水力学第四章

解：  以过下压力表处的水平面为基准面，列伯努利方程如下：

∵，m，

取，当时，有：

（m/s）

由连续性方程 

∴（mm）

答：细管直径为mm。

4-4 一变直径的管段，直径=0.2m，=0.4m，高差=1.5m，今测得=30，=40， 处断面平均流速=1.5.。试判断水在管中的流动方向。

解：  以过A的水平面为基准面，则A、B点单位重量断面平均总机械能为：

（m）

（m）

∴水流从B点向A点流动。

答：水流从B点向A点流动。

4-5 利用皮托管原理，测量水管中的点速度。如读值=60mm，求该点流速。

解：  （m/s）

答：该点流速m/s。

4-13 水由喷嘴射出，已知流量=0.4，主管直径=0.4，喷口直径=0.1m，水头损失不计，求水流作用在喷嘴上的力。

解：（1）取过轴线的水平面为基准面，列螺栓断面与出口断面的伯努利方程：

∴

（kPa）

（m/s）

（m/s）

（2）取控制体如图所示，列动量方程。

∴

（kN）

答：水流作用在喷嘴上的力为kN。

4-14

4-18 矩形断面的平底渠道，其宽度为2.7m，渠底在某断面处抬高0.5m，该断面上游的水深为2m，下游水面降低0.15m，如忽略边壁和渠底阻力，试求：（1）渠道的流量；（2）水流对底坎的冲力。

解：（1）以上游渠底为基准面，列上、下游过水断面的能力方程：

其中：，m，m

，

m，m

∴ 

（m3/s）

（m/s）

（m/s）

（2）取控制体如图，列动量方程.

∴ 

（kN）

答：（1）渠道的流量m3/s；（2）水流对底坎的冲力kN。