流體力學(xué)前四章習題課13.5

圖示為封閉水箱的測壓裝置，已知U形壓差計兩邊的水銀面高度的讀數(shù)為z2=0.2m，z3=0.14m，試求豎直測壓管的液面高程z1。第1～4章習題課▼p0H2O132解：注意分界面，找出有效的等壓面MMNNh△h另一種：某供水管路上裝一復(fù)式U形水銀測壓計，如圖所示。已知測壓計顯示的各液面的標高和A點的標高為：試確定管中A點壓強。第1～4章習題課注意分界面，找出有效等壓面口訣：解：因2-2、3-3、4-4為等壓面，根據(jù)靜壓強公式可得已知斷面1上作用著大氣壓，因此可以從點1開始，通過等壓面，并應(yīng)用流體靜力學(xué)基本方程式，逐點推算，最后便可求得A點壓強。

第1～4章習題課將已知值代入上式，得，聯(lián)立求得第1～4章習題課2.25●大小作用點門高3m,門寬2m,第1～4章習題課畫出下列各圓筒的壓力體第1～4章習題課30°圖示為一水平圓柱體，已知圓柱體左側(cè)水的自由液面與圓柱體最高部分的標高相一致。已知d=4m。試求作用在圓柱體單寬上的靜水總壓力。解：求水平分力受壓曲面在鉛垂面上的投影面求鉛垂分力畫壓力體最后求總壓力

兩水池隔墻上裝一半球形堵頭如圖。已知：球形堵頭半徑Ｒ=1m，測壓管讀數(shù)h=200mm。求：（1）水位差ΔH；（2）半球形堵頭的總壓力的大小和方向。第1～4章習題課解：如圖所示的面為等壓面，cch1先求總壓力的水平分力又

半球形堵頭的垂直投影面為半徑的圓,則左邊水池的水對半球形堵頭的水平壓力為

右邊為

故

hC1hC2方向水平向左Px第1～4章習題課再求垂直分力

左邊水體對半球形堵頭的壓力體為如圖虛線所示，方向向上；右邊水體對半球形堵頭的壓力體為如圖虛線所示，方向向下。因此，壓力體為零。

故，垂直分力為零。所以，總壓力即為水平分力。第1～4章習題課

已知一水平放置的三通管，其干管的直徑D=1200毫米，支管的直徑d=850毫米，干管進口處斷面1-1的相對壓強為p=10牛/米2，流量Q=3.0米3/秒，在兩支管中各分泄一半，試確定支持三通所需要的力R，設(shè)水流阻力忽略不計。yxO

已知一水平放置的三通管，其干管的直徑D=1200毫米，支管的直徑d=850毫米，干管進口處斷面1-1的相對壓強為p=10牛/米2，流量Q=3.0米3/秒，在兩支管中各分泄一半，試確定支持三通所需要的力R，設(shè)水流阻力忽略不計。第1～4章習題課解：在圖上取控制體，如虛線所示。（1）計算各斷面上的流速（連續(xù)性方程）第1～4章習題課（2）計算各斷面上的動水壓力：以大管軸線為基準，對1-1和2-2斷面列能量方程為：

第1～4章習題課（3）計算岔管作用在液體上的作用力沿x方向建立動量方程式：

第1～4章習題課Ｐ1Ｐ2Ｐ3因岔管對稱對x軸，故y方向無動量變化，即R’y=0。

故水流作用在岔管上的力Rx與R’x大小相等，且方向相反。

第1～4章習題課

一四通叉管（如圖所示），其軸線均位于同一水平面，兩端輸入流量，，相應(yīng)斷面動水壓強，，兩側(cè)叉管直接噴入大氣，已知各管直徑，，。試求交叉處水流對管壁的作用力（忽略摩擦力不計）。

第1～4章習題課（1）求管中流速第1～4章習題課解:第1～4章習題課沿x方向動量方程為

（2）計算作用于斷面1-1與3-3上動水總壓力（3）對管中水流沿x、y方向分別寫動量方程式令管壁對水體的反作用力在水平和鉛垂方向的分力為及，第1～4章習題課沿y方向動量方程為

管壁對水流的總作用力水流對管壁的總作用力

方向水平向右

第1～4章習題課第1～4章習題課例:

水自噴嘴射向一與其交角為60°的光滑平板.若噴嘴出口直徑d=25mm，噴射流量Q1=33.4l/s,試求射流沿平板的分流流量Q2

、Q3

以及射流對平板的作用力F.假設(shè)水頭損失忽略不計．解:取過流斷面1-1,2-2,3-3及射流表面與平板為控制面構(gòu)成控制體.取直角坐標xoy,oy軸與平板垂直.因為水流射向光滑平板,可知平板對水流的作用力與平板垂直.

（1）分別對1-1和2-2及1-1和3-3斷面列伯努利方程得:第1～4章