流体力学 课后习题部分14章教学资料.docx

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流体力学课后习题部分14章教学资料

流体力学课后习题部分1~4章

《流体力学》课后部分答案

2.14密闭容器，压力表的示值为4900N/m2，压力表中心比A点高0.4m，A点在水下1.5m，，求水面压强。

解：

（kPa）

相对压强为：

kPa。

绝对压强为：

kPa。

答：

水面相对压强为kPa，绝对压强为kPa。

2.16盛满水的容器，顶口装有活塞A，直径d=0.4m,容器底的直径D=1.0m,高h=1.8m,如活塞上加力2520N（包括活塞自重），求容器底的压强和总压力。

2.17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。

解：

（kPa）

答：

水面的压强kPa。

2.24矩形平板闸门，一侧挡水，已知长=2m，宽=1m，形心点水深=2m，倾角=，闸门上缘处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力。

解：

（1）解析法。

（kN）

（m）

对A点取矩，当开启闸门时，拉力满足：

（kN）

当kN时，可以开启闸门。

（2）图解法。

压强分布如图所示：

（kPa）

（kPa）

（kN）

对A点取矩，有

∴

（kN）

答：

开启闸门所需拉力kN。

2.25矩形闸门高=3m，宽=2m，上游水深=6m，下游水深=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。

解：

（1）图解法。

压强分布如图所示：

∵

（kPa）

（kN）

合力作用位置：

在闸门的几何中心，即距地面处。

（2）解析法。

（kN）

（m）

（kN）

（m）

合力：

（kN）

合力作用位置（对闸门与渠底接触点取矩）：

（m）

答：

（1）作用在闸门上的静水总压力kN；

（2）压力中心的位置在闸门的几何中心，即距地面处。

2。

33密闭盛水容器，水深=60cm，=100cm，水银测压计读值=25cm，试求半径=0.5m的半球形盖所受总压力的水平分力和铅垂分力。

解：

（1）确定水面压强。

（kPa）

（2）计算水平分量。

（kN）

（3）计算铅垂分力。

（kN）

答：

半球形盖所受总压力的水平分力为kN，铅垂分力为kN。

2.34球形密闭容器内部充满水，已知测压管水面标高=8.5m，球外自由水面标高=3.5m，球直径=2m，球壁重量不计，试求：

（1）作用于半球连接螺栓上的总压力；

（2）作用于垂直柱上的水平力和竖向力。

解：

（1）取上半球为研究对象，受力如图所示。

∵

（kN）

∴（kN）

（2）取下半球为研究对象，受力如图。

∵（kN）

答：

（1）作用于半球连接螺栓上的总压力为kN；

（2）作用于垂直柱上的水平力和竖向力。