2017年西南大学水力学作业及答案.docx

'2017年西南大学水力学作业及答案1.在帀常工作条fHS在乳口外接一个祖同菅咎的W亀作用木矢相同河，菅联比礼U出流單（:J•A大OBL小■?C卞睜O口一趴若明渠水力最优葩形断面的水深为1.2m,其宜度为（〉飞此題回答正确©A.0.6m©B.1.2m©C.1.8mD.2.4m 6、发生水跃的充分必要条件是（）、此題回答正确ea.从层流过渡到奈流©B从陡坡过渡到缓坡◎C从缓流过渡到急流①D从急流过渡到缓流7、园管层流过流撕面上切应力分布为（）、此題回答正确OA在过流断面上是常数“B管轴处是零，且与半径成正比OC一管壁处是零，向菅釉线性増大0D按抛物线分布8、对于并联长管道，每根管道的（）«此題回答正确◎A流量相等©B一切助相等⑥C一沿程水头损失相等◎D水力坡度相等9、下列说法中，正确的说法是C）V此皴回答正确。A理想不可压均质量重力流体作定常或非定常流动时，沿流线总机械能守恒②B一理想不可压均质重力流体作定常冼动时，沿流线总机械能守恒"C理想不可JE均质重力流体作非定常流动时，沿迹线总机械能守恒OD理想可压缩重力浇体作非定常渍动时，沿流线总机械能守恒10.在同一瞬时，流线上各个流体近质点的速度方向总是在该点与此流线（） 7此题回答正确»A重合eb相交®c.相切©D.平行10.长管的总水头线与测压管水头线（〉、此颔回答正确tA相重合©B.相平行，呈直线ec.相平行，呈阶梯状©D一以上答案都不对11.已知水湊的沿程水力摩擦系数2只与边界粗精度有关，可利断该水流属于（）、此題回答正确OA.层漬区OB.紊流光滑区®C.萦流相糙反©D-萦流过渡粗糙区12.明渠水力最优断面的水力半径R（）、此題回答正确⑥A等于水深的一半；OB.等于底宝的一半；O。等于水面宽度的一半§OD_等于溟周的一半。14x按是否考虑液体的粘滞性，可将液体分为<>"此题回答正确©A牛顿浹体与非牛顿懑体, eb连续濟体与非连续浹体◎C一可压缩液体与不可压编液体圖D理想液体与实际浹体15、有压管道的管径d与管渣水力半径的比值d/R=（）、此題回答正确©A8⑥B.4©C.2©D.116.F列说法中，正确的说法是（）"此題回答正确:.A.理想不可压均质量重力流体作定常或非定常浚动时，沿流线总机械能守恒。B一理想不可压均质重力流体作定常流动时，沿茨线总机械直待恒OC理想可压缩重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒©D-理想不可压均质重力流体作非定常"凌动时，沿迹线总机械能守恒仃、水的动力粘度随温度的升咼而（）、此題回答正确0A不定◎B増大⑥C.减小©D_不变18.牛顿流体具有()、此題回答正确••A扩散并充满整个容器的特性6B在任何切应力作用下不龍维持静止状态的特性©C.实际上绝对不可压缩的性质 ◎D_切应力与运动状态无关的悝质佃、圆管荼流中的上临界雷诺数()、"此題回答正确OA是緊流转变为层流时的雷诺数©B罡层流和紊流的主要判别参数©C一等于2300⑥□.对流态删作用不大20、水力粗糙管适杲表示管道的边壁比较粗繼。、"此題回答正确©aQ勒Rx21、粘滞•性是液体产生水头损失的内因。Y此题回答正确⑥AV©Bx22、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。、"此题回答正确圖A7OB.x 23,匡流均匀流断THaiB正系数为2妣題回答正确24、水深相同的静止水面一走是等压画。■此题回答正确&A.^J■#B*药、恒定流一走是均匀液"层流也一定是均匀流。*此題回答正輪OA,V9-B.«26.恒定不可压编溢体运动在三个坐标方向的线变形速度之和为零。