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1、精品文档六、根据题目要求解答下列各题1、图示圆弧形闸门AB(1/4 圆 ), A 点以上的水深H 1.2m，闸门宽 B=4m，圆弧形闸门半径 R=1m，水面均为大气压强。确定圆弧形闸门 AB 上作用的静水总压力及作用方向。解：水平分力Px=pc A x=74.48kN铅垂分力Py= V=85.65kN,H静水总压力P2 = Px 2+ Py2,RAP=113.50kN,ORtan = P /P =1.15=49 y x合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。B。2、图示一跨河倒虹吸圆管， 管径 d 0.8m，长 l=50 m ，两个 30折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为1=0.2， 2=0.5
2、，3=1.0，沿程水头损失系数 =0.024，上下游水位差H=3m。若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量Q 。解： 按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内的计算断面建立能量方程Hhw(l) v 24R2g计算圆 管道断面的水力半径和局部水头损失系数RA0.2m ,0.2 2 0.5 1.0 1.9d / 4将参数代入上式计算，可以求解得到v4.16m/s ,Q vA 2.091m 3 /s即倒虹吸管内通过的流量为2.091m 3/s 。3 、某水平管路直径d1=7.5cm ，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图 )，喷嘴出口直径2d2=2.0cm 。用压力表测得管路与喷嘴接头处的
3、压强 p=49kN m ，管路内流速 v1=0.706m/s 。求水流对喷嘴的水平作用力 F (可取动量校正系数为 1)v1d1解： 列喷嘴进口断面1 1 和喷嘴出口断面22 的连续方程：.精品文档得喷嘴流量和出口流速为：Qv1 A10.00314 m 31Qsv29.9 mRA2s2P对于喷嘴建立 x 方向的动量方程2p1 A1 RQ( v2 x v1x )1Rp3 A3Q(v2v3 ) 187.8 Nx水流对喷嘴冲击力:F与R,等值反向。4、有一矩形断面混凝土渡槽，糙率n=0.014，底宽 b 1.5m，槽长 L 120m。进口处槽底高程 Z 1=52.16m，出口槽底高程 Z 2 52.
4、04 m，当槽中均匀流水深h0=1.7m 时，试求渡槽底坡i 和通过的流量 Q。解： i= （Z1-Z2） /L = 0.001Abh22.55 mxb2h4.9 mAR 0.52 mxC111R 664.06 m 2 / snv=C (Ri)0.5 1.46m/s31已知一流动的速度场为： vx = 2xy+x ， vy = x 2-y2-y，试证明该流动为有势流动，且存在流函数，并求速度势及流函数。解：（ 1）vx2xv y2x ，yx则x= y= z =0， 流动为无旋流动， 该流动为有势流动。又 vxv y2 y12 y 10 ，即流动为不可压缩流体的平面流动，xy该流动存在流函数。（
5、2） ddxdyvx dxv ydy(2xyx) dx( x2y 2y)dyxy 速度势为：(2xyx)dx22y)dy2x2y3y 2c( xyx y232 ddxdyvy dxvxdy( x2y 2y)dx(2xyx)dyx y 流函数为：( x 2y2y)dx (2xy x)dy xy 2xyx3c3.精品文档2如图所示，两圆筒内装的是水，用管子连接。第一个圆筒的直径d = 45 cm，其活塞上受1力 F1=320 N ，密封气体的计示压强为981.0 Pa；第二个圆筒的直径d2= 30 cm，其活塞上受力 F2=490 N ，开孔通大气。若不计活塞重量，求平衡状态时两活塞的高度差h。解
6、：P1F1PePa水 ghA1P2F2PaA2d12A14d 22A24 P1 P2F2F1ped 22d12h44水 g0.402(m)12=3m3=5m，闸门宽 B = 2m ，1=9806 N/m3，2=120003已知： 一闸门如图， h = 2m，h，hN/m 3， 3 =46000 N/m 3。求作用在AB 板上的合力，以及作用在B 点的合力矩。解：F11ghc1 A11h1 h1 B980612239224( N )2F2 1 gh1 A29806 2 3 2 117672(N )F2 2 ghc 2 A2120001.532108000( N )F33 ghc3 A346000
7、2.5(23)21150000(N )F合F3F1F21150000 39224108000885104( N )M BF3h3F1(h2h1 ) F2 h2F2 h233231150000539224(32 )117672310800031488324 .2(N .m)3323.精品文档4图示为水自压力容器定常出流，压力表读数为10atm， H=3.5m ，管嘴直径D =0.06m ，1D2=0.12m ，试求管嘴上螺钉群共受多少拉力？计算时管嘴内液体本身重量不计，忽略一切损失。解：对容器液面和管嘴出口截面列伯努利方程：Pev12gH2g2Pev12gH2101.01310529.83.51
8、00045.77( m / s)D120.062v2v145.7711.44(m / s)D 20.12选管嘴表面和管嘴进出口断面所围成的体积为控制体，列动量方程：Fpnxqv v1xv2 xP2e A2FxFxqv v1v2P2 e A2对管嘴的进出口断面列伯努利方程，得v22P2 ev122gg2gP2 e981986.77( Pa) Fx100045.770.06245.7711.44 981986.770.122446663.6( N )FFx6663.6(N )5如图示，水流经弯管流入大气，已知d1=100mm ， d2=75mm ， v2=23m/s，不计水头损失，求弯管上所受的力
9、。解：由连续方程：v1d12v2 d22得：d22752vv2312.94(m / s)12d121002对弯管的进、出口截面列伯努利方程：P1bz1v12P2bz2v22gg2g2 g其中， P2 b= 0 ， z1 = z 2，代入得：P1bv22v121000 23212.94 21.808 105 (Pa )22g2.精品文档选弯管所围成的体积为控制体，对控制体列动量方程：qvv2 xv1 xF pn1xFqvv2 yv1 yF pn1yFpn2xFpnbx P1b A1 F pnbxpn 2 yF pnby F pnby1000230.0752v2cos30v11.8081050.12Fpnbx441000230.0752v2sin 300Fpnby4
