m s v m s==221112221212222175.7p v p v z z g g g gz z p kNααρρ++=++==在A-A ，B-B 断面间建立动量方程沿X 轴方向：1cos 60(cos 60)sin 60sin 60o o A A B B x B ooB B y B p v p v R Q v v p v R Qv ρρ--=-+=-54555984y x R N R N==3-24 （1）建立能量方程2212120022v v h h g g++=++连续性方程1122h v h v =3228.9215)998(v v +⨯⨯=+ 0294107232=+-v v s m v /512.82= m h v v h 762.15512.831212=⨯==（2）以1-1断面和2-2断面之间的水体为控制体，并假设整个坝面对水体的水平反力为F '。
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-15-
（2）二维运动，空间点的运动仅与、坐 标有关；
（3）为恒定流动，运动要素与无关；
（4）非均匀流动。
第3章
-16-
第3章 水动力学
作业
2、水管直径50mm，末端阀门关闭时，压力表读数为
21kPa。阀门打开后读值降至5.5 kPa，如不计水头损失，求 通过的流量。
解：找到基准面0-0，当阀门打开时， 水流动，此时，从1-1到2-2列能量方程
ρg(h2-h1)
ρg(h2-h1)
B
A
A
B
-10-
ρgh
第2章 水静力学
作业
5、矩形平板闸门AB如图所示,A处设有转轴。已知闸门长
l=3m，宽b=2m，形心点水深hc=3m，倾角α=45°，忽略闸
门自重及门轴摩擦力。试求开启闸门所需拉力FT。 解： 水对闸门的的作用力大小为：
第3章
FP ghc A 1000 9.807 3 (3 2) 176526pa 176.5Kpa
解：假定压强为0.5MPa。
K dV / V dP
dP dV / V K
当dV / V 0.1%
P
0.1% 0.538 109
1.86MPa
当dV / V 1%
第3章
P
1% 0.538 109
18.6MPa
-4-
第1章 绪论
作业
3、温度为10oC、体积为2.5m3的水加热到60oC， 体积增加了多少？
水力学
作业题参考答案
第1章 绪论
第3章
-2-
第1章 绪论
作业
1、密度为850kg/m3的某液体动力黏度为 0.005Pa·s，其运动黏度为多少？
解：
0.005 5.8810（6 m2 / s） 850
第3章
-3-
第1章 绪论
作业
2、0oC时，若使水的体积减小0.1%和1%，压强应分 别增加多少？
（2）计算水平分量Px Px po A p0 R2 59.74KN
（3）计算铅垂分力Pz
Pz
V
g
4 R3
3
1 2
g
4 0.53
6
9.807
2.56KN
第3章
-13-
第3章 水动力学
第3章
-14-
第3章 水动力学
作业
1、已知流速场 ux
xy 2 , u y
1 3
y3,uz
xy ，试求：
4
对水流喷嘴作用力为FR为F的作用力与反作用力。
第3章
-23-
第5章 水头损失
第3章
-24-
第5章 水头损失
作业
1、水管直径D=10cm，管中流速v=1m/s，水温 为t=10℃。试判别流态并求临界流速？
1-3
第3章
-25-
第5章 水头损失
作业
2、有一矩形断面的小排水沟，水深h=15cm， 底宽b=20cm，流速v=0.15m/s，水温t=10℃， 试判别流态。
第3章
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第5章 水头损失
作业
3、输油管的直径D=150mm，Q=16.3m3/h，油的 运动粘度ν=0.2cm2/s，试求每千米管长的沿程水 头损失。
解： v 4Q 416.3 0.256m / s
d 2 0.152 3600
Re vd 0.256 0.15 1921.64 2300，层流
50.93 （m/s）
第3章
-22-
（2）取控制体如图所示，列动量方程。 假设喷嘴对水流作用力为F，方向向左。
p1
v1
v2
F
p2 v2
Qv2 v1 p1A1 F
∴ F p1A1 Qv2 v1
1291.854 0.42 1 0.4 50.93 3.18 143.239 （kN）
第3章
az
uz t
ux
uz x
uy
uz y
uz
uz z
0
xy3
1 xy3 3
2 3
xy3
ax
1, 2,3
1 1 24 3
16（m 3
/
s2）
ay
1, 2,3
1 25 3
32（m 3
/
s2）
az
1,
2, 3
