水力学第四版课后答案
水力学第四版课后答案
水力学第四版课后答案第一章1.1 布利涅公式的一般形式布利涅公式的一般形式为：Q = A * C * H^n其中，Q 表示流量，A 表示管道截面积，C 表示水的流量系数，H 表示管道的水头，n 表示摩擦系数。
1.2 基本液压方程基本液压方程为：dh/dl = -(f/2g) * (V^2/U^2)其中，dh/dl 表示水头损失，f 表示摩擦系数，g 表示重力加速度，V 表示流速，U 表示平均流速。
1.3 曼宁-斯特里克勒公式曼宁-斯特里克勒公式为：V = (1/n) * R^(2/3) * S^(1/2)其中，V 表示流速，n 表示河道粗糙系数，R 表示水力半径，S 表示比降。
第二章2.1 管道水头损失公式管道水头损失公式为：h = f * (L/D) * (V^2/2g)其中，h 表示水头损失，f 表示摩擦系数，L 表示管道长度，D 表示管径，V 表示流速，g 表示重力加速度。
2.2 泵的基本类型及其性能参数泵的基本类型包括离心泵、轴向流泵、混流泵等。
性能参数则包括扬程、流量、效率等。
3.1 布托机理论布托机理论是指在已知叶轮出口宽度和叶轮进口宽度的情况下，计算轴流泵扬程的理论模型。
3.2 应力校核和变形校核的计算公式应力校核的计算公式为：σ = P / (π * R^2 - π * r^2)变形校核的计算公式为：Δ = (P * R * L) / (2E * t)其中，σ 表示应力，P 表示压力，R 和 r 分别表示外径和内径，L 表示长度，E表示弹性模量，t 表示壳体厚度，Δ 表示变形。
第四章4.1 水轮机的基本原理及类型水轮机的基本原理为水流作用于叶片上，推动转子转动，而叶片上的力则取决于水流的速度和叶片角度。
水轮机的主要类型包括斜流式水轮机、反向式水轮机、螺旋式水轮机等。
4.2 涡轮叶轮选型涡轮叶轮的选型需考虑流量、水头和效率等因素。
根据涡轮的类型和具体情况，选定合适的叶轮。
第五章5.1 喷水推进器的基本原理喷水推进器的基本原理为通过喷出来自推进器后部的高速水流，利用牛顿第三定律获得推力，从而推动船只前进。
水力学课后答案
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=--265.00a p =+（kPa ）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 。
解：（1）解析法。
10009.80721239.228C C P p A h g bl ρ=⋅=⋅=⨯⨯⨯⨯=（kN ）2-13矩形闸门高h =3m ，宽b =2m ，上游水深1h =6m ，下游水深2h =，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=---⎡⎤⎣⎦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。
（2）解析法。
()()111 1.56 1.5980732264.789P p A g h hb ρ==-⋅=-⨯⨯⨯=（kN ）()120.250.75 4.6674.5=⨯+=（m ） ()222 1.539.80732176.526P p A g h hb ρ==-⋅=⨯⨯⨯=（kN ）()22211111130.75 3.253C CD C C C C I I y y y y A y A ⎛⎫=+=+=+= ⎪⎝⎭（m ） 合力：1288.263P P P =-=（kN ）合力作用位置（对闸门与渠底接触点取矩）：1.499=（m ）答：（1）作用在闸门上的静水总压力88.263kN ；（2）压力中心的位置在闸门的几何中心，即距地面(1.5m,)2b 处。
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。
水力学第四版课后答案
第一章绪论1-2．20℃的水2.5m3，当温度升至80℃时，其体积增加多少？[解] 温度转变前后质量守恒，即又20℃时，水的密度80℃时，水的密度那么增加的体积为1-4．一封锁容器盛有水或油，在地球上静止时，其单位质量力为假设干？当封锁容器从空中自由下落时，其单位质量力又为假设干？[解] 在地球上静止时：自由下落时：第二章流体静力学2-1．一密闭盛水容器如下图，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]2-3．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]绘制题图中面上的压强散布图。
Bh 1h 2A Bh 2h 1hAB解：Bρgh 1ρgh 1ρgh 1ρgh 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=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：作用点位置：2-15．平面闸门AB 倾斜放置，已知α＝45°，门宽b ＝1m ，水深H 1＝3m ，H 2＝2m ，求闸门所受水静压力的大小及作用点。
