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重新安装浏览器，或使用别的浏览器水力学中压力体概念浅析--《山西科技》2015年05期
水力学中压力体概念浅析
【摘要】：压力体是水力学中一个重要的基本概念,也是一个不太好理解和掌握的概念。在计算曲面上静水总压力的水平分力和垂直分力时,用水柱高度表示压强并绘制静水压强分布图,可清楚地诠释压力体的基本概念。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TV131【正文快照】：
水利工程中,承受静水压力的水利设施和水工结构物既有平面(如平板闸门),也有曲面(如弧形闸门、拱坝),而这些曲面多数为二向曲面,也称柱面。压力体是计算作用于曲面上静水总压力垂直分力大小时的一个常用的基本概念,在工程设计中极其重要。但就这样一个重要的概念,不论是我们在
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高玉清;;[J];黑龙江科技信息;2008年12期
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流体静力学(3)
第5次课 章 题目 模块 单元 基本要求 重点 拓展 年
流体静力学 静力学模块 工程应用：作用在壁面上的总压力 方式 方法 手段 课堂 启发式、案例式 多媒体+板书 掌握静止液体对固体壁面作用力的求法 作用力求解 难点 正、负（实、虚）压力体的确定区分 素质教育内容：1993年青海沟后水库垮坝事件、潜体受力问题 1、 张也影，流体力学（第二版），高等教育出版社.1999. 2、 徐文娟，工程流体力学，哈尔滨工程大学出版社，2002. 参考教材 3、 莫乃榕，《工程流体力学》，华中科技大学出版社，2000 4、禹华谦，工程流体力学，西南交通大学出版社，1999 作业 习题： 2―9、2―13、2―16
思考题：2―7、2―8 上次课内容回顾及本次课内容引出： 应用平衡流体中压强的分布规律，解决工程上的实际计算问题，如计算水箱、密封容器、管道、锅炉、水池、路基、港口建筑物（堤坝、水闸）、储油设施（油箱、油罐）、液压油缸、活塞及各种形状阀门以及液体中潜浮物体的受力等，液体对壁面的总压力(total pressure)（包括力的大小、方向和作用点）。 壁面：平面壁、曲面壁 2.5 静止液体作用在壁面上的总压力 1993年青海沟后水库垮坝
日夜间，库容为330万立方米的青海省海南藏族自治州沟后水库在库水位低于设计水位0.75米的情况下突然垮坝失事，造成288人死亡，40人失踪。直接经济损失1.53亿元，水利部专家组调查认定，沟后水库在设计上有缺陷，施工中又存在严重的质量问题，运行管理工作薄弱。这次垮坝属于重大责任事故，州县有关领导干部15人为此受到党纪政纪处分，省监察厅长在新闻发布会上指出：“有关人员确实经验不足，缺乏有关专业技术知识，”
同学们：也许你们有人将来不做技术工作，而当领导干部，不管你在什么岗位，都应该想到，你的责任心和专业技术素质也许会关系到千百人生命财产的安全！ 应用平衡流体中压强的分布规律，解决工程上的实际计算问题，如计算水箱、密封容器、管道、锅炉、水池、路基、港口建筑物（堤坝、水闸）、储油设施（油箱、油罐）、液压油缸、活塞及各种形状阀门以及液体中潜浮物体的受力等，液体对壁面的总压力（包括力的大小、方向和作用点）。 壁面：平面壁、曲面壁 一、作用在平面壁上的总压力
1 1、总压力 设一水坝（平面壁CA）与水平面成倾角?，将水拦蓄在其左侧，见图，其左面受液体压力，右面及液体自由表面均有大气压强。 1、方向：平面壁上所受液体静压强的总和，P?CA
2、总压力大小
微元面积dA形心处的压强为
dp?(pa??h)dA 图2.5.1
平面壁上的总压力
将上式对整个受压面积GBADH
P ?图2.5.1 平面壁上的总压力
进行积分，可得此平面壁上的总压力为
P?paA??hcA 总压力P的实际算式为
