水流从喷嘴中水平射向一相距不远的静止固体壁面，其平面图如图6-2-15所示。

简答题 水流从喷嘴中水平射向一相距不远的静止固体壁面，其平面图如图6-2-15所示。射流接触壁面后分成两股并沿其表面流动。设固壁及其表面水流对称于喷嘴的轴线。若已知喷嘴直径d为40mm;喷射流量Q＝0.0252m／s，求水流偏转角θ为60°时射流对固壁的作用力R。

参考答案：

本题要求水射流对固壁的作用力，利用总流的动量方程计算。 (1)确定控制面：取喷嘴出口断面及两股水流的渐变流断面等三个过流断面及其间的流体边界面为控制面。见图6-2-15中的断面0-0，1-1，2-2，其间的流体边界面除与固壁相接触部分外均与大气相通。 (2)分析作用力和运动情况：图6-2-15为平面图，射流流速均为水平，竖向没有动量变化，故重力可不考虑。由于射流暴露在大气中，各断面相对压强均等于零。四周大气压强的作用互相抵消。只有固壁对射流的作用力R′(假设向左)，因固壁及其表面的水流对称于喷嘴的轴线，故R′位于喷嘴轴线上。 为了求v，v分别写0-0和1-1及0-0和2-2断面的能量方程，选图中水平面为基准面，有＝＝＝0及p＝p＝p＝0，若略去水头损失可得v＝v＝v。 (3)选坐标轴，列动量方程，求解未知力：为了方便，选水平的喷嘴轴线为轴，向右为正。列动量方程时，针对本题有分支的情况，方程右边为单位时间流出动量减流入动量，这里的流出动量为从1-1断面和2-2断面流出动量之和。因水流对称于轴，所以Q＝Q＝。取β＝β＝β＝1.0，则有 射流作用于固壁的力R＝252N，方向向右。

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相关知识：六、流体力学