簡答題 水流從噴嘴中水平射向一相距不遠(yuǎn)的靜止固體壁面，其平面圖如圖6-2-15所示。射流接觸壁面后分成兩股并沿其表面流動。設(shè)固壁及其表面水流對稱于噴嘴的軸線。若已知噴嘴直徑d為40mm;噴射流量Q＝0.0252m／s，求水流偏轉(zhuǎn)角θ為60°時射流對固壁的作用力R。

參考答案：

本題要求水射流對固壁的作用力，利用總流的動量方程計算。 (1)確定控制面：取噴嘴出口斷面及兩股水流的漸變流斷面等三個過流斷面及其間的流體邊界面為控制面。見圖6-2-15中的斷面0-0，1-1，2-2，其間的流體邊界面除與固壁相接觸部分外均與大氣相通。 (2)分析作用力和運動情況：圖6-2-15為平面圖，射流流速均為水平，豎向沒有動量變化，故重力可不考慮。由于射流暴露在大氣中，各斷面相對壓強(qiáng)均等于零。四周大氣壓強(qiáng)的作用互相抵消。只有固壁對射流的作用力R′(假設(shè)向左)，因固壁及其表面的水流對稱于噴嘴的軸線，故R′位于噴嘴軸線上。 為了求v，v分別寫0-0和1-1及0-0和2-2斷面的能量方程，選圖中水平面為基準(zhǔn)面，有＝＝＝0及p＝p＝p＝0，若略去水頭損失可得v＝v＝v。 (3)選坐標(biāo)軸，列動量方程，求解未知力：為了方便，選水平的噴嘴軸線為軸，向右為正。列動量方程時，針對本題有分支的情況，方程右邊為單位時間流出動量減流入動量，這里的流出動量為從1-1斷面和2-2斷面流出動量之和。因水流對稱于軸，所以Q＝Q＝。取β＝β＝β＝1.0，則有 射流作用于固壁的力R＝252N，方向向右。

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