大连理工大学水力学第三章习题课

习课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）流量系数μ；（2）流速系数φ；（3）收缩系数ε；（4）阻力系数ξ。3.12水箱保持水位不变，其侧壁有一薄壁小孔口，直径d=2cm,水头H=2m，试求：（1）孔口的泄流量Q0；（2）在孔口处接一圆柱形外伸管嘴时的流量Qn；（3）管嘴内的真空度hv。（1）孔口的泄流量Q0；（2）在孔口处接一圆柱形外伸管嘴时的流量Qn；（3）管嘴内的真空度hv。3.16如题图所示混凝土溢流坝，已知上游水位高程为35m，挑流鼻坎高程为20m，挑射角θ=30o，水流经过坝面的水头损失为0.1(v2/2g)，溢流单宽流量q=25m2/s，试求：（1）鼻坎断面的流速v；（2）鼻坎断面的水深h。3.17如题图所示的串联管路，已知H＝2m，各管段长度为l1=l2=l3=1m，各管段管径分别为d1=60mm，d2=30mm，d3=40mm，管轴线与水平面夹角α=15o,假设不计管中水头损失，试求：（1）管中流量Q；（2）绘制整个管路的测压管水头线。（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。用压力测得橡胶管与喷嘴接头处的压强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