工程流体力学习题及答案(李良)
工程流体力学课后习题答案
第1章 绪论【1-1】500cm 3的某种液体，在天平上称得其质量为0.453kg ，试求其密度和相对密度。
【解】液体的密度3340.4530.90610 kg/m 510m V ρ-===⨯⨯ 相对密度330.906100.9061.010w ρδρ⨯===⨯ 【1-2】体积为5m 3的水，在温度不变的条件下，当压强从98000Pa 增加到4.9×105Pa 时，体积减少1L 。
求水的压缩系数和弹性系数。
【解】由压缩系数公式10-1510.001 5.110 Pa 5(4.91098000)p dV V dP β-=-==⨯⨯⨯- 910111.9610 Pa 5.110pE β-===⨯⨯ 【1-3】温度为20℃，流量为60m 3/h 的水流入加热器，如果水的体积膨胀系数βt =0.00055K -1，问加热到80℃后从加热器中流出时的体积流量变为多少？ 【解】根据膨胀系数1t dV V dtβ=则2113600.00055(8020)6061.98 m /ht Q Q dt Q β=+=⨯⨯-+= 【1-4】用200升汽油桶装相对密度0.70的汽油。
罐装时液面上压强为98000Pa 。
封闭后由于温度变化升高了20℃，此时汽油的蒸汽压力为17640Pa 。
若汽油的膨胀系数为0.0006K -1，弹性系数为13.72×106Pa ，（1）试计算由于压力温度变化所增加的体积，（2）问灌装时汽油的体积最多不应超过桶体积的百分之多少？【解】（1）由1β=-=P pdV Vdp E可得，由于压力改变而减少的体积为6200176400.257L 13.7210⨯∆=-===⨯P p VdP V dV E 由于温度变化而增加的体积，可由1β=tt dV V dT得 0.000620020 2.40L β∆===⨯⨯=t t t V dV VdT（2）因为∆∆tp V V ，相比之下可以忽略由压力变化引起的体积改变，则由 200L β+=t V V dT得1198.8%200110.000620β===++⨯t V dT 【1-5】图中表示浮在油面上的平板，其水平运动速度为u =1m/s ，δ=10mm ，油品的粘度μ=0.9807Pa ·s ，求作用在平板单位面积上的阻力。
《工程流体力学》习题1～7章参考答案
等
学
校
教
材
过程装备与控制工程专业核心课程教材
工程流体力学
习题参考答案
主讲：陈庆光
化学工业出版社教材出版中心
黄卫星, 陈文梅主编. 工程流体力学, 北京：化学工业出版社教材出版中心，2001.8
习题 1-1 如图 1-9 所示，一个边长 200mm 重量为 1kN 的滑块在 20 斜面的油膜上滑动，油膜 厚度 0.005m，油的粘度 µ = 7 × 10−2 Pa ⋅ s 。设油膜内速度为线性分布，试求滑块的平衡速度。
V= 1000 3 1000 （因为是正方形容器，厚度为 3m） 。 m 的油，使左侧容器中的油的高度增加了 ρ油 g 3ρ油 g
假设此时右侧容器的水位在原来的基础上升高了 ym，则根据左右容器的尺寸关系，左侧的油 柱将下降 2ym。再根据等压面（等压面下降了 2ym 的高度）的性质有： 1000 1000 + ρ油 g h ( y + 2 y ) + (3 − 2) ⇒ y = 9 ρ g ≈ 0.01134m = 11.34mm 3ρ g = ρ水 g 水 油 习题 3-2 在海中一艘满载货物的船，其形态如图 3-10 所示。船底长度 12m，舱体宽度(垂直 于纸面)上下均为 6m，船长两端梯度均为 45 ，并近似取海水的密度为 1000 kg m3 。求船加 上货物的总质量。
参考答案 3
∂v ∂v y ∂vx ∂vz ∂v y ∂vx − − Ω = ∇×v = z − i + j+ ∂y ∂z ∂z ∂x ∂x ∂y ∂v ∂v cz cy j− k = x j+ x k = ∂z ∂y y2 + z2 y2 + z2
工程流体力学习题及答案(李良)
工程流体力学习题第一部分 流体及其物理性质1、按连续介质的概念，流体质点是指：A 、流体的分子；B 、流体内的固体颗粒；C 、几何的点；D 、几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。
2、与牛顿内摩擦定律有关的因素是：A 、压强、速度和粘度；B 、流体的粘度、切应力与角变形率；C 、切应力、温度、粘度和速度；D 、压强、粘度和角变形。
3、在研究流体运动时，按照是否考虑流体的粘性，可将流体分为：A 、牛顿流体及非牛顿流体；B 、可压缩流体与不可压缩流体；C 、均质流体与非均质流体；D 、理想流体与实际流体。
4、理想液体的特征是：A 、粘度为常数B 、无粘性C 、不可压缩D 、符合RT p ρ=。
