水力学0744

-1-西南大学网络与继续教育学院课程考试答题卷学号：姓名：层次：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。解：已知：d，δ，μ，ω。：(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。解：已知：h=3m，h1=6m，h2=4.5m，b=2m。：(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-2-三、已知速度场为kzxjyxiyxu)()()(2(m/s)，求(2，3，1)点的速度和加速度。：(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/s，两支管流量相等。(1)不计压头损失，求支墩受水平推力；(2)压头损失为支管流速压头的5倍，求支墩受水平推力。不考虑螺栓连接的作用。解：已知：d1=700mm，d2=500mm，Q=0.6m3/s，pm1=70kN/m2：(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-10³Χ0.6Χ（1.53Χcos30˙-1.56）=3256.8N五、虹吸管将A池中的水输入B池，已知长度1l＝3m，2l＝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。解：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-3-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