正文描述:《水力学习题解析(吴持恭4)》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、《水力学》(吴持恭主编)习题解析绪论(P12)0.1解:,当时,代入公式得相应温度下的运动粘滞系数:0.016091、0.014237、0.013435、0.011413、0.008962、0.007244cm2/s。0.2解:,将分别代入上式得:0.3解:X=0,Y=0,Z=-g0.4解:0.5解:根据牛顿内摩擦定律有:由于两板之间的距离非常小,故两板之间的速度分布可近似地看作线性分布,从而有:又:将已知数据:代入得:0.6解:(1),,,,故,(2)水静力学(P52-59)1.1解:由等压面条件有:从而:1.2解:已知
2、:由等压面条件有:代入已知数据得:由U型比压计等压面条件有:由计算可知,A与B两点均存在真空。1.3解:由题意知:由:又:代入上式得:从而:由等压面原理,内侧测压管液面高度与油桶内液面高度相等,即到油桶底部的距离为5m;设外侧测压管开口处距离油桶底部为x(m),则由等压面方程得:1.1解:依题意,容器盖底部面积为:容器盖底部产生的压强为:容器底部产生的压强为:1.2解:当时,各支测压管水银面均位于0-0水平面上,所以当时,各支测压管水银面上升或下降的高度相等,为h。根据等压面方程有:(1)(2)(3)联立求解(1)、(2)
3、、(3)式得:1.1解:设U型压差计左支圆筒液体高度为h1,圆筒下玻璃管至x-x水平面的高度为h;右支圆筒液体高度为h2,圆筒下玻璃管至x-x水平面的高度为h。当时,列等压面方程,有:(1)当,且右支管内油水交界面下降25cm=0.25m时,根据等压面方程,有:(2)联立求解(1)、(2)两式得:1.2解:设两个U型压差计左支液面高差为h,则右支液面高差为:(h+A+B);又:记左支上下液面点为A1、B1,记右支上下液面点为A2、B2。列左支等压面方程得:(1)列右支等压面方程得:(2)列上U型比压计等压面方程得:(3)列
4、下U型比压计等压面方程得:(4)联立求解(1)、(2)、(3)、(4)式得:1.1解:由液体平衡微分方程:(1)根据题意和所建坐标得:,代入液体平衡微分方程得:积分得:选择边界条件,确定积分常数:选水面中心点为边界条件,得:从而:在坐标原点处:容器底部的总压力:(2)根据题意和所建坐标得:,代入液体平衡微分方程得:积分得:选择边界条件,确定积分常数:选水面中心点为边界条件,得:容器底部的总压力:1.1解:将坐标系取在容器上,使z轴与圆筒中心轴重合。根据达伦贝尔原理,对具有加速度的运动物体进行受力分析时,若加上一个与加速度相
5、反的惯性力,则作用于物体上的所有外力(包括惯性力),应保持平衡。所以,对于所讨论的情况,其质量力包括重力和离心惯性力。如图所示。由液体平衡微分方程:根据题意和所建坐标得:,代入液体平衡微分方程得:积分得:选择边界条件,确定积分常数:选z轴与液面的交界点为边界条件,,得:从而:在容器水流溢出的临界点上,,得:(1)由几何学可知,旋转抛物体的体积为同底、等高的圆柱体体积的一半,同时,容器旋转后的水体体积应与静止时的水体体积相等,故:(2)当容器中心露出时,,此时:联立求解(1)、(2)两式得:1.1解:由液体平衡微分方程:根据
6、题意和所建坐标得:,代入液体平衡微分方程得:积分得:选择边界条件,确定积分常数:选坐标原点为边界条件,得:从而:使水不溢出的临界条件是:,代入上式得:1.2解:1.3解:(1)下游无水(1)下游有水先计算下游坝面所受水平分力和垂直分力:注意到:所以:下游有水时,坝面所受水平分力为:所受垂直分力为:1.1解:对闸门作受力分析,闸门所受的力有:重力G、动水压力P、摩擦阻力F和拉力T。分别计算这些力。(1)重力(1)(1)压力由几何关系知:所以:代入已知数据得:(2)摩擦阻力(3)启动闸门所需的拉力由力的平衡条件得:1.1解:(
7、1)下游无水当下游无水时,只考虑闸门左侧所受的静水总压力,此时,闸门形心点C的水深为:形心点的y坐标为:闸门长为:闸门面积为:闸门所受静水总压力为:压力中心的y坐标为:压力中心水深为:将所有的力对A点取距,列力矩平衡方程得:由几何关系知: 代入力矩平衡方程得:(1)下游有水计算闸门右侧静水总压力及作用中心,此时,形心点水深为:形心点的y坐标为:闸门长为:闸门面积为:闸门所受静水总压力为:压力中心的y坐标为:压力中心水深为:将所有的力对A点取距,列力矩平衡方程得:将已知数据代入得:1.1解:设闸门宽度为b,则闸门面积为:闸
8、门形心点C的水深为:闸门压力中心的y坐标为:即闸门转动轴0-0应放在水下2.6m处。1.2解:已知圆形闸门直径为d,则闸门面积为:闸门形心点C的水深为:闸门所受静水总压力为:闸门压力中心的y坐标为:即闸门的压力中心距水面2.26m。1.3解:由U型测压计列等压面方程得气体压强:水下形心点处的压强为:锅炉
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