四川大学水力学.pptx

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1、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0.04

2、m2，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

3、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1

4、2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

5、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-

6、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

7、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.

8、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3

9、0cm30cm，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