解：假定流动为层流
6.水经容器侧壁上的薄壁小孔口自由出流。已知小孔中心到水面的高度H?4m，孔口直径d?5cm，容器中水面上的相对压强p0?1?10Pa5，若取流速系数
??0.98，流量系数??0.62。试求孔口收缩断面上的流速及流量。（水位H保持不变）
p0Hd
解：由孔口流量公式：
Q?CdA2(gH??Cd?p?)p0)?4d22(gH??
1?105?0.62??0.05?2(9.8?4?)41000?0.02m3/s2?由Q?Acvc，得：
vc?QQ??AcA?CcQ?p?Cv2(gH?)Cd?A?Cv)
?Cv2(gH??p?1?105?0.98?2(9.8?4?)1000?16.35m/s
7.图所示矩形平板闸门一侧挡水，门宽b=0.8m，门高h=1m, 要求挡水深h1超过2m时，闸门即可自动开启，求转轴应设的位置y 。
1bh3Ih1121412【解】： 解：作用点y?y??h1???2???m
h?1?9yA2?2?12??2???h1??bh2?2???所以：y?h1?y?2?
144??0.44m 99h1hy
图
8.水平分岔管路干管直径d1=600mm,支管d2= d3=400mm，分岔角α=30o，分岔前
23
压力表读数pm=70kN/m, 干管流量Q=0.6m/s,不计水头损失。求水流对分岔管的作用力。
21p11230°Rx33p3p2【解】x方向动量方程：
P?Pcos30??Pcos30??R??
QQvcos30???v3cos30???Qv 22
其中：P1?p1d12?19.78kN
1-1, 2-2断面能量方程 p?p?4Q?dv?v2??69.4kN/m P?p?4?d42?8.717kN
v??2.12m/s v?v?2Q?d22?2.3m9/s
以上数据代入动量方程得Rx=4.72kN, 水流对分岔管的作用力4.72kN ,方向x正方向。
9.自密闭容器经两段串联管道输水,见图。已知压力表读数pm=105Pa, 水头H=2m， 管长L1=10m, L2=20m, 直径D1=100mm, D2=200mm, 沿程阻力系数λ1=λ2=0.03，求流量。（忽略局部阻力）
pmHL1D1L2D2
pvLvLv?H?????【解】： ?2gD2gD2g连续性方程: v所以：v???D?vD 44p/??H1??L/D?D/D???L/D?2g?2.14m/s
流量:Q?v
?D4?0.0674m/s
10.不同管径的两管道的连接处出现截面突然扩大。管道1的管径d1＝0.2m，管道2的管径d1＝0.3m。为了测量管2的沿程水头损失系数λ以及截面突然扩大的局部水头损失系数ξ，在突扩处前面装一个测压管，在其它地方再装两测压管，如图所示。已知l1＝1.2m，l2＝3m，测压管水柱高度h1＝80mm，h2＝162mm，h3＝152mm，水流量Q=0.06m3/s，试求λ和ξ。
图
【解】：在长l2的管段内，没有局部水头损失，只有沿程水头损失，因此
将数据代入上式，可得λ＝0.02722。
列出截面1和2的伯努利方程：
，
; V1＝Q/A1＝1.91m/s，所以
11．一截面为圆形风道，风量为10000m3/h，最大允许平均流速为20m/s， 求：（1）此时风道内径为多少？
（2）若设计内径应取50mm的整倍数，这时设计内径为多少？ （3）核算在设计内径时平均风速为多少？ 【解】
依连续方程（?＝C） v1A1?v2A2?qv10000?4（1） v1d?qv d1??0.42m?420m413600?20?21?
(2) 设计内径应取450mm为50mm的9倍，且风速低于允许的20m/s (3) 在设计内径450mm时，风速为 v2?
qv?4?d224?10000 ?17.46m/ s3600??0.452
12．要为某容器底部设计一个带水封的疏水管，结构如图示，容器内部的压强值，最高时是表压强pe＝1500Pa，最低时是真空值pv＝1200Pa,要求疏水管最高水位应低于容器底部联接法兰下a=0.1m,最低水位应在疏水管口上b=0.2m(水密度ρ＝1000kg/m3，重力加速度g=9.8m/s2) 求：（1）疏水管长度L。
（2）水封水面到疏水管口的深度H。 【解】
根据流体静力学基本方程
表压强 ?e??gh或h?pe ?g在最高压强时，管内水面应低于O－O面
h1?pe1500 ??0.153m (2分）?g1000?9.8在最低压强时，管内水面应高于O－O面
h2?pv1200 ??0.122m ?g1000?9.8故疏水管长度
L?a?h2?h1?b?0.1?0.122?0.152?0.2?0.574m
水封水面到疏水管口深度
H?h1?b?0.153?0.2?0.353m
答：疏水管长度应为0.574m，水封水面到疏水管口深度为0.353m。
13．有一水平放置的90o渐缩弯管，管内径d1=15cm,d2=7.5cm,入口处平均流速v1＝2.5m/s,表面强p1?6.86?104Pa,若不计阻力损失，求水流对弯管的作用力，水的密度ρ＝1000kg/m3 【解】