当前位置:首页 >> 电力/水利 >>

武大水力学习题集答案


习题集
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 第十二章 导 论 ................................................................................................... 1

水静力学 ..........

..................................................................................... 2 水动力学基础 ....................................................................................... 4 层流和紊流及水流阻力和水头损失 .................................................. 9 量纲分析和液流相似原理 ................................................................ 11 恒定管流 ............................................................................................. 12 明槽恒定流 ......................................................................................... 14 孔口(管嘴)出流、堰顶溢流和闸孔出流 .................................... 18 泄水建筑物下游的水流衔接与消能 ................................................ 21 有压管道和明槽非恒定流 ................................................................ 21 渗流 ................................................................................................. 22 紊动射流和紊动扩散..................................................................... 22 第一章 导 论
7、L/T2

1、(√)

2、(×)

3、(×)

4、( 1 )

5、( 2 )

6、等于;相同;相反。



L2/T;M/LT 或 FT/L2。 1- 8、 变形; 弹性。 9、 直线; 渠底。 10、 连续介质。 11、 相反; 相同。 12、 μ=0.1047 Pa·s ;

ν=1.102×10-4m2/s

13、则薄板所受切力
3

T=μ (

Δ u + x Δ?x

)A

; 14、ρ=1030Kg/m ,

3

s=1.03 , γ =10.094KN/m
3

15、ρ=998.88Kg/m , ν =μ/ρ=1.003 m /s,空气的μ=1.809×10 N S/m ;16、 dp=2.19×10 Pa
-6 2 -5 2 7

17、 γ =678(Kg/m )=6644.4(N/m ), ρ=69.18(Kgf s /m )=678(Kg/m );
3 3 2 4 3

18、 F=26.38 N

19、

μ=0.072Pa s 20 τ0=5×10 Pa ; τ
-2
y = 0.02

= 2.5 × 10 ?2 Pa ; τ

y = 0.04

=0;

21、 fx=ω γ cosθ, fy=ω γ sinθ, fz=-g
2 2

第二章
1、 ( × ) ( × ) 11、( 3 ) ( 2 ) 2、( × ) 9、( × ) 3、( × )

水静力学
5、( × ) 6、( √ ) 7、( × ) 8、

4、( × )

10、( √ ) 13、( 4 ) 14、( 3 ) 15、 ( 4 ) 16、( 2 ) 17、( 4 ) 18、

12、( 3 )

19、( 1 )

20、( 2 ) 22、 单位重量液体的位置势能; 单位重量液体的压强势能 。 。 23、 0 ;

21、 单位重量液体的总势能 当地大气压强。 25、解: 24、0.1

26、

27、

28、解:

29、

30、

h=

p = 2.00H 2 O ρg

31、 P = 1 937.9 N 35、 (1)

32、 h = 0.663 m

33、 a =4.9 m/s2

34、 h=3.759 m

(2) Px == 15.68 kN ; Pz = 33.58 kN ; P = Px + Pz = 37.06 kN ; θ = arctan
2 2

Pz = 64.97° Px

a 36、 c = p a + ρg (1 + )h ;37、 h =0.2018 m ; g

38、 D =

3(ρ 2 gh 2 ? ρ1 gh 1 ) ρ1 g + ρ 2 g

39、 p = a (cosθ) x + a (sinθ)z ? gz + C ;液面方程为 液面对水平面的倾斜角 40、 ω = 6.6 rad/s; 43、证:
tanβ = z acosθ = x g - asinθ

a (cosθ) x + (asinθ - g)z = 0

41、 R N = 42.70(kN) ;

42、 p 0 = 40.384 kPa
ρgH H = ρg 13.1 ρ Hg g ? 2

(ρ Hg g ? ρg) = ρ Hg g(h + Δh ) ? ρg(H +

Δh ) ? ρgh ; Δh = 2

44、 V2 = 0.6V ; V1 = 0.4V 45、答:不对。此人只看到 PZ 会对轴产生力矩。然而,水平压力作用垂直轴的下方,可产生大小相 等的反力矩,所以圆柱体不动。或者,PZ 与 PX 合力通过轴心,不产生力矩。

46、 (1)

容器底部静水压强相同,因为由重力作用下的静水压强的基本方程式 p=ρgH+pa,表面压

强为大气压,而水深相同,故 p 相同。 (2) (3) 底面所受的静水压力相同,原因是压力 P=pA 压强相同,面积相同,则压力相等, 桌面受的压力不相同,原因是盛水的容器体积不同,则重量不等,桌面受的压强 p=G/A,重量

49、 h1=126cm , h2=600.8cm , 不等, 面积相等, 故压强不同。 47、 h=4.08m ,l=1.065m; 48、 pB=97.4Kpa; h=80.9cm , 2-5 pA=-19600pa , pB=24500pa , p0=-29400pa 绝对压强: pA=78400pa , pB=122500pa , p0=63600pa ,y=3m. 2-6 ρ煤气 0.53Kg/m 2-7 pB=362.8Kpa 2-8 Δp=p1-p2=156.6Pa 2-9 ZA1=5m , ZB1=3m ,pA1/ γ =-3m , pB1/ γ =-1m ZA2=2m , ZB2=0m ,pA1/ γ =-3m , pB1/ γ =-1m 2-10 y=9.95 m 2-11 d2=11.8cm 2-12 F=3989 N 2-22 x=0.8m 2-23 P=769.7 KN 2-24 F=10.26 KN 2-26 Pz=523.9 KN , Px=722.5KN ,P=892.5KN β=54°,距闸底 1.4m 处 2-27 Px=108.8 KN , Pz=11.36KN ,P=109.4KN 2-28 h=2.69m 2-29 Pz=24.38 KN ,方向向下. 2-31 γ 2= γ 1V/(V-Ah) 2-32 θ=5.3°
3