5、 流体运动黏度υ的国际单位是：A 、m 2/s ；B 、N/m 2；C 、 kg/m ；D 、N·s/m 2。
6、液体黏度随温度的升高而____，气体黏度随温度的升高而_____。
A 、减小，升高；B 、增大，减小；C 、减小，不变；D 、减小，减小7、下列说法正确的是：A 、液体不能承受拉力，也不能承受压力B 、液体不能承受拉力，但能承受压力C 、液体能承受拉力，但不能承受压力D 、液体能承受拉力，也能承受压力。
8、下列流体哪个属牛顿流体：A 、汽油；B 、纸浆；C 、血液；D 、沥青。
9、液体的黏性主要来自于液体：A 、分子热运动；B 、分子间内聚力；C 、易变形性；D 、抗拒变形的能力。
10、 流体是 一种物质。
A 、不断膨胀直到充满容器的；B 、实际上是不可压缩的；C 、不能承受剪切力的；D 、在任一剪切力的作用下不能保持静止的。
11、 简答题（1） 连续介质假设（2） 牛顿流体（3） 流体微团12、 如图所示为压力表校正器。
器内充满压缩系数为βp ＝4.75×10－10 1/Pa 的油液，器内压力为105Pa 时油液的体积为200mL 。
现用手轮丝杆和活塞加压，活塞直径为1cm ，丝杆螺距为2mm ，当压力升高至20MPa 时，问需将手轮摇多少转？解：p 0＝105Pa ，p ＝20MPa ，βp ＝4.75×10－10 1/Pa ，V 0＝200mL ，d ＝1cm ，δ＝2mm 。
工程流体力学课后习题答案
第1章 绪论【1-1】500cm 3的某种液体，在天平上称得其质量为0.453kg ，试求其密度和相对密度。
【解】液体的密度3340.4530.90610 kg/m 510m V ρ-===⨯⨯ 相对密度330.906100.9061.010w ρδρ⨯===⨯ 【1-2】体积为5m 3的水，在温度不变的条件下，当压强从98000Pa 增加到4.9×105Pa 时，体积减少1L 。
求水的压缩系数和弹性系数。
【解】由压缩系数公式10-1510.001 5.110 Pa 5(4.91098000)p dV V dP β-=-==⨯⨯⨯- 910111.9610 Pa 5.110pE β-===⨯⨯ 【1-3】温度为20℃，流量为60m 3/h 的水流入加热器，如果水的体积膨胀系数βt =0.00055K -1，问加热到80℃后从加热器中流出时的体积流量变为多少？ 【解】根据膨胀系数1t dV V dtβ=则2113600.00055(8020)6061.98 m /ht Q Q dt Q β=+=⨯⨯-+= 【1-4】用200升汽油桶装相对密度0.70的汽油。
罐装时液面上压强为98000Pa 。
封闭后由于温度变化升高了20℃，此时汽油的蒸汽压力为17640Pa 。
若汽油的膨胀系数为0.0006K -1，弹性系数为13.72×106Pa ，（1）试计算由于压力温度变化所增加的体积，（2）问灌装时汽油的体积最多不应超过桶体积的百分之多少？【解】（1）由1β=-=P pdV Vdp E可得，由于压力改变而减少的体积为6200176400.257L 13.7210⨯∆=-===⨯P p VdP V dV E 由于温度变化而增加的体积，可由1β=tt dV V dT得 0.000620020 2.40L β∆===⨯⨯=t t t V dV VdT（2）因为∆∆tp V V ，相比之下可以忽略由压力变化引起的体积改变，则由 200L β+=t V V dT得1198.8%200110.000620β===++⨯t V dT 【1-5】图中表示浮在油面上的平板，其水平运动速度为u =1m/s ，δ=10mm ，油品的粘度μ=0.9807Pa ·s ，求作用在平板单位面积上的阻力。
工程流体力学课后习题答案
第1章 绪论【1-1】500cm 3的某种液体，在天平上称得其质量为0.453kg ，试求其密度和相对密度。
【解】液体的密度3340.4530.90610 kg/m 510m V ρ-===⨯⨯ 相对密度330.906100.9061.010w ρδρ⨯===⨯ 【1-2】体积为5m 3的水，在温度不变的条件下，当压强从98000Pa 增加到4.9×105Pa 时，体积减少1L 。
求水的压缩系数和弹性系数。
【解】由压缩系数公式10-1510.001 5.110 Pa 5(4.91098000)p dV V dP β-=-==⨯⨯⨯- 910111.9610 Pa 5.110pE β-===⨯⨯ 【1-3】温度为20℃，流量为60m 3/h 的水流入加热器，如果水的体积膨胀系数βt =0.00055K -1，问加热到80℃后从加热器中流出时的体积流量变为多少？【解】根据膨胀系数1t dVV dtβ=则2113600.00055(8020)6061.98 m /ht Q Q dt Q β=+=⨯⨯-+= 【1-4】用200升汽油桶装相对密度0.70的汽油。
