水力学第2-7章答案
《水力学》课后习题答案
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yu AT 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。
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：A₁υ₁=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。
水力学第二章课后答案说课材料
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2-12形平板闸门倾角=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T 。
P 4 3.0 1.4 g P 5 2.5 1.4 Hg g3.0 1.4 gP a 2.3 1.2Hg g2.5 1.2g 2.5 1.4Hg g3.0 1.4P a2.3 2.5 1.2 1.4 Hg g2.53.0 1.2 1.4 gP a 2.3 2.5 1.2 1.4 13.62.53.0 1.2 1.4 ggP a265.00 (kPa )gP o 265.00kPa 。
解：P oP o △ 3.0△ 1.4p o。
答：水面的压强 AB ，一侧挡水，已知长l=2m ，宽b=1m ，形心点水深h °=2m ,—A /1/bBa〈/1 /‘ /、尸⑵图解法。
心压强分市如图所示’和=屁—一刃旗兰 =12,68 (kPa)彳V_丿| •t-h-vVvX-vx-k 2 J解：（1）解析法P c A h e g bl 1000 9.807 2 1 239.228 （ kN ）bl 3y CV C A sin12blsin2.2 2122.946对A 点取矩，当开启闸门时，拉力厂满足’门户（打―儿）一丁1A 6 Pl p[P y D222sin45o12 2 sin 45oI C6S0 I- 9= 31.007 （规 P当TX3LOO7込时，可以开启闸门…詈曲+”•朴2化珈3（凶.对A点取矩，有£卑-/D]—丁*事8詔誓=帖l-co^45v12.68 xlxl+(26.55-12,68)x1cos 45°= 31.009 CkN) * 密开启闸门所需拉力r =31.009 kN0 ,2-13矩形闸门高h=3m,宽b=2m,上游水深h i=6m，下游水深h2=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。
水力学第二章课后习题答案
2.12 密闭容器，测压管液面高于容器内液面h =1.8m ，液体的密度为850kg/m 3，求液面压强。
解：08509.807 1.8a a p p gh p ρ=+=+⨯⨯相对压强为：15.00kPa 。
绝对压强为：116.33kPa 。
答：液面相对压强为15.00kPa ，绝对压强为116.33kPa 。
2.13 密闭容器，压力表的示值为4900N/m 2，压力表中心比A 点高0.4m ，A 点在水下1.5m ，，求水面压强。
解：0 1.1a p p p g ρ=+-4900 1.110009.807a p =+-⨯⨯5.888a p =-（kPa ）相对压强为： 5.888-kPa 。
绝对压强为：95.437kPa 。
答：水面相对压强为 5.888-kPa ，绝对压强为95.437kPa 。
解：（1）总压力：433353.052Z P A p g ρ=⋅=⨯⨯=（kN ） （2）支反力：()111333R W W W W g ρ==+=+⨯⨯+⨯⨯总水箱箱980728274.596W =+⨯=箱kN W +箱不同之原因：总压力位底面水压力与面积的乘积，为压力体g ρ⨯。
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g ρ⨯。
答：水箱底面上总压力是353.052kN ，4个支座的支座反力是274.596kN 。
2.14 盛满水的容器，顶口装有活塞A ，直径d =0.4m ，容器底的直径D =1.0m ，高h =1.8m ，如活塞上加力2520N （包括活塞自重），求容器底的压强和总压力。
解：（1）容器底的压强：225209807 1.837.7064D A p p gh dρπ=+=+⨯=（kPa ）（相对压强） （2）容器底的总压力：223137.7061029.61444D D D P Ap D p ππ==⋅=⨯⨯⨯=（kN ）答：容器底的压强为37.706kPa ，总压力为29.614kN 。
水力学第二章课后答案
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=--()()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 =+（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 。
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 。
水力学第二章的课后答案详解
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 。