，此題回答正确値"AaBx27.拒形面板所受許水总压力的惟用点与萱压面的形心点。重合7此题回答正确©A.^J通B.k28、圆管层流沿程水头损失系数入的计算公式为入=64/Re29、有一水平分叉管中液流流动如图示，已知Q2=Q3=0.5Qi,A2=A3=0.5Ai,各断面形心位于冋一水平面内，取a1=a2=a3，忽略水头损失，则2—2断面的形心点压强P2与1—1断面形心点压强pi的关系为 2本题参考答案:相等30、水平射流流量为Q、以速度v射向固定平板，则射流对平板的水平作用力F为。本题参考答案：F=pQ3v（方向水平向右）31、作层流运动的牛顿流体，其层间切应力为本题参考答案：q=0.2m3/s，则水箱出流量Q为m3/s。2q=0.2m3/s，则水箱出流量Q为m3/s。232、当管道尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流流区的变化是本题参考答案：光滑区t过渡粗糙区t粗糙区po为Pa。本题参考答案:980034、如图所示：水箱一侧接一串联管道，已知末端管径d=0.2m，流速v=5m/s，分流量q=0.2m3/s，则水箱出流量Q为m3/s。 本题参考答案:0.357135、紊流过水断面上的流速分布比层流过水断面上的流速分布答：均匀36、明渠均匀流的力学特征是本题参考答案：重力沿流程的分量=边壁摩阻力37、简述雷诺数Re、弗劳德数Fr的物理意义。本题参考答案：是根据管路中沿程水头损失加流速水头与局部水头损失所占的比重分为长管、短管。（1）长管：水头损失以hf为主，在总损失中所占比重很小,可忽略不计或可按hf的百分数计算的管道。（2短管：在总损失中占有一定的比重，计算时不能忽略的管道。38、何为连续介质模型？水力学研究中引入连续介质模型的可行性和必要性是什么？本题参考答案：连续介质模型：假设液体是一种充满其所占据空间的毫无空隙的连续体。引入可能性：水力学所研究的，是液体在外力作用下的机械运动，而不研究其微观运动。在常温下，水相邻分子间的距离与我们所要研究的液流特征尺度相比是极其微小的。引入必要性：有了连续介质假设，就可以摆脱分子运动的复杂性，在研究液体的宏观运动时，就可以将液体视为均匀的连续体，其每个空间点和每个时刻都有确定的物理量，且都是空间和时间坐标的连续函数。这样，我们就可以运用连续函数的方法来分析液体的平衡和运动的规律。39、简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数入的变化规律。答：通过尼古拉兹实验可以发现：在层流中入仅是雷诺数Re的函数并与Re成反比；在层流到紊流过渡区，入仅是Re的函数；在紊流光滑区 入=f1(Re)；过渡区入=f2(Re,A/R);粗糙区入=f3(△/R)，紊流粗糙区又称为阻力平方区。40、流线和迹线的区别和联系是什么？本题参考答案：1)区别：迹线是单个液体质点在某一时段内不同时刻的流动轨迹线；流线是同一瞬时由连续的一系列液体质点所构成的流动方向线。(2)联系：恒定流时，流线与迹线重合。41、简述过水断面上单位重量流体的平均总机械能E(断面总能)与断面比能e的区别与联系本题参考答案：(1)基准面不同断面总能E:是以某一个水平面为基准面计算的单位重量液体所具有的机械能，水平面可任取，但同一题目必须是同一基准面；断面比能e：是以断面最低点所在的水平面为基准面计算的单位重量液体所具有的机械能，水平面不能任意选取，且一般情况下同一题目不同的过水断面基准面不同。(2)沿流程变化率不同E沿流程总是减小，即恒小于零；e则可以沿流程上升、下降或不变，即可>0,<0,=0。42、简述明渠均匀流的形成条件和特征。