补充作业答案.doc

第二章 静力学1. 求图示装置中A、B两点间的压强差。已知h1500mm，h2200mm，h3150mm，h4250mm，h5400mm，酒精 ，水银，水。解；11为等压面，有 而 由33为等压面，有 由式联立，有2. 图为高度H=4m，宽度b=1m的柱形密闭高压水箱，在水箱底部连接一汞压差计，测得汞柱高h2 =1m，水柱高m，矩形闸门AB与水平方向成60角，转轴在A点，为使闸门关闭，试求在转轴上所需施加的锁紧力矩M (忽略闸门自重)。 2. 解： 闸门的长度 m 由等压面原理 kPa11.6 mH2O即自由液面与水箱底的距离hB11.6m 利用图解法求静水压力 kPa kPa 作用在闸门上静水压力的大小 kN 作用点D（与B的距离） m 【或用解析法闸门形心处的水深 m 静水压力 kN 作用点： m m4m 作用点D与B的距离m 以A为支点，则在转轴上所需施加的锁紧力矩 kN.m 3. 如图所示一封闭水箱，下端有1/4圆弧的钢板AB，垂直于纸面的宽度为1m，半径为2m，h1 = 3m，h2 = 4m，求水平分力Px、铅垂分力Pz的大小和方向。(小数点后保留两位有效数字)解：取箱底为等压面，有 （1分）kPa=-1 mH2O （1分）即相当于自由液面在距离箱底h3m处 （1分）铅垂投影面积 m2 （1分）kN （方向水平向左） （2分）绘出压力体，其体积为 （2分） m3kN （方向垂直向上） （2分） 4如图所示，竖直隔板上有一矩形孔口，孔高a =1m，孔宽b=3m。有一直径D2m的圆柱将其堵塞。隔板两侧充水，已知h2m，z=0.6m。绘制圆柱面上的水平分力的压强分布图和铅垂分力的压力体图，并求作用在圆柱面上的水平和铅垂分力的大小及方向。(小数点后保留两位有效数字)。（8分）解：水平分力 kN （） kN （）5. 绘制图中曲面ABCD的压力体图，并标出静水总压力铅垂分力的方向。6)试绘出图中球面的压力体，并标出总压力铅垂分力的方向。第三章 动力学答案：B第四章 流体动力学基础21. 如图所示，将一平板放置在自由射流之中，并且垂直于射流的轴线，该平板截去射流流量的一部分Q3，射流的其余部分偏转一角度，已知：流速v=30m/s，流量Q=36L/s，流量Q3=12L/s，试求：（1）不计摩擦力射流对平板的作用力；（2）射流的偏转角值。1R2 Q3Q133解：（1）选取00、11和22为计算断面，由连续性方程有 所以 L/s（2）列00和11断面的伯努利方程，有即 得出 同理，列00和22断面的伯努利方程，有 （3）设平板对水流的作用力为R，方向水平向左列y方向动量方程， 得出， 列x方向动量方程， N则射流对平板的作用力N，方向水平向右题2图2. 如图所示，水流通过一水平面上的渐变弯管，已知：断面1-1处相对压强P1=49000N/m2，流速1=2m/s，管径d1=300mm，管径d2=150mm，转角=300，略去弯管的水头损失，试求水流作用于弯管上的力的大小(小数点后保留两位有效数字)。2. 解： m3/s （1分）由连续性方程 （1分） m/s （1分）题2图0RyRxRy0x1122列出11断面和22断面的伯努利方程（能量方程），略去水头损失。 （1分）mH2O 压强 kPa压力 kN （1分）压力 kN 取11和22之间的水体为控制体，坐标系如图，设为弯管对水流的作用力，水平分力，铅垂分力。列x方向的动量方程， （1分） kN（） （1分）列y方向的动量方程， （1分） kN（） （1分）合力 kN水流对弯管的作用力 kN （1分）第八章 明渠流动1.解：（1）单宽流量 m3/（s.m）临界水深 m流量 水力半径 谢才系数 经过试算，得出 m，m，渠段1的水流流态是急流；，渠段2的水流流态是缓流；所以水流从