水Δ3.0p 0水Δ1.4Δ2.5Δ1.2Δ2.3汞解：4 3.0 1.4p p g5 2.5 1.4 3.0 1.4Hgp g g 2.3 1.22.5 1.22.5 1.43.0 1.4a HgHgp ggg g2.3 2.5 1.2 1.42.53.0 1.2 1.4aHgp g g2.32.5 1.2 1.413.6 2.53.0 1.2 1.4ap g g265.00ap （kPa ）答：水面的压强0p 265.00kPa 。
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=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 AThc解：（1）解析法。
10009.80721239.228C C Pp Ah g bl（kN ）3222212222.946122sinsin 4512sin 45sinC CD CC C blI h y y h y Abl2-13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。
h h2h1解：（1）图解法。
压强分布如图所示：h1h2p∵12p h h h h g12h h g6 4.510009.80714.71（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 Ag h hb（kN ）3221221124.54.54.5 4.512C D C C bh I h y y y Abh120.250.754.6674.5（m ）222 1.539.80732176.526P p A g h hb （kN ）22211111130.753.253C CD C C C C I I y y yy A y A（m）合力：1288.263PP P （kN ）合力作用位置（对闸门与渠底接触点取矩）：111222D D D y PP h y P h y 111222D D DP h y P h y y P264.7896 4.667176.526 4.5 3.2588.2631.499（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。
水力学第二章课后习题答案
2.12 密闭容器，测压管液面高于容器内液面h =，液体的密度为850kg/m 3，求液面压强。
解：08509.807 1.8a a p p gh p ρ=+=+⨯⨯相对压强为：15.00kPa 。
绝对压强为：116.33kPa 。
答：液面相对压强为15.00kPa ，绝对压强为116.33kPa 。
2.13 密闭容器，压力表的示值为4900N/m 2，压力表中心比A 点高，A 点在水下，，求水面压强。
解：0 1.1a p p p g ρ=+-4900 1.110009.807a p =+-⨯⨯ 5.888a p =-（kPa ）相对压强为： 5.888-kPa 。
绝对压强为：95.437kPa 。
答：水面相对压强为 5.888-kPa ，绝对压强为95.437kPa 。
解：（1）总压力：433353.052Z P A p g ρ=⋅=⨯⨯=（kN ） （2）支反力：()111333R W W W W g ρ==+=+⨯⨯+⨯⨯总水箱箱980728274.596W =+⨯=箱kN W +箱不同之原因：总压力位底面水压力与面积的乘积，为压力体g ρ⨯。
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g ρ⨯。
答：水箱底面上总压力是353.052kN ，4个支座的支座反力是274.596kN 。
2.14 盛满水的容器，顶口装有活塞A ，直径d =，容器底的直径D =，高h =，如活塞上加力2520N （包括活塞自重），求容器底的压强和总压力。
解：（1）容器底的压强：225209807 1.837.7064D A p p gh dρπ=+=+⨯=（kPa ）（相对压强） （2）容器底的总压力：223137.7061029.61444D D D P Ap D p ππ==⋅=⨯⨯⨯=（kN ）答：容器底的压强为37.706kPa ，总压力为29.614kN 。
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 。
水力学 第二章课后题答案
r • H • D 2[ ]
rHD 2
9.8 14000 200 2 14000000
0.98cm
2.1 盛有同种介质（密度A =B
=1200kg/m 3 )的两容器，其中心
点A、B位于同一高程，今用U形
差压计测定A、B点之压差（差
压计内盛油，密度 0＝
800kg/m 3），A点还装有一水银
测压计。其它有关数据如图题1-
2所示（s=5cm,
h 1
=20cm,h=4cm）
问：
1. A、B两点之压差为多少？
解:当下游无水时: 水平分力
Px rhC 1Ax1 9.8 13 26 1 3312.4KN(水平向右）
垂直分力
Pz rV1 9.8 梯形abcd 1 9.8 0.5 (26 18) 4 1 862.04KN(竖直向下）
当下游有水时 水平分力
Px rhC 1Ax1 rhc2Ax 2 3312.4 9.8 3 6 1 3316KN(水平向右）
（1）相同，不相等 （2）减小，上升
2.5 压力体的概念是什么？如何确定压力体的范围及作用力 方向？
压力体是计算总压力垂直分力 FPZ 的概念，只是作为计算
曲面上垂直压力的一个数值当量，不是由实际水体构成。
