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文档简介

2014.11水力分析与计算

主讲人:刘红英杨凌职业技术学院水流对平板闸门的推力计算水利水电建筑工程动量方程计算举例水流对平板闸门的推力计算目录12水流对平板闸门推力计算成果分析3动量方程的应用步骤动量方程举例水流对平板闸门的推力应用举例实例:在某平底矩形断面渠道中修建水闸,闸门与渠道同宽,采用矩形平板闸门且垂直启闭,如图(a)所示。已知闸门宽度m,闸前水深m,当闸门开启高度m时,闸后收缩断面水深m,水闸泄流量m3/s。若不计水头损失,求过闸水流对平板闸门的推力。图(a)1.动量方程举例:

解:第一步取过水断面1—1、c—c之间的全部水流为控制体,如图(b)所示。根据连续方程,可得11cc图(b)m/s

m/s

水流对平板闸门的推力应用举例1.动量方程举例:

第二步:沿水平方向选取坐标X轴,如图(c)所示。过水断面1—1流速v1和过水断面c—c的流速vc均沿水平方向,流速与X正方向一致。X11cc图(c)v1

vc

水流对平板闸门的推力应用举例1.动量方程举例:

第三步:分析控制体的受力,并标出全部作用力的方向,如图(d)所示。过水断面1—1和c—c上的动水压力P1和Pc,闸门对水流的作用力R,重力G与水流方向垂直。X11cc图(d)v1

vc

P1

Pc

RG水流对平板闸门的推力应用举例1.动量方程举例:

重力G沿垂直方向,故在X轴上无投影,1—1断面和c—c断面的动水压力:KN

X11cc图(d)v1

vc

P1

Pc

RGKN

水流对平板闸门的推力应用举例1.动量方程举例:

第四步:列X方向的动量方程式。设闸门对水流的反作用力为R,方向水平与X轴为反方向。

,得KNX11ccv1

vc

P1

Pc

RG水流对平板闸门的推力应用举例1.动量方程举例:

2.成果分析:

因为求得闸门对水流的反作用力R为正值,说明假定的方向即为实际方向,则水流对闸门的作用力KN,方向与X轴的正方向相同,如图(e)所示。X11cc图(e)v1

vc

P1

Pc

RG水流对平板闸门的推力应用举例3.动量方程的应用步骤第一步:取控制体。控制体由下列诸控制面围成:液流两端的过水断面,与流动方向相垂直;固体(或气体)边界与液流的接触面,与流动方向相切。第二步:选坐标系。坐标平面xoy的方位可以任意选,以能尽可能方便计算为原则。水流对平板闸门的推力应用举例第三步:分析控制体上所受诸外力。一般包括:重力,动水压力,边界反力,摩阻力。第四步:列动量方程式。动量和外力是矢量,它们被投影到坐标轴上时,应注意其正、负号。动量的方向由流速方向确定。待求量按先行假定的方向计算,若计算结果待求量是正值,则表明假定是正确的;若计算结果是负值,则表明当初假定的方向是错误的,应该相反。主持单位:

广东水利电力职业技术学院

黄河水利职业技术学院参建单位:杨凌职业技术学院

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