2017年6月西南大学网络与继续教育学院《水力学》【0744】大作业答案

'西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷学号：姓名：2017年6月课程名称【编号】：水力学【0744】A卷大作业满分:100分三【解】对断面1-1和断面2-2应用伯努利方程,Z+旦冲pg一［解］•・•加dy0叫(_)/〃i=^—=0.002pg(h-y)dy2g“2|匕Pg当/t=0.5m,y=0时r=0.002x1000x9.807(0.5-0)=9.807Pa答:切应力为9.807Pa.学諾+旦（乙+纠2gpg~pg设断面2・2与右边水银面高差为L,则二、［解］作用在闸门上的总压力:P=pcA=pgh(.•A二1000x9.8x2x2x1二39200N—xlx23作用点位置:yD==—-—+—=2.946m以s】n45。_2_x2x1sin45°v^=^b_l=^7F_l=1-828m・•・Tx/cos45=P(yD-yA)T二H儿-力)二39200x(2.946-1.828)=彳阳“/cos452xcos45°答:开启闸门所需拉力为30.99KN.Pi+Pgl+PgA/?=Pi+pgU-(Z2-ZJ]整理得乙一乙+卩厂卩2=(E-i)a/7=0.252/71PgPK=2.223lm/5Q=V2A2=0.03929加/s从本题看出，用文丘里流量计测量管道流量时，Q的一般计算式为 Q=^d2鋼［乙+旦-^+么）］4J1pgpg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，倾斜或者是竖直放置，其计算公式都是一样的。p根据渐变流的特性，过水断面上个点的总测压管水头Z+——都相等。但是，将计算P8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=1.0,伯努利方程简化为Z.X=Z2X2g22gv2v2—~T~=z~Z2=0A5m2g2g由连续方程=v2a2，得=0.675v2V2=四【解】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，列伯努利方程乙+虽+空ii=z2+厶+也pg2gpg2g在明渠流动中，怎样选取计算点呢？代入上式-^[10.67^]=0.152g2gX°J5m/5=232m/510.6752Vj=0.675v2=1.57m/5流量^=v2A=v2xBh^=2.32x2.7xl.35/n3/s=8.46^z3Is (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IX也叫一%)作用在控制体内水流上的力有£=pg与Blq=p^1b=|x9.8x22心KN=59.92KN117P2=pgh2丄B=-x9.8x1.352x2.7KN=24.11KN22R‘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：Pl-P2-R=PQ(V2-V1)R=P1-P2-pQ(v2-v,)=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、解:0.017751+0.0337x20+0.000221x20?二0.0101cm2Is(1)判别流态因为所以Q4000「|V=乞==51即AxlO244cm!s「知牆5495>2300,属于紊流(2)要使管内液体作层流运动，则需^2300^^2300X0.0101^^d10cm/sQ二彳〃<却102.32二182.4cm3Is'