由受压曲面本身、通过曲面的四个边缘向自由液面作的
铅垂面、自由液面或其延伸面围成的体积就是压力体。压力 体位于受压面同一侧的叫做实压力体，液体压力向下；压力 体位于受压面异侧的叫做虚压力体，液体压力向上。
2
98
1 ctg 60
2
2
P
1 2
2 sin 60
则拉力 T 139.5KN
2.8 有—直立的矩形自动 翻板闸门，门高H为5m， 如果要求水面超过门顶h 为lm时，翻板闸门即可
水力学第二章课后答案
12611 ^<4作业本2.122.13(注：书中求绝对压强丿用多管水银测压计测压，图中榇嵩的单住为m,试求水面的庄强几。
鮮：P()= “4—(3.0—1.4)Qg=几+265.00 (kPa丿答：水面的压强几= 265.00kPa。
2・12形平板闸门AB ,-側档水，己知长/=2m,宽/? = 1 m,形心点水深J?c=2m,倾角a =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：fl)解析法。
P = p c A = h c pg-Z?/ = 1000x9.807x2xlx2 = 39.228 (kN 丿2-13矩形闸门嵩〃=3m,宽b =2m,上游水深h} =6m,下游水深仏=4.5m,试求：f 1J作用淮.闸门上的费水总、压力；(2)压力中心的住置。
鮮：fl)图解法。
压强分布如图所示：T P =[(人一方)一(站一方)]Qg= 14.71 (kPa)P = /^./?./? = 14.71x3x2 = 88.263 (kN)合力作用住置：亦闸门的几何中心，即距地面(1.5m.—)处。
2(2)鮮析出。
A = pA = Qg(九一 1.5)•肋= (6-1.5)x9807x3x2 = 264.789(kN丿=-L x (20.25 + 0.75) = 4.667 (m)4* • 5W = P2A = Qg仇一1.5)•肪= 3x9.807x3x2 = 176.526 (kN丿%2 = yci + = j-^ci+^ = |(32+0.75) = 3.25 (mJ合力:P = P}-P2 =88.263 (kN丿合力作用住置(对闸门与渠底接融点取矩丿：=1.499 (mJ答：(\)作用柱闸门上的静水总压力88.263 kN；(2) 压力中心的住置往闸门的几何中心，即距地面(1.5m,-)处。
22・14矩形平核闸门一側宿水，门寓/? = lm,宽b=0.8m,要求扌当水深曾超过2m时，闸门即可自动开启，试求转轴应设的住置y °鮮：当扌当水深达到片时，水压力作用住置应作用亦转轴上，当水深大于％时，水压力作用住置应作用于转轴上，使闸门开启。
水力学第二章课后习题答案
2.12 密闭容器，测压管液面高于容器内液面h =1.8m ，液体的密度为850kg/m 3，求液面压强。
解：08509.807 1.8a a p p gh p ρ=+=+⨯⨯相对压强为：15.00kPa 。
绝对压强为：116.33kPa 。
答：液面相对压强为15.00kPa ，绝对压强为116.33kPa 。
2.13 密闭容器，压力表的示值为4900N/m 2，压力表中心比A 点高0.4m ，A 点在水下1.5m ，，求水面压强。
解：0 1.1a p p p g ρ=+-5.888a p =-（kPa ）相对压强为： 5.888-kPa 。
绝对压强为：95.437kPa 。
答：水面相对压强为 5.888-kPa ，绝对压强为95.437kPa 。
解：（1）总压力：433353.052Z P A p g ρ=⋅=⨯⨯=（kN ） （2）支反力：()111333R W W W W g ρ==+=+⨯⨯+⨯⨯总水箱箱980728274.596W =+⨯=箱kN W +箱不同之原因：总压力位底面水压力与面积的乘积，为压力体g ρ⨯。
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g ρ⨯。
答：水箱底面上总压力是353.052kN ，4个支座的支座反力是274.596kN 。
2.14 盛满水的容器，顶口装有活塞A ，直径d =0.4m ，容器底的直径D =1.0m ，高h =1.8m ，如活塞上加力2520N （包括活塞自重），求容器底的压强和总压力。
解：（1）容器底的压强：225209807 1.837.7064D A p p gh dρπ=+=+⨯=（kPa ）（相对压强） （2）容器底的总压力：223137.7061029.61444D D D P Ap D p ππ==⋅=⨯⨯⨯=（kN ）答：容器底的压强为37.706kPa ，总压力为29.614kN 。
2.6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 。
水力学与桥涵水文课后习题答案