第三章
1、 ( √ ) 2、 ( × ) (×) 10、(√)

水动力学基础
8、 (√) 9、

3、 ( × ) 4、 ( √ ) 5、 ( × ) 6、 (×) 7、 (×)

11、(√) 12、(√) (3) 21、( 1 )

13、(×) 14、(√)

15、(×)

16、(×)

17、(√) 18、(3)

19、(2)

20、

22、( 3 ) 27、 化。

23、( 4 )

24、( 1 )

25、( 2 )

26、( 2 )

r r r F ∑ = ρqv (β 2 v2 ? β1v1 )

其物理意义为作用于液体外力合力等于单位时间内液体动量的变

28、液流从总流断面 1 流到断面 2 时单位重量液体的机械能损失的平均值。其量纲是长度。 29、小于;低于。 30、总流过水断面上平均单位动能;长度。 31、不变;减小。 32、1─1

与 3─3 和 1─1 与 2─2 ; 渐变流;急变。 37、8.85 m/s。

2─2 与 3─3。 33、0.014m。 34、pA= pB;

pA> pB。 35、

36、0.008 m。 38、h2 > h1 。 39、vA= vB = vC= 2g(H ? hw ) 。

40、渐变流断面上 z + p/ρg =C; 动水压强或动水总压力。 41、384.5N ;42、 R = 4874.6KN ; 43、 H =
Gsin α Gsin α = 2 π 2gβρ Aμ βρ g d 2 2

44、 u A = 2.42 m s ; u B = 2g × 0.263 = 2.27 m s ; 46、 R =

45、 H = 1.875m ; d 2 = 14.14cm

1 h+L R ) ; 每个螺钉拉力 T = ; 47、 H = 5.75m ; ρgπd 2 (L + h ? L 4 4 1+ λ d

3 48、 Q = 0.0182 m /s; R = 253.1 N 51、 R = 1503.07 N ; θ = arctg

49、 h = 0.297m; 50、 (1) q v = 0.197m3/s;(2)
Ry Rx = 51.07

pB = ?4 mH2O ρg

°

52、 Rx = 101.31 N 56、
qv = 2gΔh 1+ ζ 1 ? 2 2 A2 A2

53、 q v = 0.0311 m3/s 所以 qv 与 Δz 无

54、 H = 1.51 m

; 55、 q v = 0.018 m3/s



关 。 57、(1)A-A 是渐变流断面, z +

p =c ρg

(2)B-B 急变流断面,且离心力向上,故上端测压管水面高于下端。 (3)C-CJ 急变流断面,离心力向下,故下端测压管液面高于上端的。 58、 v = 9.04 m/s; z = 4.17 m ; 59、 v = 7.653 m/s 60、 R x = 12400 KN; R y = 1749.5 KN;
R = 2144.6 KN

61、 q v = 14.95 m3/s ; 62、 R = 6.13N ; 平板运动时, R = 2.12 N

63、 66、

P动 = 98350 N 小于 P静 = 100352N ;

64、 h = [(

A2 2 ) ? 1]H A1

65、冲击力 F = 5.256KN ;67、 R = 0.502 KN ;

pA = 7.106 mH2O ; 当 A 处真空度为 5 m, 最大允许值 z = 3.894 m ρg

方向向下 68、 h V3 = 5.33 mH2O ; 69、 q v = 0.031 m3/s =31 l/s (2)
p 2 = ? 4 . 526 ρg

70、(1) q vmax = 0.0234 m3/s = 23.4 l/s ; h max = 5.9 m

mH2O

71、(1)

ν1A ν1 2 ν12 R 1 4 q ν1 2 = = ; = = = m ;72、 qv = 0.0774m /s; v 0 = 2.46m / s 73、 2 ν2 R 2 3 q ν2 ν2A ν2 3

v=

1 3 u max ;74、 d = 0.80 m;75、 v = 2.8 l/s ;76、(1) q v = 0.154 m /s=154 l/s 2

(2) v A = 19.67m / s (3)压强最低点位置在细管末端处, p v = 135.45 kN/m2 ( ×) 81、 (√) 84、 (3) 85、 (3) 86、 (1) 87、 ? 2 ay,? 2 ax 。 88、互相垂直的。
?u x ; ?x

77、 (√ ) 78、 (×)

79、 (×) 80、

82、 (×) 83、 (4)

89、平移,变形,旋转。
p ? 2μ ?u y ?y

90、相等; 算术平均值,即 p = (p xx + p yy + p zz ) ; p ? 2μ

1 3

;

p ? 2μ

?u z ; ?z

91、液体或微团有无绕自身轴旋转(液体质点流速场是否形成微团转动); 液体或微团不存在绕自身轴旋转的流动(液体质点流速场不形成微团转动的流动);
ωx = ωy = ωz ;



