水力学复习题

-----WORD 格式--可编辑--专业资料----- --完整版学习资料分享---- 水力学重修复习题 1.如图，试由多管压力计中水银面高度的读数确定压力水箱中 A 点的相对 压强。 （所有读数均自地面算起，其单位为米） （参考分数：8 分） 水 解：由连通器原理可知（均采用相对压强） pA+γ 水（2.5－0.9）= p1 p2 +γ 水银（2.0－0.9）= p1 p3－γ 水（2.0－0.7）= p2 p3 =γ 水银（1.8－0.7） 由上解得 pA= 27m 水柱 2. 以 U 型管测量 A 处水压强， h1=0.15m， h2=0.3m， 水银的＝133280N 3/m， 当时当地大气压强 298000/ a PN m ，求 A 处绝对压强 p。 A P a 1 h h2 -----WORD 格式--可编辑--专业资料----- --完整版学习资料分享---- 解 ： 由 p 水  1 h 水银 a ph  2 ， 有  a pp 水  1 h 水银 2 2 /565463 . 013328015. 0980098000mNh 3. 如图，涵洞进口装有一圆形平板闸门，闸门平面与水平面成 60º，铰接 于 B 点并可绕 B 点转动，门的直径 d=1m，门的中心位于上游水面下 4m， 门重 G=980N。当门后无水时，求从 A 处将门吊起所需的力 T。 （其中 Jcx= πr4/4） （参考分数：14 分）  解：闸门所受水的总压力 P=γhcA=9.8×4×π×0.5×0.5 =30.79kN 压力中心 D 到 B 的距离  m H d Y AY J YL c c c c c 51. 0 5 . 0 5 . 0 60sin 4 5 . 0 2 2 4                     B 到 T 的垂直距离 mdx5 . 060cos B 到 G 的垂直距离 m d y25. 060cos 2  根据理论力学平衡理论 kN x GyPL T TxGyPLM A 23 0      4. 如图，圆弧形闸门长 L=2m，弧 ABC 直径 D=2m，上下游水深分别为 -----WORD 格式--可编辑--专业资料----- --完整版学习资料分享---- H1=2m，H2=1m，试求圆弧形闸门上所受的静水总压力。 （参考分数：12 分） 解：闸门所受的水平分力为上下游水对它的力的代数和，方向向右 即： kN AHAHP xcxcx 4 .29 25 . 012218 . 9 2211    闸门所受的垂直分力为 Pz，方向向上 kN L D VP z 39.15 24 1 8 . 9 2             闸门所受水的总压力 kNPPP zx 2 .33 22  总压力的方向 28arctan x z P P  6. 如图，水从敞口水池沿一截面有变化的管路排出，若质量流量 qm＝ 15kg/s，d1＝100mm，d2＝75mm，不计损失，试求所需的水头 H 以及第 二管段中央 M 点的相对压强。 -----WORD 格式--可编辑--专业资料----- --完整版学习资料分享---- d 1 H d 2 M 解：取管中心轴为基准面，列自由液面与出口断面的能量方程 g v H 2 0000 2 2 其中： sm d q vm/395. 3 4 2 2 2   故 H＝0.588m 又列自由液面与 M 处断面的能量方程 g vp Hm 2 000 2 1  其中 sm d q vm/9 . 1 4 2 1 1   故 pm＝3.94kPa 7. 如图所示，水池通过直径有改变的有压管道泄水，已知管道直径 d1＝ 125mm，d2＝100mm，喷嘴出口直径 d3＝80mm，水银压差计中的读数 Δh ＝180mm， 不计水头损失， 求管道的泄水流量 Q 和喷嘴前端压力表读数 p。 1 1 2 2 3 3 Δh -----WORD 格式--可编辑--专业资料----- --完整版学习资料分享---- 解：以出口管段中心轴为基准，列 1-1、2-2 断面的伯努利方程 22 1122 12 g2g2 pvpv ZZ gg  因 22 2112 12 12.6 22gg vvpp ZZh gg     联解总流连续性方程 2 1 21 2 d vv d     1 4 1 2 12.62g 5.55/ d 1 d h vm s       ? 3 11 0.068/Qv Ams 列压力表所在断面及 3-3 断面的伯努利方程 22 3000 g22 vpv gg  因压力表所在断面的管径与 2-2 断面的管径相同，故 2 1 21 2 8.67/ d vvvm s d     2 1 31 3 13.55/ d vvm s d     则压力表读数 22 3g54.2 2 vv pkPa g      8. 如图所示，已知离心泵的提水高度 z＝20m，抽水流量 Q＝35L/s，效率 η1＝0.82。若吸水管路和压水管路总水头损失 hw＝1.5mH2O，电动机的效 率 η2＝0.95，试求：电动机的功率 P。 -----WORD 格式--可编辑--专业资料----- --完整版学习资料分享---- 2 11 2 水泵z 解：以吸水池面为基准，列 1-1、2-2 断面的伯努利方程 22 1122 12w pvpv zHzh 2g2g  由于 v1≈0，v2≈0，并且 p1＝p2＝0，则 w 000Hz00h H201.521.5m 故电动机的功率 3 12 g35 101000 9.8 21.5 9.47 0.820.95 QH PkW      9. 如图所示，水平方向的水射流以 v0＝6m/s 的速度冲击一斜置平板，射 流与平板之间夹角 α＝60º，射流过流断面面积 A0＝0.01m2，不计水流与平 板之间的摩擦力，试求： （1）射流对平板的作用力 F； （2）流量 Q1与 Q2 之比。 0 0 v 0 F 1 α 2 2 1 x y v 1 v 2 o -----WORD 格式--可编辑--专业资料----- --完整版学习资料分享---- 解： （1）求射流对平板的作用力 F 列 y 轴方向的动量方程  00 0v sinFQ    其中 3 000 v6 0.010.06/QAms 代入动量方程，得平板对射流的作