宫利梅的水力学

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1、水头损失例：如图，一封闭水箱，其自由面上气体压强为例：如图，一封闭水箱，其自由面上气体压强为 25kN/m2，试问水箱中，试问水箱中 A、B 两点的静水两点的静水 压强何处大？已知压强何处大？已知 h1 为为 5m，h2 为为 2m。 例例: 如图，有一底部水平侧壁倾斜之油槽，侧壁倾角为 300，被油淹没部分壁长 L 为 6m，自由面上的压强油的密度为 0.816kg/m3，问槽底板上压强为多少？某泄洪隧洞，在进口倾斜设置一矩形平板闸门（见图）某泄洪隧洞，在进口倾斜设置一矩形平板闸门（见图） ， 倾角倾角 为为 600，门宽，门宽 b 为为 4m，门长，门长 L 为为 6m，门顶在水面下淹没深

2、度，门顶在水面下淹没深度 h1 为为 10m，若不计，若不计 闸门自重时，问沿斜面拖动闸门所需的拉力闸门自重时，问沿斜面拖动闸门所需的拉力 T 为多少（已知闸门与门槽之间摩擦系数为多少（已知闸门与门槽之间摩擦系数 f 为为 0.25）？门上静水总压力的作用点在哪？）？门上静水总压力的作用点在哪？压强分布图为梯形面积：压强分布图为梯形面积：静水总压力：静水总压力作用点距闸门底部的斜距静水总压力作用点距闸门底部的斜距 总压力 P 距水面的斜距2）用解析法计算 FP 及 ld 以便比较kPagh98108 . 91kPaLhggh14922.158 . 9)23610(8 . 9)60sin(0 1

3、2mkNLghgh/7416)14998(21)(2121kNbFp29647414mhhhhLe79. 2)2361010(3)23610102(6)(3)2(2121 mehLLD71.1479. 2)87. 0106()60sin(01水头损失求 P 的作用点距水面的斜距 对矩形平面，绕形心轴的面积惯矩为 可见，采用上述两种方法计算其结果完全相同。（3）沿斜面拖动闸门的拉力 如图为一平板闸门，闸门宽如图为一平板闸门，闸门宽 B=4m,闸门顶部水深闸门顶部水深 h1=2m,闸门下游水面与闸门顶部同高，水闸门下游水面与闸门顶部同高，水 深深 h2=4m,闸门与水平面的夹角为闸门与水平面的夹角

4、为 600 ，闸门，闸门 AB 绕绕 A 点转动，点转动，B 点有一铅直方向的拉绳，点有一铅直方向的拉绳， 求闸门刚被拉动时的拉力求闸门刚被拉动时的拉力 F 的大小，不计重力。的大小，不计重力。 4.如图所示为一溢流坝上的弧形门。已知：R=10m,门宽 b=8m,=30,试求： （1）作用在弧形闸门上的静水总压力； （2）压力作用点位置。 例题：某坝顶弧形闸门，如图所示。闸门宽例题：某坝顶弧形闸门，如图所示。闸门宽 b=6m,圆弧的半径圆弧的半径 R=4m，闸门可绕，闸门可绕 O 轴旋转。轴旋转。O 轴和水平面在同一高程上。试求：当坝顶水头轴和水平面在同一高程上。试求：当坝顶水头 H=2m 时

5、，闸门上所受时，闸门上所受 的静水总压力。的静水总压力。bLghApFCP0mLhhC61.1287. 0261060sin20 1kNFP29646461.128 . 9ALILLCC CDmhLC5 .145 .11387. 010360sin2101437264121mICmLD71.1421. 05 .14645 .14725 .14kNfFFPT74125. 02964水头损失如图所示：曲面宽如图所示：曲面宽 b=1m 的半圆柱面，且直径的半圆柱面，且直径 D=3m，求该面上的静水总压力的大小和方，求该面上的静水总压力的大小和方 向。向。 例题：由三个半圆弧所连接成的曲面例题：由三个