★★★ 式中hc――受压面积GBADH的形心C在自由液面以下的深度。 ?A(pa??zsin?)dA
?paA??sin??zdA
A静止液体作用在任意形状平面壁上的总压力P为受压面积A与其形心处液体的静压强?hc的乘积。也可理解为一假想体积的液重，即以受压面积A为底，其形心处深度hc为高的这样一个体积所包围的液体重量。它的作用方向为受压面的内法线方向。 2、总压力的作用点 总压力的作用点，又称压力中心，用D来表示。 Jc
★ zcA式中Jc――受压面积GBADH对形心轴（即通过C点且平行ox轴）的惯性矩。 讨论：由于Jczc?0，故zD?zc，即总压力P的作用点D一般在受压形心C之下。只有当JczcA?0,作用点D才与受压形心C重合。即当受压面上压强均匀受压面为水平面,zc?? 时,分布时，其总压力作用在形心上。 实际工程中的受压壁面大都是轴对称面（此轴与z轴平行），P的作用点D必位于此对称轴上。 课堂练习：1、2―8，绘出复杂组合壁面上相对压强分布图。 2、几个不同形状但装水深度和水平底面积相同的容器同时放在桌面上，试问各容器底面所受总压力是否相等？桌面对容器底部的反力是否等于液体对容器底部的总压力？为什么？
2 二、作用在曲面壁上的总压力 工程上常需计算各种曲面壁（例如圆柱形轴瓦、球形阀、连拱坝坝面等）上的液体总压力。 对于二向曲面壁，研究方法：（总（体分析）――分（解）――总（合成））
即dP→dPx、dPy、dPz→P
1、总压力P的大小和方向
设有一连拱坝坝面（二向曲面壁）EFBC左边承受水压，见图
二向曲面壁上的总压力 1）微元面积dA的作用力 在曲面上沿曲面母线方向取微元面积dA，其形心在液面以下的深度为h，则此微元面积上所承受的压力为
dP??hdA 2）总压力在分解 设?为微元面积dA法线与水平线夹角。则可将dP分解为 dPz?dPsin???hdAsin??? dPx?dPcos???hdAcos??因为 dAsin?=dAz――dA在xoy面上的投影面积（即垂直于z轴的微元投影面积）； ?=dAx――dA在yoz面上的投影面积（即垂直于x轴的微元投影面积）
dAcos。 则 dPz??hdAz?
? dPx??hdAx?将上式沿曲面ABCD相应的投影面积积分，得作用在曲面上总压力P的垂直分力和水平分力为 Pz?Px??Az?hdA?hdAz???AxxhdAz??? ???hdAx?Ax??Az式中
?AzhdAz――为曲面ABCD以上的液体体积，即体积ABCD5678，称为“实压力体”，，用V表示之。故总压力P的垂直分力为
Pz??V Pz的方向取决于液体及压力体与受压曲面之间的相互位置，见挂图。
(a)实压力体
b)虚压力体 Ax Px
“实压力体”或“正压力体”――液体和压力体位于曲面同侧，Pz方向向下。 “虚压力体”或“负压力体”――液体和压力体位于曲面异侧，Pz方向向上。 积分式?hdAAxx?h0Ax――曲面ABCD的垂直投影面积（即面积1234）绕y轴的静力矩。
h0――投影面积Ax的形心在水面下的深度。 所以，总压力P的水平分力为
Px??h0Ax 可以看出：曲面ABCD所承受的垂直压力Pz恰为体积ABCD5678内的液体重量，其作用点为压力体ABCD5678的重心。曲面ABCD所承受的水平压力Px为该曲面的垂直投影面积Ax上所承受的压力，其作用点为这个投影面积Ax的压力中心。 3）总压力 a) 液体作用在曲面上的总压力为
P?Px?Py 22b) 总压力的倾斜角为
??arctgPzPx c) 总压力P的作用点：做出Px及Pz的作用线，得交点，过此交点，按倾斜角?作总压力P的作用线，与曲面壁ABCD相交的点，即为总压力P的作用点。
