水力学第二次作业_()

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1、0-5 如图所示有一如图所示有一0.8m0.2m的平板在油面上作水平的平板在油面上作水平运动，已知运动速度运动，已知运动速度u=1m/s，平板与固定边界的距离，平板与固定边界的距离=1mm=1mm，油的动力粘度为，油的动力粘度为1.15Ps1.15Pss s，由平板所带动的，由平板所带动的油的速度成直线分布，油的速度成直线分布，试求平板所受阻力试求平板所受阻力。N 1840.20.81150AFm/N 1150100015.1udydus110001000110-udyduf2解：解：dVVkdp VdpKdV 634 5 981.96 1010VdpKkPadV 1110001000dVV体

2、积相对压缩即63310001.96 101.96 101.96 10VKdpdpkPadVdpkPakPa 由公式解得即需要增加压强第一章作业n1-21-2 盛有同种介质（容盛有同种介质（容重重AA=BB=11.lkN=11.lkNm3m3）的两容器，其中心点的两容器，其中心点A A、B B位于同一高程，今用位于同一高程，今用U U形形差压计测定差压计测定A A、B B点之压差点之压差（差压计内盛油，容重（差压计内盛油，容重008.5kN8.5kNm3m3），），A A点点还装有一水银测压计。其还装有一水银测压计。其它有关数据如图题它有关数据如图题1-21-2所所示。问：示。问：n 1.A1.

3、A、B B两点之压差两点之压差为多少？为多少？n 2.A2.A、B B两点中有无两点中有无真空存在，其值为多少？真空存在，其值为多少？CD12123n1-2解解：n（1）由图知道由图知道A点和点和B点的压差等于点的压差等于C点和点和D点的压差，点的压差，1-1断面为等压面，得断面为等压面，得n所以所以n（2）由由A点在的等压面知点在的等压面知hPhPggBDC110kPagghhPPPPBCDAB52.0101kPaghghAmAPP11.923kPaKpaPPAB63.9252.0kPaPPPAaAK89.5kPaPPPBaBK37.5存在真空度所以存在真空度所以A、B两点存在真空两点存在真

4、空A、B两点绝两点绝对压强为：对压强为：A A、B B两点真两点真空度为：空度为：n1-3 图示一圆柱形油图示一圆柱形油桶，内装轻油及重油。桶，内装轻油及重油。轻油容重轻油容重1为为6.5kNm3，n重油容重重油容重2为为8.7kNm3，当两种油重量相当两种油重量相等时等时，求：，求：n（1）两种油的深度两种油的深度h1及及h2为多少？为多少？n（2）两测压管内油面两测压管内油面将上升至什么高度？将上升至什么高度？12hn13解：解：n（1）由两种油的重量相同有由两种油的重量相同有n（2）左侧测压管内油面与将上升至与油桶内轻油左侧测压管内油面与将上升至与油桶内轻油油面等高，即油面与桶底的垂距为

5、油面等高，即油面与桶底的垂距为5mn设右侧测压管内油面与桶底的垂距为设右侧测压管内油面与桶底的垂距为h，则，则11 1222gS hgS h1 122hh即 12 2.86m mhh解得2.14ggggVVmm221121125mhh再由 11224.28mghghhg1122ghghgh1h2n1-4 在盛满水的容器在盛满水的容器盖上，加上盖上，加上6154N的的荷载荷载G（包括盖重），（包括盖重），若盖与容器侧壁完全若盖与容器侧壁完全密合，密合，n试求试求A、B、C、D各各点的相对静水压强点的相对静水压强（尺寸见图）。（尺寸见图）。n14解解：n荷载荷载G作用在作用在AB液面上液面上n得得

6、nC点和点和D点的压强相等点的压强相等n由由巴斯加原理巴斯加原理有：有：7.8355aABFGPPKPSS227.439/CDAPPPghKN mn1-5 今采用三组串联的今采用三组串联的U形水银测压计测量高压水管中压强，形水银测压计测量高压水管中压强，测压计顶端盛水。当测压计顶端盛水。当M点压强等于大气压强时，各支水银面点压强等于大气压强时，各支水银面均位于均位于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平面以上的读数为平面以上的读数为h。n试求试求M点的压强？点的压强？ghpm201ghppghppghppghppmm2222453

7、4231212435h6hkPaghghghpppmM68.7505656n1-6 一一U形差压计如图题形差压计如图题1-6所示，下端所示，下端为横截面积等于为横截面积等于a的玻璃管，顶端为横的玻璃管，顶端为横截面积截面积A=50a的圆筒，的圆筒，n左支内盛水左支内盛水(wg=9800N/m3)，n右支内盛油右支内盛油(og=9310N/m3），），n左右支顶端与欲测压差处相接。当左右支顶端与欲测压差处相接。当p1=p2时，右支管内的油水交界面在时，右支管内的油水交界面在x-x水平面处，水平面处，n试计算右支管内油水交界面下降试计算右支管内油水交界面下降25cm时，（时，（p2-p1）为若干？

