Question

高分求解一道关于流体力学的题目。。。。

有一水平放置的管道，水由喷嘴射出。已知主管直径D=0.3m，喷嘴直径d=0.1m，测压管高h=0.9m，不计水头损失，取动能修正系数和动量修正系数均为1，试计算：
(1)水不会从测压管中溢出时通过管道的最大流量Q；
(2)流量最大时水流作用在管道收缩段上的力。

Answer 1

(1)水不会从测压管中溢出时通过管道的最大流量Q
大管截面积：s‘=πD²/4=0.0707m²，流速u'=Q/s'
小管截面积：πd²/4=0.00785㎡，流速u’‘=Q/s''
由于动能以及动量校正系数均为1，故可视为理想流体，
列伯努利方程：u'²/2+p’/ρ=u''²/2+p''/ρ
而p'/ρ-p''/ρ=hg，h1=0.9m
联立以上诸式：hg+Q²/(2s'²)=Q²/(2s''²)
代入数据，解得：Q=0.0332m³/s；即119.5m³/h
(2)流量最大时水流作用在管道收缩段上的力。
F'×s'-R=ρQ(u''-u'）
F'=ρgh=8820N
R=F'×s'-ρQ(u''-u'）=8820×0.0707-1000×0.0332×（4.229-0.470）=498.775N（水平向左）
由于水流对收缩管的作用力与收缩管对水流的作用力大小相等，方向相反
所以流量最大时水流作用在管道收缩段上的力为498.775N（水平向右）
我也不确定，你自己看看“流体力学2012自考题答案”