?u x ?u y = , ?y ?x

?u x ?u z = ?z ?x

?u y ?x

=

?u x 。 ?y
?u x + uz ?y ?u y +uz ?y ?u z + uz ?y ?u x = 36 x ?z ?u y = 36 y ?z ?u z =0 ?z

92、 (1)

?u x =0 ?t

?u y ?t

=0

?u z = ?7 ?t

(2)

?u x +uy ?x ?u y ux +uy ?x ?u z ux +uy ?x
ux

(3)



a = 36 x i + 36 y j ? 7 k







93、 (1) B=C ; A= -D ;

(2) ? = Bxy +

A 2 ( x ? y 2 ) + c 1 ; (3) 2

ψ = Axy +

B 2 (y ? x 2 ) + c 2 2

94、解:(1) 流线 ψ = ( x 2 + y 2 ) / 2 = Const.

(2)

有旋

(3)

q = ψB ? ψA = 6 u2 p + =c 2 g ρg

(4) 因有旋运动,且 A,B 不在同一根流线上,所以 A,B 两点不满足方程 96、 p A = ρg[(H ? y) + 97、
u2 x ] = 21.3 2g

kpa
1 3

(1)存在流函数; ψ = ( x + 1) xy ? y 3 + c
1 1 1 存在速度势函数; ? = ∫ x 3 + x 2 ? xy 2 ? y 2 + c 2 2 3

(2)

Δq AB = ψ A ? ψ B =

1 3

τ xy = τ yx = μ(

?u x ?u y ) = ?4μy + ?y ?x

(3)

?u x = ?2μ(2 x + 1) ?x ?u y p ′yy = 2μ = 2μ(2 x + 1) ?y p ′xx = ?2μ

(4) 因是无旋运动,则

pB = 0.47 m ρg

98、 (1)恒定流 ; (2) 流动连续; (3) xy + 2 x 2 ? 2 y 2 = c ;(4) (5) 无旋 (6) 因为无旋,所以存在 ?, ? =
1 2 1 2 x ? y ? 4xy + c 2 2

有线变形;有角变形 99、 a x =
2q 2 v (l ? x ) 5 (πtan 2 θ 2 ) 2

u = 6 xi + 6 yj ? 7 tk 3-1 r

r

a = 36 xi + 36 yj ? 7 k r 3-2 a = ?58i ? 10 j
2

3-3 ac=-2.73m/s 3-4 Q = 0.3 ?
2 2 2

0.3 t , a A = ?0.1415 m s 2 , a B = 55.93 m s 2 30
2 2 3 2

3-5 x +y =c,y -3x y=c 3-6 流线方程 y -2y+2tx=0 ,迹线方程 x=t-x /6 ,y=t /2 3-7 v=2.45m/s 3-8 ZA=-3.5m,pA/ γ =2.625m 3-9 Q2=925m /s,v2=2.47m/s 3-10 v=0.25m/s 3-12 (2)不满足,其余都满足.
3

3-13 uA=2.22m/s 3-14 uC=3.325m/s 3-16 水从 A 流向 B, hW A-B=4.15m 3-17hW 1-2=-0.24m,水从 2 断面流向 1 断面,(p1-p2)/ γ =4.23m 油柱高 3-18 pA=43.3KN/m , pB=82.5KN/m , pc=0 3-19 解三次方程求得 VC=20.7m/s ,hC=1.44m 3-20
2 2

A2

A1

= (h + b) H

3-21 Q=3.785 升/秒,不变 3-22 序号 单位位能(m) 单位压能(m) 单位动能(m) 2- 23 功率 N=59.9KW 3- 24 孔口出流流量公式 Q=μA 2gH = 4.9 × 10 3-25 vc=8.76m/s ,pB=-34KN/m 3-26 Q=5.98m /s 3-27 RX=384KN 3-28 RX=1959.2N, RY=751.5N, R=2.1KN 3-29 FX=144.5N ,FY=152.6N 3-30 R=153KN 3-33 RX=456N, θ=30° 3-34 (1)R=5.0KN,(2)R=0.714KN 3-35 (1)T=5.17N m,(2)n=219.4rpm (3)p=29.4 焦耳 3-36 RX=1241KN, RY=1750KN 3-37 (1)无线变形, 有角变形;(2)有旋流 3-38 (1)ωz= ?
3 2

1 0 0 0

2 0 -4.545 0.455

3 2 -7 0.455

4 -5.91 0 0.455

?4

m3 / s

nμ m
n 2γ 0

y n ?1 ,有旋流, ωX=ωY=0

(2)εXY=

nμ m
n 2γ 0

y n ?1 εYZ=εZX=0

3-39 (1)有势流 φ=

1 2 1 2 x ? y ? 4xy + c1 2 2
2 2

(2)ψ存在, ψ=xy-2y +2x +c2 3-40 (1)无旋; (2) φ=-2axy+c; (3)正交 3-41 (1)q=0.747m /(s m); (2)P=2049.2N/m 3-42 (1) a=-0.12, b=0, (2)Δp=4560.2N/m 3-43 qAB=-20m /(s m),qOA=32m /s 3-44 pYY=-1.934N/m , pZZ=-2.342N/m
2 2 2 2 2 2 3

