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1、水力学作业题参考答案可编辑-2-n第1章 绪论可编辑-3-第1章 绪论 作业n n1、密度为850kg/m3的某液体动力黏度为0.005Pas，其运动黏度为多少？解：可编辑-4-第1章 绪论 作业n n2 2、0 0o oC C时，若使水的体积减小时，若使水的体积减小0.1%0.1%和和1%1%，压强应分，压强应分别增加多少？别增加多少？解：假定压强为0.5MPa。可编辑-5-第1章 绪论 作业n n3 3、温度为、温度为1010o oC C、体积为、体积为2.5m2.5m3 3的水加热到的水加热到6060o oC C，体积增加了多少？，体积增加了多少？解：可编辑-6-n第2章 水静力学可编辑
2、-7-n n1 1、密闭水箱，压力表测得压强为、密闭水箱，压力表测得压强为4900Pa4900Pa。压力。压力表中心比表中心比A A点高点高0.4m0.4m，A A点在液面下点在液面下1.5m1.5m。求液。求液面绝对压强。面绝对压强。第2章 水静力学 作业解：相对压强为：-5.89（kPa）绝对压强为：98-5.89=92.11（kPa）可编辑-8-n n2 2、水箱形状如图所示。底部有、水箱形状如图所示。底部有4 4个支座。试求底个支座。试求底面上总压力和面上总压力和4 4个支座的支座反力。个支座的支座反力。第2章 水静力学 作业不同之原因：总压力为底面水压力与面积的乘积，为压力体。而支座
3、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。解：（1）总压力：（2）支反力：可编辑-9-n n3 3、多个、多个UU型水银测压计串联起型水银测压计串联起来成为多管测压计。可测量较来成为多管测压计。可测量较大的压强值。图中高程的单位大的压强值。图中高程的单位为为mm。试求水面的绝对压强。试求水面的绝对压强p pabsabs。第2章 水静力学 作业解：可编辑-10-n n4、绘制题图中AB面上的压强分布图 第2章 水静力学 作业解：可编辑-11-第2章 水静力学 作业n n5 5、矩形平板闸门矩形平板闸门ABAB如图所示如图所示,A,A处设有转轴。已知闸门长处设有转轴。已知闸门
4、长l l=3m=3m，宽，宽b b=2m=2m，形心点水深，形心点水深hc=3mhc=3m，倾角，倾角=45=45，忽，忽略闸门自重及门轴摩擦力。试求开启闸门所需拉力略闸门自重及门轴摩擦力。试求开启闸门所需拉力F FT T。解：可编辑-12-n n6 6、矩形平板闸门，宽、矩形平板闸门，宽b=0.8mb=0.8m，高，高h=1mh=1m，若要求在当水深，若要求在当水深h h1 1超过超过2m2m时，闸门即可自动开启，转轴的位置时，闸门即可自动开启，转轴的位置y y应是多少？应是多少？第2章 水静力学 作业解：可编辑-13-n n7 7、密闭盛水容器，已知、密闭盛水容器，已知h h1 1=60c
5、m,h=60cm,h2 2=100cm=100cm，水银测，水银测压计读值压计读值 h=60cmh=60cm。试求半径。试求半径R=0.5mR=0.5m的半球盖的半球盖ABAB所受所受总压力的水平分力和铅垂分力。总压力的水平分力和铅垂分力。第2章 水静力学 作业解：（1）确定半圆中心压强P0（kPa）（2）计算水平分量Px（3）计算铅垂分力Pz可编辑-14-n第3章 水动力学可编辑-15-第3章 水动力学 作业1 1、解：（1）可编辑-16-n（2）二维运动，空间点的运动仅与、坐标有关；n（3）为恒定流动，运动要素与无关；n（4）非均匀流动。可编辑-17-2 2、水管直径水管直径50mm50m
6、m，末端阀门关闭时，压力表读数为，末端阀门关闭时，压力表读数为21kPa21kPa。阀门打开后读值降至。阀门打开后读值降至5.5 kPa5.5 kPa，如不计水头损失，如不计水头损失，求通过的流量。求通过的流量。第3章 水动力学 作业解：找到基准面0-0，当阀门打开时，水流动，此时，从1-1到2-2列能量方程式中式中则则可编辑-18-3 3、变直径的管段、变直径的管段ABAB，直径，直径DDAA=0.2m=0.2m，DDB B=0.4m=0.4m，高差，高差 h h=1.5m=1.5m。测得。测得p pAA=30kPa=30kPa ，p pB B=40kPa=40kPa，B B处断面平均流处断
