资源描述：
《2017年6月西南大学网络教育0744水力学》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：X专业：土木工程课程名称【编号】：水力学［0744】大作业2017年6月A卷满分: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）一、有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为20.002pg（Ay-0.5y2）/〃，式中°、“分别为水的密度和动力粘度，力为水深。试求h=0.5/77时渠底（尸0）处的切应力。（20分）解析：=0.002pg（h-y）/judy:.T=/Ll—=0.002pg（h一y
2、）dy当h=0.5m,y=OU寸T=0.002x1000x9.807（0.5—0）=9.807/267二、矩形平板闸门AB一侧挡水。已知长7=2m,宽Em,形心点水深Ac=2m,倾角a=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）It解析：闸门AB上所受到的静水总压力P为:p=pcA=pghc•A=1000x9.8x2x1x2=39200/V作用点位置:2丄xlx23-+=2.946mo2x2xlsin45°•・，二匚1"sine2sin45°.-.Tx/cos45°
3、=p(yD-yA)T=心-九)=39200x(2.946x1.828)=3Q99RN/cos45°2xcos45°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,=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=0.02m，试求流量Q（20分）解析：对断面1_1和断面2-2应用伯努利方程Pia.vf%為讨Z,+上二+―z?+丄2+二^Pg2gpg2g27_—-Z1+（Z2+）2gPgPg设断面2-2与右边水银面高差为L,则P2+PSl+PgM二卩+pg[l一（z2一ZJ]整理
4、得如果用U型水银压差计测量水压，则Q的计算式为v-l）2gA/z1-％）4值得注意的是文丘里流量计测量无论是水平，倾斜或者是竖直放置，其计算公式都是一样。四、矩形断面的平底渠道，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）Zc—Z]+Pl~P2=（2—l）A/z=0.252m「PSP利用连续性方程式儿£"2%，则生1・（玉）2=0.252/77；V.=2
5、.2231m/5；e=vM2=0.03929m/52gLA_〜…用文丘里流量计测量水管中的流量时，Q的一般计算式为解析：本题是总流的伯努利方程和动量方程用于明渠水流运动的问题。1•求流量。以通过上游明渠底的水平面为基准面，在坎底上下游渐变流段，选取1-1断面和2-2断面列伯努利方程：N+坐Ls厶+込pg2g~pg2g明渠流运屮，选取计算点。根据渐变流过水断面上个点的总侧压管水头Z+2都相等。但P8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◎二鑫=1.0,伯努利方程简化为vf2_讶z.+
6、—=+—2g〜2gv]v.2—Zi——0.15hi2g2g~由连续方程v{A{=v2A2得A2Bh、2-0.5-0.15―Vj=v2=v2x=0.675v2ABh202〜代入上式生[10.6752]=0.15鵲和心2.32必V)=0.675v2=l.57m/s流量0=v2A2=v2xBh2=2.32x2.7x1.35m3Is=8.46m3/sV2二五、温度为r=20°C的水，以Q=4000cm3/5的流量通过直径为d=10cm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）2g解
7、:0.01775V=7=0.0101c加2Is1+0.0337x20+0.00022lx2021.判别流态因为u=—=4000=5cmfs(手疋2(£)X1O244所以R二巴=竺12=50495>2300,属于紊流v0.01012.要使管内液体作层流运动，则需cud刖2300v2300x0.0101/Re=一<2300即uv==2323cm!svd10Q=-d<-x102x2.32=182.4cm3Is442.求水流对坎底的冲击力。取过水断面1-1和断面2-2水流表面及壁面所围成的空间为控制体选直角坐标系XO
8、y,令Ox轴方向与流动方向一致，列Ox方向的动量方程"=应佃-儿）作用在控制体内水流上的力向h11p、=pg丄Bh、=pgh}-B=-x9.8x22x2.7^=59.92KN117p2=pgh?—B=—x9.8x1352x2nKN=24.\KN尺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：P{-P2-R=pQ（v2-Vj）R，=fJ_£_/?Q（v2-V
