流体静力学-习题与讨论.ppt

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1、习题与讨论,2 流体静力学,主要内容,复习思考题选择题(单选题)章后习题简解,复习思考题,试述静止流体中应力的特性。,怎样认识流体静力学基本方程,的几何意义,和物理意义?,绝对压强、相对压强、真空度是怎样定义的?相互之间如何换算?怎样绘制液体静压强分布图?何谓压力体？怎样界定压力体？判断虚、实压力体有何实际意义？怎样计算作用在静止流体中潜体和浮体上的总压力？液体表面压强以相对压强计时，怎样计算作用在平面或曲面上的静水总压力？,选择题(单选题),静止液体中存在：(a)压应力；(b)压应力和拉应力；(c)压应力和切应力；(d)压应力、拉应力和切应力。,相对压强的起点是：(a)绝对真空；(b)1个标

2、准大气压；(c)当地大气压；(d)液面压强。,金属压力表的读值是：(a)绝对压强；(b)相对压强；(c)绝对压强加当地大气压；(d)相对压强加当地大气压。,选择题(单选题),某点的真空度为65000Pa，当地大气压为0.1Mpa，该点的绝对压强为：(a)65000Pa；(b)55000Pa；(c)35000Pa；(d)165000Pa。,绝对压强pabs与相对压强p、真空度pv、当地大气压pa之间的关系是：(a)pabs=p+pv；(b)p=pabs+pa；(c)pv=pa-pabs；(d)p=pv+pa。,选择题(单选题),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

3、压强关系为(a)p1=p2=p3；(b)p1p2p3；(c)p1p2p3；(d)p2p1=p3。,选择题(单选题),用U形水银压差计测量水管A、B两点的压强差，水银面高hp=10cm，pA-pB为(a)13.33kPa；(b)12.35kPa；(c)9.8kPa；(d)6.4kPa。,选择题(单选题),露天水池，水深5m处的相对压强为:(a)5kPa；(b)49kPa；(c)147kPa；(d)205kPa。,垂直放置的矩形平板挡水，水深3m，静水总压力的作用点到水面的距离yD为：(a)1.25m；(b)1.5m；(c)2m；(d)2.5m。,选择题(单选题),圆形木桶，顶部及底部用环箍紧，桶

4、内盛满液体，顶箍与底箍所受张力之比为(a)1/2；(b)1.0；(c)2.0；(d)3.0。,在液体中潜体所受浮力的大小：(a)与潜体的密度成正比；(b)与液体的密度成正比；(c)与潜体淹没的深度成正比；(d)与液体表面的压强成反比。,选择题(单选题),章后习题简解,21；22；23；24；25；26；27；28；29；210；211；212；213；214；215；216；217；218()；219；220；221；222；223；224；225；226；227；228；229；230；231；232；233；234；235；236；237；238；239；240；241；242；243()

5、；244；245；246；247；248。,21 已知：pa=1atm，(a)hA=7m，(b)p0=105Pa，hA=3m，(c)hA=3m，hB=0，hC=2m。求：pA=?pB=?pC=?,【解】(a)pA=ghA=10009.87=68.65103Pa=68.65kPa(b)pA=p0+ghA+pa=105+10009.83101325=28.10103Pa=28.10kPa(c)pA=ghA=10009.8(3)=29.4103Pa=29.4kPa pB=ghB=10009.80=0 pC=ghC=10009.82=19.6103Pa=19.6kPa,章后习题简解,章后习题简解,22

6、,【解】,23 21,【答】测压管1液面较高。且测压管1液面与容器液面同高。,章后习题简解,章后习题简解,24,【解】,章后习题简解,25,【解】,章后习题简解,26,章后习题简解,【解】,(2)测压管高度为,测压管水头为,章后习题简解,27,【解】,测压管水头线距水面距离为,章后习题简解,28,【解】,章后习题简解,2-9,【解】,测压管液面真实度为,章后习题简解,2-10,【解】,章后习题简解,2-11,章后习题简解,【解】,章后习题简解,2-12,【解】,章后习题简解,2-13,【解】,章后习题简解,2-14,【解】,由,，得,章后习题简解,2-15,【解】,1为空气时，,1为油时，,章

