水力学作业2：水流运动基本原理

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1、湖南水电职院2013-2014学年第一学期作业2课程名称水力学适用班级12级给排水一班布置时间：2013.11.1上交时间：2013.11.8姓名：宋苗苗成绩：P65习题3-16一变直径管段AB，如下图，,，高差，今测得，，B点处断面平均流速。求A、B两断面的总水头差及管中水流流动方向。由连续方程从而得出Ａ、Ｂ两断面总水头差为（以Ａ点所在水平面为基准面）：＝∴Ｂ点总水头大于Ａ点总水头。∴水流从Ｂ→Ａ流动P65习题3-17某水管如下图所示，已知管径，当阀门全关时，压力计读书为0.5个大气压，而当阀门全开时，保持恒定流，压力计读书降至0.2个大气压，若压力计前段的总水头损失为。求管

2、中的流速和流量。解：取管轴线为０—０基准面阀门全关时：水处于静止状态，任意一点对０—０基准面的单位势能为零。∴Ｈ=＝５（ｍ）阀门开启时：水处于运动状态如图所示列断面１—１和断面２—２能量方程。断面１—１计算点选在自由表面。断面２—２计算点处在压力计管轴中心点Ｈ＋０＋０＝０+动能修正系数α＝１求得ｖ＝４．４３ｍ／sＱ＝Ａ×ｖ＝＝０．０３５（ｍ３／ｓ）P65习题3-20有一文德里管路，如下图，已知管径，文德里管喉部直径，水银比压计高差，实测管中流量。求文德里流量计系数。：流量系数μＱ理论值＝＝０．０６１５９（ｍ３／ｓ）μP65习题3-21一引水管的渐缩弯段，如下图，已知入口直径，出口

3、直径，流量，断面1-1的相对压强，管子中心线位于水平面内，转角。若不计水头损失，求固定此弯管所需的力。解：如图建立直角坐标系ｘｏｙ，取断面１—１和断面２—２间的水体作为脱离体，对其进行受力分析。包括动水压力Ｐ１、Ｐ２。弯管对水流作用力Ｆ，分解为Ｆｘ、Ｆｙ（假设方向如图）。因为管子位于水平面内，因此重力在ｘ、ｙ方向上无分力。分别对ｘ、ｙ方向列动量方程，动量修正系数β１＝β２＝１。ｘ方向：Ｐ１－Ｆｘ＝ρＱ（０－ｖ１）Ｆｙ－Ｐ２＝ρＱ（ｖ２－０）以管轴线所在的平面为基准面，列断面１—１和断面２—２能量方程α１＝α２＝１　　ｈｗ＝０∴可得　ｐ２＝１８９．２６ｋＮ／ｍ２Ｐ２＝ｐ２Ａ２＝１８

4、９．２６××＝５．９４（ｋＮ）Ｐ１＝ｐ１Ａ１＝１９６××＝９．６２（ｋＮ）∴　Ｆｘ＝Ｐ１－ρＱ（０－ｖ１）＝９．６２－１×０．１５（０－３．０６）＝１０．０８（ｋＮ）　　Ｆｙ＝Ｐ２＋ρＱ（ｖ２－０）＝５．９４＋１×０．１５（４．７８－０）＝６．６６（ｋＮ）合力为Ｆ＝＝１２．０８（ｋＮ）Ｆｘ、Ｆｙ都为正值，说明所设的Ｆ方向是正确的，合力方向α＝ａｒｃｔａｎＦｙＦｘ＝３３．４５°。根据作用力和反作用力原理，水流对弯管的作用力Ｆ′＝Ｆ，方向与Ｆ相反，与力轴方向的夹角为３３．４５