工程流體力學(xué)(水力學(xué))聞德第五章實(shí)際流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)課后答案-資料下載頁(yè)
2025-06-26 09:02本頁(yè)面
【正文】 由習(xí)題5－17求得q＝，＝，＝。，方向與相反，即的方向?yàn)樗较蛴摇?－32 設(shè)將一固定平板放在水平射流中，并垂直于射流的軸線，該平板取射流流量的一部分為Q1，并引起射流的剩余部分偏轉(zhuǎn)一角度θ，如圖所示。已知=30m/s，Q=。若不計(jì)能量損失（摩擦阻力）和液體重量的影響，試求作用在固定平板上的沖擊力。解：設(shè)平板作用于水體的水平力為，由連續(xù)性方程得由伯努利方程得：由總流動(dòng)量方程得 ，方向與相反，即的方向?yàn)樗较蛴摇?－33 水流經(jīng)180176。彎管自噴嘴流出，如圖所示。已知管徑D=75mm，噴嘴直徑d=25mm，管端前端的測(cè)壓表M讀數(shù)為60kPa，求法蘭盤接頭A處，上、下螺栓的受力情況。假定螺栓上下前后共安裝四個(gè)，上下螺栓中心距離為150mm，彎管噴嘴和水重G為100N，它的作用位置如圖所示。不計(jì)能量損失(摩擦阻力).解：對(duì)過(guò)流斷面1－2－2寫伯努利方程可得由連續(xù)性方程可得 因此 設(shè)彎管作用于水體的水平力為，取過(guò)流斷面1－2－2及噴嘴內(nèi)水流為控制體，列水平方向總流動(dòng)量方程可得 水流作用與彎管的力＝＝，方向與相反，即的方向?yàn)樗较蜃?，由四個(gè)螺栓分別承受。 另外，水體重力和射流反力構(gòu)成的力矩亦應(yīng)由螺栓分別承受，由習(xí)題5－27知射流反力為。對(duì)斷面A－A軸心點(diǎn)取矩，以逆時(shí)針?lè)较蛄貫檎?，則 上式負(fù)號(hào)表示力矩的方向與假定的方向相反，即為順時(shí)針?lè)较?，且由上、下螺栓分別承受，其力 上螺栓所受的拉力 每個(gè)側(cè)螺栓所受的拉力 下螺栓所受的拉力5－34 一裝有水泵的機(jī)動(dòng)船逆水航行，如圖所示。，船相對(duì)與陸地的航速0為9m/s，相對(duì)于船身水泵向船尾噴出的水射流的射速r為18m/s，水是從船首沿吸水管進(jìn)入的。當(dāng)水泵輸出功率（即水從水泵獲得的功率）為21000W，求射流對(duì)船身的反推力和噴射推進(jìn)系統(tǒng)的效率。解：相對(duì)于船體的進(jìn)＝(9＋) m/s＝，出＝18m/s，射流對(duì)船身的反推力F，可由總流動(dòng)量方程求得，即 射流系統(tǒng)的有效功率為F進(jìn)，所以效率為 5－35 設(shè)一水平射流沖擊一固定裝置在小車上的光滑葉片，如圖所示。已知射流密度ρ=，速度=，過(guò)流斷面面積A0=，葉片角度θ=180176。，車的重力G=，能量損失和射流重力作用以及小車沿水平方向的磨擦阻力都略去不計(jì)。試求射流噴射10s后，小車的速度v1和移動(dòng)的距離。解：由伯努利方程（），可得 ；由總流動(dòng)量方程（），可得， （1） （2）由式（1）、（2）得，積分得 當(dāng)t=0，v1=0，C=當(dāng)t=10s， 5－36 設(shè)渦輪如圖所示，噴嘴直徑為25mm，若渦輪以100r/min旋轉(zhuǎn)，試求它的功率。解： 功率 5－37 設(shè)有一水管中心裝有樞軸的旋轉(zhuǎn)灑水器，水平放置，如圖所示。水管兩端有方向相反的噴嘴，噴射水流垂直于水管出流。已知旋轉(zhuǎn)半徑R=，相對(duì)于噴嘴出流速度v=6m/s，噴嘴直徑d=。試求：（1）當(dāng)水管臂靜止時(shí)，作用在轉(zhuǎn)軸上的力矩M；（2）當(dāng)水管臂以等角轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，圓周速度為u時(shí)，該裝置每秒所做的功和效率的表示式。解：（1）根據(jù)總流動(dòng)量矩方程，可得，因，.，（2）射流的絕對(duì)速度，根據(jù)總流動(dòng)量矩方程，可得兩個(gè)噴嘴每秒做的功為 兩個(gè)射流每秒損失的動(dòng)能功為每秒供給的總能量 灑水器的效率53
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