7、后习题简解,2-16,章后习题简解,【解】,由题意，列方程,故,章后习题简解,2-17,章后习题简解,2-19,章后习题简解,【解】,水经过泵时，,空气通过风机时，,章后习题简解,2-20,章后习题简解,【解】,章后习题简解,2-21,【解】,章后习题简解,2-22,汞,章后习题简解,【解】,章后习题简解,2-23,章后习题简解,【解】,大气压强,由流体静力学基本方程，有,其中,章后习题简解,2-24,【解】,章后习题简解,2-25,【解】,以B点为基准，建立右,环的平衡关系式,得,以水箱自由表面为基准，建立平衡关系式,故,章后习题简解,2-26,章后习题简解,【解】,及,章后习题简解,2-2

8、7,章后习题简解,【解法一】,由,积分，得,即压力中心在闸门中心处。,章后习题简解,【解法二】绘图如下(绘图过程见板书)。计算箭头所指面积即为总压力大小,如图矩形形心在二分之一处，即压力中心在闸门中心处。,章后习题简解,2-28,【解】用图解法(过程用板书讲解)。,章后习题简解,或,章后习题简解,2-29,【解】用图解法(用板书画图)。,章后习题简解,或,章后习题简解,2-30,【解】,用图解法(用板书画图)。,章后习题简解,这说明压力中心比闸门形心低0.01m。,章后习题简解,2-31,章后习题简解,【解】,章后习题简解,2-32,章后习题简解,【解】,章后习题简解,2-33,【解】,用图解

9、法(用板书画图)。,章后习题简解,当,时，闸门处于平衡状态；但当,时，闸门开启，则应有,，故,章后习题简解,2-34,【解】(板书画图)。,章后习题简解,章后习题简解,2-35,【解】(板书画图)。,章后习题简解,设闸门宽度为1，则,每个工字梁应承受的力为,由,，即,，可得,同理，由,知,章后习题简解,即,及,章后习题简解,2-36,【解】(用板书画受力图)。,章后习题简解,2-37,【解】(用板书画受力图)。,章后习题简解,章后习题简解,2-38,【解】,章后习题简解,2-39 图(a)圆筒；图(b)为圆球。压力体及力的方向？,【解】用板书(略)。,章后习题简解,2-40,【解】,章后习题简

10、解,2-41,【解】用板书画图。,章后习题简解,章后习题简解,2-42,【解】,由,利用等压面所应满足的条件和几何关系，有,，且0。,章后习题简解,2-44,章后习题简解,【解】,由自由表面方程,，取,时，该处原水面升高,该处运动时的实际水深为,则,章后习题简解,2-45,章后习题简解,【解】,由,及,知，,又由,，其中,，,，故,章后习题简解,2-46,章后习题简解,【解】,由,及条件,解得,故要求的压强分布规律为,章后习题简解,在z=0的顶盖处，令P=0，得,或,章后习题简解,2-47,章后习题简解,【解】,由,可解得离心力水头为,又据自由表面至容器口平面所围成的体积应与静止时柱体积相等，

11、即,由上式可解得容器的旋转角速度为,章后习题简解,由此，得,章后习题简解,2-48,章后习题简解,【解】,在,中，利用r=0，z=H时，,p=0，解得,，故压强分布公式为,旋转前后油的体积相等，即,，由此得,；又油水分界面为等压面，则应有下列关系,由此,在容器顶部，当r=0,z=H时，,在容器顶部，当r=D/2,z=H时，,章后习题简解,在容器底部，当r=0,z=0时，,在容器底部，当r=D/2,z=0时，,章后习题简解,补充题,挡水建筑物一侧挡水该建筑物为二向曲面(柱面)，z=ax2(a为常数)。试求单位宽度挡水建筑物上静水总压力的水平分力和铅直分力。,补充题,【解】,两个半球拼成的球形容器，半径R=0.31m，内部绝对压强p=0.1at。试求至少要多大力F才能将两半球拉开？,解：F=(pa-p)R2=(1-0.1)98.073.140.312=26.66kN,补充题,球形密闭容器内充满水(后图)，已知测压管水面标高1=8.5m，球外自由水面标高2=3.5m,球直径D=2m，球壁重量不计。试求：作用于半球连接螺栓上的总拉力；作用于垂直柱上的水平力和竖向力。,补充题,解：作用于半球连接螺栓上的总拉力:F=R2(1 2)=9.8073.1412(8.53.5)=153.97kN Px=0(对称)Pz=0(总浮力或总压力为零),补充题,