水力学第二次作业论述题.doc

1、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。 2、绘出图中的受压曲面AB上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。 3、图示圆弧形闸门AB(1/4圆), A点以上的水深H＝1.2m，闸门宽B=4m，圆弧形闸门半径R=1m，水面均为大气压强。确定圆弧形闸门AB上作用的静水总压力及作用方向。 　解：水平分力 Px=pc×Ax=74.48kN 铅垂分力 Py=γ×V=85.65kN, 静水总压力 P2= Px2+ Py2, P=113.50kN, tan(= Py/Px=1.15 ∴　　(=49° 合力作用线通过圆弧形闸门的圆心　　　　　　 　　　　　　　　　　　 　 4、图示一跨河倒虹吸管，正方形断面面积为 A=0.64 m2，长 l =50 m，两个 30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水力摩擦系数λ=0.024，上下游水位差 H=3m。求通过的流量 Q ? 　 解： 按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内的计算断面建立能量方程 计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数 将参数代入上式计算，可以求解得到 即倒虹吸管内通过的流量为2.091m3/s 。 5、如图从水箱接一橡胶管道及喷嘴，橡胶管直径D=7.5cm，喷嘴出口直径d=2.0cm，水头H=5.5m，由水箱至喷嘴出口的水头损失hw=0.5m。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p=4.9N/cm2。行近流速v0≈0，取动能、动量修正系数均为1。 （1）计算通过管道的流量Q； （2）如用手握住喷嘴，需要多大的水平力？方向如何？ 解：（1）通过流量 以喷嘴出口中心所在水平面为基准面0—0，选取水箱内接近管道入口满足渐变流条件的1—1断面、喷嘴出口处的2—2断面及橡胶管与喷嘴接头处的3—3断面。对1—1与2—2列能量方程： （2）手握住喷嘴需要的水平力 橡胶管流速 对喷嘴段3—3与2—2间水体列水平方向的动量方程： P2=0 答：用手握住喷嘴需要的握力为187.8771N，方向水平向左。 测 压 管 水 头 线 总 水 头 线 v0=0