第2章 流体静力学-习题和例题
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第 2 章流体静力学大气压计的读数为100.66kPa(755mmHg),水面以下 7.6m 深处的绝对压力为多少?知: P a a水1000 kg / m3求:水下h 处绝对压力PP P a gh 解:1000175KP a烟囱高H=20m,烟气温度t s=300℃,压力为p s,确立惹起火炉中烟气自动流通的压力差。
烟气的密度可按下式计算: p=(1.25-0.0027t s)kg/m3,空气ρ3。
解:把 t s300 C 代入s s)kg / m3得s(1.25 0.0027t s) kg / m30.0027 300)kg / m30.44kg / m3压力差p=(a -s) gH ,把a 1.29kg / m3,s/ m3, g9.8N / kg ,H20m 分别代入上式可得p=( a -s)gH=(1.29-0.44)9.8 20Pa2已知大气压力为。
求以水柱高度表示时:(1)绝对压力为22时的相对压力;(2)绝对压力为时的真空值各为多少?解:p =p-p m2(1)相对压力:a大气以水柱高度来表示:a/g =19.62*1033)h= p/( 9.807*10(2)真空值:p v=p a68.5=29.6 KN / m 2以水柱高度来表示:h= a/g =29.6*103/ (9.807*103)p以下图的密封容器中盛有水和水银,若A 点的绝对压力为300kPa ,表面的空气压力为 180kPa ,则水高度为多少?压力表B 的读数是多少?解:水的密度1000 kg/m3,水银密度13600 kg/m3A 点的绝对压力为:p Ap 0h 2o ghHgg(0.8)300 10 3 =180103 +1000 9.8 h+13600求得: h=压力表 B 的读数p g p p a (300 101)KPa 199KPa以下图,在盛有油和水的圆柱形容器的盖上加载F=5788N 已知 h 1 =50cm ,h 2=30cm ,,油密度ρ 油=800kg/m 3 水银密度ρ Hg =13600kg/m 3,求 U 型管中水银柱的高度差 H 。
第二章水静力学温习试探题1.试述静止流体中的应力特性。
2.怎么熟悉流体静力学大体方程pz Cgρ+=的几何意义和物理意义?3.绝对压强、相对压强、真空度是如何概念的?彼此之间如何换算?4.如何绘制液体静压强公布图?5.何谓压力体?如何如何界定压力体?判断虚、实压力体有向实际意义?6.如何计算作用在潜体和浮体上的静水总压力?7.液体的表面压强(以相对压强计)00p≠时,如何计算作用在平面或曲面上的静水总压力?习题选择题(单选题)2-1 静止液体中存在:(a) 压应力;(b) 压应力和拉应力;(c ) 压应力、切应力;(d) 压应力、拉应力和切应力。
2-2 相对压强的起点是:(a) 绝对压强;(b) 1个标准大气压;(c) 本地大气压;(d) 液面大气压。
2-3 金属压力表的读值是:(a) 绝对压强;(b) 相对压强;(c) 绝对压强加本地大气压;(d) 相对压强加本地大气压。
2-4 某点的真空度为65000Pa,本地大气压为,该点的绝对压强为:(a) 65000Pa;(b) 55000Pa;(c) 35000 Pa;(d) 165000 Pa。
2-5 绝对压强p abs与相对压强p、真空度p v、本地大气压p a之间的关系是:(a) p abs=p+p v;(b) p=p abs+p a;(c) p v=p a-p abs;(d) p=p v+p a。
2-6 在密闭容器上装有U形水银测压计,其中一、二、3点位于同一水平面上,其压强关系为:(a) p1=p2=p3;(b) p1>p2>p3;(c) p1<p2<p3;(d) p2<p1<p3。
2-7 用U形水银压差计测量水管A、B两点的压强差,水银面高h p=10cm,p A-p B为:(a) ;(b) kPa;(c) kPa;(d) kPa。
2-8 露天水池,水深5m处的相对压强为:(a)5kPa;(b) 49 kPa;(c) 147 kPa;(d) 205 kPa。
