《2022年水力学课后计算题及答案解析 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年水力学课后计算题及答案解析 .pdf（31页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、优秀学习资料欢迎下载水力学课后计算题及答案第一章绪论1-120的水 2.5m3，当温度升至80时，其体积增加多少？解 温度变化前后质量守恒，即2211VV又 20时，水的密度31/23.998mkg80时，水的密度32/83.971mkg321125679.2mVV则增加的体积为3120679.0mVVV1-2当空气温度从0增加至20时，运动粘度增加 15%，重度减少 10%，问此时动力粘度增加多少（百分数）？解 原原)1 .01 ()15.01 (原原原035.1035.1035. 0035. 1原原原原原此时动力粘度增加了 3.5% 1-3有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为/)5 .0
2、(002.02yhygu，式中、分别为水的密度和动力粘度，h为水深。试求mh5. 0时渠底（y=0）处的切应力。解 /)(002.0yhgdydu)(002.0yhgdydu当h=0.5m ，y=0 时)05.0(807.91000002.0精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载Pa807.91-4一底面积为45 50cm2，高为 1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角22.620（见图示），求油的粘度。解 木块重量沿斜坡
3、分力F 与切力 T 平衡时，等速下滑yuATmgddsin001.0145.04.062.22sin8 .95sinuAmgsPa1047.01-5已知液体中流速沿y方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律yudd，定性绘出切应力沿y 方向的分布图。uyuuuuyuuy精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载解 1-6为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。已知导线直径0.9mm ，长度 20mm ，涂料的粘度=0.02Pa s。若导线以速率50m/s 拉过模具，试求所需牵拉力。（1.
4、O1N ）解 253310024.51020108.014.3mdlANAhuFR01.110024.51005.05002.053= 0yy0=0y精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载1-7 两平行平板相距0.5mm ， 其间充满流体， 下板固定，上板在 2Pa 的压强作用下以0.25m/s匀速移动，求该流体的动力粘度。解 根据牛顿内摩擦定律，得dydu/sPa33104105.025.0/21-8 一圆锥体绕其中心轴作等角速度16rads旋转。锥体与固定壁面间的距离=1mm ，用0.1Pa s
5、的润滑油充满间隙。锥体半径R=0.3m ，高 H=0.5m 。求作用于圆锥体的阻力矩。 （39.6N m）解 取微元体如图所示微元面积：cos22dhrdlrdA切应力：0rdydu阻力：dAdT阻力矩：rdTdMdArrdTdMMdhrrH0cos12)(cos1203htgrdhrH精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载Hdhhtg033cos12NmHtg6.392857.0106.05.0161.0cos4233443第二章流体静力学2-1一密闭盛水容器如图所示，U 形测压计液面高于容器内液
6、面h=1.5m ，求容器液面的相对压强。解 ghppa0kPaghpppae7.145.1807.9100002-2 密闭水箱，压力表测得压强为4900Pa 。 压力表中心比A 点高 0.5m ， A 点在液面下1.5m 。求液面的绝对压强和相对压强。解 gppA5.0表PagpgppA49008.9100049005 .10表Papppa9310098000490000精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载2-3多管水银测压计用来测水箱中的表面压强。图中高程的单位为m。试求水面的绝对压强 pabs
