问答题
主管水流经过一非对称分岔管，由两短支管射出，管路布置如图3—26所示。出流速度v
2
、v
3
为10m／s，主管和两支管在同一水平面内，忽略阻力。(1)求水体作用在管体上的x和y方向力的大小；(2)管径为10cm支管应与x轴交成何角度才使作用力的方向沿着主管轴线?
【正确答案】正确答案：(1)
由1—1断面和2—2断面能量方程得：
由x方向动量方程： P
1
一R
x
=ρQ
2
v
2
cos5°+ρQ
3
v
3
cos30°一ρQ
1
v
1
R
x
=P
1
一ρ(Q
2
v
2
cos5°+Q
3
v
3
cos30°一Q
1
v
1
)=144．52(N) 由y方向动量方程： R
y
=ρQ
3
v
3
sin30°一ρQ
2
v
2
sin5°=152．58(N) 液体对管体的作用力F
x
、F
y
的方向与R
x
、R
y
相反，大小相等。 (2)设管径为10cm支管与主管轴线成α角，能使作用力的方向沿主管轴线，此时R
y
=0，由y方向动量方程得：
由1—1断面和2—2断面能量方程得：
由x方向动量方程： P
1
一R
x
=ρQ
2
v
2
cos5°+ρQ
3
v
3
cos30°一ρQ
1
v
1
R
x
=P
1
一ρ(Q
2
v
2
cos5°+Q
3
v
3
cos30°一Q
1
v
1
)=144．52(N) 由y方向动量方程： R
y
=ρQ
3
v
3
sin30°一ρQ
2
v
2
sin5°=152．58(N) 液体对管体的作用力F
x
、F
y
的方向与R
x
、R
y
相反，大小相等。 (2)设管径为10cm支管与主管轴线成α角，能使作用力的方向沿主管轴线，此时R
y
=0，由y方向动量方程得：
【答案解析】