第2章 流体静力学2.1 解:相对压强:gh p ρ=333/0204.1051/100510.13008.93090m kg m kg gh p =⨯=⨯==ρ 2.2 解:设小活塞顶部所受的来自杠杆的压力为F ,则小活塞给杠杆的反力亦为F ,对杠杆列力矩平衡方程:Fa b a T =+)(a b a T F )(+=小活塞底部的压强为:22)(44ad b a T d F p ππ+==根据帕斯卡原理,p 将等值的传递到液体当中各点,大活塞底部亦如此。
222)(4ad D b a T D p G +==∴π cm cm b a T Gad D 28.28)7525(201000825)(22=+⨯⨯⨯=+=2.3 解:(1)at at kPa p p p a 3469.19813213295227'===-=-= (2)kPa p p p a v 257095'=-=-=m g p h v v 55.28.925===ρ水柱高 2.4 解:ρgh 2 ρgh 1ρgh 3ρgh 2ρgh 1h 2h 1 h 1 h 2h 3 (b)(a)BAA Bρg(h-h 2)ρg(h+R)ρghρg(h-h 2) ρgh 1Rhh 2h 1h(d)(c)B AAB2.5 解:1-1为等压面:gh p gH p a ρρ+=+0kPa m N m N m N H h g p p a 94.100/100940/)2.15.1(8.91000/108.9)('22240==-⨯⨯+⨯=-+=ρ kPa p 94.20=2.6 解: kPa gL p c 45.230sin 5.08.9sin =⨯⨯==αρ 2.7 解:如图所示,过1、2、3点的水平面是等压面。
)()()(322341121z z g z z g gh p z z g gh p B B A A ---++=--+ρρρρρ[])()()()(32212341z z g z z z z g h h g p p A B B A ---+-+-=-ρρρ[])()()()(3221234141z z g z z z z g z z g ---+-+-=ρρρ[]{}310)3262(8.0)1862()3253(6.13)5318(8.9-⨯---+-+-⨯=Pa 8085=2.8 解:gh gh p gh p p B B A A ρρρ+-=- ()gh h h g p p p B A B A ρρ+-=-=()[]gh h g p ρρ++-1=()[]31036.08.96.13136.08.9-⨯⨯⨯++-=34.6528kPa2.9 解:如图所示,A 、B 、C 点水平面是等压面。
流体力学与叶栅理论课程考试试题一、选择题(每小题1分,共10分)1、在括号填上“表面力”或“质量力”:摩擦力();重力();离心力();浮力();压力()。
2、判断下列叙述是否正确(对者画√,错者画╳):(a) 基准面可以任意选取。
()(b) 流体在水平圆管流动,如果流量增大一倍而其它条件不变的话,沿程阻力也将增大一倍。
()(c) 因为并联管路中各并联支路的水力损失相等,所以其能量损失也一定相等。
()(d) 定常流动时,流线与迹线重合。
()(e) 沿程阻力系数λ的大小只取决于流体的流动状态。
()二、回答下列各题(1—2题每题5分,3题10分,共20分)1、什么是流体的连续介质模型?它在流体力学中有何作用?2、用工程单位制表示流体的速度、管径、运动粘性系数时,管流的雷诺数4Re ,10问采用国际单位制时,该条件下的雷诺数是多少?为什么?3、常见的流量的测量方法有哪些?各有何特点?三、计算题(70分)1、如图所示,一油缸及其中滑动栓塞,尺寸D=120.2mm,d=119.8mm,L=160mm,间隙充满μ=0.065Pa·S的润滑油,若施加活塞以F=10N的拉力,试问活塞匀速运动时的速度是多少?(10分)题1图2、如图所示一盛水容器,已知平壁AB=CD=2.5m,BC及AD为半个圆柱体,半径R=1m,自由表面处压强为一个大气压,高度H=3m,试分别计算作用在单位长度上AB面、BC面和CD面所受到的静水总压力。
(10分)题2图3、原型流动中油的运动粘性系数υp=15×10-5m2/s,其几何尺度为模型的5倍,如确定佛汝德数和雷诺数作为决定性相似准数,试问模型中流体运动粘性系数υm=?(10分)4、如图所示,变直径圆管在水平面以α=30。
弯曲,直径分别为d1=0.2m,d2=0.15m,过水流量若为Q=0.1m3/s,P1=1000N/m2时,不计损失的情况下,求水流对圆管的作用力及作用力的位置。