计算题

一装有水泵的机动船逆水航行，如图所示。已知水速v为1.5m/s，船相对与陆地的航速v₀为9m/s，相对于船身水泵向船尾喷出的水射流的射速v_r为18m/s，水是从船首沿吸水管进入的。当水泵输出功率（即水从水泵获得的功率）为21000W，流量为0.15m³/s时，求射流对船身的反推力和喷射推进系统的效率。

问答题水流经180°弯管自喷嘴流出，如图所示。已知管径D=75mm，喷嘴直径d=25mm，管端前端的测压表M读数为60kPa，求法兰盘接头A处，上、下螺栓的受力情况。假定螺栓上下前后共安装四个，上下螺栓中心距离为150mm，弯管喷嘴和水重G为100N，它的作用位置如图所示。不计能量损失（摩擦阻力）。

问答题设将一固定平板放在水平射流中，并垂直于射流的轴线，该平板取射流流量的一部分为Q1，并引起射流的剩余部分偏转一角度θ，如图所示。已知v=30m s，Q=0.036m3 s，Q1=0.012m3 s。若不计能量损失（摩擦阻力）和液体重量的影响，试求作用在固定平板上的冲击力FR。

问答题设水流在宽明渠中流过闸门（二维流动），如图所示。已知H=2m，h=0.8m，若不计能量损失（摩擦阻力），试求作用于单宽（b=1m）阀门上的力FR。

问答题设有一段水平输水管，如图所示。已知d1=1.5m，d2=1m，p1=39.2×104Pa，Q=1.8m3 s。水流由过流断面1-1流到过流断面2-2，若不计能量损失，试求作用在该段管壁上的轴向力FR。

问答题有一沿铅垂直立墙壁敷设的弯管如图所示，弯头转角为90°，起始断面1-1到断面2-2的轴线长度l为3.14m，两断面中心高差Δz为2m。已知断面1-1中心处动水压强p1为11.76×104Pa，两断面之间水头损失hw为0.1mH2O，管径d为0.2m，流量Q为0.06m3 s。试求水流对弯头的作用力FR。

问答题设管路中有一段水平（Oxy平面内）放置的等管径弯管，如图所示。已知管径d=0.2m，弯管与x轴的夹角θ=45°，管中过流断面1-1的平均流速v1=4m s，其形心处的相对压强p1=9.81×104Pa。若不计管流的能量损失，试求水流对弯管的作用力FR。

问答题设水由水箱经管嘴射出，如图所示。已知水头为H（恒定不变），管嘴截面积为A，水箱水面面积很大。若不计能量损失，试求作用于水箱的水平分力FR。

问答题设烟囱直径d=1m，通过烟气量Q=176.2kN h，烟气密度ρ=0.7kg m3，周围气体的密度ρa=1.2kg m3，烟囱压强损失用计算，烟囱高度H，如图所示。若要保证底部（断面1－1）负压不小于10mmH2O，烟囱高度至少应为多少？试求高度上的压强。v为烟囱内烟气速度。

问答题锅炉省煤器的进口处测得烟气负压h1=10.5mmH2O，出口负压h2=20mmH2O，如图所示。如炉外空气密度ρa=1.2kg m3，烟气的平均密度ρ=0.6kg m3，两测压断面高差H=5m，试求烟气通过省煤器的压强损失。

问答题矿井竖井和横向坑道相连，如图所示。竖井高为200m，坑道长为300m，坑道和竖井内气温保持恒定t=15℃，密度ρ=1.18kg m3，坑外气温在早晨为5℃，ρa=1.29kg m3，中午为20℃，ρa=1.16kg m3，试问早晨、中午的气流方向和气流速度v的大小。假定总的损失为

问答题高层楼房煤气立管布置，如图所示。B、C两个供煤气点各供应Q=0.02m3 s的煤气量。假设煤气的密度ρ=0.6kg m3，管径d=50mm，压强损失AB段用计算，BC段用计算，假定C点要求保持余压为300Pa，试求A点酒精（ρs=0.8×103kg m3）液面应有的高差h。空气密度ρa=1.2kg m3。

问答题设有一水泵管路系统，如图所示。已知流量Q=101m3 h，管径d=150mm，管路的总水头损失hw1-2=25.4mH2O，水泵效率η=75.5%，上下两水面高差h=102m，试求水泵的扬程Hm和功率P。

问答题设水流从水箱经过铅垂圆管流入大气，如图所示。已知管径d=常数，H=常数<10m，水箱水面面积很大，能量损失略去不计，试求管内不同h处的流速和压强变化情况，绘出总水头线和测压管水头线，并指出管中出现负压（真空）的管段。

问答题水箱中的水通过一铅垂渐扩管满流向下泄去，如图所示。已知高程▽3=0，▽2=0.4m，▽1=0.7m，直径d2=50mm，d3=80mm，水箱水面面积很大，能量损失略去不计，试求真空表M的读数。若d3不变，为使真空表读数为零，试求d2应为多大。真空表装在▽=0.4m断面处。

问答题设水流在宽明渠中流过闸门（二维流动），如图所示。已知H=2m，h=0.8m，若不计能量损失，试求单宽（b=1m）流量q，并绘出总水头线和测压管水头线。