水力学习题评讲3

《水力学习题评讲3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水力学习题评讲3（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

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d0.2m，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1.02103kg/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AB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200mm，

2、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：过水断面分别选择1，2，3点 处；认为1点水面恒定，选择2点为 基准面：对1点和2点之间建立伯诺 里方程 v2=8.28 m/s 3.12 一个水深1.5m，水平截面积为3m3m的水箱（题3.12图 ），箱底接一直径d=200mm，长为2m的竖直管，在水箱进 水量等于出水量情况下作恒定出流，试求点3的压强。略去水 流阻力，即hw=0。P3=-1 m水柱. 由连续性方

3、程可知 v3=v2=8.28 m/s对3点和2点之间建立伯诺里方程 v2=8.28 m/s 解：文丘里管常数 流量 3.15 为了测量石油管道的流量，安装一文丘里流量计（题3.15 图）。管道直径d1=20cm，文丘里管喉道直径d210cm，石油 密度850kg/m3，文丘里管流量系数0.95，水银压差计 读数hp15cm，问此时石油流量Q为多大？ 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d2150mm，渐变段A

4、B长为750mm。对压差计，N-N为等压面，故有：解：选择A3截面作为基准面，对A0和A3截面之间建立伯诺里方程 v3=7.668 m/s 由连续性方程 v1A1=v2A2=v3A3 可知 v1=5.751 m/s; v2=2.3 m/s 3.19 图示容器内存有水，水流沿变断面管道流入大气作恒定 流动。已知A0=4m2，A10.04m2，A20.lm2，A30.03m2。 水面与各断面距离为：h11m，h2=2m，h3=3m，不计水头 损失，试求断面A1及A2处的相对压强。 对A0和A1截面之间建立伯诺里方程 p1=-6737.5 Pa 对A0和A2截面之间建立伯诺里方程 p2=16954

5、Pa 3.20 一大水箱下接直径 d150mm之水管，水经最末端出流到大气中，末端管道直径d75mm，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：选择管道轴线作为基准面（1）对水箱水面和出口之间建立伯诺里方程 :v2=8.85 m/s3.22 由断面为0.2m2和0.1m2的两根管道组成的水平输水管系从 水箱流入大气中。（1）若不计水头损失，求断面平均流速v1和 v2及进口后渐变流断面B处的压强；（2）考虑水头损失，第一段为4 ，第二段为3 ，求断

6、面平均流速v1和v2。对水箱水面和B之间建立伯诺里方程 pB=29.4 KPa （2）对水箱水面和出口之间建立伯诺里方程 由连续性方程 v1A1=v2A2 2v1= v2 从而可得 v1=1.98 m/s v2=3.96 m/s由连续性方程 v1A1=v2A2 得 v1=4.43 m/s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

7、B处的压强。对1-1到2-2断面能量方程 （以1-1为基准）（B点必然产生负压，才能将池中水吸上高处）。解：选择水池水面作为基准面 对0-0面和2-2面之间建立伯诺里方程 又有 Q=v2A2 可得 v2=3.112 m/s从而有 hS=3 m3.26 一台离心泵，抽水量为0.22m3/s，水泵进口允许真空度已知 为4.5m水柱，水泵进口直径d=300mm（题3.26图），从水池经 管道进口的吸水滤头至水泵进口的水头损失为1m，求能避免汽蚀的水泵进口轴线至水源水面的最大高度（称为水泵的最大安装 高度）hs。 解：对1-1面和2-2面之间液流建立伯诺里方程 3.29 一水池通过直径有改变的管道系统

8、泄水（题3.29图）， 已知管道直径d1125mm，d2100mm，喷嘴出口直径 d375mm，水银压差计中读数h=175mm，不计管道中流动的液体的水头损失，求 管道流量Q和喷嘴上游管道 中的压力表读数p。 （压力表与3-3断面中心点的高差可略）由连续性方程 v1A1=v2A2=v3A3 联立可得 v1=5.48 m/s v2=8.56 m/s v3=15.21 m/s流量 Q= v1A1=v2A2=v3A3=0.0672 m3/s基准面过3-3断面形心点，从压力表所在断面到3-3断面建立 伯诺里方程，忽略高差和水头损失压力表读数v1=5.48 m/s v2=8.56 m/s v3=15.2

9、1 m/s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，河床在某断面处抬高0.3 m，抬高前的水深为1.8 m，抬高后水面

10、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d40mm，喷射流量Q为0.0252m3/s，求：液流偏转角分别等于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：总流的动量方程在x轴上的投影为：FR=FR(方向相反)：(固壁凸向射流)：(固

11、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Z为2m，已知1-1断面中心处动水压强pl117.6kNm2，两断面之间水头损失hw0.1m，已知管径d=0.2h，试求当管中通过流量Q0.06m3/s时，水流对弯头的作用力。将hw=0.1m, p1=117.6KN/m2代入上式得：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

12、方程：y方向的动量方程：管壁对水流的总作用力：令反作用力F与水平轴x的夹角为，则水流对管壁的作用力与F大小相等，方向相反。3.40 一过水堰，上游渐变流断面1-1的水深h11.5m，下游 渐变流断面2-2的水深h2=0.6m，断面1-1和2-2之间的水头损失 略去不计，求水流对每米宽过水堰的水平推力 解：水流对1-1断面和2-2断面 的动水压力分别为：对1-1断面和2-2断面之间建立伯诺里方程 连续性方程 Q=v1A1=v2A2可得 v1=1.833 m/s v2=4.583 m/s又由总流动量方程 可得 FR=1.71 kN因此，水流对每米宽水堰的推力为1.71 kN，方向向右.3.41 管

13、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Q35m3/s。两分岔管流量均为Q/2。分岔管转角为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，写出有分流的伯诺里方程：同理可得设支座对液体的反作用力为Rx与Ry，则：x方向动量方程：水流对支座的作用力：y方向动量方程：3.42 一矩形断面渠道宽4m，渠中设有薄壁堰（置于渠道横截面上的挡水薄板，水可以从板顶部溢流至下游，用于测量 流量），堰顶水深1m，堰高2m，下游尾水深0.8m，已知通过 堰的流量Q6.8m3/S，堰后水舌内外均为大气（题3.42图），试求堰壁上所受动水总压力（上、下游河底为平底，河底摩擦 阻力略去不计）。解：水流对1-1断面和 2-2的动水压力分别为：对1-1断面和2-2断面之间液流建立伯诺里方程Q=v1A1=v2A2，可得 v1=0.567 m/s v2=2.125 m/s连续性方程又由总流动量方程因此，水流对每米宽水堰的推力为153 kN，方向向右.