冶金传输原理-动量传输-第2章 流体静力学 试题库.doc

第2章 流体静力学【题2-1】如图2-1所示，一圆柱体质量在外力的作用下压进容器中，当时达到平衡状态求测压管中水柱高度H=？图2-1 题2-1示意图解 【题2-2】两个容器A、B充满水，高度差为a为测量它们之间的压强差，用顶部充满油的倒U形管将两个容器相连，如图2-2所示已知油的密度求两容器中的压强差 图2-2 题2-2示意图解 ：（略）参考答案：【题2-3】如图2-3所示，直径的圆柱形容器自重1000N，支撑在距液面距离的支架上由于容器内部有真空，将水吸入若求支架上的支撑力F图2-3 题2-3示意图解: 略 【题2-4】如图2-4所示，由上下两个半球合成的圆球，直径d=2m,球中充满水当测压管读数H=3m时，不计球的自重，求下列两种情况下螺栓群A-A所受的拉力1） 上半球固定在支座上；（2） 下半球固定在支座上 图2-4 题2-4示意图解 ：略【题2-5】矩形闸门长1.5m,宽2m(垂直于图面)，A端为铰链，B端连在一条倾斜角的铁链上，用以开启此闸门，如图2-5所示量得库内水深，并标在图上今欲沿铁链方向用力T拉起此闸门，若不计摩擦与闸门自重，问所需力T为若干？ 图2-5 题2-5示意图解 ：略【题2-6】 如图2-6所示测量装置，活塞直径油的密度，水银的密度，活塞与缸壁无泄露和摩擦。

当活塞重为15N时，试计算U形管测压计的液面高差值 图2-6 题2-6示意图解：重物使活塞单位面积上承受的压强为列等压面1-1处的平衡方程解得为【题2-7】如图2-7所示为双杯双液微压计，杯内和U形管内分别装有密度和密度的两种不同液体，大截面杯的直径U形管的直径计算两杯内的压强差为多少？图2-7 题2-7示意图解：列1-2截面上的等压面方程由于两边密度为的液体容量相等，所以代入上式得【题2-8】 用双U形管测压计测量两点的压强差，如图2-8所示，已知 图2-8 题2-8示意图解：根据等压面条件，图中1-1、2-2、3-3均为等压面可应用流体静力学方程式逐步推算逐个将式子代入下一个式子，则所以 【题2-9】 已知密闭水箱中的液面高度测压管中的液面高度U形管中右端介质高度如图2-9所示试求U形管中左端工作介质高度为多少？图2-9 题2-9示意图解：列1-1截面等压面方程，则列2-2截面等压面方程，则【题2-10】 图2-10表示一个两边都承受水压的矩形水闸，如果两边的水深分别为试求每米宽度水闸上所承受的净总压力及其作用点的位置。

图2-10 题2-10示意图解：淹没在自由液面下深的矩形水闸的形心 每米宽水闸左边的总压力为F1的作用点位置即F1的作用点位置在离底处淹没在自由液面下深的矩形水闸的形心每米宽水闸右边的总压力为即F2的作用点位置在离底处每米宽水闸上所承受的净总压力为假设净总压力的作用点离底的距离为h,可按力矩方程求得其值围绕水闸底O处的力矩应该平衡，即【题2-11】圆弧形闸门长圆心角半径如图2-11所示若弧形闸门的转轴与水面齐平，求作用在弧形闸门上的总压力及其作用点的位置图2-11 题2-11示意图解 弧形闸门的水深弧形闸门上总压力的水平分力垂直分力弧形闸门上的总压力总压力与z轴间的夹角为对圆弧形曲面，总压力的作用线一定通过圆心，由此可知总压力的作用点D距水面的距离为【题2-12】 如图2-12所示的贮水容器，其壁面上有三个半球形盖，设试求作用在每个盖上的液体总压力图2-12 题2-12示意图解 （1）盖底上所受到的力作用在底盖左半部分和右半部分的总压力的水平分力相等，而方向相反，故水平分力的合力为零底盖上的总压力等于总压力的垂直分力，实压力体，垂直分力向下2）顶盖上的总压力的水平分力亦为零，总压力等于总压力的垂直分力，虚压力体，垂直分力向上。

3）侧盖上总压力的水平分力为实压力体，垂直分力向下，垂直分力大小为故侧盖上总压力的大小与方向为总压力的作用线一定通过球心，与垂直线夹角为【题2-13】 图2-13所示为一水箱，左端为一半球形端盖，右端为一平板端盖水箱上部又一加水管已知试求两端盖所受的总压力及方向图2-13 题2-13示意图解 （1）右端盖是一圆平面，面积为其上作用的总压力有方向垂直于端盖水平向右2）左端盖是一半球面，分解为水平方向分力和垂直方向分力方向水平向左垂直方向分力由压力体来求，将半球面分成AB、BE两部分，AB部分压力体为ＡＢＣＤＥ０Ａ，即图中左斜线部分，记为VＡＢＣＤＥ０Ａ，它为实压力体，方向向下；BE部分压力体为BCDEB，即图中右斜线部分，记为VBCDEB，它为虚压力体，方向向上因此总压力体为它们的代数和VP正好为半球的体积，所以方向垂直向下总作用力为合力通过球心与水平方向夹角为【2-14】扇形闸门，中心角α=45,宽度B=1m（垂直于图面），可以绕铰链C旋转，用以蓄水或泄水（如图），水深H=3m，试确定水作用于此闸门上的总压力p的大小和方向已知： ） 解：由图知 题2-14示意图故总压力 p对水平方向的倾斜角为 【2-15】 盛水容器形状如图所示。

已知求各点压强 题2-15示意图解：由流体静力学基本方程求得个点的表压强分别为： 【2-16】 一水压机如图所示已知大活塞直径D=11.78cm,小活塞直径d=5cm,杠杆臂长a=15cm,b=7.5cm，活塞高度差h=1m当施力F1=98N时，求大活塞所能克服载荷F2题2-16示意图解：（略）参考答案：。