大连理工大学水力学第三章习题课ppt课件.ppt

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1、大连理工大学水力学第三章习题课ppt课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望3.11 3.11 水流经过水箱侧壁的孔口流入大气中，水流经过水箱侧壁的孔口流入大气中，已知孔口的直径已知孔口的直径d=10mmd=10mm，水头，水头H=2mH=2m，孔口的，孔口的泄流量泄流量Q=0.3L/sQ=0.3L/s，射流某一断面的中心坐标，射流某一断面的中心坐标x=3m,y=1.2mx=3m,y=1.2m，试求：，试求：（1 1）流量系数）流量系数；（2 2）流速

2、系数）流速系数；（3 3）收缩系数）收缩系数；（4 4）阻力系数）阻力系数。（1 1）流量系数）流量系数；（2 2）流速系数）流速系数；（3 3）收缩系数）收缩系数；（4 4）阻力系数）阻力系数。3.12 3.12 水箱保持水位不变，水箱保持水位不变，其侧壁有一薄壁小孔口，直其侧壁有一薄壁小孔口，直径径d=2cm,d=2cm,水头水头H=2mH=2m，试求：，试求：（1 1）孔口的泄流量）孔口的泄流量Q Q0 0；（2 2）在孔口处接一圆柱形）在孔口处接一圆柱形外伸管嘴时的流量外伸管嘴时的流量Q Qn n；（3 3）管嘴内的真空度）管嘴内的真空度h hv v。（1 1）孔口的泄流量）孔口的泄流

3、量Q Q0 0；（2 2）在孔口处接一圆柱形外伸管嘴时的流量）在孔口处接一圆柱形外伸管嘴时的流量Q Qn n；（3 3）管嘴内的真空度）管嘴内的真空度h hv v。3.16 3.16 如题图所示混凝土溢流坝，已知上游水位高如题图所示混凝土溢流坝，已知上游水位高程为程为35m35m，挑流鼻坎高程为，挑流鼻坎高程为20m20m，挑射角，挑射角=30=30o o，水，水流经过坝面的水头损失为流经过坝面的水头损失为0.1(v0.1(v2 2/2g)/2g)，溢流单宽流，溢流单宽流量量q=25mq=25m2 2/s/s，试求：（，试求：（1 1）鼻坎断面的流速）鼻坎断面的流速v v；（；（2 2）鼻坎断

4、面的水深鼻坎断面的水深h h。3.17 3.17 如题图所示的串联管路，已知如题图所示的串联管路，已知H H2m2m，各管段长度为各管段长度为l l1 1=l=l2 2=l=l3 3=1m=1m，各管段管径分别，各管段管径分别为为d d1 1=60mm=60mm，d d2 2=30mm=30mm，d d3 3=40mm=40mm，管轴线与水，管轴线与水平面夹角平面夹角=15=15o o,假设不计管中水头损失，试假设不计管中水头损失，试求：（求：（1 1）管中流量）管中流量Q Q；（；（2 2）绘制整个管路的）绘制整个管路的测压管水头线。测压管水头线。（1 1）管中流量）管中流量Q Q；（2 2

5、）绘制整个管路的测压管水头线）绘制整个管路的测压管水头线3.18 3.18 如题图所示为一水电站压力管道的渐如题图所示为一水电站压力管道的渐变段，已知直径变段，已知直径d d1 1=1.5m=1.5m，d d2 2=1m=1m，渐变段开，渐变段开始断面的相对压强始断面的相对压强p p1 1=4p=4pa a，p pa a为大气压强，管为大气压强，管中通过的流量中通过的流量Q=1.8mQ=1.8m3 3/s/s，不计水头损失，试，不计水头损失，试求渐变段支座所受的轴向力。求渐变段支座所受的轴向力。3.19 3.19 如题图所示为一平面上的弯管，已知如题图所示为一平面上的弯管，已知直径直径d dA

6、 A=25cm=25cm，d dB B=20cm=20cm，A-AA-A断面的相对压强断面的相对压强p pA A=17.66N/cm=17.66N/cm2 2，管中流量，管中流量Q=0.12mQ=0.12m3 3/s/s，转角，转角=60=60o o，不计水头损失，试求弯管所受的作，不计水头损失，试求弯管所受的作用力。用力。3.20 3.20 有一在水平面上如图所示的分叉管，有一在水平面上如图所示的分叉管，其管径如图中所注，已知两管的出口流速均其管径如图中所注，已知两管的出口流速均为为v v2 2=v=v3 3=10m/s=10m/s，不计管中的水头损失，试求，不计管中的水头损失，试求水流对此

