【水力学习题评讲】第二章(精)
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WORD 格式.分享精品.资料2.12密闭容器,测压管液面高于容器内液面h =1.8m =1.8m,液体的密度为,液体的密度为850kg/m 3,求液面压强。
p 0解:08509.807 1.8a a p p gh p r =+=+´´相对压强为:15.00kPa kPa。
绝对压强为:116.33kPa kPa。
答:液面相对压强为15.00kPa kPa,绝对压强为,绝对压强为116.33kPa kPa。
2.13密闭容器,压力表的示值为4900N/m 2,压力表中心比A 点高0.4m 0.4m,,A 点在水下1.5m 1.5m,,,求水面压强。
p 0A1.5m0.4m解:0 1.1a p p p gr =+-4900 1.110009.807a p =+-´´5.888a p =-(kPa kPa)) 相对压强为: 5.888-kPa kPa。
绝对压强为:95.437kPa kPa。
答:水面相对压强为 5.888-kPa kPa,绝对压强为,绝对压强为95.437kPa kPa。
1m3m解:(1)总压力:433353.052ZP A p g r =×=´´=(kN kN))(2)支反力:()111333R W W W W g r ==+=+´´+´´总水箱箱980728274.596W =+´=箱kN W +箱不同之原因:总压力位底面水压力与面积的乘积,为压力体g r ´。
而支座反力与水体重量及箱体重力相平衡,而水体重量为水的实际体积g r ´。
答:水箱底面上总压力是353.052kN kN,,4个支座的支座反力是274.596kN kN。
2.14 盛满水的容器,顶口装有活塞A ,直径d =0.4m =0.4m,,容器底的直径D =1.0m =1.0m,,高h =1.8m =1.8m,,如活塞上加力2520N 2520N(包括活塞自重)(包括活塞自重),求容器底的压强和总压力。
第二章:水静力学 一:思考题2-1.静水压强有两种表示方法,即:相对压强和绝对压强2-2.特性(1)静水压强的方向与受压面垂直并指向手压面;(2)任意点的静水压强的大小和受压面的方位无关,或者说作用于同一点上各方向的静水压强都相等. 规律:由单位质量力所决定,作为连续介质的平衡液体内,任意点的静水压强仅是空间坐标的连续函数,而与受压面的方向无关,所以p=(x,y,z)2-3答:水头是压强的几何意义表示方法,它表示h 高的水头具有大小为ρgh 的压强。
绝对压强预想的压强是按不同的起点计算的压强,绝对压强是以0为起点,而相对压强是以当地大气压为基准测定的,所以两者相差当地大气压Pa.绝对压强小于当地大气压时就有负压,即真空。
某点负压大小等于该点的相对压强。
Pv=p'-pa2-4.在静水压强的基本方程式中C g p z =+ρ中,z 表示某点在基准面以上的高度,称为位置水头,g p ρ表示在该点接一根测压管,液体沿测压管上升的高度,称为测压管高度或压强水头,g p z ρ+称为测压管水头,即为某点的压强水头高出基准面的高度。
关系是:(测压管水头)=(位置水头)+(压强水头)。
2-5.等压面是压强相等的点连成的面。
等压面是水平面的充要条件是液体处于惯性坐标系,即相对静止或匀速直线运动的状态。
2-6。
图中A-A 是等压面,C-C,B-B 都不是等压面,因为虽然位置高都相同,但是液体密度不同,所以压强水头就不相等,则压强不相等。
2-7.两容器内各点压强增值相等,因为水有传递压强的作用,不会因位置的不同压强的传递有所改变。
当施加外力时,液面压强增大了Ap∆,水面以下同一高度的各点压强都增加Ap∆。
2-8.(1)各测压管中水面高度都相等。
(2)标注如下,位置水头z,压强水头h,测压管水头p.图2-82-9.选择A2-10.(1)图a 和图b 静水压力不相等。
因为水作用面的面积不相等,而且作用面的形心点压强大小不同。