2 3
1 23
16（m 3
/
s2）
a ax2 ay2 az2 13.0（6 m / s2）
（2）支反力：
R W总 W水 W箱 W箱 g 111 333
W箱 9807 28 W箱 274.7kN
不同之原因：总压力为底面水压力与面 积的乘积，为压力体 。而支座反力与水
体重量及箱体重力相平衡，而水体重量 为水的实际体积的重量 。
第3章
-8-
第2章 水静力学
3、多个U型水银测压计串联起 来成为多管测压计。可测量较 大的压强值。图中高程的单位 为m。试求水面的绝对压强pabs。
水作用力的作用点为D点：yD
yc
Ic yc A
3 sin 45
1 2 33
12
4.42
3
23
sin 45
设所需拉力为FT，则水的作用力和拉力分别对A点取力矩，有
FP AD FT AB cos45
即：FP ( yD OA) FT AB cos45 则有：
176.5 (2.475 ( hc sin 45
l) 2
FT
l cos45
解得： FT 139.52KN
-11-
第2章 水静力学
作业
6、矩形平板闸门，宽b=0.8m，高h=1m，若要求在当水深h1 超过2m时，闸门即可自动开启，转轴的位置y应是多少？
解：
当水深达到 h1 时，水压力作用位置应作用在转轴点，当水深 大于 h1 时，水压力作用位置应作用于转轴上面，使闸门 开启。
解：p0 pa 2.3 1.2 Hg g 2.5 1.2 g 2.5 1.4 Hg g 3.0 1.4 g
pa 265.0 98 265.0 363kPa
第3章
作业
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第2章 水静力学
作业
4、绘制题图中AB面上的压强分布图
解：
A
ρgh1 ρgh1
ρgh1
第3章
ρgh2
B
A、穆迪图法
5-1
e
12）
第3章
e/D=1.2/300=0.004
-28-
B、海曾威廉公式法
查表5-4，取 CHW = 95，算得相对粗糙
128.743D0.129 C Q 1.852 0.148
HW
128.743 0.30.129 951.852 （60 3600）0.148
0.044
计算沿程水头损失
1
2 50.663 103
101.325
D1
D2
∵
v12
v22
2 p1
∴
v22
d2 d1
4
1
2 50.663 103
101.325
1
2
1
2
v2
101.325
0.15 0.1
4
1
4.994 （m/s）
（2）从液面到短管出口列能量（伯努利）方程。
v第2 3章 010.01.115.324 5
pa 4900 1.11000 9.81 pa 5.89 （kPa）
相对压强为： -5.89（kPa）
绝对压强为： 98-5.89=92.11（kPa）
第3章
-7-
第2章 水静力学
作业
2、水箱形状如图所示。底部有4个支座。试求底 面上总压力和4个支座的支座反力。
解：（1）总压力：PZ A p 4 g 3 3 352.（8 kN）
解：
v
dV / V dT
100 C时，v =0.1410-4 0 C-1
dV v dT V 1.75L
第3章
-5-
第2章 水静力学
第3章
-6-
第2章 水静力学
作业
1、密闭水箱，压力表测得压强为4900Pa。压力 表中心比A点高0.4m，A点在液面下1.5m。求液 面绝对压强。
解：p0 pa p 1.1 g
减小，即
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第2章 水静力学
作业
7、密闭盛水容器，已知h1=60cm,h2=100cm，水银测压计 读值△h=60cm。试求半径R=0.5m的半球盖AB所受总压力 的水平分力和铅垂分力。
解：（1）确定半圆中心压强P0
p0 h Hg g g(h2 h1) 76.（1 KPa）
（kPa）
解：（1）以出水管轴线为基准面，列管取径d11与 d22 处 1的.0 伯，努p2利 方0 ，程，p1 0.5101.325 50.663kPa
可得：
∵
v12
v22
2 p1
H d1
d2
p1 1v12 g 2g
取1 2
p2 2v22 g 2g
1.0 ， p2 0 ，
p1
0.5101.325 ∴50.v62263kdPd12a4
μ=0.95。现测得水银压差计读数hp=150mm，问此时管中流量Q是多少。
解：
Q K
Hg 油
1 hp
d12 2g 0.22 2 9.807
其中： 0.95； K
4
d1 d2
4
1
4
0.2 0.1
4
1
0.0359
hp 0.15 （m）
d1
d2
hp
Q K
Hg 油
1
4.994 （m/s）