7、面平均流速速v vB B=1.5m/s=1.5m/s。试判断水在管中的流动方向。试判断水在管中的流动方向。解：找到基准面第3章 水动力学 作业可编辑-19-n n4 4、利用皮托管原理测量水管中的点速度。如、利用皮托管原理测量水管中的点速度。如读值读值h=60mm=60mm，求该点流速，求该点流速u u。第3章 水动力学 作业解：可编辑-20-n5、为了测量石油管道的流量，安装文丘里流量计，管道直径D1=200mm，流量计喉管直径D2=100mm，石油密度=850kg/m3，流量计流量系数=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。第3章 水动力学 作业可编辑-2
8、1-n n6 6、水箱中的水从一扩散短管流到大气中，直径、水箱中的水从一扩散短管流到大气中，直径DD1 1=100mm=100mm，该处绝对压强，该处绝对压强p p1 1=0.5=0.5大气压，直径大气压，直径DD2 2=150mm=150mm，试求水，试求水头头HH。水头损失忽略不计。水头损失忽略不计。第3章 水动力学 作业可编辑-22-7 7、第3章 水动力学 作业1 11 12 22 2可编辑-23-v2假设喷嘴对水流作用力为假设喷嘴对水流作用力为F F，方向向左。，方向向左。对水流喷嘴作用力为对水流喷嘴作用力为F FR R为为F F的作用力与反作用力。的作用力与反作用力。可编辑-24-
9、n第5章 水头损失可编辑-25-n n1 1、水管直径、水管直径D=10cmD=10cm，管中流速，管中流速v=1m/sv=1m/s，水温为水温为t=10t=10。试判别流态并求临界流速？。试判别流态并求临界流速？第5章 水头损失 作业1-31-3可编辑-26-n n2 2、有一矩形断面的小排水沟，水深、有一矩形断面的小排水沟，水深h=15cmh=15cm，底宽，底宽b=20cmb=20cm，流速，流速v=0.15m/sv=0.15m/s，水温，水温t=10t=10，试判别流态。，试判别流态。第5章 水头损失 作业2023/2/1527可编辑-28-n n3 3、输油管的直径、输油管的直径D=
10、150mmD=150mm，Q=16.3mQ=16.3m3 3/h/h，油的运动粘度油的运动粘度=0.2cm=0.2cm2 2/s/s，试求每千米管长的，试求每千米管长的沿程水头损失。沿程水头损失。第5章 水头损失 作业解：可编辑-29-n n4 4、自来水管长、自来水管长l=600ml=600m，直径，直径D=300mmD=300mm，旧铸铁，旧铸铁管道，通过流量管道，通过流量Q=60mQ=60m3 3/h/h，试用穆迪图和海曾威廉，试用穆迪图和海曾威廉公式分别计算沿程水头损失公式分别计算沿程水头损失。第5章 水头损失 作业A A A A、穆迪图法、穆迪图法、穆迪图法、穆迪图法5-15-1e
11、ee/D=1.2/300=0.004e/D=1.2/300=0.0041212）可编辑-30-B、海曾威廉公式法查表5-4，取 CHW=95，算得相对粗糙 计算沿程水头损失可编辑-31-第5章 水头损失 作业n n9 9、输水管道中设有阀门，已知管道直径为、输水管道中设有阀门，已知管道直径为D=50mmD=50mm，通过流量为通过流量为Q=3.34L/sQ=3.34L/s，水银压差计读值，水银压差计读值 h=150mmh=150mm，沿程水头损失不计，试求阀门的局部损失系数。沿程水头损失不计，试求阀门的局部损失系数。可编辑-32-n13、水管直径为D=50mm，两测点间相距l=15m，高差3m
12、，通过流量Q=6L/s，水银压差计读值为h=250mm，试求管道的沿程阻力系数。第5章 水头损失 作业可编辑-33-n n1414、两水池水位恒定，已知管道直径两水池水位恒定，已知管道直径DD=100mm=100mm，管长，管长l l=20m=20m，沿程阻力系数，沿程阻力系数=0.042=0.042，弯管和阀门的局部损，弯管和阀门的局部损失系数失系数 弯弯=0.8=0.8，阀阀=0.26=0.26，通过流量，通过流量QQ=65L/s=65L/s，试求水，试求水池水面高差池水面高差HH。第5章 水头损失 作业解：列1-1、2-2两断面的伯努利方程则(课本后的答案为43.9m)可编辑-34-n
13、n1515、自水池中引出一根具有三段不同直径的水管，已自水池中引出一根具有三段不同直径的水管，已知直径知直径d d=50mm=50mm，DD=200mm=200mm，长度，长度L L=100m=100m，水，水位位HH=12m=12m，沿程摩阻系数为，沿程摩阻系数为=0.03=0.03，局部损失系数，局部损失系数 阀阀=5.0=5.0，试求通过水管的流量并绘总水头线及测压管，试求通过水管的流量并绘总水头线及测压管水头线。水头线。第5章 水头损失 作业解：以0-0截面为基准面，列1-1、2-2截面的伯努利方程可编辑-35-则由连续方程可得，代入上式，得可编辑-36-总水头线总水头线总水头线总水头
14、线测压管水头线测压管水头线测压管水头线测压管水头线可编辑-37-n第6章 有压管流可编辑-38-n1、虹吸管将 A池中的水输入 B池，已知两池水面高差 H=2m，水管的最大超高h=1.8m，管道长度分别为 l1=3m,l2=5m,管径D=75mm，沿程阻力系数=0.02，局部阻力系数：进口en0.5，转弯b0.2，出口ex1。试求流量Q及管道最大超高断面的真空度hv。第6章 有压管流 作业解：简单短管道水力计算特点，应用公式有:可编辑-39-列断面0-0、1-1伯努利方程又 可编辑-40-n n2 2、由水塔向水车供水，由一、由水塔向水车供水，由一直径直径D=150mmD=150mm，长，长l
15、=80m,l=80m,沿程阻力系数沿程阻力系数=0.03=0.03的管道的管道供水，该管道中共有两个闸阀供水，该管道中共有两个闸阀和和4 4个个9090 弯头，闸阀全开时局弯头，闸阀全开时局部阻力系数部阻力系数 a a=0.12=0.12，弯头局，弯头局部阻力系数部阻力系数 b b=0.48=0.48。水车的。水车的有效容积有效容积V V为为25m25m3 3，水塔具有，水塔具有水头水头H=18mH=18m，试求水车充满，试求水车充满水所需的最短时间水所需的最短时间t t。第6章 有压管流 作业1 11 12 22 2可编辑-41-解：列水塔液面及管道出流断面的伯努利方程可编辑-42-n n4
16、 4、自密闭容器经两段串联管道输水，已知压力表、自密闭容器经两段串联管道输水，已知压力表读值读值p pMM=0.1MPa=0.1MPa，水头，水头H=2mH=2m，管长，管长l l1 1=10m=10m，l l2 2=20m=20m，直径，直径d d1 1=100mm=100mm，d d2 2=200mm=200mm，沿程阻力系数沿程阻力系数 1 1=2 2=0.03.=0.03.试求流量并绘总水头试求流量并绘总水头线和测压管水头线。线和测压管水头线。第6章 有压管流 作业可编辑-43-解：可将本题看成简单长管串联的水力计算，不计流速水头和局部水头损失。则作用水头注：课本答案为58L/s，可能
17、存在错误。可编辑-44-由于不计流速水头和局部水头损失，故其总水头线与测压管水头线重合，并且坡度沿流程不变的直线。具体结果如下图所示。可编辑-45-n n6 6、工厂供水系统，由水塔向、工厂供水系统，由水塔向A A、B B、C C三处供水，管道均为三处供水，管道均为铸铁管。已知流量分别为铸铁管。已知流量分别为QQc c=10L/s=10L/s，q qB B=5L/s=5L/s，q qAA=10L/s10L/s，各管段长，各管段长l l1 1=350m=350m，l l2 2=450m=450m，l l3 3=100m=100m，各段，各段直径直径d d1 1=200mm=200mm，d d2
18、2=150mm=150mm，d d3 3=100mm=100mm，场地整体，场地整体水平，试求水塔底部出口压强。水平，试求水塔底部出口压强。qB第6章 有压管流 作业可编辑-46-解：属简单长管道的水力计算，不计流速水头和局部水头损失。Q1=qA+qB+QC=10+5+10=25L/s Q2=qB+QC=5+10=15L/s Q3=QC=10L/s H=a1l1Q12+a2l2Q22+a3l3 Q3 2 各管段的曼宁公式比阻由表6-1查得，代入上式 H=9.33500.0252+434500.0152+3751000.012=10.1m可编辑-47-n n7 7、在长为在长为2l2l，直径为，
19、直径为DD的管道上，并联一根直径相同，长为的管道上，并联一根直径相同，长为l l的支管（图中虚线）。若水头的支管（图中虚线）。若水头HH不变，不计局部损失，试求不变，不计局部损失，试求并联支管前后的流量比。并联支管前后的流量比。第6章 有压管流 作业解：本题属简单管道的水力计算。并联前：并联后：可编辑-48-又有可编辑-49-n第7章 明渠流动可编辑-50-n1、梯形断面土渠，底宽b3m，边坡系数m2，水深h=1.2m，底坡i=0.0002，渠道受到中等养护，粗糙系数n=0.025，试求通过流量Q。第7章 明渠流动 作业解：可编辑-51-n2、修建混凝土砌面的矩形渠道，要求通过流量Q=9.7m3s，底坡 i=0.001，粗糙系数n=0.013，试按水力最优断面设计断面尺寸。第7章 明渠流动 作业解：对矩形断面，水力最优断面满足有迭代法可编辑-52-n3、修建梯形断面渠道，要求通过流量Q1m3/s，渠道边坡系数m=1.0，底坡i=0.0022，粗糙系数n0.03，试按不冲允许流速vmax=0.8m/s，设计断面尺寸。第7章 明渠流动 作业解：有 得有 可编辑-53-即有 解得：2023/2/1554