7、。解 )2 .13 .2()2 .15 .2()4.15 .2()4.10.3(0gpgggpa汞水汞水gpgggpa汞水汞水1 .13 .11 .16.10kPaggppa8.3628.9109.28.9106 .132.2980009.22.2330水汞2-4 水管 A、B 两点高差h1=0.2m ， U 形压差计中水银液面高差h2=0.2m 。试求 A、B 两点的压强差。 （22.736N m2）解 221)(ghphhgpBA水银水PahhgghppBA22736)2.02 .0(8 .9102 .08 .9106.13)(33212水水银2-5水车的水箱长3m,高 1.8m ，盛水深
8、1.2m ，以等加速度向前平驶，为使水不溢出，加速度 a 的允许值是多少？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载解 坐标原点取在液面中心，则自由液面方程为：xgaz0当mlx5.12时，mz6.02.18 .10，此时水不溢出20/92. 35. 16. 08 .9smxgza2-6矩形平板闸门AB 一侧挡水。已知长l=2m ，宽b=1m ，形心点水深hc=2m ，倾角=45，闸门上缘A 处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力。试求开启闸门所需拉力。解 作用在闸门上的总压力：NAghApPcc3920
9、01228.91000作用点位置：mAyJyycccD946.21245sin22112145sin23mlhycA828.12245sin22sin)(45cosADyyPlT精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载kNlyyPTAD99.3045cos2)828. 1946. 2(3920045cos)(2-7图示绕铰链O 转动的倾角=60 的自动开启式矩形闸门，当闸门左侧水深h1=2m ，右侧水深h2=0.4m 时，闸门自动开启，试求铰链至水闸下端的距离x。解 左侧水作用于闸门的压力：bhhgA
10、ghFcp60sin211111右侧水作用于闸门的压力：bhhgAghFcp60sin222222)60sin31()60sin31(2211hxFhxFpp)60sin31(60sin2)60sin31(60sin2222111hxbhhghxbhhg)60sin31()60sin31(222121hxhhxh)60sin4. 031(4 .0)60sin231(222xxmx795.02-8一扇形闸门如图所示，宽度b=1.0m ，圆心角=45 ，闸门挡水深 h=3m ，试求水对闸门的作用力及方向精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8
11、 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载解 水平分力：kNbhhgAghFxcpx145.44320. 381.910002压力体体积：322221629.1)45sin3(8321)345sin3(3)45sin(821)45sin(mhhhhhV铅垂分力：kNgVFpz41.111629.181.91000合力：kNFFFpzpxp595.4541.11145.442222方向：5.14145.4441.11arctanarctanpxpzFF2-9 如 图 所 示 容 器 ， 上 层 为 空 气 ， 中 层 为3mN8170石油的 石 油 ， 下 层 为3mN12550甘油的甘油， 试求：
12、当测压管中的甘油表面高程为9.14m 时压力表的读数。解 设甘油密度为1，石油密度为2，做等压面1-1 ，则有)66.362.7()66.314.9(211gpgpGgpgG2196.348.5ggpG2196.348.5GBA 空 气 石 油 甘 油7.623.661.529.14m11精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载96. 317.848.525.122kN/m78.34第三章答案1、如图 4-5 所示，设某虹吸管 a=2m, h=6m, d=15cm 。试求：（1） 管内的流量。（2）
13、管内最高点 S 的压强。（3） 若 h 不变，点 S 继续升高（即 a 增大，而上端管口始终侵入水内） ，问使虹吸管内的水不能连续流动的a 值为多大？【解】（1）以水箱底面为基准，对自由液面 11 断面和虹吸管下端出口处2 -2 断面建立伯努利方程，忽略水头损失，则gvpgvpzz2221222211+=+其中hzz+=21021= pp01=v则smsmghv/85.10/681. 9222=管内体积流量：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载smsmdvQ/192.0/15.0485.1043