罐装时液面上压强为98000Pa 。
封闭后由于温度变化升高了20℃，此时汽油的蒸汽压力为17640Pa 。
若汽油的膨胀系数为0.0006K -1，弹性系数为13.72×106Pa ，（1）试计算由于压力温度变化所增加的体积，（2）问灌装时汽油的体积最多不应超过桶体积的百分之多少？【解】（1）由1β=-=P pdV Vdp E可得，由于压力改变而减少的体积为6200176400.257L 13.7210⨯∆=-===⨯P p VdP V dV E 由于温度变化而增加的体积，可由1β=t t dV V dT得 0.000620020 2.40L β∆===⨯⨯=t t t V dV VdT（2）因为∆∆tp VV ，相比之下可以忽略由压力变化引起的体积改变，则由 200L β+=tV V dT得1198.8%200110.000620β===++⨯t V dT 【1-5】图中表示浮在油面上的平板，其水平运动速度为u =1m/s ，δ=10mm ，油品的粘度μ=0.9807Pa ·s ，求作用在平板单位面积上的阻力。
工程流体力学课后习题答案
第一章 绪论1-1．20℃的水，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(-+==Θ原原原μρν035.1035.1==035.0035.1=-=-原原原原原μμμμμμΘ此时动力粘度μ增加了%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 dydu-=Θ)(002.0y h g dydu-==∴ρμτ 当h =，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 （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yuATmgddsinμθ==001.0145.04.062.22sin8.95sin⨯⨯⨯⨯==δθμuAmgsPa1047.0⋅=μ1-5．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yuddμτ=，定性绘出切应力沿y方向的分布图。
[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。
已知导线直径，长度20mm，涂料的粘度μ=．s。
工程流体力学课后习题(第二版)答案
第一章 绪论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 =ρ321125679.2m 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，运动粘度增加15％,重度减少10％,问此时动力粘度增加多少(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、分别为水的密度和动力粘度，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 dydu-=)(002.0y h g dydu-==∴ρμτ 当=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yu AT mg d d sin μθ== 001.0145.04.062.22sin 8.95sin ⨯⨯⨯⨯==δθμu A mg s Pa 1047.0⋅=μ1-5．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yud d μτ=，定性绘出切应力沿y 方向的分布图。
［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.已知导线直径0。
流体力学考试题及参考答案
流体力学考试题及参考答案一、单选题（共48题，每题1分，共48分）1.下列流体的作用力不是质量力的是( )。
A、粘性内摩擦力B、电磁力C、惯性力D、重力正确答案：A2.（）管路各段阻力损失相同。
A、分支管系B、并联管系C、串联管系D、短管管系正确答案：B3.沿程水头损失随水流的流程增长而（）。
A、不变B、增大C、减少D、不确定正确答案：B4.伯努利方程中Z+P/ρg表示（）A、单位体积流体具有的机械能B、单位质量流体具有的机械能C、单位重量流体具有的测压管能头D、通过过流断面的流体所具有的总机械能正确答案：C5.下列属于质量力的是（）。
