四川大学水力学课件讲课教案.ppt

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1、2-8从水池引出一直径d为10cm的水管（如图），已知从进口至管道出口之间水头损失hw为（v为水管中断面平均流速），求通过管道的流量Q。1122002-9为将水库中水引至堤外灌溉，安装了一根直径d为15cm的虹吸管（如图），当不计水头损失时，问通过虹吸管的流量Q为多少？在虹吸管顶部s点处的压强为多少？1122332-10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，其过水面积分别是A1为0.05m2，A2为0.03m2，A3位0.04m2，若水池容积很大，行进流速可以忽略（v0≈0），当不计管路的水头损失时，试求：（1）出口流速v3及流量Q

2、；（2）绘出管路的测压管水头线及总水头线。1111330053.218.88总水头线测压管水头线2-11图示一水电站压力水管的渐变段，直径D1为1.5m，D2为1m，渐变段起点压强p1为400kPa（相对压强），流量Q为1.8m3/s，若不计水头损失，求渐变段镇墩上所受的轴向推力为多少？解：以管轴中心线为基准面，对1-1，2-2断面取能量方程取1-1与2-2断面间水体作为控制体得动量方程即推向力方向与X轴相同。2-12水流由直径dA为20cm的A管经一渐缩的弯管流入直径dB为15cm的B管，管轴中心线在同一水平面内，A管与B管之间的夹角θ为60°，已知通过的流量Q为0.1m3/s，A

3、端中心处相对压强pA为120kPa，若不计水头损失，求水流对弯管的作用力。2－12解：以管轴中心线为基准面取A,B断面的能量方程沿x轴方向取动量梁方程沿y轴方向取动量梁方程合力与水平方向的夹角2-14一拦河滚水坝，当通过流量Q为40m3/s时，坝上游水深H为10m，坝后收缩断面处水深hc为0.5m，已知坝长L为7m，求水流对坝体的水平总作用力。2－14解：取1－1，2－2断面之间的水体为控制体沿x方向取动量方程作用于坝体上的动水总压力2988.27KN，其方向与Rx方向相反2-15一四通叉管（如图），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

4、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，试求交叉处，水流对管壁的作用力（忽略摩擦力不计）。2－15解：取四通叉管1－1，2－2，3－3断面间水体作控制体由于两侧叉管直接喷入大气所以P2＝0，即F2＝0沿x轴方向写动量方程2-16一矩形明渠宽4m，渠中设有薄壁堰，堰顶水深lm，堰高2m，下游水深0.8m，已知通过堰的流量Q=6.8m3/s，堰后水舌内外均为大气。试求堰壁上所受的水平总压力（上下游河底为平底，河底摩擦力可以忽略）。解:取1-1与2-2断面间水体作为控制体得动量方程沿X轴写动量方程

5、2-17试根据题2-1条件求管中过水断面上的动能修正系数α及动量修正系数β值。断面平均流速动能修正系数解：2-21贮水器内水面保持恒定，底部接一铅垂直管输水，直管直径d1＝100mm，末端收缩管嘴出口直径d2＝50mm，若不计水头损失，求直管中A、B两断面的压强水头。2-21解：以2－2断面为基准，对1－1和2－2断面列能量方程根据连续性方程以A-A为基准面，对1－1和A-A断面列能量方程以B-B为基准面，对1－1和B-B断面列能量方程2－22设有一股自喷咀以速度V0喷射出来的水流，冲击在一个与水流方向成α角的固定平面壁上，当水流冲击到平面壁后，分成两股水流流出冲击区，若不计重量（流

6、动在一个水平面上），并忽略水流沿平面壁流动时的摩阻力，试推证沿着射流方向施加于平面壁上的压力并求出Q1与Q2各为多少？2-22解：（1）沿y方向列动量方程Ry在射流方向上的压力为沿射流方向施加于平面壁上的压力P与R大小相等，方向相反，即（2）以过射流轴线的水平面为基准面，写0－0和1－1断面的能量方程沿x方向写动量方程由连续性原理知由以上两式可解得2.23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＝1200，主管末断压强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

7、对支座的总推力为若干？由题意知：以岔管轴线为基准面，对1-1，2-2列能量方程解：沿X方向建立动量方程沿Y方向建立动量方程2.24射流自喷嘴中水平射出，冲击在一块与射流方向垂直的正方形平板上，平板为等厚度，边长为30cm，平板上缘悬挂在绞上，（绞磨擦力不计），当射流冲击到平板中心上后，平板偏转300，以后平板不再偏转。设喷嘴直径d＝25mm，喷嘴前渐变流起点处压力表读数为1.96N/cm2，该断面平均流速v=2.76m/s，喷嘴的局部水头损失系数嘴＝0.3