45°h 1h 2BA[解] 闸门左侧水压力：作用点：闸门右边水压力：作用点：总压力大小：对B 点取矩：2-13．如下图盛水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，求维持液体不溢出管口的最大角速度ωmax 。
[解] 由液体质量守恒知，I 管液体上升高度与 II 管液体下降高度应相等，且二者液面同在一等压面上，知足等压面方程：液体不溢出，要求， 以别离代入等压面方程得2-16．如图，，上部油深h1＝1.0m，下部水深h2＝2.0m，油的重度=m3，求：平板ab单位宽度上的流体静压力及其作用点。
[解] 合力作用点：一弧形闸门，宽2m，圆心角=，半径=3m，闸门转轴与水平齐平，试求作用在闸门上的静水总压力的大小和方向。
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 。
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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。
h 1h 2A Bh 2h 1hAB解：Bρgh 1ρgh 1ρgh 1ρgh 2AB ρg(h2-h1)ρg(h2-h1)Bρgh2-14．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：NAghApPcc392001228.91000=⨯⨯⨯⨯=⋅==ρ作用点位置：mAyJyycccD946.21245sin22112145sin23=⨯⨯⨯⨯+=+=mlhy cA828.12245sin22sin=-=-=α)(45cosADyyPlT-=⨯∴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 。
(完整版)水力学答案
第一章 绪论1-1．20℃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 =-=∆1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度ν增加15%，重度γ减少10%，问此时动力粘度μ增加多少（百分数）？ [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+==Θ原原原μρν035.1035.1==035.0035.1=-=-原原原原原μμμμμμΘ此时动力粘度μ增加了3.5%1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02y hy g u -=，式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。
试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。
[解] μρ/)(002.0y h g dydu-=Θ)(002.0y h g dydu-==∴ρμτ 当h =0.5m ，y =0时)05.0(807.91000002.0-⨯⨯=τPa 807.9=1-4．一底面积为45×50cm 2，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。
[解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时，等速下滑yuATmgddsinμθ==001.0145.04.062.22sin8.95sin⨯⨯⨯⨯==δθμuAmgsPa1047.0⋅=μ1-5．已知液体中流速沿y方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律yuddμτ=，定性绘出切应力沿y方向的分布图。
[解]1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。
已知导线直径0.9mm，长度20mm，涂料的粘度μ=0.02Pa．s。
《水力学课后习题答案第四版(吴持恭)
水力学课后习题答案0 绪论0.1 ρ＝816.33kg/m 3 0.2 当y =0.25H 时Hu dy dum 058.1≈ 当y=0.5H 时Hu dy dum 84.0≈ 0.4 f = g0.5 h 的量纲为[L] 0.6 F f ＝184N0.7 K=1.96×108N/m 2 dp=1.96×105N/m 21 水静力学1.1 Pc=107.4KN/m 2 h=0.959m1.2 P B -P A =0.52KN/m 2 P AK =5.89KN/m 2 P BK =5.37KN/m 21.3 h 1=2.86m h 2=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/m 2 1.5 P M =750.68h