【正文】 vv?? ),( 21212 ??dddfp vv ?? )(Re ,1212ddp ????v 21( R e , )dp d? ???? 517 圓形孔口出流的流速 v與作用水頭 H， 孔口直徑 d，水的密度 ρ和動力粘滯系數(shù) μ，重力加速度 g有關(guān)，試用 π定理推導(dǎo)孔口流量公式。已知汽車高 hp=，行車速度 vp=108 km/h，風(fēng)洞風(fēng)速 vm=45m/s，測得模型車的阻力 Pm=，試求模型車的高度 hm 及汽車受到的阻力。 解 : 0 . 2 0 . 1 5 0 . 0 62 0 . 2 2 0 . 1 5A b hRmbh? ?? ? ? ?? ? ? 60 .1 5 0 .0 6R e 6 8 7 0 5 7 51 .3 1 1 0R?? ??? ? ?? 紊流 6－ 16 應(yīng)用細(xì)管式粘度計(jì)測定油的粘滯系數(shù)。 此圖有誤 解 : 1 3 6 0 0 9 0 1 0 . 0 2 0 . 2 8 2901h h p m???? ?? ? ? ? ?汞 油油 smhgu / ????? 設(shè)為層流 v=u/2 ? ? slduQ / 22 ???? ?? 校核 4 ??????????? udd 層流 6－ 23 輸水管道中設(shè)有閥門，已知管道直徑為 50 ㎜，通過流量為 l/s，水銀壓差計(jì)讀值Δ h＝ 150 ㎜，沿程水頭損失不計(jì)，試求閥門的局部阻力系數(shù)。試求：為使 AB 段末段 B處的真空高度不超過 7m,閥門的局部阻力系數(shù) ? 最小應(yīng)是多少？此時的流量是多少？ 解： 取水池自由液面和 B 處斷面列伯努利方程： 221 1 2 212ppZ Z hg g g g????? ? ? ? ? ? 因?yàn)椋?1 2 1Z Z h?? 1p =0 1p =7 g? 1v =0 所以： 2v =取 B 處斷面和 C處斷面列伯努利方程： 22 33222322ppZ Z hg g g g????? ? ? ? ? ? 因?yàn)椋?2 3 2Z Z h?? 2v =3v 3p =0 所以： h 18m? ? ?222lvh ( )d 2 gh 2 g l 18 2 35 19 .49 8v d 88??????? ? ?? ? ? ? ? ? 此時 22d 3 .0 8 8 ( 0 .1 )Q v 2 4 .2 5 l / s44?? ??? ? ? 6－ 30 風(fēng)速 20 m/s的均勻氣流，橫向吹過高 H＝ 40 m，直徑d＝ m的煙囪，空氣的密度 ρ ＝ kg/m3，溫度為 20℃ ，求煙囪所受風(fēng)力。 解：（ 1） ? ?212112244 nnddQ g h g H h Q????? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1212 hHggh ???? ?? 得 h1= h2=H h1= （ 2） ? ? 2110 . 0 42 0 . 6 2 2 1 . 0 7 3 . 5 7 l /s44dQ g h g???? ? ? ? ? 7－ 12 游泳池長 25m，寬 10m，水深 ，池底設(shè)有直徑 10cm 的放水孔直通排水地溝，試求放盡池水所需的時間。 解 : 1120 0 0 lpH H hg?? ? ? ? ? ? 2 2 2v2103 5 4 3 1 2 5 2 22 980 001 5 980 0 2 16 3 m s l sl e bdhl g g ggQA? ? ?? ? ? ? ????? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ??? ? ??? ? ? ? ?出 7－ 18 自密閉容器經(jīng)兩段串連管道輸水，已知壓力表讀值pm=1at，水頭 H=2m，管長 l1=10m， l2=20m，直徑 d1=100mm, d2=200mm，沿程阻力系數(shù)λ 1=λ 2=,試求流量并繪總水頭線和測壓管水頭線。 解：? ? ? ? 222133 2 8 8 8 752 1 3 1 2 25138 .24 / 8 38 .34 75 00 2 9 /A b mh h mARmx b h mnC R m snQ AC Ri m s? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ????? ? ? ? ?