选择题(单选题)2.1 静止流体中存在:(a )(a )压应力;(b )压应力和拉应力;(c )压应力和剪应力;(d )压应力、拉应力和剪应力。
2.2 相对压强的起算基准是:(c )(a )绝对真空;(b )1个标准大气压;(c )当地大气压;(d )液面压强。
2.3 金属压力表的读值是:(b )(a )绝对压强;(b )相对压强;(c )绝对压强加当地大气压;(d )相对压强加当地大气压。
2.4 某点的真空度为65000Pa ,当地大气压为0.1MPa,该点的绝对压强为:(d )(a )65000Pa ;(b )55000Pa ;(c )35000Pa ;(d )165000Pa 。
2.5 绝对压强abs p 与相对压强p 、真空度V p 、当地大气压a p 之间的关系是:(c )(a )abs p =p +V p ;(b )p =abs p +a p ;(c )V p =a p -abs p ;(d )p =V p +V p 。
2.6 在密闭容器上装有U 形水银测压计,其中1、2、3点位于同一水平面上,其压强关系为:(c )(a )1p >2p >3p ;(b )1p =2p =3p ;(c )1p <2p <3p ;(d )2p <1p <3p 。
2.7 用U 形水银压差计测量水管内A 、B 两点的压强差,水银面高差h p =10cm, A p -B p 为:(b )(a)13.33kPa;(b)12.35kPa;(c)9.8kPa;(d)6.4kPa。
2.8露天水池,水深5 m处的相对压强为:(b)(a)5kPa;(b)49kPa;(c)147kPa;(d)205kPa。
2.9垂直放置的矩形平板挡水,水深3m,静水总压力P的作用点到水面的距离Dy为:(c)(a)1.25m;(b)1.5m;(c)2m;(d)2.5m。
2.10圆形水桶,顶部及底部用环箍紧,桶内盛满液体,顶箍与底箍所受张力之比为:(a)(a)1/2;(b)1.0;(c)2;(d)3。
1 2 6 11答案在作业本2.12 (注:书中求绝对压强)用多管水银测压计测压,图中标高的单位为m ,试求水面的压强2-12形平板闸门倾角=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T 。
P 4 3.0 1.4 g P 5 2.5 1.4 Hg g3.0 1.4 gP a 2.3 1.2Hg g2.5 1.2g 2.5 1.4Hg g3.0 1.4P a2.3 2.5 1.2 1.4 Hg g2.53.0 1.2 1.4 gP a 2.3 2.5 1.2 1.4 13.62.53.0 1.2 1.4 ggP a265.00 (kPa )gP o 265.00kPa 。
解:P oP o △ 3.0△ 1.4p o。
答:水面的压强 AB ,一侧挡水,已知长l=2m ,宽b=1m ,形心点水深h °=2m ,—A /1/bBa〈/1 /‘ /、尸⑵图解法。
心压强分市如图所示’和=屁—一刃旗兰 =12,68 (kPa)彳V_丿| •t-h-vVvX-vx-k 2 J解:(1)解析法P c A h e g bl 1000 9.807 2 1 239.228 ( kN )bl 3y CV C A sin12blsin2.2 2122.946对A 点取矩,当开启闸门时,拉力厂满足’门户(打―儿)一丁1A 6 Pl p[P y D222sin45o12 2 sin 45oI C6S0 I- 9= 31.007 (规 P当TX3LOO7込时,可以开启闸门…詈曲+”•朴2化珈3(凶.对A点取矩,有£卑-/D]—丁*事8詔誓=帖l-co^45v12.68 xlxl+(26.55-12,68)x1cos 45°= 31.009 CkN) * 密开启闸门所需拉力r =31.009 kN0 ,2-13矩形闸门高h=3m,宽b=2m,上游水深h i=6m,下游水深h2=4.5m,试求:(1)作用在闸门上的静水总压力;(2)压力中心的位置。
(完整)水力学第二章思考题答案2.1。
