重庆大学出版社肖明葵版水力学课后习题讲解第三章

1、aqv smdqv/795. 02 . 014. 3411025412321122112122220.20.7950.7953.18/0.1advvm sad由得：题3.6图1d122dvv121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。smvdvaq/0314. 012 . 0443228 . 91002. 13g3231.02 9.8 19.4 10194 10/0.194/gqn skn s。smq/012.

2、0312gq3.8 题3.8图所示输送海水的管道，管径d0.2m，进口断面平均流速v=1m/s，若从此管中分出流量 ，问管中尚余流量q2等于多少？设海水密度为1.02103kg/m3，求重量流量解：由有分流情况的连续性方程知：q=q1+q2题3.8图qdq2q1v3210.03140.0120.0194/qqqms题3.11图aadphu00解：以管轴线0-0为基准线， 写ab的伯方程：220022aaaaaappugggppugg(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

3、，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？hggggpzgpzpaabb)()(hggggpppabhggggupa22)6 .12(22ppahgggghgu2 (12.6)2 9.8 12.6 0.063.85/apughm ssmuvaqa/102. 02 . 014. 34185. 384. 02 . 04184. 0322 题3.11图aadphu00又由水银压差计公式：在本题中：za=zb=0，故知：(2)将(2)代入(1)中得：题3.17图nn360mmz750mm1ab221d =150mm=300mmd21解：以1-1水平面为基准面，写1-

4、1到2-2断面的能量方程2211 122 222122 21 10.75220.7522pvpvggggppvvggg又由连续性方程：2221122122210.151,0.34dv av avvvvd 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。12120.360.750.365.3ppgzgpgzgppmg水柱题3.17图1=300mmd11ad =150mm22b2z750mmnn360mm对压差计，n-n为等压面，故有：12222222232

5、2221,15.30.75,216 29.8/13.14 0.159.80.173/44vvggvm sdqv avms又令代入能量方程中得: 3.20 一大水箱下接直径 d150mm之水管，水经最末端出流到大气中，末端管道直径d75mm，设管段ab和bc间的水头损失均为 ，管段cd间的水头损失 ,试求b断面的压强和管中流量。gvhdw22222dwvhg题3.20图dcab1m1m1m1m11332解：以水箱水面为基准面，对0-0到d-d写能量方程：2220004(22)222dddvvvggg d3.96/vm ssmvaqddd/0175. 096. 3075. 043222,0.150

6、.0750.99/44bdbdbqqvvvm sgvgvgpdbb22200022222222(2)220.993.961000 9.8 (2)19.619.611.27/bdbvvpgggkn m)(15. 1水柱mgpb题3.20图dcab1m1m1m1m11332由连续性方程：又由0-0面到b-b写能量方程：d3.96/vm s题3.25图a3m3mb11c22c0023 1 24cvgg 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=0）（hw1-c=0.5+0.5=1）cwchgv12200003smgv/26. 64 c 3.25

7、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。题3.25图a3m3mb11c22c00cvdq24244 2.8 100.075575.56.26cqdmmv2b6.2600030.52pgg22b6.263.553.89kn/m19.6pg 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）。c 6.26m/sv 3 0.028m /sq 题3.31图1d1p1 2dv1122解：取d1及d2直径处的渐变流断面1-1断面及

8、2-2断面，基准线选在管轴线上，由连续性方程：2211avav1122112124)(vvddvaav3.31 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58.8kn/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。2211220022pvpvgggg2221(1 16)15 1.4666 1.54.5m22 9.8pvgg水柱224.5 9.844.1kn/mp题3.31图1d1p1 2dv1122写1-1断面到2-2断面的伯诺里方程：2221(4 )58.8 1000

9、1.41000 9.822pvggg214vv2158.8 kn/mp 11.4 m/sv 题3.34图1122001.8m0.12m0.3m2212120022wvvzzhgg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？2212 2wvhg221211.81.681222vvgg2231.684vg221231.81.68,24vvg

10、g121221.38(2.7 1.8)(2.7 1.38)0.7671.8vvvvv22231.381.8 1.68221.8vg231.61/ ,1.61 2.7 1.385.98/vm sqms题3.34图1122001.8m0.12m0.3m1122v av aq2220.12 22.5781.50.767gvooo222r11x1fvvv题3.36图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

11、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：2202000022vvgg2203000022vvgg1202240.252 420/3.14 0.04qvvvm sd1212,12qqq取0(1 cos )rfqv总流的动量方程在x轴上的投影为：ooo222r11x1fvvv题3.36图fr=fr(方向相反)000coscos22rqvqvqvf ooo222r11x1fvvv题3.36图01000 0.252 20 (1 cos60 )252r

12、rffn01000 0.252 20 (1 cos90 )504rrffn060：(固壁凸向射流)01000 0.252 20 (1 cos180 )1008rrffn090：(固壁为垂直平面)0180：(固壁凹向射流)0(1 cos )rfqv题3.38图oyz11x22dxyffgpp12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：whgvgpgvgpz20222213. 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

13、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。题3.38图oyz11x22dxyffgpp12smdaqv/91. 12 . 014. 3406. 04106. 022whgpzgp121221176001000 9.8 20.19.8 1000136.2 kn/mwppgzhg 2213.149.8 3.140.20.98kn44ggvgld将hw=0.1m, p1=117.6 kn/m2代入上式得： 于是：弯头内的水重为：12wppzhgg 题3.38图oyz11x22dxyffg1

14、2pp221113.14 0.2117.63.7kn44ppd222213.14 0.2136.24.28kn44ppd1(0)xqvpf13.7 1 1 0.06 1.913.815knxfpqv 2(0)yqvpgf20.984.28 1 1 0.06 1.913.415knyfgpqv 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：0.98kng 题3.38图oyz11x22dxyffg12pp2223.8153.4155.12knxyfff0tan/0.895,41 81yxff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

15、用力与f大小相等，方向相反。3.815knxf 3.415knyf mgp3013.41 管道在某混凝土建筑物中分叉，如题3.41图所示。已知，主管直径d=3m，分叉管直径d=2m，主管流量q35m3/s。两分岔管流量均为q/2。分岔管转角为60，断面1-1处的压强水头 水柱，不计水头损失，求水流对支座的作用力。题3.41图121 dqdq223q23d1pf解：由连续性方程：2322355.57 /224qvvam s124 354.95m/s 3qva22112212:00,22pvpvgggg2290.746kpap 又由伯诺里方程：求p2，p3，写出有分流的伯诺里方程：题3.41图121 dqdq223q23d1pf同理可得235.57m/svv222221124.955.5730300.33229.6722 9.8ppvvmggg3290.746kpap 14.95m/sv