方向的投影式:
解得
RP1P2ρQv2v1;
RP1P2ρv1A1v2v1514N流体对建筑物的水平作用力FR514N。
答:流体对建筑物的水平作用力F为514N。
例37已知v0、Q0、θ,不可压缩流体恒定流,忽略质量力,不计摩擦及碰撞损失,求:喷注对平板AOB的单位宽度的压力。
f解:取坐标系xoy,x轴平行于平板;控制体取上游断面00及分别过A、B点的断面11、22之间的空间。
令R为平板对流体的作用力。因不计摩擦R垂直于平板。因为忽略质量力,由渐变流过流断面压强分布,不难得到断面11,22上的压强p1p2pa0,从而有面力P1P20。在y轴方向立动量方程的投影式:
∑FyR0ρQ0v0si
θρQ0v0si
θ;答:喷注对平板的压力F的大小为:FRρQ0v0si
θ;
方向与R方向相反。
例38已知:图中旋转水力机械d25mm,R06m,单个喷嘴流量Q7Ls,ω10rpm,求:功率N。
解:运用动量矩定理,选择坐标系。惯性系:0xy,非惯性系0xy,固连在旋转喷管上。由于对称性,先考虑单个喷管。控制体:断面Ⅰ、Ⅱ之间管内空间。令M:喷嘴对水流的作用力对转轴之矩,立动量矩方程:
MRρQvrveRρQQAωR式中vr相对速度,ve牵连速度;四个喷嘴对水流总功率N:
N4×Mω4ωρQRQAωR1405Nms
答:旋转水力机械功率N为1405Nms。
第四章流动阻力、能量损失、孔口、管嘴与有压管流
一、学习导引1流动阻力与水头损失的两种型式:
f流体通过的边界不同,产生的阻力不同,流动阻力分为沿程阻力与局部阻力。同样,克服这些阻力产生的能量损失也分为沿程水头损失与局部水头损失。
1)流动阻力
沿程阻力:流体边界几何形状沿程不变,均匀分布在流程上的阻力称沿程阻力
局部阻力:流体边界发生突变,集中分布在突变处的阻力,如转弯、阀门、进出口、突扩。
2)能量损失沿程水头损失:克服沿程阻力产生的能量损失,hf。局部水头损失:克服局部阻力产生的能量损失hj。
2流体的两种流动型态层流和紊流1)层流与紊流层流:流体质点有条不紊,互不混掺的流动。紊流:流体质点互相混掺的流动。2)层流与紊流的判别标准层流与紊流的判别标准为临界雷诺数。从层流到紊流时为上临界雷诺数,从紊流到层流时为下临界雷诺数。上临界雷诺数不稳定,通常取下临界雷诺数作为层流与紊流的判别标准
圆管流:
2000Re2000紊流
Re2000层流
明渠流:
500Re500紊流
Re500层流
圆管流雷诺数:
明渠流雷诺数:
水力半径的计算:
3均匀流基本方程与沿程水头损失1)均匀流基本方程
适用范围:在压管流动,明渠流动。r