冶金传输原理-动量传输-第2章流体静力学试题库

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1、第2章流体静力学【题2-1】如图2-1所示，一圆柱体“0.1m，质量m=50知，在外力F=520/V的作用下压进容器中，当/z=0.5m时达到平衡状态。求测压管中水柱高度H=?图2-1题2-1示意图解賢、，4H=(F+m幻x4_h=4040兀xcT一乂y^x0.12x998x9.810.5=12.6m【题2-2】两个容器A、B充满水，高度差为a。为测量它们之间的压强差，用顶部充满油的倒U形管将两个容器相连，如图2-2所示。已知油的密度仏=900权/〃13，/?=0.城^=0.^。求两容器中的压强差。阁2-2题2-2示意阁解：（略）参考答案：pA-pR=1075Pa【

2、题2-3】如图2-3所示，直径£>=0.8m，J=0.3m的圆柱形容器自重1000N，支撑在距液面距离/7=1.5m的支架上。巾于容器内部有真空，将水吸入。若+求支架上的支撑力F。參•参♦•••泰•.•••啸:••••••一_Da▲A▽db图2-3题2-3示意图解：略【题2-4】如图2-4所示，由上下两个半球合成的圆球，直径d=2m，球中充满水。当测压管读数H=3m时，不计球的自重，求下列两种情况下螺栓群A-A所受的拉力。（1）上半球固定在支座上；（2）下半球固定在支座上解：略【题2-5】矩形闸门长1.5m，宽2m（垂直于图面），A端为铰链，B端连在一条倾斜角tz=

3、45°的铁链上，用以开启此闸门，如图2-5所示。量得库内水深，并标在图上。今欲沿铁链方向用力T拉起此闸门，若不计摩擦与闸门自重，问所需力T为若干？解：略【题2-6】如图2-6所示测量装置，活塞直径“35醐，油的密度p.(ili=9lSkg/m3,水银的密度=13600权/«?，活塞与缸壁无泄露和摩擦。当活塞重为15N时，/z=700mm,试计算U形管测压计的液面高差A/z值。图2-6题2-6示意图解：重物使活塞单位面积上承受的压强为15=15590Pa15p==-d2-X0.035244列等压面1-1处的平衡方程解得A/2为A7PPiili,15590918n_n.

4、..A/z=1-h=1x0.70=16.4cmpHg/?Htr13600x9.80613600【题2-7】如图2-7所示为双杯双液微压计，杯内和U形管内分别装有密度A=1000知/m3和密度p2=13600蚣/m3的两种不同液体，大截面杯的直径£>=100mm，U形管的直径d=10mm，计算两杯内的压强差为多少？/?lP久-阁2-7题2-7示意阁解：列1-2截面上的等压面方程A+8hi=P2++么—/0+P2Sh由于两边密度为/7,的液体容量相等，所以D2/z.2=J2/;，代入上式得d2D2=[13600x9.806-(1-=3709.6Pa0.0120.12)x

5、l000x9.806]x0.03【题2-8]用双U形管测压计测量两点的压强差,如图2-8所示，己知/z,=600mmJi2=250mm，么=200mm,/z4=300mm,h5=50Qmm,p}=[000kg/m,/?2=800蝓/m3,试确定A和B两点的压强差。图2-8题2-8示意图解：根据等压面条件，图中1-1、2-2、3-3均为等压面。可应用流体静力学方程式p=pjpgh逐步推算。AUA狄厂2=A+P我PA=Py~PySh,P«=P4+A

6、b=P冰厂2冲3+P执+/?4)-p,gh}所以=9.806x1000x(0.5-0.3)+133400x0.3-7850x0.2+133400x0.25-9.806x1000x0.6=67876Pa【题2-9】已知密闭水箱中的液面高度/z4=60cm，测压管中的液面高度/7l=100cm,U形管中右端介质高度，?2=20cm，如图2-9所示。试求U形管中左端工作介质高度//3为多少？解:图2-9题2-9示意图列1-1截面等压面方程，Po=Pa^Pn2oS^-hA)=凡+p"2Og(1.0-0.6)=pa^0ApH2oS列2-2截面等压面方程，则Po+^^Ph2oS

7、+(O.6—h3)=Pa+Pw?(0.2-么)0.2p阶~Ph2oPhr-Ph2o0.2x13600-100013600-1000=0.1365(m)=136.5(mm)【题2-10】图2-10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A,=2m、/72=4m，试求每米宽度水闸上所承受的净总压力及其作用点的位置。阁2-10题2-10示意阁解：淹没在自由液面下/z,深的矩形水闸的形心久=~=/7i/2每米宽水闸左边的总压力为L11F,=pghcA=^-^h,xl=-pgh]2=-x9806x22=19612(N)-bhlF:的作用点位置y=y^.^=-