倾斜闸门AB，宽度b=1m（垂直于图面），A处为铰接轴，整个闸门可绕此轴转动，如图所示，已知：H=3m；h=1m；闸门自重及铰接轴处的摩擦力可略去不计。求升起此闸门时所需垂直向上的拉力。解：HHbP??hcA??2sin60?3??????1??50923N?sin60??压力中心D点到铰轴A的距离为?Jc??L???zc??sin60??zcA??h3??1?H?B????h1H12sin60?????????H??sin60??2sin60?1H?B????2sin60?sin60?????x?H?htan60??43?2.31m根据理论力学力矩平衡原理?MT?PLx?A?PL?Tx?02.31??3.455?3.455m
例2.5.2圆柱体, d=2m, H1=2m, H2=1m。求: 单位长度上所受到的静水压力的水平分力和铅垂分力。解:Px??hc1Ax1??hc2Ax2??g2??gH12?H2??H1?H1?1???gH2?H2?1?222?14.7kN3?d2Pz??V??g443??22????23.09kN44
联系客服：cand57</压力体图的画法-1
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47流体力学及参考答案
[日期：] & 来源：长沙建筑工程学校官方网站& 作者：admin & 阅读：2676次[字体：
流体力学（03347）
一、单项选择题
1、理想液体恒定有势流动，当质量力只有重力时， （ B&）
A整个流场内各点的总水头相等
B只有位于同一流线上的点，总水头相等
C沿流线总水头沿程减小
D沿流线总水头沿程增加
2、在下列底坡渠道中，不可能发生明渠均匀流的底坡为（ A&）
&& A.平坡&&&& B.缓坡&&& C.陡坡&&&&& D.临界坡
3、同一管道中，当流速不变，温度上升时，则雷诺数（ A ）
A．增大&&& B. 减小&& C. 不变&&& D. 不一定
4、一段直径不变管道的流速从2m/s增加到4m/s时，在水流都处于紊流粗糙区时，沿程水损失是原来的（ D ）倍
A．1&&&& B.&&& C. 2&&&& D. 4
5、有一溢流堰，堰顶厚度为2m，堰上水头为2m，则该堰流属于（C&& ）
A、薄壁堰流&& && B、宽顶堰流&& &C、实用堰流 && D、明渠水流
6、明渠流动为急流时（ A&）
A、&&&&&&&&&&&&&&&& B、
C、&&&&&&&&&&&&&&&&& D、
7、液体连续介质是（ A ）
A、没有间隙的液体&& && B、服从牛顿内摩擦定律的液体
C、有分子间隙的液体&& &&&& D、不可压缩的液体
8、若流体的密度仅随（&& D&）变化，则该流体称为正压性流体。
A、质量&&&&& B、体积&&&& C、温度&&&& D、 压强
9、液体动力粘滞系数&的单位是（ B&）
&& A.m2/s&&&& B.（N. s）/m2&&& C.N/m2&&&& D.Pa/s
10、有两条梯形断面渠道1和2，已知其流量、边坡系数、糙率和底坡相同，但底坡i1&i2，则其均匀流水深h1和h2的关系为（&）
A．h1&h2&&& B.&h1&h2&&& C.&h1=h2&& D. 无法确定
11、流线与等势线的关系为（ C&）
&& A.平行&&& B.斜交&&& C.正交&&& D.不确定
12、平衡液体的等压面必为（ D&）
A．水平面&&& B. 斜平面&& C. 旋转抛物面&& D. 与质量力正交的面
13、两种矩形断面渠道，其过水面积A，糙率n，底坡i均相等，但是底宽b及水深h不同，渠道一b1&h1 = 4m&1m，渠道二b2&h2 = 2m&2m，比较渠道中通过的流量相对大小为（&B ）
&& A.Q1 & Q2&&& B.Q1 = Q2&& C.Q1 & Q2&&& D.无法确定&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
14、对于并联长管道，每根管道的（&C ）相等。
A．流量&B. 切应力&C. 沿程水头损失&&& D. 水力坡度
15、下列情况中，总水头线与测压管水头线重合的是（ B ）
A. 实际液体&B. 理想液体&& C. 长管&& D.&短管
16．管道发生水击现象时，其水流类型为（ D&）