水力学与桥涵水文课后习题答案第一章习题1.1 解：水温为30度时水的密度)/(79.9953m kg =ρ质量)(9957.0001.0*7.995kg v M ===ρ重力N Mg G 75786.98.9*9957.0===1.2 解：密度)/(135905.0/67953m kg v M ===ρ重度)/(1331828.9*135903m kN g ===ργ1.3 解：4℃时水的密度为1000(3/m kg )100℃时水的密度为958.4(3/m kg )假定1000kg 的水)(11000/1000)4(3m v ==)(0434.14.958/1000)100(3m v ==则体积增加百分比为%34.4%100*110434.1=-=∆v1.4 解：压缩系数)/(10*102.5)98000*198000*5(5001.0210N m dp v dv-=---=-=β 弹性系数)/(10*96.1129m N K ==β1.5 解：运动粘滞系数为动力粘滞系数与密度的比值)/(71.93m kN =γ)*(10*599.03s Pa -=μ610*605.01000*71.98.9*000599.0*-=====γμγμρμυgg)/(2s m1-8 解：剪切力不是均匀分布rdr dA π2=，δϖrdy du=dr r r r dr r dT δμϖπδϖπμ32**2*==δπμϖδπμϖδπμϖ320242244203d d r dr r T d===⎰积分后得δπμϖ324d T =1.9 解：cm D 12=，cm d 96.11=，cm l 14=，s Pa *172.0=μ，s m v /1=接触面面积2220526.010*14*10*96.11*1415.3)2(2m l d A ===--π 作用力N y v A dy dv A F 2.4510*2/)96.1112(1*172.0*0526.02=-===-μμ第二章习题 2-2 解：玻璃管的自由表面为等压面，液体的质量力包括重力、一个虚构的方向向左的惯性力，所以单位质量力的三个分量为：g Z Y a X -==-=,0,，带入液体平衡微分方程有：)(gdz adx dp --=ρ 积分得：C gz ax p +--=)(ρ当0,30==z x 时0p p =，当00,5p p x z ===时，从而有g a 530=，得2/63.16/8.9s m a ==2-3 解：1-1面为等压面，并且大气相通，相对压强为0，有00=+h p γ 所以得)(54.48.95.44m h == 水下0.3m 处相对压强)(56.418.9*3.05.443.00KPa p p -=+-=+=γ绝对压强)(44.569856.41KPa p p p a =+-=+='真空度)(24.4)(56.4144.5698m KPa p P p a v ==-='-=测压管水头)(54.48.956.413.0m pz -=-+-=+γ 2-4 解：2点与大气连通，相对压强02=p0*)(2211==-+p h h p γ，所以KPa h h p 606.48.9*)68.015.1(*)(211-=--=--=γ3322*)(p h h p =-+γ，所以KPa h h p 352.28.9*)44.068.0(*)(0323=-=-+=γ3点和4点压强相等，所以有KPa p p 352.234==2-8 解：设水的作用力为1P ，作用点距C 点的斜长为1e设油的作用力为2P ，作用点距B 点的斜长为2e根据已知条件有：KN h P 62.432*8*211*32***21111===γKN h h h P 107.411*34*))**(*(212211112=++=γγγ 385.032*31311===AC e 943.0)2*8.91*81*82*8.91*8*1*8*2(34*31)2(*23*3122211112211112=++++=++++=h h h h h h h e γγγγγγ合力KN P P P 727.45107.4162.421=+=+=21,P P 对B 点求距之和与合力P 对B 点求距相等，因而有e P e P e hP **)60sin (*22121=++︒得)(12.1m e =算法二：压强分布图分三部分，两个三角形，一个矩形)(62.432*1*8*211*60sin *211111KN h h P ==︒=γ385.032*3160sin 3111==︒=h e)(632.2234*2*8.9*211*60sin *212222KN h h P ==︒=γ77.034*3160sin 3122==︒=h e)(475.18232*1*81*60sin *2113KN hh P ==︒=γ155.1342160sin 2123==︒=h e)(727.45475.18632.2262.4321KN P P P P =++=++=Pe e P e P h e P =++︒+3322211)60sin (得)(12.1m e =2-9解：设左边静水总压力为1P ，作用点距水闸底距离（斜长）为1e ，右边静水总压力为2P ，作用点距水闸底距离（斜长）为2e ，)(72.2722*8.9*2*211KN p ==，)(94.022*311m e ==)(49.226.0*8.9*6.0*212KN p ==，)(28.026.0*312m e ==由题意知，当1p ，2p 对o 点力矩相等时，闸门将会自动打开，所以有)(*)(*2211e x p e x p -=- 则，)(008.149.272.2728.0*49.294.0*72.27**212211m p p e p e p x =--=--=2-10解：此题只可采用解析法求解面积)(785.01*1415.3*4141222m D A ===π)(09.23785.0*3*8.9KN A h P c ===γ049.05.0*1415.3*414144===r Ic π464.323323===hyc518.05.0785.0*464.3049.0)(=+=+-+=+-=r yc ycA Icyc r y y oD c DP 和F 对o 点力矩相等时，F 即为所求oD P D F **21=所以)(9.232*09.23*518.02**KN P oD F ===2-11解：)(78410*4*2*8.9*111KN A h P x c x ===γ（方向向右）)(19610*2*1*8.9**222KN A h P x c x ===γ（方向向左）所以)(588196784KN P x =-=（方向向右）)(92310*2**43*8.92KN V P z ===πγ（方向向上）（V 为43圆柱）所以)(10949235882222KN P P P z x =+=+=角度︒==5.57arctan Px Pzα2-12解：由题意画压力体图得知压力体为一个圆柱减一个半球（作用力方向向上） )(8.71)1*34*213*1*1415.3(*8.9)**34*21(*8.93232KN r H r V P =-=-==ππγ2-132-14(a)(b)(c)(d)第三章习题内容简单回顾：水力学三大方程1.连续方程：总流各断面所通过的流量是相同的，（对理想液体和实际液体的各种流动状态都适用）表达式为：21Q Q =，或者2211A v A v =2.能量方程：ϖαγαγh gv p z gv p z +++=++222222221111γpz +表示过水断面上单位重量液体具有的势能；gv 22α表示过水断面上单位重量液体具有的平均动能； ϖh 表示在1、2两过水断面之间单位重量液体的平均水头损失。
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2-91(1.5 1.0)53.9ap p g p kpa 11151.9absap p p kpa 20(1.50.5)58.8ap p g p kpa22156.8abs a p p p kpa 12126.5p p Z Z mg g2-11 略2-12(2.50.9)(2.00.9)(2.00.7)(1.80.7)0HgHgp g g g g 0265p kpa2-14 受压面为矩形平面76.38c Pgh kN34112cb a J m 289cDccJ y y y 所以，作用点至A 点的距离10'29Dy y 根据合力矩守恒2cos 60'84.9oT P y TkN2-18cP gh (sin60)2146.5oa g H ab kNsin 60(cos60)ooTG G P f45.9T 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 eh h 21sinh H h Ha 1.13e m2-21仅考虑左侧水：11144.1x c x P gh kN （）1134.6z P gV kN（）仅考虑右侧水22211.03x c x P gh kN （）2217.32z P gV kN （）综合两侧水1233.08x x x P P P kN () 1217.32zz z P P P kN （）总压力22()37.34xyPP P kNtanZ xP P 2-23分析上半球xP 232[()]3ZP gVTn n g R H R R n第三章作业答案3-32max 00.0342max max00[(1())]1/20.212/rrQ udu d r u u r rL s0.075/Qvm s3-6根据连续性方程123Q Q Q 34/v m s3-7根据连续性方程123Q Q Q 23422231482.3370.58mm3-11 建立能量方程22111222121222122122()2.252hgpp v p v z z g gggz z p p vv h mgg油油油油油2.2551.1/Q K L s3-15在图上12d d 和断面建立能量方程2211122212122220p vp vz z g gggz z p 联立连续性方程1122v v 24.9/v m s在图自由液面和2d 断面建立能量方程221.232vHmg3-18建立能量方程22111222121212221.8 1.680p vp vz z g g ggz m z mp p 连续性方程12211.8(1.80.30.12)1.3v v v v 13111.23/5.98/v m s Qv m s3-20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/vv v m s建立动量方程，沿X 轴方向：11221212cos600cos60ooQ v Q v Q v Q Q Q Q Q Q连续性方程12(1cos60)2(1cos60)2ooQ Q Q Q 313225.05/8.35/Q m s Q m s建立动量方程，沿Y 轴方向：(sin60)1969oyR Q v N3-23在A-A ，B-B 断面间建立能量方程2.4/3.8/A bv m s v m s221112221212222175.7p vp vz z g gggz z p kN在A-A ，B-B 断面间建立动量方程沿X 轴方向：1cos60(cos 60)sin 60sin 60ooA AB B x B ooB B y B p v p v R Q v v p v R Qv 54555984y xR N R N3-24 （1）建立能量方程22121222vvh h gg连续性方程1122h v h v 3228.9215)998(vv 0294107232v vs m v /512.82mh 