τXY=τYX=0.069N/m ,τYZ=τZY=0.018N/m ,τXZ=τZX=-0.216N/m . 3-45(1)pXX=p-2μA,pYY=p+2μA;(2)p=p03-46 μ=μx= 3-47 ω=

2

2

ρA 2
2

(x2 + y 2 )

U y h

g x(x ? h) 2ν

第四章

层流和紊流及水流阻力和水头损失

1、(√)   2、(×)   3、(√)   4、(×)   5、(√)   6、(×)   7、(×)   8、(√)   9、(×)   10、(×)   11、(√)   12、(√) 13、(×) 14、(×)

15、(√)     16、(×)    17、(×) 18、(×)    19、(√)     20、(×)     21、(√)      22、(√) 23、(×)    24、(×)     25、(√)     26、(√)   27、 (3)28、(1)    29、(2)    30、(1)    31、(4) 32、(3) 33、(3) 34、(2) 35、(1)     36、(2) 37、(3) 38、(1)    39、(2) 43、层流 :λ=f ( r0 Δ ) 40、(3) 41、( 3) 42、 u x ′ ,u ′ y 的符号相反的机率 ( Re);紊流过渡区:λ=f (Re,

很大,而 τ 取正值。

(Re);紊流光滑区 :λ=f 44、Rec=
v cr d ; ν

r0 Δ );紊流粗糙区:λ=f

Rec=

v cr R 。 ν

45、粘滞底层厚度δ比绝对粗糙度Δ 大得多,粘滞底层把壁面粗糙完全掩盖,以致壁面粗糙对水流运 动不起影响作用。 46、 光滑区 ( (1)
τ1 4 = ; (2) τ2 3 q ν1 2 = q ν2 3 Δ Δ Δ < 0.4 ); 过渡区 ( 0.4 < < 6 );粗糙区 ( >6 ) 。 47、 δ0 δ0 δ0

48、(1) v = (2)
rcp r0

2 u0 3

(2)

τ底 = μ

2u 0 h

49、 λ = 12.7 52、 (1)

n 2g d
1 3

50、 (1)

v = 0.817 um

= 1 ? 0.82 7 = 0.757 ;51、 λ = 0.0143

h f = 0.0245m ; (2) 0.0245 ;

(3) τ 0 = 6 N m 2

切应力在断面内的分布图:

53、增加 7.6%; 55、1)
q v = 5.21
τw =

54、 v =

1 1 (v ? v 2 ) 2 ( v 1 + v 2 ) ; h j2 = [ 1 ] 2 2 2g

只有一次扩大局部水头损失的一半 紊流 2)
v c =1.88 m/s

pA + ρgAl 2 = 23.44 N/m πld

2) λ = 0.03

56、1)

57、

l/s

58、1) δ0=0.0134 cm 63、10%

2) δ0= 0.0067cm 3) δ0= 0.0134cm 64、 λ = 0.00849 ; n = 0.005

59、 ν = 0.54cm 2 /s ; 65、1)

60、 ζ = 3.09 ; 61、62 略
τ w = 25.97 N/m 2

2) λ = 0.032

4-1 水流为紊流,重油流动为层流

4-2 紊流,保持层流的 Vmax=0.21cm/s 4-3 紊流,vC=0.282m/s 4-5 (1) u x = 2.02m / s, u y = 0 (2) u x
'2

u x = 0.111 ;
' '

2 u 'y u x = 0.0677 ;
2

(3)τyx =-ρ u x u y =27.33N/m
2



(4)l=0.6364m, η=105N S/m ,ε=0.1053m /s (5)

2

η ε = = 1.05 × 10 5 μ ν
3

4- 6(1)层流, hf=0.0103m;(2)Qc=0.000037m /s,hf=0.0191m 5- 7hf1=438m,N1=289KW, hf2=23.6m, N2=17.35KW 4-8(1) =8.45Pa , τ=0(r=0 时) (2)τ1=4.94×10 Pa , τ2=8.445Pa (3)l=0.021m, κ=0.39597 4-9 r=0.707r0 4-10(1) τ圆: τ方: τ矩=1.0:0.886:0.837 (2) τ圆: τ方: τ矩=1.0:0.9461:0.915 4-11α
’ 圆管 -3

=1.33 , α

’ 宽矩形

=1.2

2 (n + 1) 3 ’ ( n + 1) , α = 4-13 α= 3n + 1 2n + 1

4-15 甲管:光滑区 J=0.00000852

乙管:紊流过度区,λ=0.0311 ,J=0.308 4-16 hf1=38.7m,J1=0.0387 ,u*1=0.0974m/s,N1=5.689KW hf2=55.837m,J2=0.0558 ,u*2=0.117m/s,N2=8.207KW hf3=106.1m,J3=0.106 ,u*3=0.161m/s,N3=15.6KW 4-18 每千米长渠上损失沿程水头 0.148m,u*=0.0553m/s,λ=0.0245 4-19 H=hW=3.81m 4-20 光滑管区 QⅡ/QⅠ=1.179,粗糙区 QⅡ/QⅠ=1.155 4-21 Q=0.04126m /s 4-22 hf1- hf2=19.21-6.16=13.05m 4-23(1)V=(V1+V2)/2 ,(2)hJ 改进=
3