&& A.有压、恒定均匀流&&&& &&B.无压恒定非均匀流
&&C.有压、恒定非均匀流&& &&& D.有压非恒定流
17、管流的负压区是指测压管水头线（ C&）
A．在基准面以下的部分&B. 在下游自由水面以下的部分
C．在管轴线以下的部分&& D. 在基准面以上的部分
18、水流在等直径管中作恒定流动时，其测压管水头线沿程（ D&）
&& A.下降&&& B.不变&&& C.上升&& D.可上升，亦可下降
19、串联管道，无支流分出，则各管段的（ A&）
&A.流量相等&&& B.切应力相等&&& C.沿程水头损失相等&&&& D.水力坡度相等
20、粘性底层厚度&随雷诺数Re的增大而（ C&）
&& A.增大&&&&& B.不变&&&&& C.减小&&&&& D.不定
21、圆管水流中的下临界雷诺数等于（ A&）
&& A.2000&&&&&&& B.1500&&&&&&& C.3000&&&&&&& D.5000
22、宽b = 2m的矩形明渠中，通过的流量Q恒定，水深从h1 = 1m渐变到h2 = 2m，其雷诺数之比Re1 / Re2 为（ D&）
&& A.1/2&&&&&& B.2&&&&&& C.4/3&&&&&& D.3/2
23、下列物理量中，有量纲的数为（ C&）
A．佛汝德数Fr&&&&&&&&&& B. 沿程阻力系数l
C．渗流系数k&&&&&&&&&&& D. 堰流流量系数m
24、在顺坡小底坡棱柱体明渠中，当通过的流量一定时，临界水深hC值随底坡i的增大而（&C ）
A、增大&& &&& B、减小&& &&& C、不变&& &&& D、不定
25、理想液体是（&B ）
A、粘性大的液体&& && &&&&&&&&&&& B、没有粘性的液体
C、服从牛顿内摩擦定律的液体 && D、具有粘性的不可压缩液体
26、有两条梯形断面渠道1和2，已知其流量、边坡系数和底坡相同，糙率n1&n2，则其均匀流水深h1和h2的关系为（ A ）
A．h1&h2&&& B.&h1&h2&&& C.&h1=h2&& D. 无法确定
27、某陡坡渠道，临界水深为1.5m，正常水深为1.0m，当实际水深为1.3m时所发生的水面曲线为 (&D&)
&& A.&a1&&& B.&a2&&& C.&b1&&& D.&b2
28、若某明渠水流的平均水深，实际流速为3m/s，则其流动状态为（ B&）
A、缓流&& &&&& B、急流&&&& C、临界流&& && D、渐变流
29、一管径从大到小渐缩的管道中，雷诺数沿水流方向（ A ）
A. 增大&&& B. 减小&& C. 不变&&& D. 不一定
30、沿程水头损失与流速一次方成正比的水流为（ A ）
A. 层流&&&& B. 紊流光滑区 C. 紊流过渡区&&& D. 紊流粗糙区
31、下列物理量中，单位有可能为m2/s的系数为（ A ）
A. 运动粘滞系数&& &&&&&&& B. 动力粘滞系数
C. 体积弹性系数&&&&&&&&&& D. 体积压缩系数
32、有一溢流堰，堰顶厚度为2m，堰上水头为2m，则该堰流属于（ C&）
A．薄壁堰流&B. 宽顶堰流&&& C. 实用堰流&& D. 明渠水流
33、下列水流中，属于非恒定有压流的是（ C ）
A. 堰流&B. 水跃&&& C. 水击&& D. 闸孔出流
34、临界坡明渠中的均匀流是（ C&）
A. 缓流&& B. 急流&&& C. 临界流&&& D. 可以是急流或缓流
35、缓坡明渠中的均匀流是（ A&）
A．缓流&& B. 急流&&& C. 临界流&&& D. 可以是急流或缓流
36、下列水流中，时变（当地）加速度为零是（A&）
A．恒定流&B. 均匀流&C. 层流&&& D. 一元流
37、静止液体中某点的真空压强水头为1m，则该点的绝对压强为（ B ）
A. 107.8kN/m2&B. 88.2kN/m2 C. 9.8kN/m2 D. -9.8kN/m2
38、在顺坡小底坡棱柱体明渠中，当临界水深hC值一定时，Q将随底坡i的增大而（&A ）
A、增大&& && B、减小&& &&&& C、不变&& && D、不定
