2015年秋西南大学《水力学》(0744)大作业A标准答案.doc

- PAGE 1 - 西南大学网络与继续教育学院课程考试答题卷 学号：XXXXXXXX 姓名：XXXXXX 层次：专升本 类别： 网教 专业：土木工程 2015年 12 月 课程名称【编号】：水力学 【0744】 　 　 A卷 题号 一 二 三 四 五 总分 评卷人 得分 （横线以下为答题区） 一、上下两块平行圆盘，直径均为d，间隙厚度为δ，间隙中液体的动力粘度为μ，若下盘固定不动，上盘以角速度ω旋转，求所需力矩M的表达式。 已知：d，δ，μ，ω。 解析：(1) 根据牛顿内摩擦定律，可得半径为r处，微元面积为2πrdr间隙力矩为 积分上式，得所需力矩M的表达式为 二、已知矩形闸门高h＝3m，宽b＝2m，上游水深h1＝6m，下游水深h2＝4.5m，求：(1)作用在闸门上的总静水压力；(2)压力中心的位置。 已知：h=3m，h1=6m，h2=4.5m，b=2m。 解析：(1) 闸门左侧所受的总压力为 左侧压力中心到闸门中心的距离为 闸门右侧所受的总压力为 右侧压力中心到闸门中心的距离为 闸门所受的总压力为 总压力的方向指向右侧。 (2) 为求压力中心的位置，设总压力的作用点距底部O点的距离为a，对O点取矩，得 则 三、已知速度场为 (m/s)，求(2，3，1)点的速度和加速度。 已知： 解析：(1) (2，3，1)点的速度为 (2) (2，3，1)点的加速度为 四、直径为d1＝700mm的管道在支承水平面上分支为d2＝500mm的两支管，A－A截面压力为70kN/m2，管道中水的体积流量为Q＝0.6m3 已知：d1=700mm，d2=500mm，Q=0.6m3/s，pm1=70kN/m2 解析：(1) 依题意知 ，α=30°。 (2) 列A-A至B-B及C-C间的伯努利方程 (3) 取A-A、B-B和C-C截面间的流体作为控制体，设支墩对水流的水平反推力为Rx，列动量方程，坐标系的方向为u1的方向， 那么，支墩所受的水平推力为 (4) 假若压头损失为支管流速压头的5倍，则A-A至B-B及C-C间的伯努利方程为 则 (5) 取A-A、B-B和C-C截面间的流体作为控制体，设支墩对水流的水平反推力为Rx，列动量方程，坐标系的方向为u1的方向， 那么，支墩所受的水平推力为 五、虹吸管将A池中的水输入B池，已知长度＝3m，＝5m，直径d＝75mm，两池水面高差H＝2m，最大超高h＝1.8m，沿程阻力系数λ＝0.02，局部阻力系数：进口Ke＝0.5，转弯Kb＝0.3，出口Ko＝1，试求流量及管道最大超高截面C的真空度。 已知：=3m，=5m，d=75mm，H=2m，h=1.8m，λ=0.02，Ke=0.5，Kb=0.3，Ko=1。 解析：(1) 列上下游水面间的伯努利方程，基准面取在下游水面上，得 则 流量为 (2) 列上游水面至C截面间的伯努利方程，基准面取在上游水面上，得 所以，管道最大超高截面的真空度为