1 hJ 原来 2

4-24(1)ζ1=1.1, ζ2=0.35, ζ3=0.1316, (2)l1=4.78m, l2=3.04m, l3=0.57m, 4-25(1)F=0.001963N (2)s=1.612

第五章

量纲分析和液流相似原理
6、10 cm/s。 7、0.085 m3/s。
?2

1、(×) 8、

2、(×) 3、( 2 )

4、( 1 ) 5、( 3 )
2

λv = λl?1 ;
1

λ q = λ l ; λ t = λl ; λ F = 1; λ τ = λ l
2 .5 1 3

9、 λ v = λ l 2 ; λ q = λ l ;

λt = λl 2 ; λF = λl ; λP = λl

10、凡是正确反映客观规律的物理方程,其各项的量纲必须相同,称为量纲诣和性。 (1) 满足;(2) 满足;(3) 不满足; 11、 λ lmin = 7.61 ; Fp = 1234 N 5-2(1) τ=Cfρv ,(2)Δ
2

p=Cpρv (3)F=ρl v ,(4)σ/ρ=

2

2 2

1 2 lv we

5-5 Q=m 2gH a 5-6 F = C d

2

ρv 2 2 D 2

5-7 FD=ρv l f(Re) 5-8 FD=ρb v f(Re,Fr) 5-9 τ0= f (
2 2

2 2

Δ , R e )ρv 2 d

5-10J= f (

Δ ,Re) R
1.5

5-11q=m 2g H

5-12vm=13.99m/s 5-13(1)Qm=0.762 l/s ,(2)Qm=12.86 l/s 5-14(1)Hm=0.4m ,(2)Qp=80.5m /s,vp=10.3m/s ,(3)Fp=628KN 5-15(1)λl=21 ,(2) (Pm+Hm)=1.143m
3

第六章
1、 (×) 2、 (√) 上升;下降。 11、qv1 13、 = 3、 (√) 4、 (×)

恒定管流
6、(√) 7、(×) 8、 (3) 9、 (1) 10、

5、 (×)

qv2

= qv3 ;

v1

< v2 < v3

。12、出口断面中心;下游水面;低于。

14、

15、

16、

17、 (1) h s = 4.87 m ; 19、

(2) H = 20.19m

18、

λ = 0.0257

v2 = 7.89 m/s
(2) 定性绘出测压管水头线及总水头线

20、 (1) v = 5.88m/s , q v = 0.415m 3 /s ; H = 19.058m (2) 定性分析总水头线和测压管水头线

21、

d 8 q v1 =( 1 )3 q v2 d2

;22、 H=6.36 m

23、 (1) q v = 0.313m 3 /s ; (2) Z = 11.11m

24、

Z = 4m ;

25、 q v q v0 = 1.265

26、 (1)

qv = 99 l/s
30、

(2) z = 3.97 m;

27、

H = 0.67 m

28、 32、

qvmax = 0.0424 m3/s

29、 h p = 7.65cm

pmax=p2=81.0 kPa

31、 F = 14.5 N

(1) 流动从 A 到 B;(2) qv=1.83m3/h

6-1 hf=24.06m 6-2 S 0 =

2 gπ 2 d 2 R e 0.226

, k = πdR e

0.113

g / 2 , hf =

2Q 2 L gπ 2 d 2 R e 0.226

6-3 d=250mm 6-4 d=2.81m 6-6 H1=6.62m H2=6.94m 6-7 H=52.72m 6-8 Q=3m /s 6-9 Q=2m /s ,hs=6.12m 6-10 Q=0.128m /s 6-11 QA=0.50m /s, QB=1.35m /s, QC=0.85m /s,ZB=55.9m 6-12 Zp=5.65m Hm=32.8m 6-13 Nt=978KW 6-14 Q1=0.118m /s, Q2=0.028m /s, QC=0.090m /s 6-15 Q1=0.246m /s, Q2=0.0317m /s, Q3=0.0441m /s 6-16 h f =
3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

128lu ( Q t ? Q n 2) πνd 4

6-17 H=29.09m 6-18 i Q hf 1 0.073 2.53 2 0.027 3.27 3 0.007 0.16 4 0.028 0.90 5 0.030 2.03 6 0.015 1.21 7 0.010 0.07 m /s m
3

第七章
1、 (×) (3) 2、 (×) 3、 (4) 4、 (3)

明槽恒定流
7、 (3) 8、 (2) 9、 (2) 10、 (1) 11、

5、 (4) 6、 (4)

12、 (1)

下游与 C-C 线垂直。 14、 > ; 13、 缓坡; 缓流; 水深沿流减小的降水曲线, 上游以 N-N 线为渐近线, = 。 15、缓;急;临界水深。 急 ;缓 16、急 ; 缓; 减小。17、S2 ; M2 18、0< Fr <1;减小。 19、

20、h01

< h02;
2 v

hc1 = hc2;
;J ( h′ )=J ( h″ )
c

ic1 < ic2; 21、不均匀程度;缓急程度。
23、惯性;重; 惯性;>1.0; 重力; <1.0

22、 J(h ) = α q 24、

/ gA + yA

25、

26、

27、

28、

29、

30、

31、

? 因为洞内是无压流,N1-N1 线一定低于洞顶。 32、 (1) 缓坡; (2)缓流;渠中发生 M2 型水面线

33、 (1)

c = g (0.01s + 2) ?

