四川大学：水力学习题习题解答

四川大学：水力学习题习题解答习题答案 0 绪论 0.1 ρ＝816.33kg/m3 0.2 当y=0.25H时当y=0.5H时 0.4 f = g 0.5 h的量纲为[L] 0.6 Ff＝184N 0.7 K=1.96×108N/m2 dp=1.96×105N/m2 1 水静力学 1.1 Pc=107.4KN/m2 h=0.959m 1.2 PB-PA=0.52KN/m2 PAK=5.89KN/m2 PBK=5.37KN/m2 1.3 h1=2.86m h2=2.14m 内侧测压管内油...

习题答案 0 绪论 0.1 ρ＝816.33kg/m3 0.2 当y=0.25H时当y=0.5H时 0.4 f = g 0.5 h的量纲为[L] 0.6 Ff＝184N 0.7 K=1.96×108N/m2 dp=1.96×105N/m2 1 水静力学 1.1 Pc=107.4KN/m2 h=0.959m 1.2 PB-PA=0.52KN/m2 PAK=5.89KN/m2 PBK=5.37KN/m2 1.3 h1=2.86m h2=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/m2 1.5 PM=750.68h KN/m2 1.6 P2-p1=218.05N/m2 1.7 = 1.8 P=29.53KN 方向向下垂直底板 P＝0 1.9 W=34.3rad/s Wmax=48.5rad/s 1.10 a= 1.12 当下游无水 P=3312.4KN(→) P2=862.4KN(↓) 当下游有水 P=3136KN(→) P2=950.6KN(↓) 1.13 T=142.9KN 1.14 当h3=0时T=131.56KN 当h3=h2=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 LD=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＝14º28´ 1.20 P=353KN P=46.18KN 方向向下 1.21 H=3m 1.22 =1.0cm 1.23 F=25.87KN (←) 2 液体运动的流束理论 2.1 Q=211.95cm3/s V＝7.5cm/s 2.2 hw=3.16m 2.3 =2.35m 2.4 PK =63.8KN/m2 2.5 Q=0.00393m3/s 2.6 Q=0.0611m3/s 2.7 =0.985 2.8 Q=0.058m3/s 2.9 S点相对压强为－4.9N／cm2，绝对压强为4.9N/cm2 2.10 V3=9.9m/s Q=0.396m3/s 2.11 R=391.715KN(→) 2.12 R=3.567KN 合力与水平方向夹角＝37º8´ 2.13 R=98.35KN(→) 2.14 R=2988.27KN(→) 2.15 R=1.017KN(←) 2.16 R=153.26KN(→) 2.17 =2 2.18 F= 2.19 Q= H2.5 2.20 F=CdL2 2.21 2.22 Q1= cos 2.23 R=2145KN =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 Re=198019.8>2000 紊流 3.3 Re=64554>500紊流 3.4 3.5 当 3.6 Q EMBED Equation.3 /s 3.7 当Q=5000cm3/s时，Re=19450紊流光滑管区当Q＝20000cm3/s时 Re=78200紊流过渡粗糙区当Q＝200000cm3/s时 Re=780000紊流粗糙区若l＝100m时Q＝5000 cm3/s时 hf=0.006m Q=2000 cm3/s时 hf=0.09m Q＝200000 cm3/s时 hf=7.85m 3.8 ＝0.042 3.9 n=0.011 3.10 =0.29 3.11 Q=0.004m3/s 3.12 h=0.158m 3.13 Z=11.1m 3.14 =24.7 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 4.3 Q =0.0268 m3/s Z=0.82m 4.4 当n=0.011时 H=7.61 m 当n=0.012时 H=7.0 m 4.5 Ht=30.331m 4.6 n取0.012 Q=0.5 m3/s h =5.1m 4.7 n取0.0125时 H ＝21.5m水柱高 4.8 Q1=29.3L/s Q2=30.7L/s =135.21m 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 4.13 Q=0.0105 m3/s P =10.57KN/m2 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 5.9 i=1/3000 V=1.63m/s hk 缓流 h02=0.8m> hk 缓流 6.3 hk=1.56m Vk=3.34m/s Vw=5.86m/s hk > h0缓流 Vw>V缓流 6.5 iK=0.00344> i缓坡 6.7 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。 6.8 提示：L不同，水跃发生的位置不同。 6.9 提示：先求h0=0.96m hK=0.61m h0>hK 缓坡，故产生a1型壅水曲线，在0.97~1.50间内插h,求。 6.10 前段ɑ 型，两闸门间ɑ 型，后段C1型接水跃。 6.11 =3497.9m 6.12 =129.462m 6.13 进口断面 b=8m h=1.37m 中间断面b=6m h=0.82m 进一中＝49.71 出口断面 b=4m h=1.07m 中一出＝50.18 图略 7 水跃 7.1 h1=0.301m 7.2 Fr =9.04>9.0 强水跃 h2=6.15m 7.3 Ej=14.23m Pj=6972.7Kw Ejj=0.40m E=14.63m Kj=37.5m 7.4 Lj=6.73m =1060 h2=1.7m 7.5 h01=0.71m h02=1.55m hK=1.18m 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=1.55m 跃前水深h1=0.87m。 h1＞h01发生远驱水跃，即水跃发生在缓坡处，以h01=0.71m和h1=0.87m作控制水深，推求 S=55.8m，图略。 