流体力学标准化作业答案1

1、流体力学标准化作业(二)流体静力学本次作业知识点总结1 .流体静压强的特性流体静压强有两个重要特性：(1)大小性；(2)方向性。2 .流体平衡的一般方程1pXp0x(1)流体平衡微分方程(欧拉平衡微分方程)Y-p0y1pZ-p0z(2)欧拉平衡微分方程的全微分dp(XdxYdyZdz)(3)等压面衡微分方程rvXdxYdyZdz0或fBdl0等压面是压强相等的空间点构成的面(平面或曲面)，有两个重要性质：等压面与质量力正交；等压面与等势面重合，即dpdU0。3 .重力场中流体静压强的分布规律(1)流体静力学基本方程重力场中，液体的位置水头与压强水头之和等于常数g如果液面的压强为p°,

2、则液深h处的压强为ppogh(2)绝对压强、相对压强和真空度本书的压强p一律指绝对压强，单位是N/m2或Pa。如果p高于当地大气压pa,则pppa称为相对压强，也称为表压强或计示压强。如果p低于当地大气压pa,则Pvpap称为真空压强，即真空度。4 .静止液体作用在平面上的总压力(1)解析法PghCAPcA总压力的大小：总压力的方向：总压力的方向垂直于受压的平面总压力的作用点:JCZdZcZcA（2）图算法图算法的步骤是：先绘出压强分布图，总压力的大小等于压强分布图的面积S乘以受压面的宽度b,即PSb总压力的作用线通过压强分布图的形心，作用线与受压面的交点就是总压力的作用点。压强分布图是在受压

3、面承压的一侧，以一定比例尺的矢量线段表示压强大小和方向的图形，是液体压强分布规律的几何图示。对于通大气的开敞容器，液体的相对压强，沿水深直线分布，只要把上、下两点的压强用线段绘出，中间以直线相连，就得到压强分布图。绘制压强分布图时应注意矢量线段的大小和方向。5 .静止液体作用在曲面上的总压力作用在二维曲面上的静水总压力的计算分成水平方向分力和铅垂方向分力。水平方向的分力：PxghcAxPcAx铅垂方向的分力：Pzgv静水总压力的大小与方向：P.Px2Pz2PzarctanFX派压力体是由三种曲面所围成的体积：受压曲面本身（压力体的底面）。受压曲面相自由液面或兹自由面的延长面上投影形成的投影面（

4、压力体的顶面）。受压曲面的边界向自由液面或其延长面投影时形成的柱面（压力体的侧面）。随曲面承压位置的不同，压力体可分为实压力体和虚压力体。当液体和压力体在曲面的同侧时，Pz向下，此时的压力体为实压力体。当液体和压力体在曲面的异侧时，Pz向上，此时的压力体为虚压力体。正确地识别压力体可以使铅垂方向的总压力的计算得到简化。对于复杂曲面，压力体应分段计算，然后迭加。标准化作业（2）静力学基本方程、选择题1.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.65000PaB.55000Pa2.流体处于平衡状态的必要条件是（A.流体无黏性B.流体粘度大C.35000Pa）。C

5、.质量力有势D.165000PaD.流体正压。3.金属测压计的读数为（A.绝对压强pB.相对压强p4.如图1所示，封闭盛水容器壁上装有C.当地大气压PaD.PPa形水银测压计，若A-A为水平面，则1、2、3点的压强关系为（）A.PiC.PiP2P3P2P35.图2所示封闭盛水容器内的水面绝对压强B.P1P2P3D.P1P2P385kPa,中间细玻璃管两端开口。试问当既无空气通过细玻璃管进入容器，又无水进入细玻璃管时，玻璃管应伸入水下白深度h（6.7.A.0.85B.1.33图1在平衡液体中质量力恒与等压面A.重合B.平行C.8.5tr水艇（）。C.相交在重力作用下静止液体中，等压面是水平面的条

6、件是A.同一种液体B.相互连通C.不连通D.1.5D.正交）。D.同一种液体，相互连通A.1/2;B,1.0;C,2;D.3。8.圆形水桶盛满液体，顶部及底部用环箍紧，顶箍与底箍所受张力之比为（9.绝对压强P，相对压强P,真空度Pv,当地大气压Pa之间的关系是A. PPPvC.PvPaPB. PPPaD.PPvPa10.图3所示容器内盛有两种不同的液体，密度分别为）。A.ZaPaigZbPbigB.ZaPaZcigPc2gC.ZbPb-ZdigPd2gPbD.ZbZcigPc2g1)ii.图4容器内盛有两种不同的液体则图中测压管内液体高度h（）a.hih2C. -hih22、填空题B.ihi2

7、卜2D. hih2ii.相对压强的起算基准是2.若某盛水封闭容器内液面的绝对压强为58.8kPa,则水面下4m处的相对压强为kPa,或mH2O,或个工程大气压。3 .均质连续静止液体的等压面为。4 .液体随容器做等角速度旋转时，重力和惯性力的合力总是与液体自由表面。5 .图5所示左边开口测压管和右边真空测压管的水柱高度之差约为。三、判断题1 .流体静压强的方向沿着受力面的法线方向。（）2 .测压管通常用于测量小于0.2工程大气压的压强。3 .连通管中的任一水平面都是等压面。（）4 .当平面水平放置时，压力中心与平面形心重合。（5 .静止流场中的压强分布规律既适用于理想流体，也适用于黏性流体。（