8、）为若干？11h1h225cmh1+0.255mh2+0.245m23n16解：解：n情况情况1：设当：设当P1=P2时左边液面到交界面的垂距为时左边液面到交界面的垂距为h1，右，右边液面到交界面的垂距为边液面到交界面的垂距为h2n情况情况2：当交界面下降当交界面下降25cm后后n因为粗细管面积比为因为粗细管面积比为50：1，当细管下降，当细管下降25cm时左边粗管时左边粗管上升上升0.5cm，右边粗管下降，右边粗管下降0.5cm)245.0()255.0(2211hPhPggOWPagghhPPOW05.218)245.0()255.0(2112hhggW21得：得：得：得：1-7 盛同一种

9、液体的两容器，用两根盛同一种液体的两容器，用两根U形管差压计连形管差压计连接。上部差压计接。上部差压计A内盛密度为内盛密度为 的液体，液面高差为的液体，液面高差为A；下部差压计内盛密度为；下部差压计内盛密度为 的液体，液面高差为的液体，液面高差为B。求容器内液体的密度求容器内液体的密度 （用（用 、及及A、B表示）表示）。ABABABCD1221gAgAPPgAPgAPABABAAgBgBPPgBPgBPBDCDBC17解：图上设点ABCD)()(BABAgBgBgAgAPPPPPPPPBABADCBADBCA由上差压计由上差压计1-1等等压面可得：压面可得：由下差压计由下差压计2-2等等压面

10、可得压面可得：由于两容器溶液相同，由于两容器溶液相同，AC的高差等于的高差等于BD的高差，的高差，所以所以AC之间压差等于之间压差等于BD之间压差之间压差ABCD即即：1221n1-13 小型水电站前池小型水电站前池进入压力管道的进口进入压力管道的进口处装有一矩形平板闸处装有一矩形平板闸门，长门，长L为为1.8m，宽，宽b为为2.5m，闸门重，闸门重1860N，倾角倾角为为75，闸门与，闸门与门槽之间摩擦系数门槽之间摩擦系数f为为0.35，求启动闸门所需求启动闸门所需的拉力？的拉力？FPFLFGF1F2Ffn113解：解：P设水体作用在闸门上的静水压力为FbPF1210sin8.261310h

11、Lmhm2121()161.0652ghghm 402.662bKN PFn设闸门重力分为对斜面的压力设闸门重力分为对斜面的压力F1和沿斜面向下的力和沿斜面向下的力F2kNkNFFFFGG7966.1sin4814.0cos21kNfFFFFPL897.142)(12 1-141-14 一矩形平板闸门一矩形平板闸门ABAB，门的转轴位于，门的转轴位于A A端，已端，已知门宽知门宽3m3m，门重，门重9800N9800N（门厚均匀），闸门与水平（门厚均匀），闸门与水平面夹角面夹角a a为为6060，hlhl为为1.0m1.0m，h2h2为为1.73m1.73m，若不计门，若不计门轴摩擦，在门的轴

12、摩擦，在门的B B端用铅垂方向钢索起吊。端用铅垂方向钢索起吊。试求：试求：（1 1）当下游无水，即）当下游无水，即h3h3为为0 0时启动闸门所需的拉力时启动闸门所需的拉力T T；（；（2 2）当下游有水，）当下游有水，h3h3为为h2h2时启动所需的拉力时启动所需的拉力T T。eFFG解:(1)当当 AB 闸门上的压强分布图如闸门上的压强分布图如AabB,03hKNbF66.109360sin73.1)73.11(1 28.9o压力中心距闸压力中心距闸底点底点B B的距离：的距离：60sin73.131em845.0)73.10.1(0.11.73)1.0(1.02对对A点取矩：点取矩：FG

13、ctgT73.160o73.16021ctg)60sin73.1(eFo拉力 KNT56.131662.109)845.02(218.9(2)当当 时时,AB闸门上的压强分布如闸门上的压强分布如AacB,mhh73.123kNbF8.58360sin73.118.911o对A点取矩73.160ctgT73.160218.9ctg60sin73.1218.58则拉力 KNT7.635.58218.9n1-19 一弧形闸门，门前水深一弧形闸门，门前水深H为为3m，为为45，半径，半径R为为4.24m，试计算试计算1米宽的门面米宽的门面上所受的静水总压力并确定其方向。上所受的静水总压力并确定其方向。n119解：解：n先求水平分力先求水平分力n再求垂直分力再求垂直分力44.1PxcxFghAKNPzFbg SS 梯形扇形而 21cossin8.21752SHRRRm梯形（）221457.062180SRm扇形()11.3435PzFb SSgKN梯形扇形2245.54PxPzFFFKN合总压力与水平方向的夹角xtanPzPFF14 26