本题参考答案：答：明渠均匀流的形成条件：根本(力学)条件：重力沿流向的分量=边壁摩阻力()具体条件：1.水流应为恒定流；2.流量沿程不变； 3•渠道必须是长而直的棱柱形顺坡渠道;4.糙率n沿程不变；5.渠道中无建筑物的局部干扰。明渠均匀流的水力特征为：1.等深流动：hi=h2=h；2.等速流动：Vi=V2=V;3.总水头线/水面线/渠底线，J=Jp=i。43、均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？为什么？本题参考答案：这种说法错误的。均匀是相对于空间分布而言，恒定是相对于时间而言。当流量不变通过一变直径管道时，虽然是恒定流，但它不是均匀流。他油舊筈卷川二150枫札输送油最0=153衍，求油管蠶抽上的流速％,和牧的沿程水头找失・已如冷=S43AA7加$=02cm1/j.屮解：(1)判别流态，将油量Q换成体积流量Q15,5x103x9.88-43x103x3600Q_0.005=0.05m3/s0.283m/s0283XQ.1S0.2X107=2122<2300?属于层流V=V=(2)由层流的性质可知：皿fRxd2g21220.150.28322x9.8=0.822mV=V=温度为f=20t的水，以Q二4000cW3"的流量通过直径为d=如的水管,试判别其流态柑如果保持管内液体为层流运动，流量应受怎样的限制？•解:001"51+0.0337x20+0.000221X2C2=0.0101cm2/sV= (1)判别流态V=Q4000vd_51*10V—0.0101=51cm/s属于紊流(2)要使管内液体层流运动，则需vdRx=—<2300v十2300v即”一2300X0.010110=2323cm/sQ=-dv<-XIO2X2323=182.4cm3/s高压管末端的喷嘴如图’出口直径0=10渤，管端直径D=4伽,流量@“4巧(喷嘴和管陕法兰盘连接，共用个摞栓，不计水管嘴的重量，求每仝螺栓受力多少？亠46.也+解：Y2g2gtt2t,2P1_V2V1Y2g2gQ0A代入Vi二航-參04AiViOA2v2=a2一jx0.12Pi5123.182Y2g2g3+18=51m/s132mr二3.18m/s 沿轴向写动量方程：r1.^!——丄」丄-Rx=p1A1+pQ.(v1-v2)-13000X^X0.42+1000X0,4(3.18-51)二143.4KN每个螺栓受力1434F=—-=12KN如图4-了所不、设某虹啜管孔=2叫hT叫d=15cnio试求；*(1)(2)<3)n管内的流量.杆管内最高点$的压强。卩若h不变，点£堆续升高(即且増大，而上端管口始终侵入水内)，问使如吸管内的水耳館连续流动的也值为參大？亠72a以水箱地面为基准，对自由液面1—1断面和虹解：(1)吸管下端出口处2—2断面建立伯努利方程，忽略水头损失，则„2#2P1时P2駡21H+牙—=2?十1-斤—Y2gY2g其中S二—二J_-_：-Vi=0则v2—J2gh=V2X9.81X6—10.85m/s管内体积流量：Q=v2^d2=10.85x^xO.152=0.192m/s （2）以管口2—2断面为基准，对自由液面1—1断面即管内最高点S点为中心断面，列伯努利方程，忽略水头损其中=h=日+hP]=0V]=0Vg==10.85m/s即ps=y(—a——)=9807X(—2—‘°戲)=丹r2g2X9.8178.46kPa故S点的真空压强「二?二仁亠匕（3）当h不变时，S点a增大时，当S点压强宀等于水的气化压强时，此时S点发生水的汽化，管内的流动即终止。