KN/m 2 1.6 P 2-p 1=218.05N/m 21.7 γ=BA Br A r B A ++1.8 P=29.53KN 方向向下垂直底板 P ＝0 1.9 W=34.3rad/s W max =48.5rad/s1.10 a=Lh H g )(2-1.12 当下游无水 P ξ=3312.4KN(→) P 2=862.4KN(↓)当下游有水 P ξ=3136KN(→) P 2=950.6KN(↓) 1.13 T=142.9KN1.14 当h 3=0时T=131.56KN 当h 3=h 2=1.73m 时 T ＝63.7KN 1.15 0－0转轴距闸底的距离应为1.2m1.16 P=4.33KN L D =2.256m(压力中心距水面的距离) 1.17 P=567.24KN1.19 P ＝45.54KN 总压力与水平方向夹角φ＝14º28´ 1.20 P ξ=353KN P ζ=46.18KN 方向向下 1.21 H=3m 1.22 δ=1.0cm 1.23 F=25.87KN (←)2 液体运动的流束理论2.1 Q=211.95cm 3/s V ＝7.5cm/s 2.2 h w =3.16m 2.3γ2p =2.35m2.4 P K 1=63.8KN/m 2 2.5 Q=0.00393m 3/s 2.6 Q=0.0611m 3/s 2.7 μ=0.985 2.8 Q=0.058m 3/s2.9 S 点相对压强为－4.9N ／cm 2，绝对压强为4.9N/cm 2 2.10 V 3=9.9m/s Q=0.396m 3/s 2.11 R ξ=391.715KN(→)2.12 R=3.567KN 合力与水平方向夹角β＝37º8´ 2.13 R ξ=98.35KN(→) 2.14 R ξ=2988.27KN(→) 2.15 R ξ=1.017KN(←) 2.16 R ξ =153.26KN(→)2.17 α=2 34=β2.18 F=Rmv 22.19 Q=g 2μH 2.5 2.20 F=C d L222ρμ2.21 m p A44.2=γm p B44.4=γ2.22 Q 1=+1(2Q cos )α )c o s 1(22α-=QQ 2.23 R=2145KN α=54º68´ 2.24 m=3.12kg2.25 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 R e =198019.8>2000 紊流 3.3 R e =64554>500紊流 3.4 cm 0096.00=δ 3.5320=u v 当时v u x = h y m 577.0≈ 3.6 Q3min1654.0m =/s 20/24.33m N =τ3.7 当Q=5000cm 3/s 时，Re=19450紊流2.00=∆δ 光滑管区027.0=λ当Q ＝20000cm 3/s 时 Re=78200紊流775.00=∆δ 过渡粗糙区026.0=λ当Q ＝200000cm 3/s 时 Re=780000紊流1.70=∆δ 粗糙区 023.0=λ若l ＝100m 时Q ＝5000 cm 3/s 时 h f =0.006m Q=2000 cm 3/s 时 h f =0.09m Q ＝200000 cm 3/s 时 h f =7.85m 3.8 λ＝0.042 3.9 n=0.011 3.10 ξ=0.29 3.11 Q=0.004m 3/s 3.12 ∆h=0.158m 3.13 Z=11.1m3.14 ξ=24.74 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/s4.2 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=0.0268 m3/s Z=0.82m4.3 Qm ax4.4 当n=0.011时H=7.61 m 当n=0.012时H=7.0 m4.5 H t=30.331m=5.1m4.6 n取0.012 Q=0.5 m3/s hm axv＝21.5m水柱高4.7 n取0.0125时HA4.8 Q1=29.3L/s Q2=30.7L/s ∇=135.21m4.9 H=0.9m4.10 Q2=0.17 m3/s Q3=0.468 m3/s4.11 Q1=0.7 m3/s Q2=0.37 m3/s Q3=0.33 m3/s4.12 H1=2.8m=10.57KN/m24.13 Q=0.0105 m3/s PB4.14 Q1=0.157 Q25 明渠恒定均匀流5.1 V=1.32m/s Q=0.65 m3/s5.2 Q=20.3 m3/s5.3 Q=241.3 m3/s5.4 h=2.34m5.5 h=1.25m5.6 b=3.2m5.7 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=0.00425.9 i=1/3000 V=1.63m/s<V允满足通航要求5.10 n=0.02 V=1.25m/s5.11 当n=0.025时b=7.28m