【重庆大学出版社·肖明葵】版_水力学课后习题讲解第三章

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1、解：由得：又由连续性方程：Q1=Q2或v1A1=v2A2得：3.6如图所示自来水管直径d1=200mm，通过流量Q=0.025m3/s，求管中的平均流速v1；该管后面接一直径d2=100mm的较细水管，求断面平均流速v2。。3.8题3.8图所示输送海水的管道，管径d＝0.2m，进口断面平均流速v=1m/s，若从此管中分出流量，问管中尚余流量Q2等于多少？设海水密度为1.02×103kg/m3，求重量流量解：由有分流情况的连续性方程知：Q=Q1+Q2解：以管轴线0-0为基准线，写A→B的伯方程：(1)3.11利用毕托管原理测量输水管中的流量（题3.11图），已知输水管直径d为20

2、0mm，测得水银压差计读数hp为60mm，若此时断面平均流速v=0.84uA，式中uA是毕托管前管轴上未受扰动之水流的A点的流速。问输水管中的流量Q多大？又由水银压差计公式：在本题中：zA=zB=0，故知：(2)将(2)代入(1)中得：解：以1-1水平面为基准面，写1-1到2-2断面的能量方程又由连续性方程：3.17题图示一文丘里流量计，水银压差计读数为360mm，若不计A、B两点间的水头损失，试求管道中的流量。已知管道直径d1=300mm，喉段直径d2＝150mm，渐变段AB长为750mm。对压差计，N-N为等压面，故有：3.20一大水箱下接直径d＝150mm之水管，水经最末

3、端出流到大气中，末端管道直径d＝75mm，设管段AB和BC间的水头损失均为，管段CD间的水头损失,试求B断面的压强和管中流量。解：以水箱水面为基准面，对0-0到D-D写能量方程：由连续性方程：又由0-0面到B-B写能量方程：解：以0-0断面为基准面，写1-1到C–C断面的能量方程。（1-1与C–C两断面均接大气，p=0）（hw1-c=0.5+0.5=1）3.25题3.25图所示一虹吸管，通过的流量Q=0.028m3/s，管段AB和BC的水头损失均为0.5m，B处离水池水面高度为3m，B处与C处的高差为6m。试求虹吸管的直径d和B处的压强。对1-1到2-2断面能量方程（以1-1为

4、基准）（B点必然产生负压，才能将池中水吸上高处）。解：取d1及d2直径处的渐变流断面1-1断面及2-2断面，基准线选在管轴线上，由连续性方程：3.31一水平变截面管段接于输水管路中，管段进口直径d1为10cm，出口直径d2为5cm（题3.31图）。当进口断面平均流速v1为1.4m/s，相对压强p1为58.8kN/m2时，若不计两断面间的水头损失，试计算管段出口断面的相对压强。写1-1断面到2-2断面的伯诺里方程：解：取如图所渐变流断面1-1及2-2，基准面0-0取在上游渠底，写1-1断面到2-2断面的伯诺里方程：3.34一矩形断面平底的渠道，其宽度B为2.7m，河床在某断面处抬

5、高0.3m，抬高前的水深为1.8m，抬高后水面降低0.12m（题3.34图），若水头损失hw为尾渠流速水头的一半，问流量Q等于多少？3.36水流从喷嘴中水平射向一相距不远的静止壁面，接触壁面后分成两段并沿其表面流动，其水平面图如题3.36图所示。设固壁及其表面的液流对称于喷嘴的轴线。若已知喷嘴出口直径d＝40mm，喷射流量Q为0.0252m3/s，求：液流偏转角θ分别等于60°，90°与180°时射流对固壁的冲击力FR，并比较它们的大小。解：取渐变流断面0-0，1-1，2-2以及液流边界面所围的封闭面为控制面，重力垂直于射流平面，略去机械能损失，由总流的伯诺里方程得：总流的动量

6、方程在x轴上的投影为：FR=FR’(方向相反)：(固壁凸向射流)：(固壁为垂直平面)：(固壁凹向射流)解：取渐变流断面1-1及2-2，以2-2断面为基准面，写1-1断面到2-2断面间水流的能量方程：3.38有一沿铅垂直立墙壁铺设的弯管如题3.38图所示，弯头转角为90°，起始断面1-1与终止断面2-2间的轴线长度L为3.14m，两断面中心高差ΔZ=2m，已知1-1断面中心处动水压强pl＝117.6kN／m2，两断面之间水头损失hw＝0.1m，已知管径d=0.2h，试求当管中通过流量Q＝0.06m3/s时，水流对弯头的作用力。将hw=0.1m,p1=117.6kN/m2代入上式得

7、：于是：弯头内的水重为：1-1断面的动水总压力：2-2断面的动水总压力：x方向的动量方程：y方向的动量方程：管壁对水流的总作用力：令作用力F与水平轴x的夹角为θ，则水流对管壁的作用力与F大小相等，方向相反。3.41管道在某混凝土建筑物中分叉，如题3.41图所示。已知，主管直径D=3m，分叉管直径d=2m，主管流量Q＝35m3/s。两分岔管流量均为Q/2。分岔管转角α为60°，断面1-1处的压强水头水柱，不计水头损失，求水流对支座的作用力。解：由连续性方程：又由伯诺里方程：求p2，p3，写出有