水力学试题和答案

思考题
1.1静水压强有哪些特性？静水压强的分布规律是什么？
1.2试分析图中压强分布图错在哪里？
1.3何谓绝对压强，相对压强和真空值？它们的表示方法有哪三种？它们之间有什么关系？
1.4图示一密闭水箱，试分析水平面A—A，B—B，C—C是否皆为等压面？何谓等压面？等压面的条件有哪些？
1.5一密闭水箱(如图)系用橡皮管从C点连通容器Ⅱ，并在A，B两点各接一测压管，问：
思 1 . 4 思1 . 5
（1）AB两测压管中水位是否相同？如相同时，问AB两点压强是否相等?
（2）把容器Ⅱ提高一些后，
p比原来值增大还是减小？两测压管中水位变化如何？
1.6什么叫压力体？如何确定压力体的范围和方向？
习 题
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3 m ，管内液面0p 压强为78 kPa ；左管与大气相通。

求：
（1）容器内液面压强c p ；
（2）左侧管内水面距容器液面高度h 。

1.2 盛有同种介质(密度==B A ρρ 1 13
2.6 kg/m 3)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(差压计内盛油，密度=0ρ867.3 kg/m 3 )， 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？
1.3 图示一圆柱形油桶，内装轻油及重油。

轻油密度1ρ为6 63
2.6 kg / m 3，重油密度2ρ为887.75k g/m 3，当两种油重量相等时，求：
（1）两种油的深度1h 及2h 为多少？
（2）两测压管内油面将上升至什么高度？
1.4 在盛满水的容器盖上， 加上6 154N 的荷载G （包括盖重），若盖与容器侧壁完密合，试求A ，B ，C ，D 各点的相对静水压强（尺寸见图）。

1.5 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0一0水平面上。

今从最末一组测压计右支测得水银面在0一0平面以上的读数为h 。

试求M 点的压强？
1.6 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a A 50=的圆筒，左支内盛水（=w ρ 1 000 kg /m 3），右支内盛油（=o ρ950 kg/m 3），左右支顶端与欲测压差处相接。

当21p p =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25 cm ，（12p p =）为若干？
1.7 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 ρ的液体，液面高差为A ；下部差压计内盛密度为B ρ的液体，液面高差为B 。

求容器内液体的密度ρ（用A ρ，B ρ，及A ，B 表示）。

1.8 一容器内盛有密度=ρ930 kg /m 3时的液体，该容器长 L 为1.5 m ，宽1.2 m ，液体深度h 为0.9 m 。

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9.8 m/s 2垂直向上运动；
（2）容器以9.8 m/s 2的等加速度垂直向下运动。

1.9 一圆柱形容器静止时盛水深度=H 0.225 m ，筒深为0.3 m ，内径=H 0.1 m ，若把圆筒绕中心轴作等角速度旋转；试问：
（1）不使水溢出容器，最大角速度为多少？
（2）为不使器底中心露出，最大角速度为多少？
1.10 有一小车，内盛液体，车内纵横剖面均为矩形，试证明当小车以等加速度a 直线行驶后，液面将成为与水平面相交成α角的倾斜面，导出a 的表达式以及静水压强的计算公式。

若静止时原水深为h ，水箱高为H ，长为L ，问要使水不溢出水箱，小车最大的加速度a 为若干？
1.11画出下列图中各标有文字的受压面上的静水压强分布图。

1.12 如图示一混凝土重力坝，为了校核坝的稳定性，试分别计算当下游有水和下游无水两种情况下，作用于一米长坝体上水平方向的水压力及垂直水压力。

1.13 小型水电站前池进入压力管道的进口处装有一矩形平板闸门，长L为1.8 m，宽b 为
2.5 m，闸门重1 860 N，倾角 为75°，闸门与门槽之间摩擦因数f为0.35，求启动闸门所需的拉力。

1.14 一矩形平板闸门AB ，门的转轴位于A 端，已知门宽 3 m ，门重9 800 N （门厚均匀），闸门与水平面夹角α为60°，1h 为1.0 m ，2h 为1.73 m ，若不计门轴摩擦，在门的B 端用铅垂方向钢索起吊。

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 。

1.15 有一直立的矩形自动翻板闸门，门高H 为3 m ，如果要求水面超过门顶 h 为l m 时，翻板闸门即可自动打开，若忽略门轴摩擦的影响，问该门转动轴00-应放在什么位置？
1.16 在渠道侧壁上，开有圆形放水孔，放水孔直径 d 为0.5 m ，孔顶至水面的深度 h 为2 m ，试求放水孔闸门上的水压力及作用点位置。

D 3 m，右端为焊接的盖板，其中水深为1.5 m，炉内气体压力
1.17圆柱形锅炉直径=
h0.6 m ，试求在锅炉盖板可通过U形水银测压计量测，若已测得测压计两支水银面差=
上所作用的总压力。

1.18 试画出下列图中各曲面上的压力体图，并指示出垂直压力的方向。

1.19一弧形闸门，门前水深H为3 m , α为45°，半径R 为4.24 m ，试计算l m 宽的门面上所受的静水总压力并确定其方向。

1.20由三个半圆弧所联结成的曲面ABCD，其半径1R为0.5 m ，2R为1 m ，3R为1.5 m，曲面宽b为2 m ，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。

1.21水箱圆形底孔采用锥形自动控制阀，锥形阀以钢丝悬吊于滑轮上，钢丝的另一端系有重量W为12 000N 的金属块，锥阀自重G为310 N ，当不计滑轮摩擦时，问箱中水深H为多大锥形阀即可自动开启？
1.22电站压力输水管，直径D为2 000 mm ，管材允许抗拉强度[]σ为137.20 Mpa，若管内作用水头H为140 m，试设计管壁所需要的厚度δ。

1.23如图示，闸门AB宽1.2m，铰在A点，压力表G的读数为-14.7 kPa，在右侧箱
ρ850 kg /m3，问在B点加多大的水平力才能使闸门AB平衡？
中油的密度=
o。