[工程流体力学(水力学)] 禹华谦1-5章习题解答(17)

p1

4

d12 p2

4

2d2cos45 Fx Q(v2cos45 v1)

将本题中的数据代入：

Fx p1

4

d12 p2

4

2

d2cos45 qV(v2cos45 v1)=32.27kN

Fy p2

4

2

d2cos45 qVv2cos45

=7.95 kN

F 33.23kN

tan 1

FyFx

13.830

水流对弯管的作用力F大小与F相等，方向与F相反。

3-17．带胸墙的闸孔泄流如图所示。已知孔宽B=3m，孔高h=2m，闸前水深H=4.5m，泄流量qV=45m3/s，闸前水平，试求水流作用在闸孔胸墙上的水平推力F，并与按静压分布计算的结果进行比较。

[解] 由连续性方程：

qV BHv1 Bhv2 v1

qV4545

3.33m/s；v2 7.5m/sBH3 4.53 2

动量方程：

Fp1 Fp2 F qV(v2 v1) F Fp1 Fp2 qV(v2 v1)

11

F gH2B gh2B qV(v2 v1)

221

F 1000 9.807 3 (22 4.52) 1000 45(7.5 3.33)

2

F F 51.4kN( )

按静压强分布计算

11

F g(H h)2B 1000 9.807 (4.5 2)2 3 91.94kN F 51.4kN

22

3-18．如图所示，在河道上修筑一大坝。已知坝址河段断面近似为矩形，单宽流量qV=14m3/s，上游水深h1=5m，试验求下游水深h2及水流作用在单宽坝上的水平力F。假定摩擦阻力与水头损失可忽略不计。