第四章 静水压力计算习题及答案
《流体力学》所有做过的习题答案
第一章习题简答1-3 为防止水温升高时，体积膨胀将水管胀裂，通常在水暖系统顶部设有膨胀水箱，若系统内水的总体积为10m 3，加温前后温差为50°С，在其温度范围内水的体积膨胀系数αv＝0.0005/℃。
求膨胀水箱的最小容积V min 。
题1-3图解：由液体的热胀系数公式dTdVV 1V =α ， 据题意， αv ＝0.0005/℃，V=10m 3，dT=50°С 故膨胀水箱的最小容积325.050100005.0m VdT dV V =⨯⨯==α1-5 如图，在相距δ＝40mm 的两平行平板间充满动力粘度μ＝0.7Pa·s 的液体，液体中有一长为a ＝60mm 的薄平板以u ＝15m/s 的速度水平向右移动。
假定平板运动引起液体流动的速度分布是线性分布。
当h ＝10mm 时，求薄平板单位宽度上受到的阻力。
解：平板受到上下两侧黏滞切力T 1和T 2作用，由dyduAT μ=可得 12U 1515T T T AA 0.70.06840.040.010.01U N h h μμδ⎛⎫=+=+=⨯⨯+= ⎪--⎝⎭（方向与u 相反）1-7 温度为20°С的空气，在直径为2.5cm 的管中流动，距管壁上1mm 处的空气速度为3cm/s 。
求作用于单位长度管壁上的黏滞切力为多少？解：温度为20°С的空气的黏度为18.3×10-6 Pa·s 如图建立坐标系，且设u=ay 2+c 由题意可得方程组⎪⎩⎪⎨⎧+-=+=ca ca 22)001.00125.0(03.00125.00 解得a = -1250，c =0.195 则 u=-1250y 2+0.195则y dy y d dy du 2500)195.01250(2-=+-= Pa dyduAT 561048.4)0125.02500(1025.0103.18--⨯-=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯==∴πμ （与课本后的答案不一样。
工程流体水力学第四章习题答案
第四章 理想流体动力学和平面势流答案4－1 设有一理想流体的恒定有压管流，如图所示。
已知管径1212d d =，212d D =，过流断面1-1处压强p 1>大气压强p a 。
试按大致比例定性绘出过流断面1-1、2-2间的总水头线和测压管水头线。
解：总水头线、测压管水头线，分别如图中实线、虚线所示。
4－2 设用一附有液体压差计的皮托管测定某风管中的空气流速，如图所示。
已知压差计的读数h ＝150mmH 2O ，空气的密度ρa =1.20kg/m 3，水的密度ρ =1000kg/m 3。
若不计能量损失，即皮托管校正系数c =1，试求空气流速u 0。
解：由伯努利方程得2002s a a p u p g g gρρ+= 00a 2()s p p u g gρ-=（1） 式中s p 为驻点压强。
由压差计得 0s p gh p ρ+=0s p p gh ρ-= （2）联立解（1）（2）两式得0a a 10002229.80.15m/s 49.5m/s 1.2gh h u gg g ρρρρ===⨯⨯⨯= 4－3 设用一装有液体（密度ρs =820kg/m 3）的压差计测定宽渠道水流中A 点和B 点的流速，如图所示。
已知h 1 =1m ，h 2 =0.6m ，不计能量损失，试求A 点流速u A 和B 点流速u B 。
水的密度ρ =1000kg/m 3。
解：（1）1229.81m/s 4.427m/s A u gh ==⨯⨯= （2）由伯努利方程可得22A AA u p h g gρ+= （1）22B BB u p h g gρ+= （2）式中A h 、A p 和B h 、B p 分别为A 点和B 点处的水深和驻点压强。
由（1）、（2）式可得2222A B A BA B p p u u h h g g gρ-=+-- （3） 由压差计得，22ρρρρ--++=A A s B B p gh gh gh gh p ，所以220.82A BA B p p h h h h gρ-=+-- (4) 由（3）式、（4）式得2222 4.427(10.82)0.6(10.82)0.8922229.8B A u u h g g =--=--=⨯ 29.80.892m/s 4.18m/s B u =⨯⨯=。
《水力学》作业题参考答案
详细描述
流速是影响水头损失的重要因素，流速越大，水流阻力越 大，水头损失也越大。流体性质对水头损失也有影响，例 如水的黏滞性、密度和表面张力等都会影响水头损失。管 道材料和管道形状也是影响水头损失的因素，不同材料的 管道对水流的阻力不同，管道的弯曲、分叉等形状也会影 响水头损失。了解水头损失的影响因素有助于更好地控制 和减少水头损失，提高水流运动的效率。
