2022年水力学作业答案 .pdf

优秀学习资料欢迎下载1.1 图示为一密闭容器，两侧各装一测压管，右管上端封闭， 其中水面高出容器水面3m，管内液面压强0p为78kPa；左管与大气相通。求：（1）容器内液面压强cp；（2）左侧管内水面距容器液面高度h。解：0789.83107.4kPacppgh右（2）107.4980.959m9.8capphg1.2 盛有同种介质（密度3A1132.6kg/mB）的两容器，其中心点 A 与 B 位于同一高程， 今用 U 形差压计测定A与B点 之 压 差 （ 差 压 计 内 成 油 ， 密 度30867.3kg/m） ，A 点还装有一水银测压计。其他有关数据如图题1.2 所示。问：（1）A 与 B 两点之压差为多少？（2）A 与 B 两点中有无真空存在，其值为多少？解： （1）011AAeBBepghghpg hh3A1132.6kg/mB011132.6 867.39.8 0.2519.99PaBAAppgh（2）136009.80.041132.69.80.055886.17PaAHgApghgs因此 A 点存在真空519.995366.18PaBApp因此 B 点也存在真空。1.3 图示一圆柱形油桶，内装轻油及重油。轻油密度1为3663.26kg/m，重油密度2为3887.75kg/m，当两种油重量相等时，求：（1）两种油的深度1h及2h为多少？apcph0p3m水A B AB0h1hs15,20,4scm hcm hcm精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 8 页优秀学习资料欢迎下载（2）两测压管内油面将上升至什么高度？解： （1）两种油的重量相等，则1122gh Agh A，其中A为容器的截面积。又有125hh解得12.86mh，12.14mh。（2）轻油测压管在页面处。11211222ghghphhhgg，其中h为轻油测压管中液面高度；h为测压管位置距分界面的距离。1112110.7472.860.72mhhhh1.4 在盛满水的容器盖上，加上6154N 的载荷G（包括盖重），若盖与容器侧壁完全密合，试求A、B、C、D各点的相对静水压强（尺寸见图）。解：461547839.49Pa3.14 1 1ABGppA37839.491 109.81227.46kPaCDApppgh1.5 今采用三组串联的U 形水银测压计测量高压水管中压强，测压计顶端盛水。当M 点压强等于大气压强时，各支水银面均位于0-0 水平面上。 今从最末一组测压计右支测得水银面在 0-0 平面以上的读数为h。试求 M 点得压强。解：12Hgpgh；2212H Oppgh；322Hgppgh；2432H Oppgh；542Hgppgh；25MH Oppgh因此25751.44 kPaMHgH OHgpghghh1.6 一 U 形差压计如图题1.6 所示，下端为横截面积等于a的玻璃管，顶端为横截面积50Aa的圆筒，左支内盛水（31000kg/mw） ，右支管盛油（30950kg/m） ，左右支顶端与欲测压差处相接。当21pp时，右支管内的油水交界面在x-x 水平面处，试计算右支管内油水交界面下降25cm， （21pp）为若干？解：假设当21pp时，左支管的液面高度为1h，右支管的液面高度为2hxx1p2paAw0精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 8 页优秀学习资料欢迎下载则1122wopghpgh，因此21owhh当右支管内油水交界面下降25cm 时，左支管的液面高度为1h，右支管的液面高度为2h则2220.250.25/0.245hha Ah1110.250.25 /0.255hha Ah根据静力学平衡得到1122wopghpgh即2112120.2550.24510000.2559500.2459.8218.05Pawowoppghghg hg h1.7 盛同一种液体的两容器，用两根 U 形差压计连接。 上部差压计A 内盛密度为A的液体，液面高差为A； 下部差压计盛密度为B的液体，液面高差为B。 求容器内液体的密度（用A，B及A，B表示） 。解：21ppgh；43ppg AhB；13AppgA；42BppgBBAgBg AhBgAghBABAAB1.8 一容器内盛有密度3930kg/m的液体，该容器L为1.5m，宽1.2m，液体深度h为0.9m。试计算下述情况下液体作用于容器底部的总压力，并绘出容器侧壁及底部的压强分布图：（1）容器以等加速度29.8m/s垂直向上运动；（2）容器以29.8m/s的等加速度垂直向下运动。解：1.11 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 8 页优秀学习资料欢迎下载1.14 一矩形平板闸门AB ，门的转轴位于A 端，已知门宽3m，门重9800N（门厚均匀），闸门与水平面夹角为60，1h为 1.0m，2h为 1.73m，若不计门轴摩擦，在门的B 端用铅垂方向钢索起1h2h3hA B C D E A B 1h2h1h2hA B 1h2h3hA B C D E F A B 1hRC 1h2h3h60F B A 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 8 页优秀学习资料欢迎下载吊。试求：（1）当下游无水，即3h为 0 时启动闸门所需的拉力F；（2）当下游有水，3h为2h时启动所需的拉力F。解： （1）32211 109.81 1.73/ 2 23109.66kN2sinPcchhFp Agh Aghb作用点距 A 点112211232323 12 1.7321.155m3 23 2sin3 2 1 1.73DLL LhhhLLLhh重力为=9800NG对闸门有三个力，这三个力对转轴的力矩为零。22tan2tanPDhhFF LG232109.66 101.1559800 0.52tan131.56kN1.0tanPDhF LGFh（2）311 109.8 1 2358.8kNPFgh A起作用点在矩形中心处1mDL对闸门有三个力，这三个力对转轴的力矩为零。22tan2tanPDhhFF LG23258.8 101.09800 0.52tan63.7kN1.0tanPDhF LGFh116 在渠道侧壁上， 开有圆形放水孔，放水孔直径d为 0.5m，孔顶至水面的深度h为 2m，试求水孔闸门上的水压力及作用点位置。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 8 页优秀学习资料欢迎下载解：水孔闸门上的水压力为230.51 109.820.5/ 24.33kN2PcFgh A作用点为850.5 8 25 0.522.257m8 28 220.5DdhdLhhd作用点距水面2.257m。1.18 hdB A B A B A A B 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 8 页优秀学习资料欢迎下载1.19 一弧形闸门，门前水深H为 3m，为45， 半径R为 4.24m，试计算1m 宽的门面上所受的静水总压力并确定其方向。解：水平方向的力：31.0 109.8 1.53 144.1kNxcxFgh A方向水平向右。3111.0 109.834.2434.244.243 3111.37kN82zFgV方向垂直向下。222244.111.3745.54kNxzFFFarctan14.46zxFF因此门面上所受的静水总压力为45.54kN ，方向为14.46。1.20 由三个半圆弧所连接成的曲面ABCD ， 其半径1R为0.5m，2R为 1.5m，曲面宽b为 2m，试求该曲面所受水压力的水平分力及垂直分力各为多少？并指出垂直水压力的方向。A B A B HRA B C D 1R2R3R精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 8 页优秀学习资料欢迎下载解：水平压力：231.0 109.8 20.5 1 1.52352.8kNxcxFgh A方向水平向右。22232221231111.0109.80.52 0.511.546.18kN222zFgRRRb方向垂直向下。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 8 页