工程流体力学课后答案带题目(5)

p1?2.23at?2.1854?105Pap2?2.11at?2.0678?10Pa5

x方向动量方程：p1A?Rx??Q?0?V1?

Rx?p1A??QV1?2.1854?105?0.07065?0.8?1000?0.1?1.4154?15553.083N

y方向动量方程：Ry?p2A??Q?V2?0?

Ry?p2A??QV2?2.0678?105?0.07065?0.8?1000?0.1?1.4154?14722.239N

2R?Rx?Ry?15553.0832?14722.2392?21415.945N

2??arctgRyRx?43.43?

3-19 水流经过60o渐细弯头AB，已知A处管径DA＝0.5m，B处管径DB＝0.25m，通过的流量

为0.1m3/s，B处压力pB＝1.8大气压。设弯头在同一水平面上，摩擦力不计，求弯头所受推力为多少牛顿？ 解：

3.14?0.52AA???0.19625m244?DB3.14?0.252AB???0.049m244Q0.1 VA???0.51m/sAA0.19625?DAVB?Q0.1??2.04m/sAB0.049pB?1.8at?1.765?105Pa对A、B列伯努利方程：

VA2pBVB20???0???2g?2gpA22??2.04?0.515???178350.75Pa pA?1.764?10?9800???2?9.8??PA?pAAA?178350.75?0.19625?35001.335NPB?pBAB?1.764?105?0.049?8654.625N由动量方程：

x：PA?PBcos??Rx??Q?VBcos??VA??Rx?30623N y： PBsin??Ry??Q?VBsin??0??Ry?7671.8N

2R?Rx?Ry?31569.38N

2

21

3-20 消防队员利用消火唧筒熄灭火焰，消火唧筒口径d＝1cm，水龙带端部口径D＝5cm，从

消火唧筒射出的流速V＝20m/s，求消防队员用手握住消火唧筒所需的力R（设唧筒水头损失为1m水柱）？ 解：

20?3.14?0.012Q?V2A2??1.57?10?3m3/s4?d??1?V1???V2????20?0.8m/s?D??25?2

对1－1、2－2列伯努利方程：

p1V12V22???hw ?2g2g?202?0.82??V22?V12????209480Pa ?p1????h?9800??1w??2g?2?9.8?????3.14?0.052P1?p1A1?209480??411.1045N

4动量方程：

R?P1??Q?V2?V1?R?1000?1.57?10?(20?0.8)?411.1045??381N?3

消防队员所需力为381N，方向向左。

3-21 嵌入支座的一段输水管，如图所示，其直径由D＝1.5m变化为D2＝1m，当支座前压力p

＝4大气压，流量Q＝1.8 m3/s，试确定渐缩段中支座所承受的轴向力？ 解：

Q?V1A1?V2A2V2?Q4?1.8??2.3m/sA23.14?1222

?D??1?V1??2??V2????2.3?1.02m/s?1.5??D?对1－1、2－2列伯努利方程：

p1V12p2V22????2g?2g212222?1?2.3V?Vp2?p1???4?9.8?104?9800???2?9.82g????389855Pa??

由动量方程：

p1A1?p2A2?R??Q?V2?V1?

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R?p1A1?p2A2??Q?V2?V1?3.14?1.523.14?12?4?98000??389855??1000?1.8??2.3?1?

44?383993.825N???支座所承受的轴向力为384KN，方向向右。

3-23 水射流以19.8m/s的速度从直径d＝100mm的喷口射出，冲击一固定的对称叶片，叶片

的转角α＝135o，求射流对叶片的冲击力。

解： Q?VA?19.8?3.14?0.12?0.15543m34/s

p1A1?p2A2?R??Q?V2?V1?R??Q0V0?1?cos???1000?0.15543?19.8??1?cos135??

?5253.645N

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