6、半圆弧所连接成的曲面 ABCD，其半径分别为，其半径分别为 R1=0.5m， R2=1.0m， R3=1.5m，曲面宽度为，曲面宽度为 b=2m。试求曲面所受的总水压力的水平分力和。试求曲面所受的总水压力的水平分力和 垂直方向的分力。垂直方向的分力。例题：由三个半圆弧所连接成的曲面例题：由三个半圆弧所连接成的曲面 ABCD，其半径分别为，其半径分别为 R1=0.5m， R2=1.0m， R3=1.5m，曲面宽度为，曲面宽度为 b=2m。试求曲面所受的总水压力的水平分力和。试求曲面所受的总水压力的水平分力和 垂直方向的分力。垂直方向的分力。水头损失一钢筋混凝土衬砌隧洞，直径一钢筋混凝土衬砌隧洞，

7、直径 d=6m,长长 l=1km,通过的流量通过的流量 Q=400m3/s。水温按。水温按 15计，求计，求 水头损失水头损失 hf（流动为紊流粗糙区）（流动为紊流粗糙区） 。 例题：水从一水箱经两段水管流入另一水箱如图。例题：水从一水箱经两段水管流入另一水箱如图。水箱尺寸很大，箱内水位恒定，计沿程及局部水头损失，试求通过管路的流量。水箱尺寸很大，箱内水位恒定，计沿程及局部水头损失，试求通过管路的流量。例题：水从水箱流入一直径不同的管道，管道连接情况如图所示，已知例题：水从水箱流入一直径不同的管道，管道连接情况如图所示，已知能量守恒例例 3：一离心式水泵的抽水量：一离心式水泵的抽水量 Q=20

8、m3/h,安装高度安装高度 Hs=5.5m，吸水管直径，吸水管直径 d=100mm，若吸，若吸 水管的水头损失水管的水头损失 hw=0.25mH2O,试求水泵进口处的真空值。试求水泵进口处的真空值。4：在水塔引出的水管末端连接一个消防喷水枪，将水枪置于和水塔液面高差：在水塔引出的水管末端连接一个消防喷水枪，将水枪置于和水塔液面高差 H=10m 的地的地 方，若水管及喷水枪系统的水头损失方，若水管及喷水枪系统的水头损失 hw=3m，试问喷水枪所喷出的液体最高能达到的高度，试问喷水枪所喷出的液体最高能达到的高度 （不计在空气中的能量损失）（不计在空气中的能量损失） 。,3,025. 0m50l,2

9、50,5,03. 0,30,15022221111 mHmmdmHmlmmd，.Hs/25lQ3210 . 2,15. 05 . 0;039. 0,10,125;037. 0,25,150321122111所需要的水头）要保持流量（；）局部水头损失（；）沿程水头损失（试求：阀门，逐渐收缩口局部水头损失系数：进jf hhmlmmdmlmmd水头损失如图所示：d1=200mm，d2=200mm，v1=4m/s,形心点压强 p1=98kN/m2，忽略弯管的水头 损失，求水流对弯管的作用力。 （轴线位于水平面上）4545Q Q1 12 21 12 2例题：抽水机的压力水管，如图所示。1-1 与 2-2

10、 断面之间的弯管段轴线位于铅垂面内， d=200mm，弯管轴线与水平线的夹角分别为 0，45。 ，两断面间的管轴线长度 l=6m，水流 经过弯管时将有一推力。为了使弯管不致移动，做一混凝土支座使管道固定。若通过管道 的流量 Q=30l/s,1-1 与 2-2 断面中心点的压强分别为 P1=49kpa，P2=19.6kpa.试求支座所受的作用力。有一沿铅垂直立墙壁敷设的弯管，弯头转角为有一沿铅垂直立墙壁敷设的弯管，弯头转角为 90 度，起始断面度，起始断面 1-1 与终止断面与终止断面 2-2 间的轴间的轴 线长线长 L=3.14m，两管面中心高差为，两管面中心高差为 2m，已知，已知 1-1 断面出的动水压强断面出的动水压强 P1=117.76kN/m2,两断两断 面之间的水头损失为面之间的水头损失为 0.1m,已知管径已知管径 d=0.2m,试求当管中通过流量试求当管中通过流量 Q=0.06m3/s，水流对弯，水流对弯 头的作用力。头的作用力。