8、）6 .一个工程大气压等于98kPa,相当于10m水柱的压强。（）7 .静止流体内各点的测压管水头等于常数。（）8 .相对压强恒为正值，而绝对压强和真空压强则可正可负。（）9 .若x、v、z方向的单位质量力fxacos；fy0；fzgasin,则等压面方程为acosx(gasin)zc。()10 .静止液体自由表面的压强，一定是大气压。（）四、计算题1 .图6所示为两点压强差的两种压差计，其中下部为U形水银压差计，上部为倒U形管空气压差计，试证明H巴_1h。图62 .试确定图7所示装置中A,B两点间的压强差。已知500mm,h2200mm,3h3150mm,h4250mm,h5400mm，酒精

9、17848N/m,水银2133400N/m3,水33 .图8所示水压机的大活塞直径D0.5m,小活塞直径d0.2m,a0.25m,b1.0m,h0.4m,试求当外加压力P200N时，A块受力为多少？（活塞重量不计）标准化作业（3）平面壁上的总压力、选择题1.静止液体作用在平面上的总压力A.受压面形心处的绝对压强C.压力中心处的绝对压强FpPcA,这里Pcghc为（）B.受压面形心处的相对压强D.压力中心处的相对压强2 .如图1所示，4个开口盛水容器的底面积A和盛水高度h均分别相同，但由于其形状不同，故4个盛水容器所盛水量却各不相同。试问作用在各容器底面上的静水总压力大小关系为（）。A.FpiF

10、p2Fp3Fp4B.FpiFp2Fp3Fp4C.FpiFp2Fp3Fp4D.FpiFp2Fp3Fp,图13 .倾斜放置平板的形心淹没深度he与静水压力中心hD的关系为he（）hD。A.>C.vD.不确定4 .图2所示的矩形闸门仅在上游受静水压力作用，若该闸门绕中心轴旋转某一角度，则旋转前后作用在闸门上的静水总压力大小关系为（）。D.Fp前Fp后A.Fp前Fp后B.Fp前Fp后C.Fp前Fp后5.一铅直矩形闸门如图3所示，已知h11.0m,h22.0m,b1.5m,则作用在闸门上的静水总压力为（）kN°离为（）A. 1.0m、判断题B. 1.5mC. 2.0mD. 2.5m1 .

11、只有作用在规则平面上的静水总压力才等于受压面形心处的压强与受压面面积的乘积。（）2 .作用在壁面上流体静压力的铅值分力Fz等于曲面上方压力体体积的液重。（）3 .当平面水平放置时，压力中心与平面形心重合。（）4 .连通管中的任一水平面都是等压面。（）5 .压力中心不一定在形心之下。（）、绘出图4所示AB壁面上的相对压强分布图。图4四、计算题1 .有一倾斜矩形闸门如图5,其宽度b2m,倾斜角60,钱链中心A位于水面以上h1m,水深H3m。设闸门自重G0.196105N,求闸门开启时所需铅垂向上的拉力To2 .图6所示矩形平板闸门AB,一侧挡水，已知长l2m,宽b1m,形心点水深he2m,倾角45

12、,闸门上缘A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To图63 .如图7所示，矩形闸门AB宽b1m,左侧油深hi1m,水深h22m,油的比重为0.795,闸门倾角60，试求闸门上的液体总压力及作用点的位置。图74 .图8所示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几2m、h24m,试求每米宽度水闸上所承受的净水总压力及作用点的位置。5.图9所示矩形闸门已知a及h,求证H14ah时,156.绕较链轴D转动的自动开启水闸如图10所示，挡水位超过H2m时，闸门自动开启。若闸门另一侧的水位h0.4m,角60°,试求钱链的位置x。图101.2.4.F标准化作业（

13、4）曲面壁总压力OO、选择题图1所示MN曲面上的静水总压力图为（）图1图2所示MN曲面上的静水总压力图为（）AD图3所示一圆柱体，其左半部在静水作用下受到浮力则圆柱体在该浮力作用下将（）A.匀速转动C.减速转动3.图4所示一圆柱体,B.加速转动D.固定不动其直径d2m,左侧水深h1右侧水深h21m,则该圆柱体单位长度上所受到的静水总压力的水平分力和铅垂分力为A. FpxB. FpxC.FpxD.Fpx14.7kN(14.7kN(14.7kN(14.7kN(),Fpz),Fpz),Fpz),Fpz23.09kN(23.09kN(23.09kN(23.09kN(4.图5所示一充满水的球形容器，球顶点处的压强等于当地大气压，如过球心的水平面将其剖分，则作用在上下半球面上的静水总压力之比J()Fp下A.1/5B.2/5C.3/5D.4/55.浮体稳定平衡的条件为（）。A.定倾半径小于偏心距B.定倾半径等于偏心距C.定倾半径大于偏心距D.重力小于浮力三、判断题1 .当压力体与液体在曲面的一侧时，此压力体为虚压力体。x2 .实压力体，Fz的方向向上。3 .压力体内至少部分有液体。x4 .作用在潜体或浮体上的浮力或者说物体在液体中所减轻的重力等于它所排开的同体积的液重。V五、计算题1.一弧形闸门如图7,宽2m,圆心角30,半径R3m,闸门转轴于水面齐