水力学课后习题讲解第三章

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。,。,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，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

2、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d2150mm，渐变段AB长为 750mm。,对压差计，N-N为等压面，故有：,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

3、=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.

4、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 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

5、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),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=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=117.6 kN/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，则,水流对管壁的作用力与F大小相等，方向相反。,解