A、剪切力B、压力C、重力D、表面张力正确答案：C6.下列哪些一般当做不可压缩流体（）A、水银B、氮气C、氧气D、空气正确答案：A7.流体的切应力（）。
A、仅仅取决于分子的动量交换B、当流体处于静止状态时，由于内聚力，可以产生C、仅仅取决于内聚力D、当流体处于静止状态时不会产生正确答案：D8.当容器内工质压力大于大气压力时，工质处于（）状态。
A、负压B、临界C、标准D、正压正确答案：D9.某变径管的雷诺数之比Re1：Re2=1:4，则其管径之比d1：d2为（）。
A、02:01B、04:01C、01:04D、01:02正确答案：C10.液体的流动状态用（）来判别。
A、达西公式B、声速C、牛顿内摩擦定律D、雷诺数正确答案：D11.汽轮机轴封压力为30千帕，其绝对压力是（）。
A、71千帕B、171千帕C、30千帕D、130千帕正确答案：D12.动量方程中，ΣF表示作用在控制体内流体上的力是（）A、总表面力B、合外力C、总压力D、总质量力正确答案：B13.在圆管流中，紊流的断面流速分布为（）。
A、均匀规律B、直线变化规律C、抛物线规律D、对数曲线规律正确答案：D14.凝结水泵布置在-1米层，凝汽器压力为-90千帕，其入口绝对压力是（）。
A、90千帕B、10千帕C、1千帕D、21千帕正确答案：D15.变直径管流，细管段直径d1，粗管段直径d2=2d1，两断面雷诺数的关系是（）。
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工程流体力学习题第一部分 流体及其物理性质1、按连续介质的概念，流体质点是指：A 、流体的分子；B 、流体内的固体颗粒；C 、几何的点；D 、几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。
2、与牛顿内摩擦定律有关的因素是：A 、压强、速度和粘度；B 、流体的粘度、切应力与角变形率；C 、切应力、温度、粘度和速度；D 、压强、粘度和角变形。
3、在研究流体运动时，按照是否考虑流体的粘性，可将流体分为：A 、牛顿流体及非牛顿流体；B 、可压缩流体与不可压缩流体；C 、均质流体与非均质流体；D 、理想流体与实际流体。
4、理想液体的特征是：A 、粘度为常数B 、无粘性C 、不可压缩D 、符合RT p ρ=。
5、 流体运动黏度υ的国际单位是：A 、m 2/s ；B 、N/m 2；C 、 kg/m ；D 、N·s/m 2。
6、液体黏度随温度的升高而____，气体黏度随温度的升高而_____。
A 、减小，升高；B 、增大，减小；C 、减小，不变；D 、减小，减小7、下列说法正确的是：A 、液体不能承受拉力，也不能承受压力B 、液体不能承受拉力，但能承受压力C 、液体能承受拉力，但不能承受压力D 、液体能承受拉力，也能承受压力。
8、下列流体哪个属牛顿流体：A 、汽油；B 、纸浆；C 、血液；D 、沥青。
9、液体的黏性主要来自于液体：A 、分子热运动；B 、分子间内聚力；C 、易变形性；D 、抗拒变形的能力。
10、 流体是 一种物质。
A 、不断膨胀直到充满容器的；B 、实际上是不可压缩的；C 、不能承受剪切力的；D 、在任一剪切力的作用下不能保持静止的。
11、 简答题（1） 连续介质假设（2） 牛顿流体（3） 流体微团12、 如图所示为压力表校正器。
器内充满压缩系数为βp ＝4.75×10－10 1/Pa 的油液，器内压力为105Pa 时油液的体积为200mL 。
现用手轮丝杆和活塞加压，活塞直径为1cm ，丝杆螺距为2mm ，当压力升高至20MPa 时，问需将手轮摇多少转？解：p 0＝105Pa ，p ＝20MPa ，βp ＝4.75×10－10 1/Pa ，V 0＝200mL ，d ＝1cm ，δ＝2mm 。
由式p V V d d p -=β，得361066p 00m 1089.11075.410)1.020(10200)(---⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=β∆p p V V04.12002.001.014.31089.144262=⨯⨯⨯⨯=∆=-δπd V n 约需要将手轮摇12转。
13、 在相距1mm 的两平行平板之间充有某种黏性液体，当其中一板以1.2m/s 的速度相对于另一板作等速移动时，作用于板上的切应力为3 500 Pa 。
试求该液体的黏度。
解：由d d v y τμ=， 3d 1103 500 2.917Pa s d 1.2y v μτ-⨯==⨯=⋅14、有一块30×40cm 2的矩形平板，浮在油面上，其水平运动的速度为10cm/s ，油层厚度δ＝10mm ，油的动力粘度μ＝0.102Pa ·s ，求平板所受的阻力。
解：A ＝30×40cm 2，u ＝10cm/s ，δ＝10mm ，μ＝0.102Pa·s 。