查相关表可知，在常温下（15摄氏度）水的汽化压强为1697Pa（绝对压强），以管口2—2断面为基准，列S点位中心的断面及断面2—2的伯努利方程（忽略水头损失）2「PsV；p27；ZsH+——ZjH1-—Y2gY2g其中Zs=a+hZ2=0vs=v2ps=1697Pap2=101325PaY101325-16979S07446m 伯努利方程中两边的压强性质要相同，由于Ps为绝对压强，因此出口处也为绝对压力。和用皮托管原理测董输水管中的流量如團斯示。已知榆水管直轻沪2叽,测得水银细1«乂『6伽如若it时断面平均流速W,84^・这里％为皮槪im吐未送就劫水流的流速，回册堂中的流量Q为多大了屮m匚空i_込t”段+呱=卫解：•.•T:二—=———=(——1)lu=12.6huA=•••j.2gX12,6hp-V2X9.807X12.6X0.06二3.85m/sntiqQQ=-d2v=-X0.22X0.84X3.85=0.102m3/s二M面和为45X50cm高为lcm的木块，质量为5k別沿涂有润滑袖的斜面向下佢等速运动.木块运动速度u-ljii/s,油层厚lcm斜坡角22.624(见图示人saaa粘度。”.=0.08376Pa^s10..5X0.45X0.001F与切力T平衡时，等速下滑解：木块重量沿斜坡分力mgsin0=T=pAmgsin9SX9.8Xsin22.62M=-uAs 果磁断朗渠適中筑有一泌IH・胚渠氮4】畑流董尸2他“坝F牧鼎断闻與:桶—址当境D踊水深H.血时，內」D坝下牌是咅熏生和7*i）如复生水歐‘厲于何种形丈的水歐？a1）是否需要修建箱能工？若需要修建询能工，怙算満力池潘.解：（1）计算临界水深".,判断收缩断面和下游水流流态，訂厨“4.72显伽Q265……因为收缩断面水深h为急流，下游水深亠为缓流，所以溢流坝下游必定发生水跃（2）计算收缩断面处水深「的共轭水深亠=5.81in因为："■：：，该水跃为远驱水跃。（3）溢流坝下游发生远驱水跃，需要修建消力池。估算消力池深d，取水跃淹没系数"=]1:3则池深约为日=「I—二---1-"3;;1--7-1->:: 为导践表面飪驼鑼，將导靈从充満鲍缘涂棘恂摸具中拉过.已知导賤直橙o.g枚度20™涂料的詰厲W-0.02Pa.附若导雉啜速率$伽兀拉过模具，试求所需牵挥力.（LOIN）^5K解:20ninif1h0.05mm—irjndl=3.14x0.8x10^3x20X10~3=5.024xIO"5nf52、有一倾斜放置的渐粗管如图所示，A-A与B-B两过水断面形心点的高差为1.0m。断面A-A管径da=200mm，形心点压强Pa=68.5kpa。断面B-B管径db=300mm,形心点压强pb=58kpa,断面平均流速Vb=1.5m/s，试求（1）管中水流的方向。（2）两端面之间的能量损失。（3）通过管道的流量。解:ha=za+(£泌)pg2g-L1-.得*L匚心Ha=8.83JHb=Eb+詈+讐=7.03)■-：lr所以水流从A—A断面流向B—B断面（2）"-1山1"I Q=VbAe=1.5XnX仃22（号）=0.106m3/s疣速由q变为巧的突然扩大管,如分为二次扩大.中间疣取何值时局部水头损失最小，此时水头损失为多仞并与一次.扩大时的水头损失比较。-解：一次扩大时的局部水头流失为:分两次扩大时的总局部水头流失为:hmih[n2=2g在Vi、V2已确定的条件下，求产生最小hm2的V值:dhm?一（#1—¥）+（V—V?i—0V]+v2v=~2~_Vl+V2即当’「时，局部水头损失最小，此时水头损失为:hm2min二专（町-V2）2由此可见，分两次扩大可减少一半的局部水头损失 矩形断面如平底渠道.宽ftB=2.7m,渠底在某取面处抬高0..訓已驻该断面上游水深为加，下游水面降低0.皿（见图），忽略渠遣边壁和渠底的阻力。试求；（1）渠道的療量.