A1?HB?1.5?3?4.5m2A2?(H?P??h)B?(1.5?0.4?0.2)?3?2.7m2 v1A1?v2A2,v1?A2v2?0.6v2A1列1-1、2-2断面能量方程:
2v12v21.5?0??1.3?0?
2g2g得:v2?2.475ms
Q?A2v2?2.7?2.475?6.68m3s
2.图示为一管径不同的有压弯管,细管直径dA?0.2m,粗管直径dB?0.4m,A点压强水头7.0m水柱,B 点相对压强为39.2kPa,已知vB?1ms,B点比A点高1m,试求管中水流流向?
BdBAdAo1mBoA
2.解:
由连续方程:vAAA?vBAB
?vA?(dB20.4)vB?()2?1?4ms dA0.2
2pA?vA42EA?zA?? ?0?7??7.816m
?g2g2?9.82pB?vB39.212EB?zB?? ?1.0???5.051m
?g2g9.82?9.8
由EA?EB,可知水流由A流向B处。
2 动量方程
动量方程的表达式与应用;有分流、汇流时的表达式; 一些特殊处理总结: 1、取隔离体
2、受力分析,一般有三种,压力、重力、边界作用力
3、压力怎么算?自由液面时:P=1/2*r*h*h*b——符合净水压强分布规律,按图解法计算即可;与大气接触断面的相对压强为0,可认为受到水压力为0,射流时,可不考虑水压力;管流时,一般按管中心压力乘以管道断面面积
4、一般要考虑重力,但是射流重力可忽略
5、分叉问题,出口一个方向选定为正后,出口沿此方向为正,反方向的速度为负,减去进口的
6、定坐标轴问题,弯管的和明渠简单,射流要定一个方向与板垂直,另一个方向平行于板
7、结合能量方程计算时,一般忽略水头损失
1.一平板放置在自由射流中,并垂直于射流的轴线,该平板截去射流流量的一部分Q1,并将射流的剩余部分偏转角度?如图。已知v?30ms,Q?0.036m3s,Q1?0.012m3s,射流偏转角?=30°,若不计摩阻力并设射流在同一水平面上流动,试求射流对平板的水平作用力。
Q20vQ 0θQ1
1.解:取0-0、1-1、2-2断面间的水体为隔离体,取坐标如图,设平板对射流的反作用力为Rx,标流速。
20v01v1θRX1v22X
分别写0-0、1-1和2-2断面的能量方程得:
v1?v2?v?30ms
Q2?Q?Q1?0.036?0.012?0.024m3s
写x方向的动量方程
?Rx??Q2v2cos30???Qv Rx??v(Q?Q2cos30?)?456.5N
射流对平板的作用力F 与Rx大小相等,方向相反。
2.用螺栓将喷嘴固定在圆管上,如图所示。已知管径及喷嘴出口直径分别为D1=6 cm和D2=2 cm,p1?213542Pa,喷嘴出口流速v2=20 m/s(出口流入大气)。求螺栓所受的水平拉力。
2.解:取脱离体,标力和流速,取坐标。
v1?(D22)v2?2.22m/s D1Q?A2v2??D224v2???0.0224?20?6.283l/s
P1?p1A1? 列x方向的动量方程:
?D124p1???0.0624?213542?603.775N
P1?P2-R??Q(v2?v1) R?P1??Q(v2?v1)?492.06N
R???R??492.06N
6 层流、紊流及其水头损失
6.1 粘性流体运动的两种形态
1、雷诺试验的过程
2、雷诺数(计算公式及物理含义),下临界雷诺数(圆管的为2000,明渠的为500,为什么?)、上临界雷诺数概念 3、层流、紊流
1.液体在管径为d的管道中流动,则其下临界雷诺数为3000。 (× ) 2.变直径管流,细断面直径d1,粗断面直径d2=2d1,粗细断面雷诺数的关系是( (4) )。
(1)Re1=0.5Re2 (2)Re1=Re2 (3)Re1=1.5Re2 (4)Re1=2Re2
6.2 圆管中的层流运动
1、达西公式表达式
2、均匀层流的切应力分布、流速分布、流速最大最小特征关系 3、均匀层流切应力计算公式?0??gRJ 4、圆管层流的沿程水头损失系数计算公式 5、湿周、水力半径概念及计算
lv21.公式hf?? 既适用于层流,也适用于紊流。 ( √ )
d2g2.半圆形明渠,半径r0=4m,水力半径为 2m 。
3.均匀流的水力坡度与切应力?的关系为( (4) )。
(1) 与
?成正比; (2)与?2成正比;
(3) 与1?成正比; (4)与?成正比。
4.圆管层流过流断面上的切应力分布为( (3) )。
(1)在过流断面上是常数 (2)管轴处是零,且与半径成正比
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