根据牛顿内摩擦定律，得平板所受的阻力为 N 12.04.03.001.001.0102.0d d =⨯⨯-⨯==A y u T μ第二部分 流体静力学1、水力学中，单位质量力是指作用在单位_____液体上的质量力。
A 、面积B 、体积C 、质量D 、重量2、在重力作用下静止液体中，等压面是水平面的条件是。
A 、同一种液体；B 、相互连通；C 、不连通；D 、同一种液体，相互连通。
3、压力表的读值是：A 、绝对压强；B 、绝对压强与当地大气压的差值；C 、绝对压强加当地大气压；D 、当地大气压与绝对压强的差值。
4、相对压强是指该点的绝对压强与 的差值。
A 、标准大气压；B 、当地大气压；C 、工程大气压； D 、真空压强。
5、图示容器内盛有两种不同的液体，密度分别为1ρ，2ρ，则有A 、gp z g p z B B A A 11ρρ+=+ B 、g p z g p z C C A A 21ρρ+=+ C 、g p z g p z D D B B 21ρρ+=+ D 、gp z g p z C C B B 21ρρ+=+O6、图示盛水封闭容器中，1、2、3在同一水平面上，则：A 、321p p p >>B 、321p p p <<C 、312p p p >>D 、321p p p <=7、用U 形水银测压计测A 点压强，m m 5001=h ，m m 3002=h ，A 点的压强是：A 、637002m N ；B 、666402m NC 、695802m ND 、 607602m N8、对于相对平衡液体，有：A 、等压面不一定是水平面；B 、液体内部同一等压面上各点，处在自由液面下同一深度的面上；C 、gp z g p z ρρ2211+=+（对于任意的21,z z ）； D 、)d d d (d z Z y Y x X p ++=ρ不成立。
9、对于相对平衡液体，说法正确的是：A 、等压面与质量力不正交；B 、等压面不可能为水平面；C 、等压面的形状与液体密度有关；D 、两种液体的交界面为等压面。
10、 等压面与质量力关系是： A 、平行 B 、斜交 C 、正交 D 、无关11、 露天水池，水深5m 处的相对压强为：A 、5kPa 、B 、49kPaC 、147kPaD 、205kPa12、 流体处于平衡状态的必要条件是：A 、流体无粘性；B 、流体粘度大；C 、质量力有势；D 、流体正压。
13、 液体在重力场中作加速直线运动时，其自由面与 处处正交。
A 、重力；B 、惯性力；C 、重力和惯性力的合力；D 、压力。
14、 简答题（1） 压力的特性（2） 绝对压力、相对压力与真空度之间的关系15、 图示封闭容器中有空气、油和水三种流体，压力表A 读数为－1.47N/cm 2。
(1)试绘出容器侧壁上的静压力分布图；(2)求水银测压计中水银柱高度差。
解：h 1=3m ，h 2=2m ，h 3=0.6m ，p m0=－1.47N/cm 2，S 油=0.7。
设油水分界面上的相对压力为p m1，容器底部的相对压力为p m2，U 型管左侧汞水分界面上的相对压力为p m3，油深为h 1，水深为h 2，根据静力学方程，得Pa 5901398107.01047.1410m 1m =⨯⨯+⨯-=+=h p p 油γPa 2552129810590121m 2m =⨯+=+=h p p 水γPa 314076.098102552132m 3m =⨯+=+=h p p 水γ(1) 根据以上数据即可绘出容器侧壁上的静压力分布图(上图)；(2) 水银测压计中水银柱高度差为mm 235m 235.098106.13314073m ==⨯==∆汞γp h 16、 试按复式水银测压计的读数算出锅炉中水面上蒸汽的绝对压强p 。
已知：H =3m ，h 1=1.4m ，h 2=2.5m ，h 3=1.2m ，h 4=2.3m ，水银的密度ρHg =13600kg/m 3。
解：()p h H g p +-=1O H 12ρ ()212Hg 1p h h g p +-=ρ()232O H 32p h h g p +-=ρ ()a 34Hg 3p h h g p +-=ρ()()212Hg 1O H 2p h h g p h H g +-=+-ρρ ()()a 34Hg 232O H 2p h h g p h h g +-=+-ρρ()()a 3412Hg 321O H 2p h h h h g p h h h H g +-+-=+-+-ρρ ()()()()()Pa 14.3663101013252.15.24.13807.910004.15.22.13.2807.913600a321O H 1234Hg 2=+-+-⨯⨯--+-⨯⨯=+-+---+-=p h h h H g h h h h g p ρρ ()()()()()Pa 366300.6831013252.15.24.1380665.910004.15.22.13.280665.913600a321O H 1234Hg 2=+-+-⨯⨯--+-⨯⨯=+-+---+-=p h h h H g h h h h g p ρρ17、 U 形水银压差计中，已知h 1＝0.3m ，h 2＝0.2m ，h 3＝0.25m 。
