四川大学水力学PPT学习教案

1、会计学1四川大学水力学四川大学水力学2-9 为将水库中水引至堤外灌溉，安装了一根直径为将水库中水引至堤外灌溉，安装了一根直径d为为15cm的虹吸管（如图），当不计水头损失时，问通过虹的虹吸管（如图），当不计水头损失时，问通过虹吸管的流量吸管的流量Q为多少？在虹吸管顶部为多少？在虹吸管顶部s点处的压强为多少点处的压强为多少？49kPaP49kPapOH 5mgp , 02gvgp20003311)2svs2s2s能量方程：和取水面为基准面，写112233s/135m.040.153.147.67AvQ:s/7.67m2g3v , 2gv000032211)1 322通过管道的流量能量方程：和取出

2、口为基准面，写解：第1页/共41页2-10 从一水面保持恒定不变的水池中引出一管路，该管从一水面保持恒定不变的水池中引出一管路，该管路末端流入大气，管路有三段直径不等的管道组成，其路末端流入大气，管路有三段直径不等的管道组成，其过水面积分别是过水面积分别是A1为为0.05m2，A2为为0.03m2，A3位位0.04m2，若水池容积很大，行进流速可以忽略（若水池容积很大，行进流速可以忽略（v00），当不计），当不计管路的水头损失时，试管路的水头损失时，试求求：（1）出口流速）出口流速v3及流量及流量Q；（2）绘出管路的测压管水头线及总水头线。）绘出管路的测压管水头线及总水头线。11第2页/共41

3、页s/396m. 04 . 09 . 9vAQ s/9m. 92g5v2gv00005 h2gvgpz2gvgpz 33 1100133332w23332111331由连续原理：断面的能量方程：和为基准面，写）以管轴中心线解：（113300第3页/共41页线如图所示总水头线和测压管水头各段的流速水头为：速水头计算：）其它管段的流速及流（(3)m 59.829 . 92gv ;m 88. 89.822 .132gv ;m 3.219.827.932gv s/13.2m0.030.396AQ vs;/93m. 70.050.396AQ v2222222222113153.218.88总水头线总水头

4、线测压管水头线测压管水头线第4页/共41页第5页/共41页第6页/共41页smDQAQV/02. 15 . 1414. 38 . 142211smDQAQV/29. 21414. 38 . 1422222解：第7页/共41页以管轴中心线为基准面，对1-1，2-2 断面取能量方程 whgvpzgvpz2222222111108 . 9229. 208 . 9202. 18 . 94000222p222/3988 . 9585.40585.40268. 0053. 08 .40mKNpp第8页/共41页KNApPKNApP312785. 0398706765. 1400222111总压力取1-1与

5、2-2断面间水体作为控制体得动量方程KNRPPRRPPvvQgrFxxnx715.391285. 231270627. 18 . 1)02. 129. 2(8 . 18 . 98 . 9)(21211122即推向力方向与X轴相同。第9页/共41页第10页/共41页22220.031440.017654AABBAdmAdm3.19/AAQVm sA5.66/BBQVm sA第11页/共41页2222AAABBBABwpvpvzzhgggg221203.195.660009.82 9.82 9.8Bpg11.12Bpmg211.12 9.8108.98/BpKN m3.768AAAFpAKN1.9

6、2BBBFpAKN第12页/共41页cos(cos)ABxBBAAFFRQVV2.844xRKN解得 sin60(sin60 )yBBRFQV2.153yRKN解得 223.567xyRRRKN37 8第13页/共41页第14页/共41页110.571/QVm sA211.4/CQVm sA21134302FgLHKN总压力 218.5752CCFgbhKN第15页/共41页1 1()xCCFQVV11000 40(11.40.571)2988.27CxxFFRRKN第16页/共41页第17页/共41页1322QQQ320.15/Qms112142.83/Qvm sd222248.49/Qvm

7、 sd22cos7.35/xvvm s332343.18/Qvm sd第18页/共41页1113331.410.47FPAKNFP AKN132 21 13 32()1.017xxFFRQ vQvQvRKN第19页/共41页第20页/共41页解:取1-1与2-2断面间水体作为控制体得动量方程smhHbQv/567. 0) 12(48 . 6)(1smhbQvt/125. 28 . 048 . 62KNArhPc4 .176435 . 18 . 9111KNArhPc54.1248 . 04 . 08 . 9222第21页/共41页KNRvvQRPPxn261.153)567. 0125. 2(

8、8 . 6154.124 .176)(112221沿X轴写动量方程第22页/共41页0022020max2)(rArdrrrruudAQ20max4020max242rurruQ断面平均流速max2020max212urruAQv动能修正系数AvdAuA33AvdAuA22解：第23页/共41页003220603max32)(rAdrrrrrudAu3max2080603max44urrru00220402max22)(rAdrrrrrudAu2max2060402max33urrru24)2(13max20202maxurru343)2(12max20202maxurru第24页/共41页第

9、25页/共41页229000002vg2v解得 13.28m/s222()3.32/Advm sdABv =v第26页/共41页2300002AApvgg2.44Apmg解得 4.44Bpmg解得 2500002BBpvgg第27页/共41页20sinPFQV第28页/共41页000sinyRQV0sinyRQV得 20sinsinyRRQV20sinsinyPRQV第29页/共41页220 1220000022vvgg0102vvvv得 同理可得 第30页/共41页1 12200()cosQvQ vQv12cosQQQ得 12QQQ1(1 cos)2QQ2(1 cos)2QQ第31页/共41

10、页第32页/共41页smDQAQV/95. 43414. 33542211smDQAQV/57. 52214. 33542222222由题意知：smvv/57. 532以岔管轴线为基准面，对1-1，2-2 列能量方程whgvpzgvpz22222221111解：第33页/共41页222222112/7 .2908 . 92)57. 595. 4(8 . 92942)(mKNgvvppKNDpApP2078342944221111KNdpApP913247 .29042222222KNPP91323沿X方向建立动量方程)60cos(60cos21221QvQvRPPx第34页/共41页)60co

11、s(60cos21221QvQvPPRxKN1240775.759132077)95. 43560cos57. 535(160cos91322077沿Y方向建立动量方程60sin60sin222QvRPy60sin60sin222QvPRyKNRy175060sin57. 535160sin913268.54)12401750()(214517501240112222tgRRtgKNRRRxyyx第35页/共41页第36页/共41页解:以管轴中心线为基准面，对1-1，2-2 断面取能量方程：gvgvgvp220020222211喷smgvpgv/63 . 01)8 . 9276. 298001000096. 1(8 . 921)2(222112喷通过喷嘴的流量：smdvAvQ/10945. 2025. 04642322222沿X方向取动量方程式)30cos0(2vQRx第37页/共41页NQvRx3 .1530cos610945. 2100030cos32射流冲击在平板上的力Rx=15.3N对O取矩mgLOAPmmOAOAPLmg12. 330sin173. 08 . 9173. 03 .15