取 8－ 13 修建混凝土渠面（較粗糙）的矩形渠道，要求通過流量Q= sm/3 ，底坡 i=,試按水力最優(yōu)斷面條件設(shè)計(jì)斷面尺寸。 解：? ?( 1 2 1 .5 ) 2 1 2 3A h b m h h h B b m h h? ? ? ? ? ? ? ? 因 為 對 矩 形 斷 面 渠 道39。試求通過流量。 解：由題意知： b=2h 由臨界水深公式：32AQ cgBc1 2A bh hc c c2B 2hcc22Q5h 0 .666 mc g???????? 8－ 18 有一梯形渠道，斷面寬度 b=12m，斷面邊坡系數(shù) m=,粗糙系數(shù) n=，通過流量 Q=18 m3/s，求臨界水深及臨界坡度。 解：h A B A3/B ? ?? ?2 0001 1 0 . 5 36 60 .51 1 0 .5 0 .5 m 0 .2 5 m2 1 2 0 .511 0 .2 5 5 6 .6 9 m /s 0 .2 8 3 m /s0 .0 1 4bhAA b h Rx b hC R Q A C R in? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? (2)渠道末端出口斷面臨界水 深 ? ? 22 33 aghmq? ? ? 。 2 23 0 .6 1 2ch a Q g b m??，所以給 h以小于 h’的不同值，計(jì)算相應(yīng)的 A3/B值，畫出 A3/Bh曲線 對于臨界狀態(tài) 323 3 .0 6ccAQgB? ?? 此時可知 hc= 22 / 30 .5 8 90 .0 0 6 9ccRmQniAR?????????? 822 用矩形斷面長直渠道向低處排水，末端為跌坎，已知渠道底寬b=1m,底坡 i=,正常水深h0=,粗糙系數(shù) n=,試求（ 1）渠道中的流量 。 解：矩形斷面水力最優(yōu)寬深比 β h=b/h=2 ? ?? ? ? ? ? ?2211 166 651 112 63223822 2 4 0. 54110. 01 7 0. 5 52 .4 10. 01 72 52 .4 1 0. 5 0. 00 1 2. 34 9. 79. 71. 70 m 2 3. 42. 34AhA bh h x b h h R hxhn C R h hnQ AC Ri h h h hh b h m? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ???? ? ? ?????取 8－ 14 修建梯形斷面渠道，要求通過流量 Q=1m3/s，渠道邊坡系數(shù)m=，底坡 i=，粗糙系數(shù) n=，是按最大允許流速 (不沖流速 [vmax]=)設(shè)計(jì)此斷面尺寸。 (2)渠道末端出口斷面的水深； （ 3）繪渠道中水面曲線示意圖。 解：? ? 2m a x232 113 22m a x 2 5 661 1 5 21QA b mh h m R mC Ri R i inn b h m??? ? ? ? ???? ? ? ??????? 21212( ) 02 2 ( )2 h b hhhbhh m h mb m b m????? ? ? ????????????? ? ???舍8—17 三角形斷面渠道，頂角為 900，通過流量 Q=,試求臨界水深。 解：并聯(lián)前 212alQH ? 并聯(lián)后 222222 452 al alal QH ????????? 水頭相等 2222 452 al Qal Q ? 5812 ?? 第八章習(xí)題及答案 8－ 12 梯形斷面土渠，底寬 b=3m，邊坡系數(shù) m=2，水深 h=，底坡 i=，渠道受到中等保護(hù)。試求流量及管道最大超高斷面的真空度。 解： （ 1） ? ? 2 30 . 0 2= 2 0 . 6 2 2 2 1 . 2 2 m /s4Q A g H g?? ? ? ? ? （ 2） ? ? 2 30 . 0 22 0 . 8 2 2 2 1 . 6 1 m /s4nnQ A g H g??? ? ? ? ? （ 3） v 0 . 7 5 0 . 7 5 2 1 . 5 mp Hg? ? ? ? ? 7－ 10 水箱用隔板分為 A、 B 兩室，隔板上開一孔口，其直徑d1=4cm，在 B 室底部裝有圓柱形外管嘴，其直徑 d2=3cm。 解 ? ? 222 121 1 2 2122 2 2ppZZg g g g g?????? ?? ? ? ? ? ? ? ? 222 122 1 1 22122 1 222 pph Z Zg