液体流动的能量平衡特性
液体流动的能量平衡具有守恒性， 即流动过程中各种形式的能量总和 保持不变。 能量平衡与流体的状态变化密切相 关，例如流体从高压状态向低压状 态流动时，压力能会转化为动能。 液体流动的能量平衡特性决定了流 体的运动规律和特性，例如流速、 压强、水位等参数的变化。
液体流动的能量平衡计算
PA R T. 0 2
流体运动
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流体运动的分类
层流运动 湍流运动 过渡流 自由表面流 流体在流动过程中，流层之间互不掺混，呈层状流动。 流体在流动过程中，流层之间有强烈的动量交换，流动呈现紊 乱、无规则状态。 介于层流与湍流之间的流动状态，具有某些层流和湍流的特性。 流体在流动过程中，存在自由表面的流动，如河流、洪水等。
水头损失
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水头损失的概念
总结词
水头损失是指水流在运动过程中，由于克服水流阻力而消耗的能量。
详细描述
水头损失是水流在运动过程中由于克服水流阻力而消耗的能量。水 流在运动过程中会遇到各种阻力，如摩擦阻力、局部阻力等，这些 阻力会导致水流的能量损失，即水头损失。
水头损失的计算
总结词
离有关。
静水压强的特性
静水压强具有方向性，垂直指向作用面， 即垂直指向受压物体表面。
流体力学静水压强练习题
流体力学静水压强练习题一、基本概念题1. 列出静水压强的定义。
2. 静水压强与哪些因素有关？3. 什么是绝对压强和相对压强？4. 简述液体压强随深度的变化规律。
5. 如何计算液体在某一点的静水压强？二、公式应用题1. 已知水的密度为1000 kg/m³，求深度为10m处的静水压强。
2. 某容器内液体深度为5m，液体密度为800 kg/m³，求容器底部的静水压强。
3. 一根直径为0.1m的管道内，水流速度为2m/s，求管道中心处的静水压强。
4. 某封闭容器内气体压强为1.5×10^5 Pa，容器内液体深度为3m，液体密度为1200 kg/m³，求气体对容器底部的压强。
5. 在一水坝底部，水深为20m，求水坝底部的静水压强。
三、综合分析题1. 分析液体内部压强分布规律，并说明原因。
2. 举例说明静水压强在实际工程中的应用。
3. 讨论液体静压强与液体密度的关系。
4. 如何利用静水压强原理计算液体在容器内的压力？5. 分析在深海潜水过程中，潜水员所承受的静水压强变化。
四、计算题1. 已知一圆形水池直径为10m，水深为4m，求水池底部的静水压强。
2. 一矩形水槽长20m，宽5m，水深6m，求水槽底部的静水压强。
3. 某圆柱形容器高1m，直径0.5m，容器内液体密度为1500kg/m³，求容器底部的静水压强。
4. 一潜水员在海底作业，水深为50m，求潜水员所承受的静水压强。
5. 一艘船在海上航行，船底距海平面深度为15m，求船底的静水压强。
五、判断题1. 液体内部的压强处处相等。
（）2. 静水压强与液体深度成正比。
（）3. 液体压强与液体密度无关。
（）4. 绝对压强总是大于相对压强。
（）5. 液体静压强在水平方向上是不变的。
（）六、选择题A. 液体的密度B. 液体的温度C. 液体的深度D. 重力加速度2. 在同一液体中，下列哪个深度处的静水压强最大？A. 5m深处B. 10m深处C. 15m深处D. 20m深处A. 静水压强随深度增加而减小B. 静水压强在液体表面处最大C. 静水压强在液体内部处处相等D. 静水压强与液体密度成正比4. 在一个密闭容器内，液体上方气体的压强为50kPa，液体深度为2m，液体密度为1000 kg/m³，容器底部的总压强为多少？A. 100 kPaB. 150 kPaC. 200 kPaD. 250 kPaA. P = ρghB. P = ρgh^2C. P = ρg/hD. P = ρg^2h七、填空题1. 液体的静水压强是由__________、__________和__________共同作用产生的。
水力学答案完整版
第一章 绪论答案1-1．20℃的水2.5m 3，当温度升至80℃时，其体积增加多少？ [解] 温度变化前后质量守恒，即2211V V ρρ= 又20℃时，水的密度31/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 321125679.2m V V ==∴ρρ 则增加的体积为3120679.0m V V V =-=∆ 1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度ν增加15%，重度γ减少10%，问此时动力粘度μ增加多少（百分数）？ [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+==原原原μρν035.1035.1==035.0035.1=-=-原原原原原μμμμμμ此时动力粘度μ增加了3.5%。
