2017年春西南大学《水力学》(0744)大作业A卷

西南大学网络与继续教育学院课程考试答题卷

学号：W16101352613002 姓名：向东 层次：专升本 类别： 网教 专业：土木工程 2017年 6 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、有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02y hy g u -=，式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。（20分）

解：

μρ/)(002.0y h g dy du

-=

)(002.0y h g dy du

-==∴ρμ

τ

当h =0.5m ，y=0时

)05.0(807.91000002.0-⨯⨯=τ

Pa 807.9=

二、矩形平板闸门AB 一侧挡水。已知长l=2m ，宽b=1m ，形心点水深hc=2m ，倾角α=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）

解： 作用在闸门上的总压力：

N

A gh A p P c c 392001228.91000=⨯⨯⨯⨯=⋅==ρ

作用点位置：m A y J y y c c c D 946.21245sin 221121

45sin 2

3

=⨯⨯⨯⨯+=+=

m l h y c A 828.122

45sin 22sin =-=-=

α

)(45cos A D y y P l T -=⨯∴

kN l y y P T A D 99.3045cos 2)828.1946.2(3920045cos )(=⨯-⨯=-=

三、图示为文丘里流量计测量水管中的流量，已知喉管直径1d =0.3m ，扩充后段直径

2d =0.15m ，水银压差计中左右水银面的高差为h Δ=0.02m ，试求流量Q （20分）

解： 对断面1-1和断面2-2应用伯努利方程，

g

V g p Z g V g p Z 2αρ2αρ2

222221111+

+=++

)ρ(ρ222112122g p

Z g p Z g V V ++=

设断面2-2与右边水银面高差为L ，则

)]-(-[ρΔρρ121'2Z Z l g p h g gl p +=++

整理得

m

h g p p Z Z 252.0Δ)1ρρ(ρ'

2112==+－－－

利用连续性方程2211A v A v =，则

m A A g V 252.0][21

222=２

）１－（

s m V /2231.22= s m A V Q /03929.022==

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）

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

g V g p Z g V g p Z 2αρ2αρ2

222221111+

+=++