39、实用堰不管其形状和尺寸如何，其流量与堰上水头的（ C&）成正比。
A、1次方&& B、2次方&& C、1.5次方&& && D、2.5次方
40、理想液体是指忽略了液体（ A&）的液体。
A、粘滞性&& B、惯性&& &&& C、万有引力特性&& D、易流性
二、多项选择题
41、水跃的（ A B&）
&& &A、跃前水深增大跃后水深减小&& && B、跃前水深减小跃后水深增大
&& &C、跃前水深增大跃后水深增大&&& && D、跃前水深减小跃后水深减小
&& &E、跃前水深与跃后水深无关
42、谢才系数C与（ AD&）有关。
A、粗糙系数&& &&&&&&&&&&&&&&& B、温度&& &&&&&&&&&&&&&&&& C、压强
D、水力半径&& &&&&&&&&&&&&&&& E、表面张力
43、粘性系数与&&&& 有关。（ BC&）
&& A、粗糙系数&& && B、温度&& C、压强
&& D、水力半径&& && E、密度
44、只要是作层流运动的牛顿液体，在流速梯度相同的情况下，它们的切应力（ CD&）
A、相等&& &&&& B、根据内摩擦力判断&& C、根据温度判断&
D、根据流体种类判断&& &E、大小无法判断
45、液体无论在静止或机械运动状态下都具有（ ABDE&）
&& &A、粘性 && &&& B、质量力&&& C、易流动性&&&
D、连续性&& && E、表面力
46、静水压强的性质有（ AB&）
&& && A、垂直指向作用面 && && &&& B、同一点各个方向均相等
C、随温度大小发生变化 && && D、大小与粘性有关&&&&&& E、以上说法都对
E、大小与粗糙系数有关
47、明渠均匀流是重力沿流向的分力和阻力（&AB ）
A、大小相等方向相反&& && B、相互平衡&& C、视不同断面形状而定
D、视粗糙系数大小而定&& &&&& E、视水力半径大小而定
48、液体的粘性是（ AB&）
A、液流水头损失的根源&& &&&&&&& B、部分取决于液体的种类&&
C、与流速梯度成正比
D、取决于液体运动的惯性力大小&& E、液体透明程度
49、关于能量方程说法正确的有（&CD ）
&& && A、仅限于理想液体使用&&& && && B、必须用绝对压强进行计算
C、计算断面选择在均匀流断面&& && D、以能量守恒的观点推导得出
&& && E、以上说法都正确
50、达西公式（ ABC&）
&& &A、适用于管流&&& B、适用于明渠流&& C、是经验公式
D、等价于谢才公式&& E、由量刚分析推导得出
51、下列水流流向说法错误的有（ ABCE ）
A、从高处流向低处&&&&&&& B、从压力大的流向压力小的地方
&& C、从流速快的流向流速慢的地方
D、从能量大的流向能量小的地方
E、从动能大的流向动能小的地方
52、矩形断面水力最佳断面的宽深比&说法错误的是（ABDE&）
&& A、与断面大小有关 && B、与粗糙系数大小有关&& C、等于2
D、大小无法确定&& E、以上说法均不对
53、关于紊流特性说法正确的有（ CDE&）
&& &&& A、流速是脉动值&& &&&&&&&&&&& B、流速等于平均流速&& C、存在层流层
&& &&& D、流速分布较层流均匀&& &&& E、存在纵向质点交换
54、明渠均匀流是重力沿流向的分力和阻力（ AB&）
&& A、大小相等方向相反 && B、相互平衡&&& && C、视不同断面形状而定
D、视粗糙系数大小而定&& E、无法确定
55、同一渠道说法错误的有（ BCE&）
&& A、缓流流速小于急流流速
&& B、恒定流流速小于非恒定流流速
C、均匀流流速小于非均匀流流速&
&& D、层流速度小于紊流流速
&& E、浑水流速小于清水流速
三、问答题
56、什么是真空度？&
57、什么是水头损失？&
58、恒定流指什么？&&
59、什么是管嘴出流？&&
60、什么是明渠流动？&
61、什么是堰流？
62、什么是共轭水深？&&
