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    四川大学水力学.pptx

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    四川大学水力学.pptx

    2-9 为将水库中水引至堤外灌溉,安装了一根直径为将水库中水引至堤外灌溉,安装了一根直径d为为15cm的虹吸管(如图),当不计水头损失时,问通过虹吸的虹吸管(如图),当不计水头损失时,问通过虹吸管的流量管的流量Q为多少?在虹吸管顶部为多少?在虹吸管顶部s点处的压强为多少?点处的压强为多少?112233第1页/共41页2-10 从一水面保持恒定不变的水池中引出一管路,该管从一水面保持恒定不变的水池中引出一管路,该管路末端流入大气,管路有三段直径不等的管道组成,其过路末端流入大气,管路有三段直径不等的管道组成,其过水面积分别是水面积分别是A1为为0.05m2,A2为为0.03m2,A3位位0.04m2,若,若水池容积很大,行进流速可以忽略(水池容积很大,行进流速可以忽略(v00),当不计管路),当不计管路的水头损失时,试的水头损失时,试求求:(1)出口流速)出口流速v3及流量及流量Q;(2)绘出管路的测压管水头线及总水头线。)绘出管路的测压管水头线及总水头线。11第2页/共41页113300第3页/共41页53.218.88总水头线总水头线测压管水头线测压管水头线第4页/共41页第5页/共41页第6页/共41页 2-11 2-11 图示一水电站压力水管的渐变段,直径D1D1为1.5m1.5m,D2D2为1m1m,渐变段起点压强p1p1为400kPa400kPa(相对压强),流量Q Q为1.8m3/s1.8m3/s,若不计水头损失,求渐变段镇墩上所受的轴向推力为多少?解:第7页/共41页以管轴中心线为基准面,对1-1,2-2 断面取能量方程 第8页/共41页取1-1与2-2断面间水体作为控制体得动量方程即推向力方向与X轴相同。第9页/共41页2-12 水流由直径dA为20cm的A管经一渐缩的弯管流入直径dB为15cm的B管,管轴中心线在同一水平面内,A管与B管之间的夹角为60,已知通过的流量Q为0.1m3/s,A端中心处相对压强pA为120kPa,若不计水头损失,求水流对弯管的作用力。第10页/共41页212解:第11页/共41页以管轴中心线为基准面取A,B断面的能量方程第12页/共41页沿x轴方向取动量梁方程沿y轴方向取动量梁方程合力与水平方向的夹角第13页/共41页 2-14 一拦河滚水坝,当通过流量Q为40m3/s时,坝上游水深H为10m,坝后收缩断面处水深hc为0.5m,已知坝长L为7m,求水流对坝体的水平总作用力。第14页/共41页214解:取11,22断面之间的水体为控制体第15页/共41页沿x方向取动量方程作用于坝体上的动水总压力2988.27KN,其方向与Rx方向相反第16页/共41页2-15 一四通叉管(如图),其轴线均位于同一水平面内,两端输入流量Q1=0.2m3/s,Q3=0.1m3/s,相应断面动水压强p1=20kPa,p3=15kPa,两侧叉管直接喷入大气,已知各管管径d1=0.3m,d3=0.2m,d2=0.15m,试求交叉处,水流对管壁的作用力(忽略摩擦力不计)。第17页/共41页215解:取四通叉管11,22,33断面间水体作控制体第18页/共41页由于两侧叉管直接喷入大气所以P20,即F20沿x轴方向写动量方程第19页/共41页2-16 2-16 一矩形明渠宽4m4m,渠中设有薄壁堰,堰顶水深lmlm,堰高2m2m,下游水深0.8m0.8m,已知通过堰的流量Q=6.8m3/sQ=6.8m3/s,堰后水舌内外均为大气。试求堰壁上所受的水平总压力(上下游河底为平底,河底摩擦力可以忽略)。第20页/共41页解:取1-1与2-2断面间水体作为控制体得动量方程第21页/共41页沿X轴写动量方程第22页/共41页 2-17 2-17 试根据题2-12-1条件求管中过水断面上的动能修正系数及动量修正系数值。断面平均流速动能修正系数解:第23页/共41页第24页/共41页2-21 贮水器内水面保持恒定,底部接一铅垂直管输水,直管直径d1100mm,末端收缩管嘴出口直径d250mm,若不计水头损失,求直管中A、B两断面的压强水头。第25页/共41页2-21解:以22断面为基准,对11和22断面列能量方程根据连续性方程第26页/共41页以A-A为基准面,对11和A-A断面列能量方程以B-B为基准面,对11和B-B断面列能量方程第27页/共41页222 设有一股自喷咀以速度V0喷射出来的水流,冲击在一个与水流方向成角的固定平面壁上,当水流冲击到平面壁后,分成两股水流流出冲击区,若不计重量(流动在一个水平面上),并忽略水流沿平面壁流动时的摩阻力,试推证沿着射流方向施加于平面壁上的压力 并求出Q1与Q2各为多少?第28页/共41页2-22解:(1)沿y方向列动量方程Ry在射流方向上的压力为沿射流方向施加于平面壁上的压力P与R大小相等,方向相反,即第29页/共41页(2)以过射流轴线的水平面为基准面,写00和11断面的能量方程第30页/共41页沿x方向写动量方程由连续性原理知由以上两式可解得第31页/共41页2.23 2.23 水平放置的水电站压力钢管分岔段,用混凝土支座固定,已知主管直径D D3.0m3.0m,两个分岔管直径d=2.0md=2.0m,转角12001200,主管末断压强p p 294KN/m2294KN/m2,通过总流量Q Q35m3/s35m3/s,两分岔管的流量相等,动水压强相等,损失不计,试求水对支座的总推力为若干?第32页/共41页由题意知:以岔管轴线为基准面,对1-1,2-2 列能量方程解:第33页/共41页沿X方向建立动量方程第34页/共41页沿Y方向建立动量方程第35页/共41页2.24 2.24 射流自喷嘴中水平射出,冲击在一块与射流方向垂直的正方形平板上,平板为等厚度,边长为30cm30cm,平板上缘悬挂在绞上,(绞磨擦力不计),当射流冲击到平板中心上后,平板偏转30300 0,以后平板不再偏转。设喷嘴直径d d25mm25mm,喷嘴前渐变流起点处压力表读数为1.96N/cm1.96N/cm2 2,该断面平均流速v=2.76m/sv=2.76m/s,喷嘴的局部水头损失系数嘴0.30.3,求平板的质量为多少?第36页/共41页解:以管轴中心线为基准面,对1-1,2-2 断面取能量方程:通过喷嘴的流量:沿X方向取动量方程式第37页/共41页射流冲击在平板上的力Rx=15.3N对O取矩第38页/共41页2.25 2.25 如图所示船闸,闸室长l=100ml=100m,宽b=10mb=10m,上、下游闸门上的充放水孔面积A A1m21m2,孔口的流量系数0.650.65,上游孔口的作用水头H H2m2m,上、下游水位Z Z4m4m,试求(1 1)闸室的充水时间T1T1(充水时下游放水孔全闭,上游充水孔全开)。(2 2)闸室的放水时间T2T2(放水时上游充水孔全闭,下游放水孔全开)。第39页/共41页解:当水头H固定时,当水头变化时,完全充水时间第40页/共41页谢谢您的观看!第41页/共41页

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