（2）水流改底皱神击力。屮流量_V-l._2si.<2."-:.讣E,丨；「小54.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:心+学=分吃+字Pg2呂pg流量_V-l._2si.<2."-:.讣E,丨；「小流量_V-l._2si.<2."-:.讣E,丨；「小在明渠流动中，根据渐变流的特性，过水断面上各点的总Z+—测压管水头.「都相等。但是，将计算点选取在水面上，其压强P=0（以相对压强计），取动能修正系数「，列伯努利方程简化为V2V2訂—2=0.15m由连续方程—L"-1，:.，百二叭竺二些V2=v2x二O.675v2A][Bh，22代入上式vx=0.675v2=1.57rn/s流量_V-l._2si.<2."-:.讣E,丨；「小 (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，选直角坐标系xOy，令Ox轴方向与流动方向一致，列Ox方向的动量方程工％二pQ(v2-vj作用在控制体内水流上的力有町B1「Pi=pg扌Bhi=pgh!-=-X9.8X22x2_7=59.92KNUMih2B1,P2-pgyBh2-pgh2---X9.8X1.352X2.7-24.11KNR"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-卩2-R=pQ(v2—V』R=P】-卩2-pQ(v2-巾)=52・92KN-24.11KN-1X8,46X(2.32-1_57)KN=2247KN水流对坎底的冲击力R与R"大小相等，方向相反。铸铁输水管长/-1000m-内=300mm・適过流蚤Q=100£s・试按鸟式计算水温为函种情况下的2虑水头损失％・又如水管水平就置，水營始末端压强降落为参少于心1COX1O-3x4解:Q二1.415m/s(1)t=10C时，符合舍维列夫公式条件，因v>1.2m/s,故由式(5—39)有 0.0210.02110001,4152d2r00301x^>1hih2h?1/1112?「•x=0.795m桶一均匀流管跖长f=100m養亀d=水流的水力舷』=oo呱求窑壁光和r=005^^的胡应力反水头损失.解:因为R=d=O^=o05m44所以在管壁处：To=yR[=9800X0.05X0,008=3.92N/m3rr=0.05m处：=?o=：：X3.92=1.96N/m^水头损失：hf=J1=0.008X100=0.8m如團所禾睿霸、上底为空气，屮展为=S]70N/ma的石油、下屠为p^.=12550N/rn-的甘曲，式求=当测压営中的甘油表面岛程为乳1血时压力走的读救. 解：设甘油密度为p1，石油密度为p2，做等压面1—1,则有Pi=p!g(V9.14-V3.66)=PG+p2g(V7.62一03.66)5,48p1g=PG+3.96p2gPG=5・48p]g-3.96p2g=1225X5.48一8.17X3.96=34.78KN/mJ图示为文丘里流量计测量水管中的流量.已知山电驰，£电15口水银压差计中左右水银面的高差为Ah=0.02m,水银压差计测量断面的压差。试求济量Q屮解：对断面1—1和断面2—2应用伯努利方程，Pi旳巧P2a2V^Zi+—+一=力+丄+护pg2gPg2g巧酉Pip2晋二Z"巴（Z"曳）2gPgPg设断面2—2与右边水银面高差为L，则「二―?.I；.■■-"-"整理得:Ah=0252m 利用连续性方程—,则V2=2.2231m/s」【亠：丄-r-J-"…：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n„2gpip?