(2)

T = 20.3(s)

34、 (1)

h = 2.34m; b = 1.94m

(2) q v = 9.19m 3 / s

(3) h = 2.26m ; b = 4.53m , i1 >ic 为陡坡; h02 >hc ,

35、 36、 、 37、 38、 39 略

40、 (1) h c = 3 αq 2 / g = 1.37m ;h01 <hc

i2 <ic 为缓坡

(2 ) 水跃发生在缓坡 i2 上。

(3)水面线如图

41、 h c1 = 1.043m; h c 2 = 0.861m ;因 h01 = 1.8 m > hc1 故为缓坡 水面线如图

h02 = 2 m > hc2

故为缓坡

42、 q d > q a > q c > q b 43、急流时,当 Es1 > Es2 时 ,则 h1 < h2 ; h 1 < h 2 + a 水面上升。 44、

可能,s 很小,H3 很短,因而末端水深 h1 < h02 < hc



可能,s 较长,H3 很长,因而末端水深 h02 < h < hc



可能 s 相当长,平底渠段发生水跃,水跃后 H2 曲线,末端 h1 =hc 。 45、 h 2 = 3.55m ;无低坎时 h2= 3.59m
ΔE = 0.64m

46、 q v = 0.849m 3 /s

47、v2=40/(7×2.5)=2.28m/s;

7-1 i=0.000377 ,v=0.78m/s 7-2 n=0.0228 7-3 Q=16.58m /s ,v=1.318m/s 7-4 h/d=0.938 时 Q/Q1=1.076 7-5 h=2.6m,v=1.86m/s<2m/s 7-6 b=28.52m ,h0=2.86m 7-7 b=40.3m ,v=1.293m/s
2 ?? ? 2 B 2 ? 2h 4h 2 1 ? 4h ? 4h ? ? ? ? hB , χ = + + + + 1 ( ) ln 1 ? ? ? ? 3 2 ?B 4h ? B B ? B ? ?? ?? ? ?
3

7-8 A=

7-9 h0=0.815m 7-10(1)按水力最佳断面条件:hm=3.006m,b=1.828m;Am=19.05m ,
2

v=1.575m/s (2)按 A/Am=1.04 设计实用经济断面:h=2.053m,b=6.574m, A=19.8m ,v=1.514m/s 7-13 n=0.0209 7-14 n=0.0258 7-15 Q=742.7m /s 7-16 甲河 C=3.64m/s > U 缓流 ,乙河 Fr=1.309 > 1 急流 7-17 (1)hK=0.714m ,(2)hk=0.726m 7-18 hK=0.86m ,(2)ik=0.0039 7-19 ik=0.00628 7-20 C 下=12.42m/s ,C 上=-1.58m/s < 0,微幅波不能向上游传播,流 7-21 Fr=0.241 < 1,缓流,缓坡 7-23 hk=1.0, q=3.13m /s 7-24 h =0.867m ,lj=1.84m 7-25 γ ΔEj=29.89KJ/m ,ΔEj/E1=48.7%
3 ” 3 3 2

态为急流.

7-26 h =0.802m 7-33 渠道 1 为缓坡,渠道 2 为陡坡 7-39 入口断面水深为 1.834m,出口断面、水深为 1.581m 6- 40(1) n=0.0271 , (2)Q=15.7m /s
3



7-41z1=188.45m,z2=187.77m,z3=187.47m, z4=187.02m, z5=186.65m

第八章
1、 (√)

孔口(管嘴)出流、堰顶溢流和闸孔出流
4、 (√) 5、 (×)6、 (√) 7、 (2) 8、 (1) 9、 (3) 10、

2、 (×) 3、 (×) 12、自由。

(3) 11、(3)

13、 (4);(3)。14、堰的进口型式;堰高与水头之比 a H 。15、无

侧收缩;有侧收缩。

16、远离(驱)式;淹没式;临界式。17、闸孔出流受闸门影响,水面在闸门

处不连续;堰流不受闸门影响,水面连续。 18、

19、当上游水位相同时,由图可知薄壁堰的计算水头 H1 大于实用堰的计算水头 H2 ,故前者的流 量系数小于后者。

20、 q v = 968.18m 3 / s ;21、q = 0.141 m s ? m ; 22、 2、 H 2 = 0.328m ; 24、当δ=2 m 时,