1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02y hy g u -=，式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。
试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。
[解] μρ/)(002.0y h g dy du -=)(002.0y h g dydu -==∴ρμτ 当h =0.5m ，y =0时)05.0(807.91000002.0-⨯⨯=τPa 807.9=1-4．一底面积为45×50cm 2，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。
[解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时，等速下滑y u AT mg d d sin μθ== 001.0145.05.062.22sin 8.95sin ⨯⨯⨯⨯==δθμu A mg =s Pa 08376.0⋅ 1-5．已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律y ud d μτ=，定性绘出切应力沿y[解]1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。
第四章静水压力计算习题及答案
第四章静水压力计算一、是非题1O重合。
2、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。
3、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。
4、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50kPa。
5、水深相同的静止水面一定是等压面。
6、静水压强的大小与受压面的方位无关。
7、恒定总流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。
二、选择题1、根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强（1）数值相等（2）数值不等（3）水平方向数值相等（4）铅直方向数值最大m，则该点的相对压强为2、液体中某点的绝对压强为100kN/2m（1）1kN/2m（2）2kN/2m（3）5kN/2m（4）10kN/2m，则该点的相对压强为3、液体中某点的绝对压强为108kN/2m（1）1kN/2m（2）2kN/2m（3）8kN/2m（4）10kN/24、静止液体中同一点沿各方向上的压强（1）数值相等（2）数值不等（3）仅水平方向数值相等5、在平衡液体中，质量力与等压面（1）重合（2）平行（3）正交6、图示容器中有两种液体，密度ρ2 > ρ1 ，则A、B 两测压管中的液面必为（1）B 管高于A管（2）A管高于 B 管（3）AB 两管同高。
7、盛水容器 a 和b 的测压管水面位置如图(a)、(b) 所示，其底部压强分别为pa和pb。
若两容器内水深相等，则pa和pb的关系为（1）pa>pb（2）pa< pb（3）pa=pb（4）无法确定8（1）牛顿（2）千帕（3）水柱高（4）工程大气压三、问答题1、什么是相对压强和绝对压强？2、在什么条件下“静止液体内任何一个水平面都是等压面”的说法是正确的？3、压力中心D和受压平面形心C的位置之间有什么关系？什么情况下D点与C点重合？4、图示为几个不同形状的盛水容器，它们的底面积AB、水深h均相等。
试说明：（1）各容器底面所受的静水总压力是否相等？（2）每个容器底面的静水总压力与地面对容器的反力是否相等？并说明理由（容器的重量不计）。
静水压力计算
第四章静水压力计算一、是非题1O重合。
2、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。
3、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。
4、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50kPa。
5、水深相同的静止水面一定是等压面。
6、静水压强的大小与受压面的方位无关。