8 堰流及闸孔出流 8.1 Q=0.77 m3/s 8.2 b=30.52m 8.3 Hd=17m 堰顶高程250.85m Xc=28.348m Yc=21.89m r=18.588-37.175m取r=25m时，反弧园心点坐标 X ＝75.634m Y =45.85m D点坐标XD＝55.155m YD=60.189m E点坐标XE=75.634m YE=70.85m 图略当上游水位高程为267.0m时，Q＝6167.8 m3/s 当上游水位为269.0m时Q＝7565.2 m3/s 当Q＝6000 m3/s时上游＝266.53m 8.4 当下游＝17.75时 Q＝414.9 m3/s 当下游＝16.70时 Q＝702.2 m3/s 8.5 Q=8987.8 m3/s 8.6 =2.7 2.5< <10 宽顶堰 Q＝91.5 m3/s (提示：考虑行进流速V0的影响) 8.7 当下游＝8.5m时，＝0.66 h =7.145m Q=202.44 m3/s 当下游＝14时 Q＝157.9 m3/s 8.8 Q=24.84 m3/s 8.9 B=5.8m 8.10 e=1.07m 8.11 Q=22.02 m3/s 9 泄水建筑物下游的水流衔接与消能 9.1 hc=0.645m h =4.21m 远驱式水跃 9.2 hc=0.31m h =1.89m 远驱式水跃 9.3 以h1求其跃后水深 h =2.32m>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=2.32m. 9.4 d=0.9m Lj=25.8m LK=(0.7-0.8)Lj 取LK=19m 9.5 hc=0.99m h =14.3m>ht 产生远驱式水跃坝高C＝8.54m LK＝（61.2～70）m，取LK=65m 9.6 l=142.9m ts=9.46m i=0.074Ts 直接水击 H＝9.87m l= T=9.67m 10.2 提示：增速减压增速增压减速增压减速减压四个过程 10.3 阀门突然关闭时 H＝227.07m ＝88960.5KN／m3 当管壁厚度不变 D＝400mm时， P=1170.8 KN／m2 10.4 309.27m 10.5 =75.2m H =67m 10.6 t=0.71s v=0 =1.96 m/s2 11 明渠非恒定流 11.1 tA=0.68h tB=0.768h 11.2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2 504.8 498.2 491.2 484.2 477.5 470.7 464.2 457.7 流量Q 2100 1970 1590 1242 1000 840 760 735 12 液体运动的流场理论 12.1 恒定流有线变形、角变形，无旋转运动流线方程 x2＋y2=C2 12.5 P=P0－ 14 恒定平面势流 14.1 u=ɑ u=-ɑ 4=ɑ+c 14.4  =2ɑ m3/s.m 15 渗流 15.1 q=0.868cm3/s.m 15.2 h0/m 3 4 5 6 Q/m3/s 0.000282 0.000255 0.000218 0.000168 15.3 1.53m 15.4 q=2.36×10-5m3/s.m 15.5 计算点 1 2 3 4 5 6 hN/m 12 13.5 16.0 13.0 13.0 12.0 hf/m 0 1.0 4.0 6.0 9.0 10.0 EMBED Equation.3 12 12.5 12.0 7.0 4.0 2.0 Q=4×10-5m3/s.m 18 相似原理和模型试验基础 18.2 Qp=322m3/s Hp=3.0m Vp=15m/s 18.3 v=5.1 =3447 =5.1 QM=0.0934 m3/s <0.10m3/s 满足实验室最大供水流量要求 18.4 qM=6.39L/s.m 18.3 v= PAGE 8 _1102404087.unknown _1102770772.unknown _1102772828.unknown _1102833691.unknown _1102833919.unknown _1102833960.unknown _1102834270.unknown _1102833933.unknown _1102833820.unknown _1102774366.unknown _1102775368.unknown _1102775552.unknown _1102775761.unknown _1102830134.unknown _1102775597.unknown _1102775385.unknown _1102775280.unknown _1102774332.unknown _1102774351.unknown _1102774319.unknown _1102771467.unknown _1102772071.unknown _1102772100.unknown _1102771512.unknown _1102771328.unknown _1102771354.unknown _1102770796.unknown _1102418664.unknown _1102419900.unknown _1102420312.unknown _1102423800.unknown _1102424138.unknown _1102424157.unknown _1102424269.unknown _1102424065.unknown _1102424108.unknown _1102424052.unknown _1102423471.unknown _1102423789.unknown _1102420325.unknown _1102420068.unknown _1102420179.unknown _1102419962.unknown _1102419545.unknown _1102419681.unknown _1102419858.unknown _1102419578.unknown _1102419520.unknown _1102408554.unknown _1102418204.unknown _1102418491.unknown _1102418539.unknown _1102418245.unknown _1102417778.unknown _1102417821.unknown _1102408784.unknown _1102406491.unknown _1102407925.unknown _1102408190.unknown _1102407045.unknown _1102404621.unknown _1102405192.unknown _1102404270.unknown _1102401231.unknown _1102402771.unknown _1102403088.unknown _1102403345.unknown _1102403976.unknown _1102403138.unknown _1102402887.unknown _1102403037.unknown _1102402858.unknown _1102402295.unknown _1102402696.unknown _1102402735.unknown _1102402633.unknown _1102402243.unknown _1102402259.unknown _1102402203.unknown _1102400462.unknown _1102400810.unknown _1102401153.unknown _1102401175.unknown _1102401105.unknown _1102400504.unknown _1102400545.unknown _1102400478.unknown _1102397154.unknown _1102400152.unknown _1102400328.unknown _1102397291.unknown _1102343012.unknown _1102343164.unknown _1102342852.unknown

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