h=1.46m当n=0.017时b=6.3m h=1.26m当n=0.03时b=7.8m h=1.56m5.12 h f=1m5.13 Q=4.6 m3/s5.14 Q=178.2m3/s5.15 h m=2.18m b m=1.32m i=0.000365.162∇=119.87m Q1=45.16m3/s Q2=354.84 m3/s6 明渠恒定非均匀流6.1 V w=4.2m/s Fr=0.212 缓流6.2 h k1=0.47m h k2=0.73m h01=0.56m> h k1缓流h02=0.8m> h k2缓流6.3 h k=1.56m V k=3.34m/s V w=5.86m/s h k > h0缓流V w>V缓流6.5 i K=0.00344> i缓坡6.7 L很长时，水面由线为C0、b0 b2型。
水力学课后习题答案[001]
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水力学课后习题答案本文档为水力学课后习题的答案，包含了题目、解题思路和详细步骤，以及最终的答案结果。
希望能够帮助您更好地理解和掌握水力学知识。
以下是各个题目的解答：题目一一个长度为 L 的平板垂直放置在水中，底部与水面平行。
假设水的密度为ρ，重力加速度为 g，平板的宽度为 w，底部与水面的距离为 h。
求平板底部所受的压力和力。
解题思路：根据帕斯卡原理，液体对容器内任意部分的压力都是相同的。
根据题目所给条件，平板的底部与水面平行，因此平板底部所受的压力和力应该与底部与水面的距离 h 有关。
步骤：1.首先确定平板底部区域的面积，即 A = w * L。
2.利用液体对容器内任意部分的压力相同的原理，计算平板底部所受的压力：P = ρgh。
3.根据面积和压力的关系，计算平板底部所受的力：F = PA = w * L *ρgh。
答案：平板底部所受的压力为P = ρgh，力为F = w * L * ρgh。
题目二一个圆柱形容器装满了水，容器的底面积为A，高度为H。
假设水的密度为ρ，重力加速度为 g。
求容器底部所受的压力和力。
解题思路：根据帕斯卡原理，液体对容器内任意部分的压力都是相同的。
根据题目所给条件，容器装满了水，因此容器底部所受的压力和力应该与容器内水的高度H 有关。
步骤：1.利用液体对容器内任意部分的压力相同的原理，计算容器底部所受的压力：P = ρgH。
2.利用容器底部面积和压力的关系，计算容器底部所受的力：F = PA =A * ρgH。
答案：容器底部所受的压力为P = ρgH，力为F = A * ρgH。
题目三一个高度为 H 的水槽中装满了水，水槽的截面积为 A。
现在在水槽上方的某一高度 h 处打开一个小孔，求从小孔流出的水流速和流量。
解题思路：根据伯努利定律，流体在不同位置处具有不同的总能量。
利用伯努利定律可以计算水从小孔流出时的流速和流量。
步骤：1.利用伯努利定律，计算水从小孔流出时的流速：v = sqrt(2gh)。
水力学第四版课后答案讲解学习
水力学第四版课后答案第一章 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+=0ΘkPa 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] gppAρ5.0+=表PagpgppA49008.9100049005.1-=⨯-=-=-=ρρ表Papppa93100980004900=+-=+='2.8绘制题图中AB面上的压强分布图。
Bh1h2ABh2h1hAB 解：2B 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 =45o，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=⨯⨯⨯⨯+=+=οοm l h y c A 828.12245sin 22sin =-=-=οΘα)(45cos A D y y P l T -=⨯∴οkN l y y P T A D 99.3045cos 2)828.1946.2(3920045cos )(=⨯-⨯=-=οο 45°h 1h 2BA[解] 闸门左侧水压力：kN b h gh P 41.62133807.91000111=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=ρm h h 414.145sin 33sin 31'1===οα 闸门右侧水压力：kN b h gh P 74.27145sin 228.9100021sin 21222=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=οαρ 作用点：m h h 943.045sin 32sin 32'2===οα 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/r rQ 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 o oB 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 '。