14、222=（2）以管口 2-2 断面为基准，对自由液面1-1 断面即管内最高点S 点为中心断面，列伯努利方程，忽略水头损失，则gvpsgvpsszz2212211+=+其中h1=zhazs+=01=p01=vsmvv/85.102s=即kPakPaapgvs46.78)81.9285.10-2- (9807)- (2222=故 S 点的真空压强vp=78.46kpa 。(3)当 h 不变时， S 点 a 增大时，当 S 点压强 Ps 等于水的气化压强时，此时 S 点发生水的汽化，管内的流动即终止。查相关表可知，在常温下（15摄氏度）水的汽化压强为1697Pa （绝对压强），以管口 2-2 断面为
15、基准，列 S 点位中心的断面及断面 2-2 的伯努利方程（忽略水头损失）gvpgvpzz22212222ss+=+其中hazs+=02=z2svv =a1697Pps=a1013252Pp =即m16.4m16.10m6-98071697-101325h-a2=）（spp本题要注意的事，伯努利方程中两边的压强性质要相同，由于Ps 为绝对压精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载强，因此出口处也为绝对压力。2、有一倾斜放置的渐粗管如图4-6 所示， A-A与 B-B两过水断面形心点的高差为 1.0m。
16、断面 A-A 管径ad=200mm, 形心点压强 Pa=68.5kpa 。断面 B-B管径Bd=300mm ，形心点压强Bp=58kpa ，断面平均流速BV=1.5m/s，试求（1）管中水流的方向。（2）两端面之间的能量损失。（3）通过管道的流量。【解】（1）以通过断面 A-A 形心点的水平面为基准面，分别写出断面A-A，断面 B-B 的伯努利方程gVmgVmgVgpZHAABBAAAAA299.628 .9100105 .68022232+=+=+=gVmgVmmgVgpZHBBBBBBBBB292.628.910010580.122232+=+=+=由于mmdmmdBA300200=取0.
17、1=A故精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载gVgVBBAA2222因此BAHH，可见断面A-A 的总机械能高于断面B-B 的总机械能，该管中水流是从断面 A-A 流向 B-B 断面（2）以通过断面 A-A 形心点的水平面为基准面， 写出断面 A-A 与断面B-B 的恒定总流的伯努利方程wABBBBBAAAAhgVgpZgVgpZ+=+2222取动能修正系数0.1=AA且0=AZ故gVVgVmgVmgVgpmgVgphBABABBAAwAB207.0)292.6)(299.6()20.1)(2(
18、222222+=+=+=因BABBAVddVV49)(2=，所以精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载mmgVmgVVmhBBBwAB536.08 .9325.16507.0326507.02)49(07.02222=+=+=+=（4） 通过管道流量sLsmVdVAQBBBB/975.105/) 5.13 .04(4322=3、图 4-7 所示为文丘里流量计测量水管中的流量，已知1d=0.3m ，2d=0.15m ，水银压差计中左右水银面的高差为h =0.02m，试求流量 Q 【解】对断面 1-1
19、 和断面 2-2 应用伯努利方程，gVgpZgVgpZ222222221111+=+)(222112122gpZgpZgVV+=设断面 2-2 与右边水银面高差为L，则)-(-1212ZZlgphgglp+=+整理得精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载mhgppZZ252. 0) 1(2112=+利用连续性方程2211AvAv=，则mAAgV252. 021222=）（smV/2231.22=smAVQ/0 3 9 29.022=从本题看出，用文丘里流量计测量管道流量时，Q 的一般计算式为)()
20、(24221142gpZgpZDdgdQ+=如果用 U 型水银压差计测量水压，则Q 的计算式为)(12)(42hgdQ =值得注意的是，文丘里流量计无论是水平，倾斜或者是竖直放置，其计算公式都是一样的。4、矩形断面的平底渠道，宽度B=2.7m ，渠底在某段面出抬高0.5m，已知该断面上游水深为 2m，下游水面降低 0.15m（见图 4-8） ，忽略渠道边壁和渠底的阻力。试求：（1） 渠底的流量。（2） 水流对底坎的冲击力。【解】 本题是总流的伯努利方程和动量方程用于明渠水流运动的问题。（1） 求流量。以通过上游渠底的水平面为基准面，在坎底上精选学习资料 - - - - - - - - - 名师
