内容发布更新时间 : 2024/12/23 17:55:06星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

4.13离心式通风机用集流器A从大气中吸入空气，直径d=200mm处接一根细玻璃管，已知管中的水上升H=150mm，求进气流量（空气的密度ρ=1.29kg/m3）。

解：取激流器外断面1-1与玻璃管处断面2-2列伯努利方程：

p1??v122?(?a??)g(z2?z1)?p2?32?v22?v22?p1

0?0?0??0.15?10?9.8?★4.17水由喷嘴射出，已知流量Q=0.4m3/s，主管直径D=0.4m/s，喷口直径d=0.1m，水头损失不计，求水流作用在喷嘴上的力。

解：根据流量Q?vA

2?0?v?47.74ms，Q?1.5m3s

?0.4??d??0.1?3.14???3.14???????2??2??2?2p1v12p2v2??z2??由伯努利方程得：z1?，式中z1?z2?0，p2?0，则 ?g2g?g2g22222p1v12v2p1v2v12v2?v12v2?v12v2?v1250.962?3.182???????p1??g???1000??1293.4kPa ?g2g2g?g2g2g2g2g22由动量方程得：P1?P2?F'??Q(v2?v1)； 式中P2?0，则

D2D2P?F'?pA?F'?p?()?F'??Q(v?v)?F'?p?()??Q(v2?v1) 111121122D20.423综上得F'?p1?()??Q(v2?v1)?1293.4?10?3.14?()?1000?0.4?(50.96?3.18)?143.34kN

22水流作用在喷嘴上的力：F??F'??143.34kN，大小为143.34kN，方向水平向右。

?v1?Q?A1Q???D???2?2?0.42?3.18ms，v2?Q?A2Q2?0.42?50.96ms，

★4.18闸下出流，平板闸门宽b=2m，闸前水深h1=4m，闸后水深h2=0.5m，出流量Q=8m3/s，不计摩擦阻力，试求水流对闸门的作用力，并与按静水压强分布规律计算的结果相比较。

Q8Q8??1ms，v2???8ms， A12?4A20.5?2列动量方程：P1?P2?R'??Q(v2?v1)

40.5其中P，?pA??ghbh?9.8??2?4?156.8kNP?pA??ghbh?9.8??2?0.5?2.45kN， 111c11222c2222则R'?P1?P2??Q(v2?v1)?98.35kN

闸门所受推力R??R'??98.35kN，大小为98.35kN，方向水平向右。

1122（2）按静水压算得压力大小为：P??ghb??1000?9.8?(4?0.5)?2?120.05kN

22结果相比得：P?R，这是因为在流动过程中存在能量损失。

解：（1）根据流量Q?vA?v1?★4.19矩形断面的平底渠道，其宽度B为2.7m，渠底在某断面处抬高0.5m，该断面上游的水深为2m，下游水面降低0.15m，如忽略边壁和渠底阻力，试求：（1）渠道的流量；（2）水流对底坎的冲力。 解：（1）对1、2断面，z1?2?0.5?1.5m，z2?2?0.5?0.15?1.35m，p1?p2?0， 由伯努利方程和连续性方程得：

222??p1v12p2v2v12v2?v12v2??z2???1.35??1.35??z1??1.5??1.5????g2g?g2g2g2g19.619.6 ????vA?vA?v(2B)?v(1.35B)?v?0.675v?12?1122?122(0.675v2)2v2?v2?2.32ms,v1?1.57ms?Q?v2A2?2.32?1.35?2.7?8.46m3s。 ?1.5??1.35?19.619.6（2）由动量方程得：?Q(v2?v1)?P1?P2?F冲?F冲?P1?P2??Q(v2?v1)

式中P?2?2.7?52.92kN； 1?pc1A1??ghc1A1?1000?9.8?6

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1.35?1.35?2.7?24.11kN； 2?Q(v2?v1)?1000?8.46?(2.32?1.57)?6.35kN； 则F冲?F冲?P1?P2??Q(v2?v1)?52.92?24.11?6.35?22.46kN。 P2?pc2A2??ghc2A2?1000?9.8?★6.12水管直径d=10cm，管中流速v=1m/s，水温为10℃，试判别流态；又流速为多少时，流态将发生变化？

1?0.1?76336?Rec?2300，流动是紊流。

?1.31?10?6Rec?2300?1.31?10?6??0.03ms。 （2）要使流态改变，则v?d0.1解：（1）Re?vd?★6.13通风管道直径为250mm，输送的空气温度为20℃，试求保持层流的最大流量；若输送空气的质量流量为200kg/h，

其流态是层流还是紊流？

Rec?2300?15.7?10?6??0.144ms，解：（1）∵要求保持层流的最大流量，则Re??Rec?2300，∴v?d0.25?d20.252则Q?vA?v?()?0.144?3.14?()?7.07?10?3m3s；

22Qvd（2）∵v?m，Re?，

?A?QdQmd200?0.25∴Re?m???15469?Rec?2300，流动是紊流。

d0.25?A???()23600?1.83?10?5?3.14?()222vd★6.14有一矩形断面的小排水沟，水深15cm，底宽20cm，流速0.15m/s，水温10℃，试判别流态。

bh20?15??6cm?0.06m，d?4R?4?0.06?0.24m，

?b?2h20?2?15vd0.15?0.24∴Re???27481?Rec?2300，流动是紊流。 ?6?1.31?10解：∵R?A?

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