流體力學(張愛民主編)一二章答案

1、第一章1.20有一底面積為60cm×40cm的平板，質(zhì)量為5Kg，沿一與水平面成20°角的斜面下滑，平面與斜面之間的油層厚度為0.6mm，若下滑速度0.84，求油的動力黏度。解：平板受力如圖。沿軸投影，有：（）答：油的動力黏度。1.21圖示為一水暖系統(tǒng)，為了防止水溫升高時，體積膨脹將水管脹裂，在系統(tǒng)頂部設一膨脹水箱。若系統(tǒng)內(nèi)水的總體積為8，加溫前后溫差為50，在其溫度范圍內(nèi)水的膨脹系數(shù)=0.00051/。求膨脹水箱的最小容積。解：（m3）答：膨脹水箱的最小容積m3。1.22汽車上路時，輪胎內(nèi)空氣的溫度為20，絕對壓強為395kPa，行駛后輪胎內(nèi)空氣的的溫度上升到50，試求這

2、時的壓強。解：設滿足理想氣體方程，則有：假設，可解得（kPa）答：這時的壓強為kPa。第二章2.1密閉容器，測壓管液面高于容器內(nèi)液面=1.8m，液體的密度為850kg/m3，求液面壓強。解：相對壓強為：kPa。絕對壓強為：kPa。答：液面相對壓強為kPa，絕對壓強為kPa。2.2用多管水銀測壓計測壓，圖中標高的單位為m，試求水面的壓強。解：（kPa）答：水面的壓強kPa。2.6盛滿水的容器，頂口裝有活塞，直徑=0.4m，容器底的直徑=1.0m，高=1.8m，如活塞上加力2520N（包括活塞自重），求容器底的壓強和總壓力。解：（1）容器底的壓強：（kPa）（相對壓強）（2）容器底的總壓力：（kN

3、）答：容器底的壓強為kPa，總壓力為kN。2.7繪制題圖中面上的壓強分布圖。解：2.9矩形平板閘門，一側擋水，已知長=2m，寬=1m，形心點水深=2m，傾角=，閘門上緣處設有轉(zhuǎn)軸，忽略閘門自重及門軸摩擦力，試求開啟閘門所需拉力。解：（1）解析法。（kN）（m）對A點取矩，當開啟閘門時，拉力滿足：（kN）當kN時，可以開啟閘門。（2）圖解法。壓強分布如圖所示：（kPa）（kPa）（kN）對A點取矩，有（kN）2.10答：開啟閘門所需拉力kN。形閘門高=3m，寬=2m，上游水深=6m，下游水深=4.5m，試求：（1）作用在閘門上的靜水總壓力；（2）壓力中心的位置。解：（1）圖解法。壓強分布如圖所示

4、：（kPa）（kN）合力作用位置：在閘門的幾何中心，即距地面處。（2）解析法。（kN）（m）（kN）（m）合力：（kN）合力作用位置（對閘門與渠底接觸點取矩）：（m）答：（1）作用在閘門上的靜水總壓力kN；（2）壓力中心的位置在閘門的幾何中心，即距地面處。2.11折板一側擋水，板寬=1m，高度=2m，傾角=，試求作用在折板上的靜水總壓力。解：水平分力：（kN）（）豎直分力：（kN）（）（kN），答：作用在折板上的靜水總壓力kN。2.12金屬矩形平板閘門，門高=3m，寬=1m，由兩根工字鋼橫梁支撐，擋水面與閘門頂邊齊平，如要求兩橫梁所受的力相等，兩橫梁的位置、應為多少？解：靜水總壓力：（kN）總

5、壓力作用位置：距渠底（m）對總壓力作用點取矩，設水壓力合力為，對應的水深為；（m）（m）（m）答：兩橫梁的位置m、m。2.13一弧形閘門，寬2m，圓心角=，半徑=3m，閘門轉(zhuǎn)軸與水平齊平，試求作用在閘門上的靜水總壓力的大小和方向。解：（1）水平壓力：（kN）（）（2）垂向壓力：（kN）（）合力：（kN）答：作用在閘門上的靜水總壓力kN，。2.14擋水建筑物一側擋水，該建筑物為二向曲面（柱面），=，為常數(shù)，試求單位寬度曲面上靜水總壓力的水平分力和鉛垂分力。解：（1）水平壓力：（）（2）鉛垂分力：（）答：單位寬度曲面上靜水總壓力的水平分力，鉛垂分力。2.15密閉盛水容器，水深=60cm，=100cm，水銀測壓計讀值=25cm，試求半徑=0.5m的半球形蓋所受總壓力的水平分力和鉛垂分力。解：（1）確定水面壓強。（kPa）（2）計算水平分量。（kN）（3）計算鉛垂分力。（kN）答：半球形蓋所受總壓力的水平分力為kN，鉛垂分力為kN。2.16球形密閉容器內(nèi)部充滿水，已知測壓管水面標高=8.5m，球外自由水面標高=3.5m，球直徑=2m，球壁重量不計，試求：（1）作用于半球連接螺栓上的總壓力；（2）作用于垂直柱上的水平力和豎向力。解：（1