A 点的相对压力为p A ＝24.5kPa ，酒精的比重为0.8，试求B 点空气的相对压力。
解：因为左右两侧的U 型管，以及中部的倒U 型管中1、2、3点所在的水平面均为等压面，依据题意列静力学方程，得3B 3h p p 汞γ+=， 232h p p 酒精γ-=，221h p p 汞γ+=， 121A )(p h h p =++水γ将以上各式整理后，可得到B 点空气的相对压力为Pa10906.2)]25.02.0(6.132.08.0)2.03.0[(9810105.24)()(4332221A B ⨯-=+⨯-⨯++⨯+⨯=+-+++=h h h h h p p 汞酒精水γγγ以mH 2O 表示为 O mH 96.2981010906.224B -=⨯-==水γp h 18、 一矩形水箱长为l ＝2.0m ，箱中静水面比箱顶低h ＝0.4m ，问水箱运动的直线加速度多大时，水将溢出水箱?解：建立坐标系如图所示，水箱中水所受单位质量力分别为a f -=x ， 0y =f ， g f -=z代入等压面微分方程(2－13)式，积分后得等压面方程为C z g x a =+由边界条件：当0=x 时，0=z ，得0=C 。
将l x 21-=，h z =代入上式得加速度为2m /s 924.30.24.081.922=⨯⨯==-=l gh g x z a 19、 如图所示为绕铰链O 转动的倾斜角α=60°的自动开启式水闸，当水闸一侧的水位H=2m ，另一侧的水位h=0.4m 时，闸门自动开启，试求铰链至水闸下端的距离x 。
解：设水闸宽度为b ，水闸左侧水淹没的闸门长度为l 1，水闸右侧水淹没的闸门长度为l 2。
作用在水闸左侧压力为111A gh F c p ρ= 其中21H h c =αs i n 1H l = αsin 11H b bl A == 则 αραρsin 2sin 221b gH H b H g F p == 作用在水闸右侧压力为222A gh F c p ρ= 其中22h h c =αs i n 2h l = αsin 22h b bl A == 则 αραρsin 2sin 222b gh h b h g F p == 由于矩形平面的压力中心的坐标为l bl l bl l A x I x x c cy c D 3221223=+=+=所以，水闸左侧在闸门面上压力中心与水面距离为 αs i n 321H x D ⋅=水闸右侧在闸门面上压力中心与水面距离为 αs i n 322H x D ⋅= 对通过O 点垂直于图面的轴取矩，设水闸左侧的力臂为d 1，则 ()x x l d D =-+111得()αααsin 3sin 32sin 111H x H H x x l x d D -=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅--=--= 设水闸右侧的力臂为d 2，则 ()x x l d D =-+222 得()αααsin 3sin 32sin 222h x h h x x l x d D -=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅--=--= 当满足闸门自动开启条件时，对于通过O 点垂直于图面的轴的合力矩应为零，因此 02211=-d F d F p p则 ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-ααρααρs i n 3s i n 2s i n 3s i n 222h x b gh H x b gH ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-ααsin 3sin 322h x h H x H ()()3322sin 31h H x h H -=-α hH h Hh H h H h H x +++⋅=--⋅=222233sin 31sin 31αα ()m 0.7954.024.04.02260sin 3122=++⨯+⋅=x 20、 如图所示，在蓄水容器垂直壁的下面有一1／4圆柱面的部件AB ，该部件的长度l=1.0m ，半径R=0.4m ，水深h=1.2m ，试求作用在部件AB 上的静水总压力，要求绘制水平分力的压强分布图和铅垂分力的压力体图。