、Q=|_i〒dj—[Z[(全)]如果用U型水银压差计测量水压，则Q的计算式为c1T,：(P/p-l)2gAhQ=d3-j4Ai-(%r值得注意的是，文丘里流量计无论是水平，倾斜或者竖直放置，其计算公式都是一样的。矩形平板闸门AB—侧挡水。已知长片加，宽乍1叫形心点水探妒细倾角a=45c，闸门上绿A处设有密由，忽略闸门自重及门轴摩擦力.试求开启闸门所需拉力°+利用连续性方程—,则利用连续性方程—,则60v|rA 水F327Th3二［3解：作用在闸门上的总压力:.•.：匚…八二E-.■」:2Xcos45°P(yQ-yA)39200X(2.946-1.828)T=1cos45°=30.99KN解：水平分力:=44.145KN压力体体积:铅锤分力：卩M11P=pcA=pghcA=1000X?,8X2X2X1=39200Ny°二比+丄二亠+単巴-2346m作用点位置："A":1的作闭力及方向・」sin45o-3)4x32i-i^)2=14629n?试求水对闭门h=pghcAx=pg-xh0故假设成立 匕岡锥体疑其中心轴作等角速度旧=16尸吆旅转.锥体与@1定壁面间的距离"IT用“=01&3的润帝诫充满间隙.推体半径卜肚如SB-0.5»・求作用于岡推体的阳力矩.<39.6N・m)364,解：取微元体微元面积：dA—2nrdl—2nr-cos&ducjor-0T切应力：=LI—=LIhdyr5阻力：dT=idA阻力矩：dM=dT忙HJdM=JrdT=JrrdA—Jru・2iirdhoH3dh(r=tan0・h)31(=七$・2皿KocosuJ0■tan3efh3dh=2^tan30H448cos0o=39.6N*m10~3X0.857X211X04X16X0.5+X0,63 已知图不水平管路中的流量鲂2」L/齢立卷能$皿，xfi=25mR,压力表读教为9807P1・若水头损先鬼略不计，试我连接于该管收籀断面上的水管可将水从容暮内吸上的离度氐265、解:nd^ltd舟Qv=vV1=4V2=V1V24qv4X2.5X10~3nd|3.14X0.0521273m/s型=4X2.5X1°=5曲皿沟ird；314xO+O252"0+巴+互=0+P2-P0|滲一Pl+(P0~P2)_叫-叫PB2gpg2gpg2gPQ-P2-v2~vlPl-5.0932-12732P呂2gPg98072g1000x9.807=O.2398mH2O吐+昭h=P。=h=卩爲P，=0.2398mH20有一矩形断面的宽渠道，苴水流速度分布为u=0.002p^(fty-0.5v2)/^,式中p、“分别为水的密度和动力粘度—为水条試求方"弼时渠底(尸0)处的切込应力… ^-0.002pg(h-y)/jit二|1詈二0.002pg(h-y)当h=0.5m,y=0时，1=0.002X1000X9.807(0.5-0)=9.807Pa♦已i［聯虞坯为対一圾僅+丿卜牛口-丿”十口-打斤问⑸，卓⑵釘1］虑搁jr祖加诔更°趴BWMiS»-=Pl+f>41lt-/>i4<4Jf-^ion»b求T=2»时.俭于⑵即1庙的應廉PV口理底-3.已畑f府折人％=环"已片二11兀吟"卅=1»L讨妙初点的泌訪趕・瓠水蔬喳1帥°寺话日略■沸切冊赶0=询伽口Mfitid=«nwn,直道蔺湖価衲#«1=1»«.触加1^當迓:盘播沪阳上,下懷匪的曼力答况・feiriski上下怕后Jt-^n个」上下慵栓中心距龍为"me,*苦瞌箱和水至为wq忆也囲位蛊如回*1、答:已Uh听=2任一儿u?=jc-yT叫=耳一乙(1)(厶匚。点的速度芮«a=2(r+y)=10mfz7气=工一，=—laid=r-2=lm/sit二J谒H■比十诃二J1O1+(—1)丄+F=lG.10m/s(2)(&3?"