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'大连理工大学水力学第三章习题课ppt课件
3.11水流经过水箱侧壁的孔口流入大气中,已知孔口的直径d=10mm,水头H=2m,孔口的泄流量Q=0.3L/s,射流某一断面的中心坐标x=3m,y=1.2m,试求:(1)流量系数μ;(2)流速系数φ;(3)收缩系数ε;(4)阻力系数ξ。
(1)管中流量Q;
(2)绘制整个管路的测压管水头线
3.18如题图所示为一水电站压力管道的渐变段,已知直径d1=1.5m,d2=1m,渐变段开始断面的相对压强p1=4pa,pa为大气压强,管中通过的流量Q=1.8m3/s,不计水头损失,试求渐变段支座所受的轴向力。
3.19如题图所示为一平面上的弯管,已知直径dA=25cm,dB=20cm,A-A断面的相对压强pA=17.66N/cm2,管中流量Q=0.12m3/s,转角θ=60o,不计水头损失,试求弯管所受的作用力。
3.20有一在水平面上如图所示的分叉管,其管径如图中所注,已知两管的出口流速均为v2=v3=10m/s,不计管中的水头损失,试求水流对此分叉管作用力的大小和方向。
3.21如题图所示平板闸门下出流,已知上游水深H=4m,下游收缩断面水深hc=1m,闸门宽度B=3m,泄流量Q=20m3/s,不计水流与渠床的摩擦力,试求作用在闸门的动水总压力。
3.22如图所示,一射流在平面上以v=5m/s的速度冲击一斜置平板,射流与平板之间夹角α=60o,射流的过水断面积A=0.008m2,不计水流与平板之间的摩擦力,试求:(1)垂直于平板的射流作用力;(2)如图中所示流量Q1与Q2之比。
X方向动量方程y方向动量方程连续方程
例1从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图)。橡胶管直径D=7.5cm,喷嘴出口直径d=2.0cm。水头H=5.5m。由水箱至喷嘴的水头损失hw=0.5m。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p=4.9Ncm2。如用手握住喷嘴,需要多大的水平力R,行近流速v0=0,取动能校正系数和动量校正系数均为1。
以过喷嘴中心的水平面为基准面,列水箱渐变流断面1-1和喷嘴出口断面2-2的能量方程喷嘴出口流速和流量为橡胶管道内的流速
以喷嘴作为研究对象,建立x方向的动量方程
例2水平放置的水电站压力钢管分岔段,用混凝土支座固定,已知主管直径D=3.0m,两个分岔管直径d=2.0m,转角α=120º,主管末端压强p=294KN/m2,通过总流量Q=35m3/s,两分岔管的流量相等,动水压强相等,损失不计,试求水对支座的总推力?
以图中0-0和1-1断面的能量方程得
例3一四通叉管,其轴线均位于同一水平面内,两端输入流量Q1=0.2m3/s,Q3=0.1m3/s,相应断面动水压强p1=20kpa,p3=15kpa,两侧叉管直接喷入大气,已知各管管径d1=0.3m,d3=0.2m,d2=0.15m,θ=30o。试求交叉处,水流对管壁的作用力(忽略摩擦力不计)。
x方向的动量方程为
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