21、归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载下游渐变流段，选取1-1 断面，2-2 断面，列伯努利方程gVgpZgVgpZ222222221111+=+在明渠流动中，怎样选取计算点呢？根据渐变流的特性， 过水断面上个点的总测压管水头gpZ+都相等。但是，将计算点选取在水面上，其压强P=0（以相对压强计），取动能修正系数0 .1=AA，伯努利方程简化为gVZgVZ22222211+=+21212222ZZgVgV=0.15m 由连续方程2211AvAv=，得1221AAVV =22221675.0215.05.02vvvBhBh=代入上式精选学习资料 - -
22、 - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载15. 0675.10222=gvsmsmgv/32.2/675.1015.0222=smvv/57. 1675. 021=流量smsmBhvAvQ/46. 8/35. 17 . 232. 2332222=（2） 求水流对坎底的冲击力。取过水断面1-1，断面 2-2，水流表面及壁面所围成的空间为控制体（见图4-9） ，选直角坐标系 xOy，令 Ox 轴方向与流动方向一致，列Ox 方向的动量方程)(12vvQFx=作用在控制体内水流上的力有KNKNBghBhhgP92.597. 2
23、28. 92121221111=KN11.24KN7.235.18.9212=R 为坎底对水流的作用力，假设此力沿 Ox 轴方向，是待求量将各量带入动量方程得：)v-Q(vR-P-P1221=KNKN47.22)57.132.2(8.461-24.11KN-52.92KN)v-Q(v-P-PR1221=水流对坎底的冲击力R 与 大小相等，方向相反。BghP2122=精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载5、利用皮托管原理测量输水管中的流量如图所示。已知输水管直径d=200mm ，测得水银差压计读书
24、hp=60mm ，若此时断面平均流速v=0.84umax，这里 umax为皮托管前管轴上未受扰动水流的流速，问输水管中的流量Q 为多大？解 gpgugpAA22ppAAhhgpgpgu6.12) 1(22smhgupA/85.306.06.12807.926.122smvdQ/102. 085.384. 02 . 044322精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载6、 有一渐变输水管段， 与水平面的倾角为45o， 如图所示。已知管径 d1=200mm ，d2=100mm ，两断面的间距l=2m。若
25、 1-1 断面处的流速 v1=2m/s ，水银差压计读数 hp=20cm ， 试判别流动方向，并计算两断面间的水头损失hw和压强差 p1-p2。解 22212144vdvdsmvddv/82)1 0 02 0 0(2122212假定流动方向为 1 2，则根据伯努利方程whgvgplgvgp245sin222222111其中pphhlgpp6 .12)1(45sin21，取0. 121054.0807.926442.06 .1226.122221mgvvhhpw故假定不正确，流动方向为2 1。由pphhlgpp6 .12)1(45sin21得)45sin6.12(21lhgppp精选学习资料 -
26、 - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载kPa58.38)45sin22.06 .12(98077、图示管路由两根不同直径的管子与一渐变连接管组成。已知dA=200mm ，dB=400mm ，A 点相对压强 pA=68.6kPa ，B 点相对压强 pB=39.2kPa ，B 点的断面平均流速 vB=1m/s，A、B 两点高差z=1.2m。试判断流动方向，并计算两断面间的水头损失 hw。解 BBAAvdvd2244smvddvBABA/41)2 0 04 0 0(222假定流动方向为 A B，则根据伯努利方程wBBB
27、BAAAAhgvgpzgvgpz2222其中zzzAB，取0. 1BAzgvvgpphBABAw2222. 1807. 92149807392006860022056.2m故假定正确。8、已知图示水平管路中的流量qV=2.5L/s，直径 d1=50mm，d2=25mm ， ，压力表读数为 9807Pa ，若水头损失忽略不计，试求连接于该管收缩断面上的水管可精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载将水从容器内吸上的高度h。解 smdqvsmdqvvdvdqVVV/093.5025.014.3105 .