7、恒定总流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。
二、选择题1、根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强（1）数值相等（2）数值不等（3）水平方向数值相等（4）铅直方向数值最大m，则该点的相对压强为2、液体中某点的绝对压强为100kN/2m（1）1kN/2m（2）2kN/2m（3）5kN/2m（4）10kN/2m，则该点的相对压强为3、液体中某点的绝对压强为108kN/2m（1）1kN/2m（2）2kN/2m（3）8kN/2m（4）10kN/24、静止液体中同一点沿各方向上的压强（1）数值相等（2）数值不等（3）仅水平方向数值相等5、在平衡液体中，质量力与等压面（1）重合（2）平行（3）正交6、图示容器中有两种液体，密度ρ2 > ρ1 ，则A、B 两测压管中的液面必为（1）B 管高于A 管（2）A 管高于B 管（3）AB 两管同高。
7、盛水容器a 和b 的测压管水面位置如图(a)、(b) 所示，其底部压强分别为pa和pb。
若两容器内水深相等，则pa和pb的关系为（1）pa>pb（2）pa< pb（3）pa=pb（4）无法确定8（1）牛顿（2）千帕（3）水柱高（4）工程大气压三、问答题1、什么是相对压强和绝对压强？2、在什么条件下“静止液体内任何一个水平面都是等压面”的说法是正确的？3、压力中心D和受压平面形心C的位置之间有什么关系？什么情况下D点与C点重合？4、图示为几个不同形状的盛水容器，它们的底面积AB、水深h均相等。
试说明：（1）各容器底面所受的静水总压力是否相等？（2）每个容器底面的静水总压力与地面对容器的反力是否相等？并说明理由（容器的重量不计）。
第四章静水压力计算习题及答案
第四章静水压力计算一、是非题1、图中矩形面板所受静水的形心点O重合。
2、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。
3、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。
4、静止水体中,某点的真空压强为50k Pa，则该点相对压强为-50kPa。
5、水深相同的静止水面一定是等压面。
6、静水压强的大小与受压面的方位无关。
7、恒定总流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。
二、选择题1、根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强（1）数值相等（2）数值不等（3）水平方向数值相等（4）铅直方向数值最大m，则该点的相对压强为2、液体中某点的绝对压强为100kN/2m（1）1kN/2m（2）2kN/2m（3）5kN/2m（4）10kN/2m，则该点的相对压强为3、液体中某点的绝对压强为108kN/2m（1）1kN/2m（2）2kN/2m（3）8kN/2m（4）10kN/24、静止液体中同一点沿各方向上的压强（1）数值相等（2）数值不等（3）仅水平方向数值相等5、在平衡液体中，质量力与等压面（1）重合（2）平行（3）正交6、图示容器中有两种液体，密度ρ2 > ρ1 ，则A、B 两测压管中的液面必为（1）B 管高于A管（2）A管高于 B 管（3）AB 两管同高。
7、盛水容器 a 和b 的测压管水面位置如图 (a)、(b) 所示，其底部压强分别为pa和pb。
若两容器内水深相等，则pa和pb的关系为（1）pa>pb（2）pa< pb（3）pa=pb（4）无法确定8、下列单位中，（1）牛顿（2）千帕（3）水柱高（4）工程大气压三、问答题1、什么是相对压强和绝对压强？2、在什么条件下“静止液体内任何一个水平面都是等压面”的说法是正确的？3、压力中心D和受压平面形心C的位置之间有什么关系？什么情况下D点与C点重合？4、图示为几个不同形状的盛水容器，它们的底面积A B、水深h均相等。
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第四章静水压力计算
一、是非题
1O重合。
2、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。
3、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。
4、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50kPa。
5、水深相同的静止水面一定是等压面。
6、静水压强的大小与受压面的方位无关。