63、什么是压缩系数？&&
64、迹线是指什么？&&
65、什么是绝对压强？&&
66、什么是临界流？
67、什么是渗流？
68、流管指什么？&&
69、什么是等压面？&&
70、什么是串联管道？
四、计算题
71、某砌石拦河溢流坝采用梯形实用堰剖面，已知堰宽与河宽均为30m，上.下游堰高，堰顶厚度。堰的上游面为铅直面，下游面坡度为1:1，堰上水头，下游水面在堰顶以下0.5m，求通过溢流坝的流量。（流量系数m=0.38）
72、知某梯形断面明渠均匀流，设计流量，渠道进.出口面高差，渠长，边坡系数，粗糙系数，允许不冲流速，试在保证渠道不被冲刷的条件，按水力最佳断面设计该渠道断面。
解：（1）按最大允许不冲流速vmax=1.2m／s进行设计。
由&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
解得：&&&&&&&&&&&&&&&&&&
由梯形断面条件得：&&&&
联立解上述两式得： ；
第一组结果无意义，应舍去。所得结果应为&& &&&&&&&&&&&&&&&&& 。
73、某梯形断面的明渠，已知底宽，边坡系数，水流的粘度，渠中水深，流速，试判别此渠中水流为层流还是紊流。若其他条件不变，渠中水流为层流时，其流速应为多少？
74、一座均匀流动的梯形断面明渠，已知流量，糙率，底宽，边坡系数，断面平均流速，试求该渠道的水深及其底坡。
解： 过水断面积：
所以该渠道的水深
水力半径&&由于&
所以， 底坡
75、有一矩形断面长渠作均匀流，渠宽为5m，粗糙系数为0.025，测压管坡度为0.0005，当渠中水深为4.25m时，试用其临界水深、临界流速及佛汝德数等三种方法判别水流的流态。
解&(1)&用临界流速法判别
断面平均流速 &&&&
&&，故流动为缓流；
&(2)&用临界水深法判别
取 ，有&&&&&
由于 ，因此，流动为缓流。
(3)&用佛汝德数判别
&由于&&，因此流动为缓流。
76、如图示，曲面AB左面有水，右面无水，h=1.6m,宽 b=2m ,试求作用在曲面AB上的静水总压力的大小。
解：（1）水平分力：
，方向向右 。
（2）铅直分力：绘如图所示的压力体，则
&N，方向向上 。
（3） 静水总压力的大小
第76题图&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 第77题图
77、水平放置在混凝土支座上的变直径弯管，测得1-1断面中心压强P1 =17.6千帕，管中流量Q=100升/秒，若管径d1 =300mm, d2 =200mm,转角&=60度，求水对弯管作用力的大小（不计损失）。
【解】&水流经弯管，动量发生变化，必然产生作用力F。而F与管壁对水的反作用力R平衡。管道水平放置在xoy面上，将R分解成Rx和Ry两个分力。取管道进、出两个截面和管内壁为控制面，如图所示，坐标按图示方向设置。
&&1.根据连续性方程可求得：
2.列管道进、出口的伯努利方程
&&&&&&&& &&&
&&&&&&&&& 则得：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
3.所取控制体受力分析
&&&&& 进、出口控制面上得总压力： KN
&&&&&& 4.写出动量方程
&&&&&&&&& 沿x轴方向&&
&&&&& &沿y轴方向&
管壁对水的反作用力&&&&
水流对弯管的作用力F与R大小相等，方向相反
78、在路基下面修建一座圆形断面有压流涵洞，设计流量，涵洞直径 的涵洞水头损失为（v为洞内流速）。涵洞上下游流速极小（可视为零），求涵洞上、下游的水位差。
解：有压涵洞的水流相当于一个短管淹没出流问题，代入公式&& &,&有
79、某管道末端连接一喷嘴如图所示，已知管道直径，喷口直径，喷射流量，水流射入大气，且不计喷嘴段的水头损失，求作用在连接螺栓上的水平总作用力。
列管道和出口断面的能量方程：
代入数据得：
所以：&&&&&
&&&&&& (1&)
&& 假定螺栓对水流的作用力为R（方向左）
则由动量方程得：
