-15-
（2）二维运动，空间点的运动仅与、坐 标有关；
（3）为恒定流动，运动要素与无关；
（4）非均匀流动。
第3章
-16-
第3章 水动力学
作业
2、水管直径50mm，末端阀门关闭时，压力表读数为
21kPa。阀门打开后读值降至5.5 kPa，如不计水头损失，求 通过的流量。
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
ρg(h2-h1)
ρg(h2-h1)
B
A
A
B
-10-
ρgh
第2章 水静力学
作业
5、矩形平板闸门AB如图所示,A处设有转轴。已知闸门长
l=3m，宽b=2m，形心点水深hc=3m，倾角α=45°，忽略闸
门自重及门轴摩擦力。试求开启闸门所需拉力FT。 解： 水对闸门的的作用力大小为：
第3章
FP ghc A 1000 9.807 3 (3 2) 176526pa 176.5Kpa
解：假定压强为0.5MPa。
K dV / V dP
dP dV / V K
当dV / V 0.1%
P
0.1% 0.538 109
1.86MPa
当dV / V 1%
第3章
P
1% 0.538 109
18.6MPa
-4-
第1章 绪论
作业
3、温度为10oC、体积为2.5m3的水加热到60oC， 体积增加了多少？
水力学
作业题参考答案
第1章 绪论
第3章
-2-
第1章 绪论
作业
1、密度为850kg/m3的某液体动力黏度为 0.005Pa·s，其运动黏度为多少？
解：
0.005 5.8810（6 m2 / s） 850
第3章
-3-
第1章 绪论
作业
2、0oC时，若使水的体积减小0.1%和1%，压强应分 别增加多少？
（2）计算水平分量Px Px po A p0 R2 59.74KN
（3）计算铅垂分力Pz
Pz
V
g
4 R3
3
1 2
g
4 0.53
6
9.807
2.56KN
第3章
-13-
第3章 水动力学
第3章
-14-
第3章 水动力学
作业
1、已知流速场 ux
xy 2 , u y
1 3
y3,uz
xy ，试求：
4
对水流喷嘴作用力为FR为F的作用力与反作用力。
第3章
-23-
第5章 水头损失
第3章
-24-
第5章 水头损失
作业
1、水管直径D=10cm，管中流速v=1m/s，水温 为t=10℃。试判别流态并求临界流速？
1-3
第3章
-25-
第5章 水头损失
作业
2、有一矩形断面的小排水沟，水深h=15cm， 底宽b=20cm，流速v=0.15m/s，水温t=10℃， 试判别流态。
第3章
-26-
第5章 水头损失
作业
3、输油管的直径D=150mm，Q=16.3m3/h，油的 运动粘度ν=0.2cm2/s，试求每千米管长的沿程水 头损失。
解： v 4Q 416.3 0.256m / s
d 2 0.152 3600
Re vd 0.256 0.15 1921.64 2300，层流
50.93 （m/s）
第3章
-22-
（2）取控制体如图所示，列动量方程。 假设喷嘴对水流作用力为F，方向向左。
p1
v1
v2
F
p2 v2
Qv2 v1 p1A1 F
∴ F p1A1 Qv2 v1
1291.854 0.42 1 0.4 50.93 3.18 143.239 （kN）
第3章
az
uz t
ux
uz x
uy
uz y
uz
uz z
0
xy3
1 xy3 3
2 3
xy3
ax
1, 2,3
1 1 24 3
16（m 3
/
s2）
ay
1, 2,3
1 25 3
32（m 3
/
s2）
az
1,
2, 3
2 3
1 23
16（m 3
/
s2）
a ax2 ay2 az2 13.0（6 m / s2）
（2）支反力：
R W总 W水 W箱 W箱 g 111 333
W箱 9807 28 W箱 274.7kN
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 。
第3章
-8-
第2章 水静力学
3、多个U型水银测压计串联起 来成为多管测压计。可测量较 大的压强值。图中高程的单位 为m。试求水面的绝对压强pabs。
水作用力的作用点为D点：yD
yc
Ic yc A
3 sin 45
1 2 33
12
4.42
3
23
sin 45
设所需拉力为FT，则水的作用力和拉力分别对A点取力矩，有
FP AD FT AB cos45
即：FP ( yD OA) FT AB cos45 则有：
176.5 (2.475 ( hc sin 45
l) 2
FT
l cos45
解得： FT 139.52KN
-11-
第2章 水静力学
作业
6、矩形平板闸门，宽b=0.8m，高h=1m，若要求在当水深h1 超过2m时，闸门即可自动开启，转轴的位置y应是多少？
解：
当水深达到 h1 时，水压力作用位置应作用在转轴点，当水深 大于 h1 时，水压力作用位置应作用于转轴上面，使闸门 开启。
解：p0 pa 2.3 1.2 Hg g 2.5 1.2 g 2.5 1.4 Hg g 3.0 1.4 g
pa 265.0 98 265.0 363kPa
第3章
作业
-9-
第2章 水静力学
作业
4、绘制题图中AB面上的压强分布图
解：
A
ρgh1 ρgh1
ρgh1
第3章
ρgh2
B
A、穆迪图法
5-1
e
12）
第3章
e/D=1.2/300=0.004
-28-
B、海曾威廉公式法
查表5-4，取 CHW = 95，算得相对粗糙
128.743D0.129 C Q 1.852 0.148
HW
128.743 0.30.129 951.852 （60 3600）0.148
0.044
计算沿程水头损失
1
2 50.663 103
101.325
D1
D2
∵
v12
v22
2 p1
∴
v22
d2 d1
4
1
2 50.663 103
101.325
1
2
1
2
v2
101.325
0.15 0.1
4
1
4.994 （m/s）
（2）从液面到短管出口列能量（伯努利）方程。
v第2 3章 010.01.115.324 5
pa 4900 1.11000 9.81 pa 5.89 （kPa）
相对压强为： -5.89（kPa）
绝对压强为： 98-5.89=92.11（kPa）
第3章
-7-
第2章 水静力学
作业
2、水箱形状如图所示。底部有4个支座。试求底 面上总压力和4个支座的支座反力。
解：（1）总压力：PZ A p 4 g 3 3 352.（8 kN）
解：
v
dV / V dT
100 C时，v =0.1410-4 0 C-1
dV v dT V 1.75L
第3章
-5-
第2章 水静力学
第3章
-6-
第2章 水静力学
作业
1、密闭水箱，压力表测得压强为4900Pa。压力 表中心比A点高0.4m，A点在液面下1.5m。求液 面绝对压强。
解：p0 pa p 1.1 g
减小，即
-12-
第2章 水静力学
作业
7、密闭盛水容器，已知h1=60cm,h2=100cm，水银测压计 读值△h=60cm。试求半径R=0.5m的半球盖AB所受总压力 的水平分力和铅垂分力。
解：（1）确定半圆中心压强P0
p0 h Hg g g(h2 h1) 76.（1 KPa）
（kPa）
解：（1）以出水管轴线为基准面，列管取径d11与 d22 处 1的.0 伯，努p2利 方0 ，程，p1 0.5101.325 50.663kPa
可得：
∵
v12
v22
2 p1
H d1
d2
p1 1v12 g 2g
取1 2
p2 2v22 g 2g
1.0 ， p2 0 ，
p1
0.5101.325 ∴50.v62263kdPd12a4
μ=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。
解：
Q K
Hg 油
1 hp
d12 2g 0.22 2 9.807
其中： 0.95； K
4
d1 d2
4
1
4
0.2 0.1
4
1
0.0359
hp 0.15 （m）
d1
d2
hp
Q K
Hg 油
1
4.994 （m/s）