水力学 课后习题答案
水力学课后习题答案水力学是研究液体在静力学和动力学条件下的行为的科学。
它是土木工程、水利工程和环境工程等领域中不可或缺的一门学科。
在学习水力学过程中，我们经常会遇到一些习题，下面我将为大家提供一些常见的水力学习题的答案，希望能对大家的学习有所帮助。
1. 一个圆形截面的水管，直径为10cm，水流速度为2m/s。
求水管中的流量。
答：水管的截面积可以通过圆的面积公式计算，即A=πr²，其中r为半径。
这里的半径为5cm，即0.05m。
所以截面积为A=π(0.05)²=0.00785m²。
流量Q可以通过流速v乘以截面积A计算，即Q=Av。
所以Q=0.00785m² ×2m/s = 0.0157m³/s。
2. 一根长为10m的水管，截面积为0.01m²，水流速度为1m/s。
求水管中的流量。
答：流量Q可以通过流速v乘以截面积A计算，即Q=Av。
所以Q=0.01m² ×1m/s = 0.01m³/s。
3. 一个水库的有效容积为5000m³，水库平均水深为10m。
如果水库的进出水速度相同，且为1m/s，求水库的进出水流量。
答：水库的进出水流量相同，可以通过流量公式Q=Av计算。
进出水速度v为1m/s，所以进出水流量Q=1m/s × A。
水库的有效容积为5000m³，平均水深为10m，可以通过容积公式V=A×h计算。
所以A=V/h=5000m³/10m=500m²。
进出水流量Q=1m/s × 500m² = 500m³/s。
4. 一段长为100m的河道，平均水深为2m，平均流速为0.5m/s。
求河道的流量。
答：河道的流量可以通过流速v乘以河道横截面积A计算，即Q=Av。
河道的横截面积A可以通过平均水深h乘以河道长度L计算，即A=hL。
水力学第四版课后答案
第一章绪论20°C 的水2.5m\当温度升至80匸时，其体积增加多少又20°C 时，水的密度Q =99&23kg/〃F80・C 时.水的密度/?2=旳1・83匕/"［解］•••几=几+朋刃/.几=P Q — pQ = pgh = 1000 X 9.807 xL5 = 14.7fcPd 2-3.密闭水箱.压力表测得压强为4900Pao 压力表中心比A 点高OSrru A 点在液而下1・5叫 求液而的绝对压强和相对压强。
1-2. 【解】温度变化前后质量守恒，即匕 •••匕=空=2・5679加3P1则增加的体积为^ V=岭一K =O ・O679〃F1-4. 由下落时，其单位质量力又为若干 ［解］在地球上静止时：一封闭容器盛有水或汕，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£=厶=%一&自由下落时:A = A=o ； £=p + g = o第二章流体静力学2-1. 一密闭盛水容器如图所示，U 形测压计液而高于容器内液面h=1.5m,求容器液面的相2-1. 一密闭盛水容器如图所示，U 形测压计液而高于容器内液面h=1.5m,求容器液面的相 对压强。
对压强。
pg他［解］"人=卩黑+0・5怒Po = ”八 _1・5/3^ = p 农— pg = 4900—1000 x9・8 = -4900Pd p ； = Po + Pa = -4900 + 98000 = 93100 Pa绘制题图中AB 而上的压强分布图。
解:z“Himp 小pgh\pgh\A- \、，/、vr ___________/、'pmb \ \\\/ ___________________________Bpgh12.51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-条测压管，测压管的水柱高度分别为人】=1 m,/ = 0・4 m,两个断面面积分别为4 - 0.002 mSA?=利用连续性方程求直管中断面1-1和题2. 21图题2. 5图=衍+― + 參 + 0.05^ P8 2g2g2g +。
水力学 第四章课后题答案
4.7 水平突然扩大管路，如图所示，已知：直径 d1=5cm，直径d2＝10cm，管中流量Q＝20l/s，试 求：U形水银比压计中的压差读数Δh。
解：以管轴中心线为基准面，写1－1，2－2断面
的能量方程
p1
g
1v12
2g
p2
g
2v22
2g
hj
p1 p2 v22 v12 (v1 v2 )2
（2）经2分钟流入量水箱的水量为0.329m3。试 求弯管的局部水头损失系数ζ值。
解：流量 Q V 0.329 0.00274m3 / s
T 120
v Q 1.4m / s
A
hf
l d
v2 2g
0.6m
hj hw hf 0.629 0.6 0.029m
hj
v2 2g
2ghj v2
4.1 雷诺数的物理意义？为什么可以判别流态？说明由层流到湍流的物理过程。
答：在流体运动中惯性力对黏滞力比值的无量纲数。Re=UL/ν .其中U为速度特 征尺度,L为长度特征尺度,ν为运动学黏性系数.