点的加速度为=0+2(x+>)x24-(x—y)X2+0=6x+2y=6x2+2x3=18m/s*EtiyStiv6%av-—-4-u亍++uT—L>ar1rdy1dz=0+2(x+v)xl4-(x-y)x(-l)+0=a:+3v=2+3x3=llm^s:dur迟皿，建匕£t_-——-FtiT——+出.——+tl_-——- 3drH"7*dz■rr=0+2(jc+v)xl+0+(r—z)x(—1)=x+2y+z=2+2x3+l=9m"s*a=-屛+&+£=J1/+1F+护=22.93tn/2、答:已如k叫=3"匚uy=2{T-y^)t=(4v-3)z靈⑴E积位于(2,2,I)点的速废为+r=8msfizv=2(r-j:)=-4msju.=(4y-3)z=5msu三丽:斗玩+必=+<-4)!+5:=10.25m/s(2)7秋位于(2,2,1)点的加速度为©虬du,dur占丫=—^-+£―5-―+堆一-1di1ax扌dy1dz=l+(3x-kr)x3+O+O=X3^+r)+l=3x(3x2+2)+l=25m/s:©哄duduvduv7di1dx7dydz=2+0+2(匸一『2)><(-4$)+0=8vO,：-^)+2=8x2x{2:-2}+2=34m/s:&禹du.Et/”a.=—^-+ii3―4i£r—S-4-u.—三dr&x5dydz=0404&T-y:)x42+(4v-3)27=S2{r-vi)+(4y-3)1z=8>clx(2-2i)-F(4x2-3)2xl=9m;Si+£*&=725*+342^9;=43J5m/s13、答: BMi虬—2yr+厂t=2xr)-0Nffii将速度分量代入流线徽分方程’得2jrrd_r-(2>r+H)dp=。［d2=0J枳分上式，得则日秒G九过心2虑的流线方程为x=-y2-y+6=01=C4、答：D=100mmTd=25mm；M=l&fi.5kNWjW=150Njd(i=175mnio強取法兰盘A至喷嘴出口间的蛮曲流段作対控制体，取喷嘴轴线所在水平面为基准面,建立坐标系如图所示q⑴列鹿財生方程 &(久1仃+可)#1二⑷2))4(2x981x(1965x103/9810+03)V1-(0.025/0.104=20.01ms=(00250.10)2x2001=1.25m/⑵列A至喷嘴出匚间的伯努利方程Pm打+讥泾712g2g将式①代入式②，得0詁沁冷wm。。—OS%⑶设沓管对流体的反作用力为R,方向如图所示，列控剖体的动量方程R-P.i7^：=P0(«2+«1)4所以反推力初R=Ru可切"+P0(“2+址)4=196.5xlOsxl^x0.102+1000x9.817xl0-3(20.01+1.25)=1751.23N(4)流依对管壁的总推才由4个慳栓分担，但并菲均匀分担。由于婢栓群所受的逆时乍访向的力矩为A/=03JT-0^pQu2=03(矿一pQu:)=03x(150-1000x9S17xlO-3x2001)=-1393N.mD17<123所以，左右两个螺栓受力各为：t=L^=437.8N44RIQ93上蝮栓受力为：手+?=437・8-需-358.2N4仁0.175理栓受力为：J-J=437.8+^|=517.4N 上卩两啟平n葩，宜t?沟为①闻陳氐庚为®画障4■▲律的动力曲度为血若下盈程砂」，丄妙黑朋碱转，求曙盍力世佃的答:已3Ud?6，ifa>«髄弐〔1)根据牛顿内摩攥定律，可得半径为r处，微元面积为2町dr间隙力矩为dAf=rdT=r^—-2^rdr=^^-r3dr33积分上式，得所需力矩M的表达式为皿=鑒"2d32o一因惟依裳武中询t爭甜财衍増^墜体与StS面间的®A5=1mmj用p=CM丹谢詞対弼诵推悴半便尺=也3n»・瓦H(him.