流體力學補充講解

1、1 有一水槍噴嘴，其入口直徑為d1=50mm，出口直徑d2=25mm，噴嘴前相對壓強P1=19000N/m2，流量Q=0.001m3/s 。試求噴嘴與水管接頭處所受拉力。若射流作用在垂直平面后，分成兩支沿水平面方向流出，則平面所受的沖擊力為多少？解：取噴嘴所包圍的流體段為控制體，流體段上沿噴嘴軸線方向（x軸向）的受力情況如圖所示。圖中P1為后續(xù)流體對斷面3-3上的作用力，R1是噴嘴壁對流體段的作用力在噴嘴軸線方向的分力。重力在此方向無分力。噴嘴出口與大氣接觸，斷面1-1上作用的相對壓強為零。沿噴嘴軸線方向列動量方程： 1121()xFPRQ vv1p3311x1R122144 0.0010.5

2、1/0.05Qvm sd222244 0.0012.118/0.025Qvm sd11212()190000.051000 0.001 (2.1180.51)435.697RPQ vvN流體對噴嘴上的作用力，其大小與R1相等，方向相反。故噴嘴與水管接頭處所受的拉力為346.84N。取斷面1-1與2-2及2-2斷面間射流所占據(jù)空間的表面為控制面，并設R為平面對射流的作用力。作用在射流上的重力與流出此控制面的流體的動量，對噴嘴軸向的投影均等于零。列其動量方程： 2(0)xFRQv 21000 0.001 2.1182.118RQvN射流對平面的作用力（沖擊力）P與R大小相等，方向相反。2、如圖所示

3、，一股射流從噴嘴中以速度v0 水平射到傾角為 的光滑平板上（按理 想流體計），體積流量為 Q0，忽略流體撞擊損失和重力影響，射流壓力在分流前后無變化，求分流量Q1和Q2 的表達式；若Q2=0.5Q0，求平板傾角 。s軸向代入數(shù)據(jù)可計算得到v2與v3.利用雷諾數(shù)的計算公式判別流態(tài)。利用流量的公式計算流量。補充講解：補充講解： 孔口流和管嘴流孔口流和管嘴流1概述概述1）孔口出流）孔口出流a、自由狀態(tài)下自由出流（1）自由出流：如果流體從孔口流出后進入大氣，稱自由出流。）自由出流：如果流體從孔口流出后進入大氣，稱自由出流。b、壓力條件下自由出流a、自由狀態(tài)下淹沒出流2）小孔和大孔口）小孔和大孔口 如果

4、孔口上各點的總勢頭差可不計，即孔口各點的速度可如果孔口上各點的總勢頭差可不計，即孔口各點的速度可以認為是同一常數(shù)的孔口稱小孔口以認為是同一常數(shù)的孔口稱小孔口(H=10d)，否則稱大孔口，否則稱大孔口（H10d)。（2）淹沒出流：）淹沒出流：如果流體從孔口流出后仍進入充滿液體的空間，稱淹沒出流。如果流體從孔口流出后仍進入充滿液體的空間，稱淹沒出流。b、壓力條件下淹沒出流3）薄壁孔口和厚壁孔口）薄壁孔口和厚壁孔口 當當 l0.5d 時，薄壁孔口時，薄壁孔口,水流與孔壁僅在一條周線上水流與孔壁僅在一條周線上接觸，壁厚對出流無影響。接觸，壁厚對出流無影響。當當 2l/d3d）稱厚壁孔）稱厚壁孔 。圖 619 厚壁孔（管嘴）自由出流 如圖，以管嘴軸線為基準如圖，以管嘴軸線為基準 ，對斷面，對斷面11和和22列列Bernulli方程：方程：hgupgup22222211h 由三部分組成：由三部分組成：(1) 斷面斷面11到到CC之間的能量損失，屬進口損失；之間的能量損失，屬進口損失；(2) 斷面斷面CC之后的擴散損失；之后的擴散損失；(3) 射流附壁后的沿程（射流附壁后的沿程（ l0上）摩擦阻力損失。上）摩擦阻力損失。前兩項損失之和為前兩項損失之和為guh22215 . 0gudLhz2220)(21102pg