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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2-1 解：（1）p A+γ水·ΔH=γH·Δh；所以p A=γH·Δh-γ水·ΔH=（γH=γ水）（2）测压管长度：p A=γ水·h 所以h= p A/γ水=×103/×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)=×× =2-6解：p A=γH(h1+h2)-γ(h1+h2)=××××解：（1）左支：绝对：p c'=p0'+γh0=+×2=（2）右支：p c'=p a+γ水h； h=（p c'-p a）/γ水=（）/=0.827m 2-8 解：p A==×98=（1）左支：p A=γh1 h1=p A/γ==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=×=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：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=×2=㎡(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=，h2=，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××(2×+××3=方法20：P=γh c A=γ(h1+h2/2)×AB×b=（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= AO=AB/2×所以 T=158kN下游有水时，AB=,b=3m ，p A =γh 1=×=，p A=p B(1)静水总压力P 左=γ·h c1A 1=×(h 1+h 2/2）×AB ×b=P 1=（其中h c1=h 1+h 2/2 A 1=AB ×b ） e 1=P 右=γ·h c2A 2=×h 2/2×AB ×b=P 2=（其中h c2=h 2/2）e 2=l/3=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=已知：H=3m,b=5m,R=,θ=450求P 及作用点 H=Rsin450=×22=3m(1)水平分力：P x =γh e A x =××3×5=(KN) (2)铅垂分力：P z =γv=γΩ×b=××5=(KN) 其中：Ω=S 梯OABC —S 扇OAC =－=㎡ S 梯OABC =×[+（）]×3=㎡ S 扇OAC =360450πR 2=360450××=㎡ （3）P=PPzx22+=01.565.22022+=（KN ）（4）P 与水平面的夹角α： α=arctanPPxz =arctan5.22001.56==14015`2-192-20 解:已知b=10m，k=8m（1）夹角计算：Sinβ1=（173-170）/8=3/8=（cosβ1=8）β1=Sinβ2=（170-165）/8=5/8=（cosβ2=）β2=（2）水平方向水压力P x:(闸门宽b=10m)公式：P x=γh c A x=×4×8×10=3136kN（另法：P x=1/2××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（㎡）+扇形ocd（㎡）-梯形ofed（）]×b 所以 V=（+）×10=×10=106.36m³P z =γV=×=（4）总压力P:P=(P x 2+P z 2)=作用方向α==P 与水平面夹角，且过o 点。
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=×1×2×1×5=98(KN) 分析法：P x 左=γh c 左A x =×(ΔH+R)×(2R ×b)=×2×2×5=196(KN) P x 右=γh c 右A x =×R ×2R ×b=×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。
水力学第四章已知：l=10m,d=50mm,h= Q=90247.0=(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=(ABO 无局部水头损失） 故λ=vh ldg f22=已知：棱柱体渠道，均匀流，紊流粗糙区。
A=24m 2,X=12m,v=s, J=.求n一般渠道中的流动为均匀流V=C RJ =JR n2131,故n=vJR 213=（3） 谢才公式：v=C RJ J=RCA Q 222=kQ 22其中A=4πd 2 R=4d C=R n611n 取 k=AC R =Rn 321×4πd 2=(m 3/s)故h f =kQ22l=(m)(n=,k=,h f =3.33m 偏小）水力学第五章(2)有压管道中的恒定流已知：预制混凝土引水管 查表（P118）n=~D=1m,l=40m, = 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 取作用水头H o == (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=(m 21/s)故 λ=cg28= μc =ξλ∑++dl 11 =Q=×π4×5.7.2g =（m 3/s) V=A Q =436.6π=8.10m/s>1.2m/s 原假设成立 已知Z