28、244/273.105.014.3105 .244442322223211222121OmHggpgvvgppgvvgpppgvppgvgpaaa2221212222122212222112398.0807. 9100098072273.1093. 522)(2g020OmHgpphpghpaa2222398.0第四章答案1、有一矩形断面小排水沟，水深15hcm，底宽20,bcm流速0.15/ ,m s水温为15，试判别其流态。解：20 15300Abh2cm2202 1550bhcm，300650ARXcm20.017750.011410.0337 150.000221 152/cms156
29、78950.0114eRR 575，属于紊流精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载2、有一均匀流管路，长100lm，直径0.2dm，水流的水力坡度0.008,J求管壁处和0.05rm处的切应力及水头损失。解：因为0.20.0544dRm所以在管壁处：98000.050.0083.92RJ2/Nm0.05rm处：96.192.31.005.000rr2/Nm水头损失：0.0081000.8fhJlm3、输油管管径150,dmm输送油量15.5 /Qth，求油管管轴上的流速maxu和 1km长的沿程水
30、头损失。已知38.43/kNm油，20.2/cms油。解： （1）判别流态将油量 Q 换成体积流量Q 3315.5 109.80.0058.43 103600mQQgQ油油3/ms220.0050.283()0.1544Qd/m s40.283 0.15212223000.2 10edR，属于层流（2）由层流的性质可知max20.566u/m s精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载（3）2646410000.2830.822221220.1529.8felhR dgm4、铸铁输水管长l=1000
31、m，内径300dmm，通过流量100Q/L s，试按公式计算水温为 10、15 两种情况下的及水头损失fh。又如水管水平放置，水管始末端压强降落为多少？解：415.13. 04101004232dQsm/(1)t=10 时，符合舍维列夫公式条件，因2.1sm/，故由式（ 5-39）有0301.03 .0021.0021.03. 03d25.108 .92415.13. 010000301.0222gdlhfm5.10025.109800fhp2/ mkN(2)t=15 时，由式（1-7 ）得01141.015000221.0150337.0101775.02scm /237204201141.
32、0305 .141eR由表 5-1 查得当量粗糙高度,3. 1 mm则由式（ 5-41 ）得，0285.0)372042683003.1(11. 0)68(11.025.025.0eRd7. 98. 92415.10285.023 .01000fhm精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载1.957.99800fhp2/ mkN5、输油管管径150,dmm输送油量15.5 /Qth，求油管管轴上的流速maxu和 1km长的沿程水头损失。已知38.43/kNm油，20.2/cms油。解： （1）判别流
33、态将油量 Q 换成体积流量Q 3315.5 109.80.0058.43 103600mQQgQ油油3/ms220.0050.283()0.1544Qd/m s40.283 0.15212223000.2 10edR，属于层流（2）由层流的性质可知max20.566u/m s（3）2646410000.2830.822221220.1529.8felhR dgm6、混凝土排水管的水力半径0.5Rm。水均匀流动1km的水头损失为1 m,粗糙系数0.014n，试计算管中流速。解：水力坡度310lhJf谢才系数64.63014.05. 016161RnCsm/21精选学习资料 - - - - - -
34、 - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载代入谢才公式得423.1105.064.633RJCsm/7、温度为20t的水， 以34000/Qcms的流量通过直径为10dcm的水管， 试判别其流态。如果保持管内液体为层流运动，流量应受怎样的限制？解：220000221. 0200337. 0101775.0v=0.01012/cms（1）判别流态因为22400051()() 1044Qd/cm s所以51 105049523000.0101edR，属于紊流（2）要使管内液体作层流运动，则需2300edR即23 0023 000. 0 10
35、12. 32310d/cm s2102.32182.444Qd3/cms8、流速由1变为2的突然扩大管，如分为二次扩大，中间流取何值时局部水头损失最小，此时水头损失为多少？并与一次扩大时的水头损失比较。解：一次扩大时的局部水头损失为：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载ghm2)(2211分两次扩大的总局部水头损失为：gghm2)(2)(22212在1、2已确定的条件下，求产生最小2mh的值 : 02ddhm0)()(21221即当221时，局部水头损失最小，此时水头损失为2212)(41min