7、分叉管作用力的大小和方向。水流对此分叉管作用力的大小和方向。3.21 3.21 如题图所示平板闸门下出流，已知上游如题图所示平板闸门下出流，已知上游水深水深H=4mH=4m，下游收缩断面水深，下游收缩断面水深h hc c=1m=1m，闸门宽，闸门宽度度B=3mB=3m，泄流量，泄流量Q=20mQ=20m3 3/s/s，不计水流与渠床的，不计水流与渠床的摩擦力，试求作用在闸门的动水总压力。摩擦力，试求作用在闸门的动水总压力。3.22 3.22 如图所示，一射流在平面上以如图所示，一射流在平面上以v=5m/sv=5m/s的速度冲击一斜置平板，射流与平板之间夹的速度冲击一斜置平板，射流与平板之间夹角

8、角=60=60o o，射流的过水断面积，射流的过水断面积A=0.008mA=0.008m2 2，不，不计水流与平板之间的摩擦力，试求：（计水流与平板之间的摩擦力，试求：（1 1）垂）垂直于平板的射流作用力；（直于平板的射流作用力；（2 2）如图中所示流）如图中所示流量量Q Q1 1与与Q Q2 2之比。之比。X X方向动量方程方向动量方程y y方向动量方程方向动量方程连续方程连续方程例例1 1 从水箱接一橡胶管道及喷嘴从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图如图)。橡。橡胶管直径胶管直径D D=7.5cm=7.5cm，喷嘴出口直径，喷嘴出口直径d d=2.0cm=2.0cm。水头水头H H=5.5m=5

9、.5m。由水箱至喷嘴的水头损失。由水箱至喷嘴的水头损失h hw=w=0.5m0.5m。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强压强p p=4.9N=4.9N cmcm2 2。如用手握住喷嘴，需。如用手握住喷嘴，需要多大的水平力要多大的水平力R R，行近流速，行近流速v v0 0=0 0，取动能校，取动能校正系数和动量校正系数均为正系数和动量校正系数均为1 1。以过喷嘴中心的水平面为基准面，列水箱渐变流以过喷嘴中心的水平面为基准面，列水箱渐变流断面断面1 11 1和喷嘴出口断面和喷嘴出口断面2 22 2的能量方程的能量方程 喷嘴出口流速和流量为喷嘴出口流速和流量为

10、橡胶管道内的流速橡胶管道内的流速 以喷嘴作为研究对象，建立以喷嘴作为研究对象，建立x x方向的动量方程方向的动量方程 例例2 2 水平放置的水电站压力钢管分岔段，用水平放置的水电站压力钢管分岔段，用混凝土支座固定，已知主管直径混凝土支座固定，已知主管直径D D3.0m3.0m，两，两个分岔管直径个分岔管直径d=2.0md=2.0m，转角，转角120120，主管，主管末端压强末端压强p p 294KN/m 294KN/m2 2，通过总流量，通过总流量Q Q35m35m3 3/s/s，两分岔管的流量相等，动水压强相，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？等，损失不计，试

11、求水对支座的总推力？以图中以图中0 00 0和和1 11 1断面的能量方程得断面的能量方程得 例例3 3 一四通叉管，其轴线均位于同一水平面内，一四通叉管，其轴线均位于同一水平面内，两端输入流量两端输入流量Q Q1 10.2m0.2m3 3/s/s，Q Q3 30.1m0.1m3 3/s/s，相应，相应断面动水压强断面动水压强p p1 120kpa20kpa，p p3 315kpa15kpa，两侧叉管，两侧叉管直接喷入大气，已知各管管径直接喷入大气，已知各管管径d d1 1=0.3m=0.3m，d d3 3=0.2m=0.2m，d d2 2=0.15m=0.15m，=30=30o o。试求交叉处，水流对管壁。试求交叉处，水流对管壁的作用力（忽略摩擦力不计）。的作用力（忽略摩擦力不计）。x x方向的动量方程为方向的动量方程为