P116.P118 4.2 层流有什么特点？如何判别？ 答：P116,雷诺数判别 4.3 何谓粘性底层？它的厚度对沿程水头损失有何影响？ 答：在湍流中，紧靠固体边界附近的地方，因脉动流速很小，由脉动流速产生 的附加切应力也很小，而流速梯度却很大，所以粘滞切应力起主导作用，其流态 基本上属于层流。因此湍流中不是整个液流都是湍流，在紧靠固体边界表面有一 层极薄的层流层存在，该层流层就叫粘性底层。
0
1
0.023
[2 lg(3.7 d )]2
求出的λ值与假设相符合
通过上述计算说明同一个管径的水管中流过不同 的流量Q，其管壁可以是光滑区，或过渡粗糙区， 也可以是粗糙区。
水力学课后计算题及答案解析
水力学课后计算题及答案第一章 绪论1-1．20℃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 =-=∆1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度ν增加15%，重度γ减少10%，问此时动力粘度μ增加多少（百分数）？ [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+==原原原μρν035.1035.1==035.0035.1=-=-原原原原原μμμμμμ此时动力粘度μ增加了3.5%1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02y hy g u -=，式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。
试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。
[解] μρ/)(002.0y h g dydu-=)(002.0y h g dydu-==∴ρμτ 当h =0.5m ，y =0时)05.0(807.91000002.0-⨯⨯=τPa 807.9=1-4．一底面积为45×50cm 2，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。
[解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时，等速下滑yuAT mg d d sin μθ== 001.0145.04.062.22sin 8.95sin ⨯⨯⨯⨯==δθμu A mg s Pa 1047.0⋅=μ1-5．已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律yud d μτ=，定性绘出切应力沿y 方向的分布图。
[解]1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。
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ﻩ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4900P ａ.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。
h 1h 2A Bh 2h 1hAB解:Bρgh 1ρgh 1ρgh 1ρgh 2ABρg(h2-h1)ρg(h2-h1)Bρgh2－１4。
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 。
［解］ 由液体质量守恒知,I 管液体上升高度与 I Ｉ 管液体下降高度应相等,且两者液面同在一等压面上，满足等压面方程:C z gr =-222ω液体不溢出，要求h z z 2II I ≤-, 以b r a r ==21,分别代入等压面方程得:222b a gh-≤ω22max 2b a gh-=∴ω２-16．如图,060=α,上部油深h 1=1。
0m,下部水深h 2=2.0m ，油的重度γ=8．0kN/m 3，求：平板ab 单位宽度上的流体静压力及其作用点。
［解］ 合力kN2.4660sin 60sin 2160sin 21021022011＝＋油水油h h h h h h b P γγγ+=Ω= 作用点：mh kN h h P 69.262.460sin 21'10111===油γ mh kN h h P 77.009.2360sin 21'20222===水γ m h kNh h P 155.148.1860sin '30213===油γ mh h mh Ph h P h P h P D D D 03.260sin 3115.1B 0'''D '33'22'11=-===++点取矩：对2.18一弧形闸门，宽２m ，圆心角α=︒30,半径R =3m ，闸门转轴与水平齐平，试求作用在闸门上的静水总压力的大小和方向。
