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流 体 力 学 习 题 2015年 如图所示，水池壁面设一圆形放水闸门，当闸门关闭时，求作用在圆形闸门上静水总压力和作用点的位置。已知闸门直径d = 0.5m，距离a= 1.0m，闸门与自由水面间的倾斜角 。 第二章 流体静力学 第二章 流体静力学 第二章 流体静力学 2.3 关于作用在平面上的力及位置的习题 闸门形心点在水下的深度 解： 故作用在闸门上的静水总压力 （1）总压力 设总压力的作用点离水面的倾斜角距离为yD ，则由yD与yc关系式得 （2）总压力作用点 如图所示，一圆弧门，门长2m。 （1）求作用于闸门的水平总压力及其作用线位置。（2）求垂直总压力及其作用线位置。 第二章 流体静力学 2.5 关于作用在曲面上的力的习题 第二章 流体静力学 2.5 关于作用在曲面上的力的习题 ⑴求水平总压力 解： 代入公式得 弧形闸门的铅垂投影面如图 面积 投影面形心点淹没深度 C hC b r Px D ⑵求垂直总压力 压力体如图中ACODE 所以， Pz E D 压力体体积 因 又 方向向上。 故 有一沿铅垂放置的弯管如图3所示，弯头转角为90°，起始断面1-1与终止断面2-2间的轴线长度L为3.14m，两断面中心高差Δz为2m，已知断面1-1中心处动水压强 为117.6 ，两断面之间水头损失为0.1m，管径d为0.2m。试求当管中通过流量Q为0.06 时，水流对弯头的作用力。 3.3 动量守恒的习题 （2）求断面2-2中心处动水压强 解： （1）求管中流速 以断面2-2为基准面，对断面1-1与2-2写能量方程 于是 将 代入上式 得 （3）弯头内水重 （4）计算作用于断面1-1与2-2上动水总压力 （5）对弯头内水流沿x、y方向分别写动量方程式 令管壁对水体的反作用力在水平和铅垂方向的分力为 及 ，沿x方向动量方程为 沿y方向动量方程为 得 得 管壁对水流的总作用力 作用力R与水平轴x的夹角 水流对管壁的作用力与R大小相等，方向相反。 据上表中数据绘总水头线和测压管水头线图如下： (c)由图可知管一中间点的压强为3.4m水柱高，管二中间点的压强为1.2m水柱高。 定性绘出下列各图的总水头线和测压管水头线。 4.9 定性画图题 题意分析 本题为为四种不同形式布置的恒定流管路，要求定性画出各图中的总水头线和测压管水头线，不需要计算出各的数据，只要分析水头线的变化趋势。 分析第一种管路：均匀流 本管路为一恒定水箱接一直径不变的折管自由出流：管中的水头损失包括进口和折管处的局部水头损失和二管段的沿程水头损失。 分析第二种管路：淹没出流均匀流。 管路中的水头损失包括：进口、出口和两处折管中的局部水头损失和三管段的沿程水头损失，因为是均匀流，所以总水头线和沿程水头线平行。 分析第三种管路 自由出流中间接一文丘里流量计，由于文丘里管段较短，可认为沿程没有损失，仅计突缩和突扩局部水头损失，后者大于前者。