36、ghm24)(2)(22122121gghhmm由此可见，分两次扩大可减小一半的局部水头损失。第五章答案1、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。v0=0 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 26 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载2、定性绘出图示棱柱形明渠内的水面曲线，并注明曲线名称及流态。(各渠段均充分长，各段糙率相同 ) 3、 有一梯形渠道， 底宽b =10 m ， 水深h = 3 m ， 边坡为1:1 ， 糙率n = 0.014 ， 底坡i=0.001 。如流动在紊流粗糙区，求通过的流量Q。解： 计算渠道断面水力要
37、素，过流断面面积Abhmh239m2分) 湿周49.18122hmbxm水力半径RAx2 11.m 舍齐系数s/m90.8012161RnC测 压 管 水 头 线总 水 头 线v0=0 KKi i1Ki i3KKi i3Ki i2KN1N1N3N3a1b1b2缓流缓流急流精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 27 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载通过的流量Q = AC (R i)0.5 = 144.93 m3/s 4、某矩形断面渠道中筑有一溢流坝。已知渠宽B18m ，流量Q 265m3/s，坝下收缩断面处水深hc=1.1m ，当坝下游
38、水深ht=4.7m 时，问：1）坝下游是否发生水跃？2）如发生水跃，属于何种形式的水跃？3) 是否需要修建消能工？若需要修建消能工，估算消力池深。解： 1)计算临界水深hk，判断收缩断面和下游水流流态，q = Q/B =265/18 =14.72 m3/sm 81. 28.972.143232gqhkm 因为收缩断面水深hc =1.1 m hk为急流，下游水深ht=4.7m hk为缓流，所以溢流坝下游必定发生水跃。2）计算收缩断面处水深hc的共 軛水深hchc)181(232ccghqh)11. 18.972.1481(21.1325.81m 因为hcht，该水跃为远驱水跃。3）溢流坝下游发生
39、远驱水跃，需要修建消力池。估算消力池深d，取水跃淹没系数j 1.05 则池深约为d = jhc- ht =1.055.81 4.7 = 1.40 m 5、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 =5.5 m 。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精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 28 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载压强p = 4.9N cm2。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
40、1。解：以过喷嘴中心的水平面为基准面，列水箱渐变流断面11 和喷嘴出口断面22 的能量方程Hvg000020 522.求得喷嘴出口流速和流量为vg2259 9 .mssm3000314.022AvQ橡胶管道内的流速为sm706.033AQv对于喷嘴建立x方向的动量方程)(3233xxvvQRAp79.187)(3233vvQApRN 水流对喷嘴冲击力为RR即为手握喷嘴所需之力。6、 在管内通过运动粘度20.013/cms的水，实测其流量335/Qcms，长15m管段精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 29 页，共 31 页优秀学习资料欢
41、迎下载上水头损失2fhcmH2O，求该圆管的内径。解：设管中流态为层流，则2223645122feellQhR dgRgd而4,edQRd代入上式得2445125121510350.0131.94442980flQdh gcm验算：34435176623001.940.93eQRd， 属于层流故假设正确。7、流速由1变为2的突然扩大管，如分为二次扩大，中间流取何值时局部水头损失最小，此时水头损失为多少？并与一次扩大时的水头损失比较。解：一次扩大时的局部水头损失为：ghm2)(2211分两次扩大的总局部水头损失为：gghm2)(2)(22212在1、2已确定的条件下，求产生最小2mh的值 : 02ddhm0)()(21精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 30 页，共 31 页优秀学习资料欢迎下载221即当221时，局部水头损失最小，此时水头损失为2212)(41minghm24)(2)(22122121gghhmm由此可见，分两次扩大可减小一半的局部水头损失。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 31 页，共 31 页