3

q v = 5886.9 m

3

s

; 23、1、q v = 0.0861 m s

3

δ δ 2 = = 1 , 0.67? ? 2.5 ,为实用堰。 当 H 2 H

δ = 4 m 时,

δ 4 δ = = 2 , 0.67? ? 2.5 ,仍为实用堰,过水能力不变。当 H 2 H

δ = 8 m 时,

δ 8 δ = = 4 2.5? ?10 ,变 H 2 H

为宽顶堰,过水能力减小。

25、宽顶堰流线近似平行直线,堰顶断面压强近似静水压强分布。

实用堰堰顶流线为上凸曲线,因受离心力作用,堰顶断面压强小于静水压强,过水能力也大,故流 量系数比前者大。 26、设题目所给溢流坝均为高堰。 图(a): H = Hd

m = md 。

图(b): H ? Hd ,溢流水舌下缘与堰面脱离,堰面产生负压,过水能力增大, m ? md 。 图(c): H ? Hd ,溢流水舌下坠,压紧堰面,使堰面压强增大,过水能力减小 m ? md 。 27、堰流淹没是指下游水位抬高,使堰的过流能力减小。 水跃淹没是指下游水深 t 大于临界水跃 的跃后水深 hc02 而形成淹没水跃。堰流淹没系数 σ = 1、 q v = 36.38 m s
3

q vy q vz

; 水跃淹没系数

σ' =

t h c 02

28、

2、 因 hc ? hc0 , hc ? h0 ,从急流到缓流,发生水跃。又 hc02 ? h0 为远离式水跃,即

为自由出流,原计算流量正确。 3、 因 h0 ? hc 、i ? ic 为缓坡,水面线如图:

29、1、 q = 8.79 m s ? m ;

3

2、因 hc0 ? t ? hc ,从急流到急流,不发生水跃,为自由出流

3、因 h0 ? hc 、i ? ic ,为陡坡。水面曲线如图:

30、 1、 i 2 ?i c ,为陡坡; i 3 ?i c ,为缓坡。 h c0 = ε ′e = 0.185? h c ,闸孔出流为急流。因 l1 很短,只在渠 段 1 发生 H3 曲线。水面曲线如图: 2、 H = 3.45m

31、在同一上游水位下,二者流量应相等,即 m 2 b 2g H 可得
m1 = 1 (1 ? 0.112)
3 2

3

2

= m 1 b 2g (H ? 0.112H)

3

2

= 1.195m 2

32、在水舌下面靠近下游堰壁安装一与外界相通的通过气孔,使水舌下面的压力与外界大气压相同。 8-1 ε=0.64,μ=0.62,φ=0.97,ζ=0.0655 8-2 (1)Q=1.22l/s,(2)Q=1.61l/s, (3)hv=1.5m 8-3 (1)h1=1.07m, h2=1.43m; (2)Q=4 l/s 8-5 T=393.6s=6.56min 8-6 H=0.826m 8-7 T=8.83min=530.3s

4 lD 2 8-8 T = 3 μ 2g
8-9 T=213.35s=3.56min 8-10 d=1.2m,hv=4.5m 8-14〔Cd〕=〔L 2 T 〕,英制的 Cd=4.1 ft 2 /s 国际单位制的 Cd=2.26m 2 /s 8-15 Q=0.76m /s 8-16(1)H=1.941m, m0=0.418 ;(2)m0=0.4256,Q=243.9m /s 8-18 B=37.5m , 5 孔 8-19 B=63m ,
3 3 3

3

1

-1

1

1

5孔

8-20 Q=12606m /s

8-21 Q1=160.6m /s , Q2=1110.7 m /s 8-22 n=5 8-23 库内洪水位=287.8m 8-24 H=0.956m 8-25 Q=24.6 m /s 8-26 Q=29.9 m /s 8-27 Q=2925 m /s 8-28 Q=137.2 m /s 8-29 Q=1016.5 m /s 8-30 H=1.39 m 8-31 B=202.5 m, 取 18 孔 8-32 Q=7.41 m /s 8-33 e=0.6 m 8-34 (1)Q=3.98 m /s ,(2)Q=4.98 m /s
3 3 3 3 3 3 3 3

3

3

第九章 泄水建筑物下游的水流衔接与消能
1、( 1 ) 2、( 1 ) 3、稍有淹没的;远离。 4、水跃;消能池深度及长度。5、闸上游发生无离 6、1、H 0 = 3.65m 2、 E 0 = 18.65m 3、 由于 hc0 ? hc , ht ? hc 故产生水 2、

式水跃,要做消能工。

1、 水深逐渐增大, 看到水跃位置前移。 跃。 4、 hc02 ? ht ,产生远离式水跃 ,故需做消能工。7、 再增大出波状水跃。3、当 h s ? 0.8H 0 时堰顶由缓流状态,成为淹没出流。

第十章

有压管道和明槽非恒定流
5、 (1)缩短管道长度;
Δp = 3738.8 Kp a

1、 ( 1 ) 2、 (4) 3、 (3) 4、 p 0 Δp → p 0 ;水库阀门;恢复原状 。 (2) 延长阀门启动历时;(3)采用合理的阀门关闭方式。 因间接水击的阀门启闭时间 TS > 6、 水击压强

7、

2L 2L ,在 t = 瞬时阀门尚未关闭,即 阀门处水击压强尚未达到 c c

最大值时,降压反射波已经返回阀门,并减小了阀门处的水击压强,故小于直接水击压强。8、( ) 9、( ) 10、(4) 11、
? qv ? A ? qv ?A + =0, 为过水断面面积随时间的变化率; 为流量随流 ?t ?s ?t ?s

程的变化率.。
A

12、大于 。
A

13、顺行 ;逆行;涨水;落水。10-2 H1 =70+218.26=288.26 m

A

10-3 (1)H1 =189.2 m (2)H1 =339.12 m

10-4 直接水击 ,间接水击, 间接水击。第二相末的水击压强为最大,其值为 42.4m。 10-5 Ts 至少应为相长的 Tr 的 3.64 倍。

第十一章
1、( ) 2、( ) 3、( ) 4、( ) 5、( ) 6、(2 )