解:（1）水平压力：()()223sin 30sin 29.80722x R P g b αρ⨯=⋅=⨯⨯22.066=(ｋＮ） (→）(2）垂向压力:211sin cos 122z P V g g R R R ρρπαα⎛⎫==⋅-⋅ ⎪⎝⎭22339.807sin 30cos302122π⎛⎫⨯=⨯-⨯ ⎪⎝⎭7.996=(k Ｎ） （↑）合力:23.470P ===(kN ）arctan19.92zxP P θ==答：作用在闸门上的静水总压力23.470P =kN ，19.92θ=.2-2０．一扇形闸门如图所示,宽度b=1.0ｍ，圆心角α＝４５°，闸门挡水深ｈ=3m,试求水对闸门的作用力及方向［解] 水平分力:kN b h h g A gh F x c px 145.4432.381.910002=⨯⨯⨯=⋅⨯==ρρ压力体体积：322221629.1)45sin 3(8]321)345sin 3(3[)45sin (8]21)45sin ([m h h h h h V =-⨯+-⨯=-+-=ππ 铅垂分力：kN gV F pz 41.111629.181.91000=⨯⨯==ρ合力：kN F F F pz px p 595.4541.11145.442222=+=+=方向：5.14145.4441.11arctanarctan===pxpz F F θ第三章 水动力学基础3－1。
在如图所示的管流中，过流断面上各点流速按抛物线方程：])(1[2max r r u u -=对称分布，式中管道半径r ０=3cm,管轴上最大流速u ｍa ｘ=0。
15m/ｓ,试求总流量Ｑ与断面平均流速v 。
［解］ 总流量：⎰⎰-==020max 2])(1[r A rdr r ru udA Qπs m r u /1012.203.015.02234220max -⨯=⨯⨯==ππ断面平均流速：s m u r r u r Qv /075.022max2020max 20====πππ 3—3.利用皮托管原理测量输水管中的流量如图所示。
已知输水管直径ｄ=200mm ，测得水银差压计读书h p =60mm ，若此时断面平均流速ｖ=０。
84ｕmax ，这里u ｍa ｘ为皮托管前管轴上未受扰动水流的流速,问输水管中的流量Q 为多大？（3．8５m/ｓ)[解] gp g u g p A A ρρ=+22p p A A h h g p g p g u 6.12)1(22=-'=-=∴ρρρρ s m h g u p A /85.306.06.12807.926.122=⨯⨯⨯=⨯= s m v d Q /102.085.384.02.044322=⨯⨯⨯==ππ3-4.图示管路由两根不同直径的管子与一渐变连接管组成.已知d A =２00mm ，d Ｂ=40０mm,A 点相对压强p Ａ=68.6kP ａ,B 点相对压强ｐB =39。
２kPa,B 点的断面平均流速v B ＝1m ／s ，A 、B 两点高差△ｚ=1。
2m 。
试判断流动方向，并计算两断面间的水头损失ｈw 。
［解] B B A A v d v d 2244ππ=s m v d d v B A B A /41)200400(222=⨯==∴假定流动方向为Ａ→B,则根据伯努利方程w BB B B AA A A h gv g p z g v g p z +++=++2222αραρ其中z z z A B ∆=-，取0.1≈=B A ααz gv v g p p h BA B A w ∆--+-=∴222ρ2.1807.92149807392006860022-⨯-+-=056.2>=m故假定正确。
３－5．为了测量石油管道的流量，安装文丘里流量计，管道直径d １=２0０ｍｍ,流量计喉管直径d 2＝100mm ，石油密度ρ=850kg/m 3，流量计流量系数μ=0．9５。
现测得水银压差计读数ｈp =15０m ｍ。
问此时管中流量Q 多大？[解] 根据文丘里流量计公式得036.0873.3139.01)1.02.0(807.9242.014.31)(244242121==-⨯⨯=-=d d g d K π sL s m h K q p V /3.51/0513.015.0)185.06.13(036.095.0)1(3==⨯-⨯⨯=-'=ρρμ 3－１0 水箱中的水从一扩散短管流到大气中,直径ｄ1=10０mm,该处绝对压强p １=0。
5ａtm,直径d 2=15０mm ，水头损失忽略不计,求水头H 。
（Ｈ=1.２7m ) 解:3－12.已知图示水平管路中的流量q Ｖ=２。
5L/s ，直径ｄ1=5０ｍm ，d 2=２5mm ，,压力表读数为9８０7Pa ，若水头损失忽略不计，试求连接于该管收缩断面上的水管可将水从容器内吸上的高度h 。
[解］s m d q v s m d q v v d v d q V V V /093.5025.014.3105.244/273.105.014.3105.244442322223211222121=⨯⨯⨯===⨯⨯⨯==⇒==--ππππOmH g g p g v v g p p gv v g p p p g v p p g vg p a a a 2221212222122212222112398.0807.9100098072273.1093.522)(2g 020=⨯--=--=-⇒-=-+⇒+-+=++ρρρρρO mH gp p h p gh p a a 2222398.0=-=⇒=+ρρ 3-1３．离心式通风机用集流器A 从大气中吸入空气。
直径d =200mm 处，接一根细玻璃管,管的下端插入水槽中。
已知管中的水上升H =１50mm ，求每秒钟吸入的空气量Ｑ。
空气的密度ρ为1。
29ｋg ／m 3。
［解］ gh p p p gh p a a 水水ρρ-=⇒=+22s m h g vh g v gv gh p g p g v p g p a a a /757.4729.115.01000807.92222g 2g 00022222222=⨯⨯⨯==⇒=⇒+-=⇒++=++气水气水气水气气气ρρρρρρρρρs m v d q V /5.14757.472.014.343222=⨯⨯==π3—16。