s =4.5m,l=20m,d=150mm,l 1=12m,d 1=150mm,λ= ξ自网=，ξ水泵阀= ，ξ90=，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+dl11 +ξ∑)=×(1+× 15.012++ = 故v max =（m/s) Q max ==×421d π=(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=μc =ξλ∑+dl1=1215.02003.01+++=故Z=6.19018.0378.00269.0222⨯⨯=（m)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 2μc =ξλ∑+dl1(n 的取值及ξ的取值都要明确)取n 为，c=n1R61=013.01×)44.0(61=(m 21/s) λ=cg28=故μc =.13.025.24.01248029.01+⨯++++⨯=A=42d π=4π×4.02=(㎡)故Q=××42⨯g =(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= 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=(m/s) h v =γP Pa2-=Z －2d +(ζλ∑++dl1)+gv 222=dl l21+ζ网ζ弯6.19766.32=(m)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=×1010-(d 1=1200mm) S 2=×1010-(d 2=1000mm) S 3=×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=×1010-×750Q852.11Q 1=(m 3/s)并联：h f 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=(m 3/s) Q3=243Q 1=(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=d Q 5323 即1521Q =2522Q =3523Q所以Q2=32Q 1=(m 3/s) Q 3=243Q 1=(m 3/s)水力学第六章（5） 明渠恒定均匀流已知h=1.2m,b=2.4m,m=,n=,i=求v 和Q解：A=（b+mh)h=+××=χ=b+2h m 21+=+2××5.121+=6.73m R=χA =0.75m V=C Ri =R ni 32=025.0016.0×75.032=(m 3/s) Q=vA=×=(m 3/s)已知：n=,b=8m,i=80021,求Q （断面为矩形m=0) βm =2(m 21+－m)=2=hb m m h m =4m A m =b m h m =8×4=32m 2 χm =b m ＋2h m =16m R m =χm mA =2m C=n 1261=028.01×261= Q=R A n i 32=2323280001028.01⨯⨯=(m 3/s) 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=R C A Q 222A=bh=×=2.55m 2 χ=b+2h=+2×=4.9m R=χA =9.455.2=0.52m C=R n 611=52.061013.01=69 所以i=52.06955.265.7222⨯⨯= D 出口=D 进口－i l =51.64m解：χ1=b+h m 21+=3.677mχ2=1.5m n r =χχχχ212211++n n =5.1677.35.1025.0677.30275.0+⨯+⨯= A=(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⨯=(s m /21) Q=AC Ri =××002.0688.0⨯=(m 3/s)已知：b=3.4m,梯形m=,i=65001,渠底至堤顶的高差为3.2m (3)安全超高a=,Q=67m 3/s解：（2）h=A=(b+mh)h=+××=㎡ χ=b+2h m 21+=+2××5.121+=13.1m R=χA =1.54m C=n R 61查表取n=0.03 C=03.054.161=(s m /21) Q=AC Ri =××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=时 A=(b+mh)h=+××=㎡χ=b+2h m 21+=+2×5.121+=8.81m R=χA =81.848.8=0.96m 当n=,C=n R 61=03.096.061=(s m /21) Q=AC Ri =××650096.0=3.41m 3/sv=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=，h 2=，求h 1 解：q=Q/b=5㎡/s 查图法h 2/q 2/3=52/3=1/=N=mq 2/3/b=×52/3/5= 由此查附图IV 可知：h 1/q 2/3= h 1=7-7 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=, Fr 1=>,可见水跃为强水跃.h 2=h 1/2[(1+8Fr 12)]=6.14m。