流体力学动量定律-补充习题_答案.doc

1. 图示喷射水流垂直撞击一块重量为G的光滑平板，使平板平衡在某一高度，水流受撞击后沿平板水平方向四周扩散，然后下降，水流通气条件良好。已知喷射口水流流速V0=17.72m/s，喷射口直径d0=4cm，喷射高度为h=15.75m，问该平板的重量G为多少？（所有阻力忽略不计）

根据连续原理

根据能量方程：

根据动量方程

2. 某水平管路直径d1=7.5cm，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径d2=2.0cm。用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p=49kN/m2，管路内流速V1=0.706m/s。求水流对喷嘴的水平作用力F 　

3. 如图，一个水平放置的90º变截面弯管输送水，流量Q＝0.02m3/s ，1-1断面处直径d1＝150mm，压强p1＝2.06×105Pa，2-2断面处直径d2＝75mm。求：水流对弯管的作用力大小和方向（注：不计水头损失）
y
x

F
Fy

q

-Fx
Fx

m/s
m/s
取1-1、2-2两断面列沿总流的伯努利方程

故，Pa ……………………………..（6分，给分标准）
取过流断面1-1、2-2及管壁侧面组成控制体，建立如图所示坐标系，假设控制体在x、y方向受到弯管的作用力分别为Fx、Fy（如图）。分别列控制体在x、y方向的动量方程：

解得，。其中负号表示与假设方向相反。
……………………………..（12分，给分标准）
合力及其与水平方向夹角分别为

水流对弯管壁的作用力与F大小相等，方向相反。………………………..（2分，给分标准）