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《2017年6月西南大学网络与继续教育《水力学》【0744】大作业答案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷类别：舷专业：土木T程2017年6月课程名称【编号】：水力学［0744］大作业满分：100分（注：本课程大作业命题5个，规定每个学生对5个题目全部作答，回答问题必须要说明理由，计算题目必须要写明计算步骤）［解］作用在闸门上的总压力:P=p(.A=pghc•A=1000x9.8x2x2x1二39200/V-——2=1.828加一、有一矩形断而的宽渠道，其水流速度分布为况=0.002您血-0.5）心/“，式屮°、“分别为水的密度和动力粘度，力为水深。试求h=0.5m时渠底（尸0）处
2、的切应力。（20分）［解］・.・-=0.002pg（h-y）/^dy・•・T=jU—-O.OO2/?g（/2-y）dy当/2=0.5m,y=0时7=0.002x1000x9.807（0.5一0）=9.807Pa答:切应力为9.807Pa.二、矩形平板闸门AB一侧挡水。已知长7=2m,宽戻1叫形心点水深力尸2m,倾角a=45°,闸门上缘A处设有转轴，忽略闸门口重及门轴摩擦力。试求开启闸门所需拉力。（20分）—xlx23作用点位置：二儿+二J二厶一+=2.946mMsin45_^x2xlsin45°•・・％」Asina2
3、sin45°2•••Tx/cos45u=P(yD-yA)T=戶(儿-儿)=39200x(2.946-1.828)=/cos45°2xcos45°答：开启闸门所需拉力为30.99KN.三、图示为文丘里流量计测量水管中的流量，已知喉管直径d广0.3m,扩充后段直径d2=0.15m,水银压差计中左右水银而的高差为Ah=0.02m，试求流量Q（20分）【解】对断面1-1和断面2-2应用伯努利方程，Z、+邑+懸忆+邑+也pg2g-pg2g如果用U型水银压差计测量水压，则Q的计算式为值得注意的是，文丘里流量计无论是水平，倾斜或者
4、是竖直放置，其计算公式都是一样的。设断面2・2与右边水银面高并为L,则Pi+P0+Pg△力=Pi+pg[/-(Z2-Z])]整理得z2-z,+P~P2=(P--1)A/?=0.252加PgP利用连续性方程v.A=v2A2，则些[1—（企）2]=0.252加2gA四、矩形断血的平底渠道，宽度B=2.7m,渠底在某段面（图示2断面）处抬高0.5m,已知该断面上游水深为2m,下游水面降低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）£罔―>V2=2.223加心Q=
5、V2A2=Q.03929m/s从木题看出，用文丘里流量计测量管道流量吋，Q的一-般计算式为2g【解】木题是总流的伯努利方程和动量方程用丁明渠水流运动的问题。(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断而，列伯努利方程Z1+虽+霆£=z2+邑+理ipg2g~pg2g代入上式在明渠流动屮，怎样选取计算点呢？根据渐变流的特性，过水断面上个点的总测压管水头z+盒都相等。但是，将计算点选取在水面上，其压强P=o(以相对压强计)，取动能修正系数aA=aA=1.0,努利方程简化为V2
6、v2乙+^=Z2+-a-2g2gv2v2才—十=乙一Z2=0.15m2g2g由连续方程儿A=卩2人2,得*2=V2X士空=,75勺巴［10.67子］=0.152g2gx0A5m/s=2.32m/s10.6752V2=片=0.675v2=1.57m/s流量Q=v2^2=v2=2.32x2.7xl.35m3/s=8.46m3Is(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休(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IX=p2(v2-v
7、1)作用在控制体内水流上的力有力11片=pgAB=pgh1—B=—x9.8x22x2.7KN=59.92KNP—pgQ丄B」x9・8xl.35?x2.7KN=24.11KN_「22R'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：Pi-P2-r=pQ(v2-v1)R=Pi-P2-pQ(v2-v1)=52.92KN-24.11KN-1x&46x(2.32—1.57)KN=22.47KN（2）要使管内液体作层流运动，则需水流对坎底的冲击力R与大小相等，方向相反。R=—<2300V即”沁=23
8、00X0.02=2.323皿10jrjre=^J<^-xl02x2.32=182.4cm3/s五、温度为心20°C的水，以2=4000cm3/5的流量通过直径为d=10cm的水管，试判别0.01775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）解：V-1+0.0337x20+0.000221x202_°*Cm"（1）判別流