恒定流:如果在流场中任何空间点上所有的运动要素都不随时间而改变.非恒定流:如果在流场中任何空间点上有任何一个运动要素是随时间而变化。
均匀流:水流的流线为相互平行的直线.非均匀流:水流的流线不是相互平行的直线。
渐变流:水流的流线虽然不是相互平行的直线,但几乎近于平行的直线.急变流:水流的流线之间夹角很大或者流线的曲率半径很小.按运动要素是否彼此平行的直线分为均匀流和非均匀流,而非均匀流按流线的不平行和弯曲程度又分为渐变流和急变流。
渐变流重要性质为:过水断面上近似服从静压分布:Z+P/y=C2.2。
此时的A₁υ₁=A₂υ₂符合连续方程.两个断面无支流,且上游水位恒定,则下游通过的流量一定,则流量保持平衡,满足该公式。
2。
3能量方程:Ζ₁+Ρ₁/ρg+α₁(μ₁)²/2g=Ζ₂+Ρ₂/ρg+α₂(μ₂)²/2g+hw’。
Ζ₁:位置水头;Ρ₁/ρg:压强水头;(μ₁)²/2g:流速水头;Ζ₂:单位位能;Ρ₂/ρg:单位压能;(μ₂)²/2g:单位动能;hw’:水头损失。
能量意义:在总流中任意选取两个过水断面,该两断面上液流所具有的总水头若为H₁和H₂,则:H₁=H₂+hw。
2.4这些说法都不对.对于理想液体来说,在无支流进去的情况下,其各断面的流量总和是相等的,根据能量方程:Ζ₁+Ρ₁/ρg+α₁(μ₁)²/2g=Ζ₂+Ρ₂/ρg+α₂(μ₂)²/2g+hw’,及连续方程:A ₁υ₁=A₂υ₂。
可以看出:只要其流量不改变,能量的总和就不会变。
则水是由流速大地方向流速小的地方流这种说法就是错误的。
总流的动量方程:ΣF=ρQ(Β₂υ₂-Β₁υ₁),也说明了这一点。
2.5总水头线:把各断面H=Ζ+Ρ/ρg+α(μ)²/2g描出的点子连接起来得到的线就是总水头线;测压管水头线:把各断面的(Ζ+Ρ/ρg)值的点子连接起来得到的线就是测压管水头线。
1、 相对压强必为正值。
()2、 图示为一盛水容器。
当不计瓶重时 ,作用于地面上的力等于水作用于瓶底的总压力3、 静水总压力的压力中心就是受力面面积的形心。
()4、 二向曲面上的静水总压力的作用点就是静水总压力的水平分力与铅直分力的交点。
5、 一个任意形状的倾斜平面与水面的夹角为 。
则该平面上的静水总压力 P = gy D A sin坐标,为水的密度,A 为斜面面积)10、 物体在水中受到的浮力等于作用于物体表面的静水总压力 11、 选择下列正确的等压面: (1) A A (2) B第二章 水静力学6、图示为二块置于不同液体中的矩形平板,它们的宽度 b ,长度L 及倾角 均相等,则二板上的静水总压力作8静水压强仅是由质量力引起的。
9、在一盛水容器的侧壁上开有两个小孔 A 、B ,并安装一水银液面一定会显示出h 的差值。
形水银压差计,如图所示。
()( 由于 ())A 、B 两点静水压强不等,購 --------- 12、 压力中心是 (1) 淹没面积的中心 ; 心 。
13、 平衡液体中的等压面必为 (1)水平面;(2) 斜平面 ;(3) 14、 图示四个容器内的水深均为 H 则容器底面静水压强最大的是 (1) a ;(2) b ;(3) c ;(4) d斜平面压力体的中心旋转抛物面()(3) 总压力的作用点 (4) 受压面的形()(4) 与质量力相正交的面()()(y D 为压力中心D 的( )115、欧拉液体平衡微分方程(1)只适用于静止液体;(3)不适用于理想液体;16、容器中盛有两种不同重度的静止液体,如图所示,(1) a (2) b()只适用于相对平衡液体;理想液体和实际液体均适用,作用在容器dOAB壁面上的静水压强分布图应为()⑶c『117、液体某点的绝对压强为⑴ kP a ;18、图示的容器压力体及压力应为((2) kPa中盛有重度为)58 kPa,则该点的相对压强为;(3) -58 kP a1的液体,容器b中盛有密度为)⑷ kP a o1和2的两种液体,则两个容器中曲面AB上⑴ 压力体相同,且压力相等;(3)压力体不同,压力不相等;压力体相同,但压力不相等;压力体不同,但压力相等。