渗流
7、(4) 8、(2) 9、 v = kJ ;一。
2

10、完全井井底到达不透水层、否则为非完全井。12、1、 q = 0.278 m day 水位抬高 pc = ? ρg × 13 .84 = ? 135.65 13、1、 p A = 73.5 kN
m2

2、 h 1 = 10.21m A 处

2、 u B = 6.7 × 10 ?6 m s

3、 H (1) = H ( 2 ) = H 1 ? 2ΔH = 8m H ( 3) = H 1 ? 6ΔH = 4m 14、 H A = H B = 5m ; H c = 2m ; p A = 88.2 kN 15、
z2 ? h0 =
2

m2

; p B = 107.8 kN
qv r ln 2π kt r0

m2

; p c = 68.6 kN

m2

0.733 r q v lg ; k r0
3

16、 z ? h 0 =


2 2

17、 k = 0.0467 cm s

18、 q v = 5.45 × 10 ?4 m s ; υ = 2.7 × 10 ?5 cm / s ;11-1 q=2.63 m /d(米 /日) 11-2 q=9.434×10
-3

cm /s cm /s ; (2)q=4.3×10
2 -3

2

11-3(1)q=2.64×10 11-4 h=10.98 m 11-5 Q=7.4×10
-4

-3

cm /s

2

cm /s ,h=7.63m cm/s m /(s m)
3

3

11-6 k=3.66×10

-3

11-10 q≈4.8×10

-6

F=508.16KN/m 11-11 q=36.7×10
-6

m /(s m)

3

F=3255KN/m 11-12 k=4×10 m/s
-2

第十二章

紊动射流和紊动扩散

1、 um=0.22m/s ,cm=44.56ppm ,s=40.0; 2、 um=0.92m/s ,cm=176.2ppm ,s=6.8; 3、 um 均为 1.0 m/s 4、 (1) σx =2(1.24×10 )t , w=4σx;(2) Cmax(t)=
2 -3 2 -5

399 x2 3 (g / m 3 ) ;(3) C=2541exp() (g/m ) σx 0.049
2

5、 EY=0.048 m /s; 6、 q=(q1+q2)=6.53×10 g/(s cm ); 7、

c=

? x c0 ? ?2erf ? ? 2 ? ? ? 4kt

? ? x+h ? ? x ? h ?? ? ? erf ? ? ? erf ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 4kt ? ? 4kt ??
-6 3

8、 c(x,0,0,H)=2.16×10 kg/m ; 9、 c =4.14ppm; 10、 c =0.28ppm


相关文章:
武汉大学水力学复习题及答案1
武汉大学水力学习题及答案1_工学_高等教育_教育专区 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档武汉大学水力学习题及答案1_工学_高等教育_教育专区。第一章 导 ...
武汉大学水力学课本习题解答7章
第七章习题解答 7-1 梯形断面壤土渠道, 已知通过流量 Q = 10.5 m3/s, ...武大水力学习题集答案 23页 2下载券 武汉大学水力学习题解答... 13页 1下载...
武大水力学习题第6章 恒定管流
武大水力学习题第6章 恒定管流_电力/水利_工程科技_专业资料。第六章 恒定...武汉大学水力学习题解答... 16页 1下载券 武汉大学水力学教材答案... 9页...
武汉大学900水力学2014真题
武汉大学900水力学2014真题_研究生入学考试_高等教育_教育专区。 今日推荐 180份文档 2014证券从业资格考试 2014证券资格证券交易高分突破试卷及答案 2014年证券考试《...
武汉大学水力学复习题及答案
武汉大学水力学习题及答案。这资料包含水力学各章节题目,并且附详细解析 第一章 导 论 1、体积模量 K 值越大,液体越容易压缩。 ( ) 2、液体的内摩擦力与...
武大水力学习题第3章 水动力学基础
武大水力学习题第3章 水动力学基础_电力/水利_工程科技_专业资料。第三章 水...+p2/g + 表( ) (2) 单位质量液体所具有的能量; (4) 以上答案都不对。...
武大水力学答案
第三章 水动力学基础 1、 ( √ ) 2、 × ) ( 6、( × 11、 √ ( ...58、解:对水箱水面及管咀出口断面列能量方程 h+0+0 = v2 v2 + 0 .2 ...
水力学习题集
水力学习题集_理学_高等教育_教育专区。水力学模拟题(一) 1.下列物理量中,有量纲的数为( ) a) A.佛汝德数 Fr B. 沿程阻力系数? b) C.渗流系数 k D...
武汉大学水力学研究生考试复习题及答案
武汉大学水力学研究生考试复习题及答案_研究生入学考试_高等教育_教育专区。武汉大学水力学研究生考试复习题及答案 第一章 导 论 1、体积模量 K 值越大,液体越...
武大水力学习题第1章 导论
武大水力学习题第1章 导论_电力/水利_工程科技_专业资料。第一章 1、体积模量...武大水力学习题第2章 水... 19页 1下载券 武大水力学习题集答案 23页 2...
更多相关标签: