2017年6月西南大学网络与继续教育《水力学》(0744)大作业A卷

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1、西南大学网络与继续教育学院课程考试答题卷题号—-二三四五总分评卷人得分（横线以卜•为答题区）解：作用在闸门上的总压力：P=p(.A=pghc-4=1000x9.8x2x2x1=39200N学号：W16101352613002姓名：宜玉层次：专升本类别：网数专业：土木T程201L年6月课程名称【编号】：水力学【0744】J卷作用点位置:—xlx23yn=v.H——=+—=2.946mM血45。亠x2xlsin45°•••Tx/cos45u=P(yD-yA)r=^-=0.002pg(h-y)dyT=戸(儿一儿)=39200x(2.946-1.828)=/cos45°2xcos45当力

2、二0.5m,y=0时r=0.002x1000x9.807(0.5-0)=9.SOIPa三、图示为文丘里流量计测量水管中的流量，已知喉管直径di=0.3m,扩充后段直径d2=0.15m,水银压差计中左右水银面的高差为Ah=0.0加，试求流量Q（20分）二、矩形平板闸门AB一侧挡水。已知长l=2m,宽b=lm,形心点水深he二2m,倾角&二45。，闸门上缘A处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力。试求开启闸门所需拉力。（20分）解：对断面IT和断面2-2应用伯努利方程,Z弋+券S斜讐整理得Iz.-z{+P~P2=(P--1)A/?=0.252/71PgP利用连续性方程则吃[1—(企)2

3、]=0.252加2g出K=2.223lm/5Q=V2A2=0.03929/71/5四、矩形断而的平底渠道，宽度B=2.7m,渠底在某段而（图示2断而）处抬高0.5m,已知该断面上游水深为2m,卜•游水面降低0.15m（见图），忽略渠道边壁和渠底的阻力。试求：（1）渠道的流量。（2）水流对底坎的冲击力。（20分）设断而2-2与右边水银而高差为L,则Pi+PgZ+pg^h=p}+pg［八（Z2-乙）］解：（1）求流量。以通过上游渠底的水平面为基准面，在坎底上下游渐变流段，选取1-1断面，2-2断面，列伯努利方程设断而2-2与右边水银而高差为L,则Pi+PgZ+pg^h=p}+pg［八

4、（Z2-乙）］解：（1）求流量。以通过上游渠底的水平面为基准面，在坎底上下游渐变流段，选取1-1断面，2-2断面，列伯努利方程Z.+旦+也仏+邑+也Pg2g〜pg2gz+p根据渐变流的特性，过水断面上个点的总测压管水头pg都相等。但是，将计算点选取在水面上，其压强P二0(以相对压强计)，取动能修正系数=a^=k0，伯努利方程简化为2g22gW-*-Z.-Z22g2g=o.15m由连续方程"1A刃2&,得V.=V2A叭2T.5-O.15“675v2~A=B/i22222代入上式巴卩0.67^]=0.152gv2=J2gx0'l^m/s=2.32m/sV10.6752v1=0.675

5、v2=1.57m/s流号Q=v2Ay=v9xB/z>=2.32x2.7xl.35m3/s=8.46m3/s(2)求水流对坎底的冲击力。取过水断面1-1,断面2-2,水流表面及壁面所围成的空间为控制体(见图4-9),选直角坐标系xOy,令Ox轴方向与流动方向一致，列Ox方向的动量方程莎=p0(v2-v1)作用在控制体内水流上的力有Px=pg与Bh^=p^^B=^x9.8x22x2.7KN=59.92KNP.=pgh2丄3=-x9.8xl.352x2.7KN=24.11KN-222R'为坎底对水流的作用力，假设此力沿Ox轴方向，是待求量将各量带入动量方程得：P1-P2-R，=pQ(v

6、2-V!)R=Pj-P2-pQ(v2-v1)=52.92KN-24.11KN-1x8.46x(2.32-1.57)^=22.47KN水流对坎底的冲击力R与大小相等，方向相反。五、温度为220c的水，以2=4000cm3/5的流量通过直径为d=l0cm的水管，试判别其流态。如果保持管内液体为层流运动，流量应受怎样的限制？(20分)0.01775V—72解：1+0.0337x20+0.000221x20~=0.0101cnr丨s(1)判别流态Q4000「

7、v=乞==51(-)t/2(-)x102/因为44cm丨s所以R=滋Jlxl0=50495>2300

8、要使管内液体作层流运动，则需R=—<2300V2.323cm/s2300r2300x0.010110v<——即d舞d