求作JIH■同铿协的用丿」距・ 诂期：R0H—05m・诫1i3-lnum|ti—0iPa$$g购c0.0010.857饥有一块他呦虬汀升涮fl上#耳水半洛讷的童助10«時4迪层寡虞E=1OWE洒的动力输度（1=0.102W求平軸用骨加土U赃两需劇tT=20CMfr牀肯，ij-底計内你"窃址戸询询.社术下刿两停1S知*R两俎凿圧力上=汕州为評％⑵屮血frttMMrn啲轴*,13、答：091A=30X40cm：ju=10ans^6=10mm,p.=0.102fa1*«=桐捋牛顿内摩播定律』得平板所芟的咀力为T=lf£—A^Q102x-^-^-x0.3x0.4=Q.12Ndy0,01 4、答：UEUaz-^Ocrn^h-10cmo林设倒U型管上部两流体分界点D处所在的水平面上的压力為小间的垂直距离为f,贝JWPA=P，+^(fj+i+z)f=P"+fK+fJ以上两式相减，得+冇-沖U)当¥1为空％时，气柱的重量可次忽略不计，则A、B两点的压力差为(h+2)=9810x(0.1+0.2)-2943Pa(2〕当Yi为重度的独寸小、B两点的压力差为dLKl：用任硝「LL叫静蔽总止力垃只幻端点n的力也=Fa-Pb-/^(^+^)-7i^-9S10x(04+0.2)-9000xO.l-2043Pa ilMkL=Sffl.如r=BH=4c/..-AE=-?I31眦乩a/f=7?+4r=?.Oin：:*;1";l—iih—5O>2Q—JOm"㈣仃斫暹的息FT力为21P■p(A■(It_—.hjfNn(8——-4.i-9810"10MMl^5€&6kNI11£D片:.，,1力-_c2.5-027&-2222>n紳农总乐力対瑞』AiQF」冲划V-PV).5S&62.222-!30SkNill仏拒护T扳闸E宽hFRm,為h=】叫转裁我IS中水部肌超gmH，舸门阿自动JT鼠换锻網位昂垃讼乜朋卜？已Jlhb=0.$m，tj=lm*心冬沁亠gffi?当钱哇的也査會于压力中心的位賣时，兩袴址一如时，闸门阿目动开启•闸门所■受的总压力九F二M二他厶"二Q・2)x9£10x1壮0呂=1!772N~22F5力中心的位首尙-08x1Jh丄占第1%=妮+Fr幽*也珂”屮+——^r-1方皿”“4@一沁"12x(2^^)xO.Hxl彈汇.钱缝能论直y为/==556=0444m^69题: 答:2、绘出團中的登压曲面AB上水平分力的压强分布團和垂言分力的压力体團°答: 九一艸矗阳口・怅7=白壮，卜耀#保1_|=皿.下沸水：Eh尸求怜用件谡刚门卜的加h悄氐力的*bSA向*答:已热/=10m.D=4m,hi=4nijh：=2m。KK^(1)闸il左侧面所受的水平分力为…门…Err.11.Tli=-/M>^=-x9810x4x4X10=7.848X1OSN七2瀏门右侧面所受的水平分力为&二丄z^.1d/=1>：9£10x2x4x10=1.962x105N224则，闸门所受的总水平分力沏乙=(7.S48-1.962)x10==5.886x10sN(2)依据題意可知』闸门左侧压力体的体积為；圆柱体腼门右侧压力体的体f肋7圆柱偽2斗总曲力俸的俸积为g圆柱侏所以阿门所氏的垂宜分力为4Vpy=--^ly=—X3.14x43x10x9810=9241x10sN4416总合力为P=^+Pz=75-8862+9.241J=10^$6xlOiNp□741总幼与水平面的夹勖2『亍『議詡Fh,诗川送虫金盘，柱过水BSiSA—时姗衲ftl的仏工曲点处醤堆一根班爸，轉曲测世讦水面的吕帥**1口舷来尙<>、」吐熬曲正葩卢AM>M2tBhi-h2eCh1X此題回答正确©A光滑面1B过渡粗糙面•U以上答案均不对「’D.粗糧面'