水流对螺栓的作用力R&=R，方向向右。
80、有一运行良好的等腰梯形断面棱柱体明渠。已知糙率，边坡系数，流量，由于航运要求取水深，断面平均流速。试求该渠道的落差。
81、如图所示，一个封闭水箱，下面有一1/4园柱曲面AB，宽为1m（垂直于纸面方向），半径R=1m，，，计算曲面AB所受静水总压力的大小、方向和作用点。
画出水平方向压强分布图 ；画出垂直方向压力体图 ；
水平方向静水总压力：&
&&&&&& 垂直方向静水总压力：&
&&&&&& 总静水总压力：&
&&&&&& 与水平方向的夹角：&&
&&&&&& 距底部B点的垂直距离：&
82、在矩形断面河道上，有一单孔的与渠道等宽的泄水闸，已知闸前水深，闸门开度，闸下游水深，闸门宽度，（闸门垂向收缩系数，堰流的流量系数，闸孔出流的流量系数），不计行进流速，试求：通过水闸的流量；判断闸下游的水流衔接形式，并判断闸下是否要建消能工。
解：（1）&
&&&&&&&& &
&& 所以是远驱式水跃衔接&
&& 需设置消能工&& &
83、如图所示的圆柱形挡水曲面。已知圆柱长度为，上游水位与圆柱顶部齐平，水深。试求该圆柱上所受静水总压力。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& kN
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& kN
第84题图&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 第83题图
84、从水箱接一橡胶管道及喷嘴（如图）。橡胶管直径D=7.5cm，喷嘴出口直径d=2.0cm。水头H=5.5 m。由水箱至喷嘴的水头损失hw = 0.5m。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p= 4.9N&#61487;cm2。如用手握住喷嘴，需要多大的水平力R，行近流速v0=0，取动能校正系数和动量校正系数均为1。
解：以过喷嘴中心的水平面为基准面，列水箱渐变流断面1&1和喷嘴出口断面2&2的能量方程
&&&& &&&& &&&&&&&&& &&&&&
求得喷嘴出口流速和流量为&&
&&&&&&& &&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&
橡胶管道内的流速为&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&& &&& &&&&&& &&&&&& &&&&&& &&&&&& &&&& &&&&&&
对于喷嘴建立x方向的动量方程
&&& & &&& &&&&&&&&&&&&&&&&&& N &&&&&&&&&&&&&&
&水流对喷嘴冲击力为 即为手握喷嘴所需之力。&&&&
85、如图所示，一个封闭水箱，下面有一1/4园柱曲面AB，宽为2m（垂直于纸面方向），半径R=1m，，，计算曲面AB所受静水总压力的大小、方向和作用点。
解：水平分力：
&& 垂直分力：
&& 方向：与&方向的夹角为
&& 作用点距水箱底部距离：
86、有一长度L=10m的有压管道，管径d=0.1m，作用水头H=2.5m，沿程阻力系数&=0.02，不计行进流速，管道进口及阀门的局部阻力系数分别为&1=0.5、&2=1.5。求：
（1）阀门全开时管道中通过的流量。
（2）阀门由全开突然关闭时管道中的水击压强水头。（水击波波速为1000m/s）
解：（1）列水箱断面和出口断面的能量方程（出口断面中心所在平面为基准面），得：
&（2）&& &
87、已知一矩形渠道糙率n=0.02，底坡i=0.0001，临界水深为，在发生均匀流时，过水断面形状满足水力最优（佳）断面。求：
（1）均匀流时渠道通过的流量；
（2）均匀流时渠道断面尺寸。
解：（1）水力最优断面时，水深h=2m&(1&)
&&&&&&&& 则水力半径&
&&&&&&&& &&
&&&&&&&& &&& &}