7、恒定总流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。
二、选择题
1、根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强
（1）数值相等
（2）数值不等
（3）水平方向数值相等
（4）铅直方向数值最大
m，则该点的相对压强为
2、液体中某点的绝对压强为100kN/2
m
（1）1kN/2
m
（2）2kN/2
m
（3）5kN/2
m
（4）10kN/2
m，则该点的相对压强为
3、液体中某点的绝对压强为108kN/2
m
（1）1kN/2
m
（2）2kN/2
m
（3）8kN/2
m
（4）10kN/2
4、静止液体中同一点沿各方向上的压强
（1）数值相等
（2）数值不等
（3）仅水平方向数值相等
5、在平衡液体中，质量力与等压面
（1）重合
（2）平行
（3）正交
6、图示容器中有两种液体，密度ρ2 > ρ1 ，则A、B 两测压管中的液面必为
（1）B 管高于A 管
（2）A 管高于B 管
（3）AB 两管同高。
7、盛水容器a 和b 的测压管水面位置如图(a)、(b) 所示，其底部压强分别为pa和pb。
若两容器内水深相等，则pa和pb的关系为
（1）pa>pb
（2）pa< pb
（3）pa=pb
（4）无法确定
8、下列单位中，哪一个不是表示压强大小的单位
（1）牛顿
（2）千帕
（3）水柱高
（4）工程大气压
三、问答题
1、什么是相对压强和绝对压强？
2、在什么条件下“静止液体内任何一个水平面都是等压面”的说法是正确的？
3、压力中心D和受压平面形心C的位置之间有什么关系？什么情况下D点与C点重合？
4、图示为几个不同形状的盛水容器，它们的底面积AB、水深h均相等。
试说明：
（1）各容器底面所受的静水总压力是否相等？
（2）每个容器底面的静水总压力与地面对容器的反力是否相等？并说明理由（容器的重量不计）。
四、绘图题
1、绘出图中注有字母的各挡水面上的静水压强分布。
2、绘出图中二向曲面上的铅垂水压力的压力体及曲面在铅垂投影面积上的水平压强分布图。
五、计算题
1、如图所示为一溢流坝上的弧形门。
已知：R=10m,门宽b=8m,α=30ο,试求：作用在弧形闸门上的静水总压力；压力作用点位
置。
2、用一简单测压管测量容器中A 的的压强，如下图所示，计算A 点的静水压强及其测压管水头。
3、图示圆弧形闸门AB(1/4圆), A 点以上的水深H ＝1.2m ，闸门宽B=4m ，圆弧形闸门半径R=1m ，水面均为大气压强。
确定圆弧形闸门AB 上作用的静水总压力及作用方向。
4、求图中矩形面板所受静水总压力的大小及作用点位置，已知水深H=2 m ，板宽B ＝3m 。
5、一容器内有密度不同的三种液体,123ρρρ<<如图所示问：
（1）三根测压管中的液面是否与容器中的液面相齐平?如不齐平,试比较各测压管中液面的高度。
（2）图中1-1,2-2,3-3三个水平面是否是等压面?
6、有一水银测压计与盛水的封闭容器连通,如图所示.已知H=3.5m,1h =0.6m,2h =0.4m,求分别用绝对压强,相对压强及真空压强表示容器内的表面压强0p 的值。
7、有一盛水封闭容器,其两侧各接一根玻璃管,如图所示,一管顶端封闭,其水面压强
2
0/3.88m KN asb =ρ,水面与大气接触,已知
m
h 20=.
求：（1）容器内的水面压强c p
； （2）敞口管与容器内的水面高差χ; (3)以真空压强
v
p 表示
p 的大小。
8、有一引水涵洞如图所示，涵洞进口处装有圆形平面闸门，其直径D=0.5m ，闸门上
缘至水面的斜距l = 2 m ,闸门与水面的夹角0
60=α，求闸门上的静水总压力及其作用点的位置。
9、有一距形平面闸门，宽度b=2m,两边承受水压力，如图所示，已知水深
,8,421m h m h ==求闸门上的静水总压力P 及其作用点e 的位置。
10、有一自动开启的距形平面闸门，如图所示，门高h=2m,门宽h=1.5m,其轴O —O 在门的重心C 以下a=0.15m 处，问闸门顶上水深超过多少时，此门将自动开启？并问，作用于闸门上的静水总压力为多少？（不计磨擦和闸门自重）
11、某直径为d 的球形容器内充满水，作用水头为H ，容器上、下两个半球在径向断面AB 的同围用几个铆钉连接，如图所示，设该容器的上半球重量为G ，作用每个铆钉上的拉力。
12、如图所示为一船闸闸室的人字门，已知闸室的宽度B=30m ，闸门偏角0
20=α，
上游水深101=h m,闸室中水深62=h m,求每扇闸门上的静水总压力P 及其作用点e 的位置。
13、有一弧形闸门，闸门宽度b=4m, 闸门前水深H=3m ，对应的圆心角0
45=α，如图所示，求弧形闸门上的静水总压力P 及其作用线的方向。