22. 有一水平放置的管道（如图）。管径d1=10cm，d2=5cm。管中流量qv=10L/s。 断面1处测管高度h=2m。不计管道收缩段的水头损失。取动能校正系数均为1。 求水流作用于收缩段管壁上的力。（答案：F=101.31 N，方向向右）
23.如图所示为一侧有水的倾斜安装的均质矩形闸门，其宽度b=2m，倾斜角
0??60，铰链中心O位于水面上，水深h=3m，求闸门开启时所需铅直向上的提升力T，设闸门重力G=0.196×105N。Jc?Bh3/12； 解：闸门所受总压力
p??hcA?9800?1.5?(3?2)?101844.6N sin601hb()312sin60) hh(b)2sin60sin60压力中心D到铰链中心O的距离为：
JhL?zc?c?(?zcA2sin60?1.732?6.93?2.3095m12拉力T对O点的力臂x： x?h?1.73m
tg60由力矩平衡
?M?Tx?pL?Gx?0 2LG2.30950.196?105T?p??101844.6???145200.3N
x21.732
24. 有一水枪喷嘴，其入口直径为d1?50mm，出口直径d2?25mm，喷嘴前压
力p1?19.62?104Nm2，流量Q?0.005m3s 。试求喷嘴与水管接头处所受拉力。若射流作用在垂直平面后，分成两支沿水平面方向流出，则平面所受的冲击力为多少？
解：取喷嘴所包围的流体段为控制体，流体段上沿喷嘴轴线方向（x轴向）的受力情况如图所示。图中P1为后续流体对断面3-3上的作用力，R1是喷嘴壁对流体段的作用力在喷嘴轴线方向的分力。重力在此方向无分力。喷嘴出口与大气接触，断面1-1上作用的相对压强为零。
沿喷嘴轴线方向列动量方程：
?R1??Q(v2?v1) ?Fx?P1其中：v1?4Q4?0.0054Q4?0.005，??2.55m/sv???10.19m/s 22222?d1??0.05?d2??0.025R1?P1??Q(v2?v1)
R1?P1??Q(v2?v1)?19.62?104??346.84N?4?0.052?1000?0.005(10.19?2.55)
流体对喷嘴上的作用力，其大小与R1相等，方向相反。故喷嘴与水管接头
处所受的拉力为346.84N。
取断面1-1与2-2及2’-2’断面间射流所占据空间的表面为控制面，并设R为平面对射流的作用力。作用在射流上的重力与流出此控制面的流体的动量，对喷嘴轴向的投影均等于零。
列其动量方程：
?Fx??R??Q(0?v2)
R??Qv2?1000?0.005?10.19?50.95N
射流对平面的作用力（冲击力）P与R大小相等，方向相反。
25.如下图所示,虹吸管将A池中的水输入B池,已知管长l1?3m,l2?5m,直径
d?75mm,两池的水面高差H?2m,管路最高点距上游液面h?1.8m,进口阻力系数ξen=1.0，出口阻力系数ξex=0.5，转弯的阻力系数ξb=0.2，沿程阻力系数λ=0.025，求流量Q及管道C点的真空度。
解：流量系数
?c??1l???d?1
?l1?l2??en??b??exd=
0.025?13?5?1?0.2?10.075?0.453
流量 Q??cA2gH?0.453?3.14?0.0754219.6?2?0.0125m3/s
管道C点的真空度确定如下：
以0—0为基准面，写出1—1和2—2断面的能量方程
0?pa???1v122g?hs?pc???cv122g?hw1?2
式中v1?0,hw1?2?hj1?2?hf1?2,ac?1
pa?pc?l1v2?(1??en??b??)?hs
d2g3v2?(1?1?0.2?0.025?)?1.8
0.07519.6?0.1633v2?1.8?0.1633?(4?0.01252)?1.8?3.109m水柱 23.14?0.075
26.水经容器侧壁上的薄壁小孔口自由出流。已知小孔中心到水面的高度
H?4m，孔口直径d?5cm，容器中水面上的相对压强p0?1?10Pa，若取
5流速系数??0.98，流量系数??0.62。试求孔口收缩断面上的流速及流量。（水位H保持不变）
p0Hd
解：由孔口流量公式：
Q?CdA2(gH??Cd?p?)p0)?4d22(gH??
1?105?0.62??0.05?2(9.8?4?)41000?0.02m3/s2?由Q?Acvc，得：
vc?QQ??AcA?CcQ?p?Cv2(gH?)Cd?A?Cv)
?Cv2(gH??p?1?105?0.98?2(9.8?4?)1000?16.35m/s
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