工程流體力學(xué)習(xí)題答案-文庫(kù)吧
2025-06-12 14:36 本頁(yè)面
【正文】 ，密閉室內(nèi)油的容積V＝300cm3，圓柱塞直徑d＝10mm，柱的螺距t＝2mm，搖柄半徑r＝150mm，求獲得250大氣壓時(shí)所需的手搖輪的轉(zhuǎn)數(shù)？（根據(jù)油的壓縮性找出體積平衡關(guān)系，p＝1010Pa1）解： 213. 用水銀測(cè)壓計(jì)測(cè)量容器中的壓力，測(cè)得水銀柱高差為h，如圖所示。若將測(cè)壓管下移到虛線位置，左側(cè)水銀面下降z(mì)，如果容器內(nèi)壓力不變，問水銀柱高差h是否改變？改變多少？若容器內(nèi)是空氣，重度γa＝，結(jié)果又如何？解：p+γ水z＝γHgh h`=[p+γ水(z+Δz)]/γHgΔh= h`h=[p+γ水(z+Δz)pγ水z]/γHg=(γ水/γHg) Δz=Δz/≈所以，水銀柱高度差h變大。若容器中是空氣γa＝p=γHghh=p/γHg 與z無關(guān)，h不變214. 利用裝有液體并與物體一起運(yùn)動(dòng)的U形管量測(cè)物體的加速度，如圖所示。U形管直徑很小，L＝30cm，h＝5cm。求物體加速度a為多少？解：自由液面方程：其中，x1＝－15cm，x2＝－15cm，zs1－zs2＝h＝5cmzs1－zs2＝－a（x2－x1）/ga＝gh/L=215. 盛水容器，試求其中深度H＝1m處的液體壓力。（1） 容器以6m/s2的勻加速度垂直上升時(shí)；（2） 容器以6m/s2的勻加速度垂直下降時(shí)；（3） 自由下落時(shí)；（4） 容器以15m/s2的勻加速度下降時(shí)；解：如圖建立直角坐標(biāo)系，則在dp＝ρ(Xdx+Ydy+Zdz)中有：X＝0，Y＝0，Z＝－g－a所以，dp＝ (g+a) ρdz積分上式：p＝ (g+a) ρz+C代入邊界條件：z＝0時(shí)，p＝0（表壓） 得C＝0所以：p＝ (g+a) ρz ，令－z＝H 得：p＝(g+a) ρH（1） 容器以6m/s2的勻加速度垂直上升時(shí)：a＝6m/s2p＝(g+a)ρH＝（+6）10001＝15800Pa＝（2） 容器以6m/s2的勻加速度垂直下降時(shí)：a＝－6m/s2p＝(g+a)ρH＝（－6）10001＝3800Pa＝（3）自由下落時(shí)：a＝－ m/s2p＝(g+a)ρH＝（）10001＝0（4）容器以15m/s2的勻加速度下降時(shí)：a＝－15 m/s2p＝(g+a)ρH＝（－15）10001＝5200Pa＝216. 在一直徑D＝300mm、高H＝500mm的圓柱形容器中注入水至高度h1＝300mm，然后使容器繞其垂直軸旋轉(zhuǎn)。試決定能使水的自由液面到達(dá)容器上部邊緣時(shí)的轉(zhuǎn)數(shù)n1。當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)超過n1時(shí)，水開始溢出容器邊緣，而拋物面的頂端將向底部接近。試求能使拋物面頂端碰到容器底時(shí)的轉(zhuǎn)數(shù)n2，在容器靜止后水面高度h2將為多少？解：自由液面方程：注：拋物體的體積是同底同高圓柱體體積的一半 ① ② ③附證明：拋物體的體積是同底同高圓柱體體積的一半 217. 木制提升式閘板，寬度B＝，水深H＝，求提升閘板需力多少？解：218. 圖示油罐發(fā)油裝置，將直徑d的圓管伸進(jìn)罐內(nèi)，端部切成45186。角，用蓋板蓋住，蓋板可繞管端上面的鉸鏈旋轉(zhuǎn)，借助繩系上提來開啟。若油深H＝5m，圓管直徑d＝600mm，不計(jì)蓋板重及鉸鏈的摩擦力，求提升此蓋板所需的力的大小。（提示：蓋板為橢圓形，要先算出長(zhǎng)軸2b和短軸2a，就可算出蓋板面積A＝πab）解：由題意 對(duì)軸求矩： 219. 25m3臥式圓筒形油罐，，，求端部圓面積上所受的液體總壓力的大小和壓力中心位置？解： 220. 1000m3半地下罐。鋼板的容許應(yīng)力為σ＝，求最下圈鋼板所需厚度？（提示：參考工程力學(xué)薄壁筒計(jì)算原理）解：221. 某處裝置一安全閘門。，閘門可繞軸旋轉(zhuǎn)。問門前水深h為若干時(shí)，閘門即可自行開放？（不計(jì)各處的摩擦力）解：法一：h－h(huán)D mh m法二：由題意：P1（－e1）≥ P2（ + e2）解得：h ≥ 222. 圖示兩個(gè)半圓球形殼，以螺釘相連接。下半球固定于地面，其底部接以測(cè)壓管，球內(nèi)裝滿水，測(cè)壓管內(nèi)水面高出球頂1m，球直徑2m，試求螺釘所受的總張力。解：螺釘所受的總張力等于上半球所受到的靜水壓力F223. 。密閉時(shí)，油面蒸汽壓力為368mm水銀柱，求AA及BB斷面處的拉力？解：368mmHg→→→A－A斷面：B－B斷面：224. 在盛有汽油的容器的底上有一直徑d2＝20mm的圓閥，該閥用繩系于直徑d1＝100mm的圓柱形浮子上。設(shè)浮子及圓閥的總質(zhì)量m＝100g，繩長(zhǎng)Z＝150mm，問圓閥將在油面高度H為多少時(shí)開啟？解：由題：臨界狀態(tài) 即 H≥225. 圖示水泵吸水管內(nèi)的圓球形吸入閥，管內(nèi)液面高H1＝5m，管外液面高H2=2m。實(shí)心鋼球直徑D=150毫米，安裝在一個(gè)直徑d=100mm的閥座上。問吸水管內(nèi)AB液面上需有多大的真空度時(shí)，才能將球閥升起？（提示：先分清球閥在垂直方向上受哪些力的作用，再根據(jù)壓力體去解）解：由題意：PG，設(shè)真空度為h壓力體疊加后只剩V柱(↓)和 V球(↑),產(chǎn)生的向上壓力P上
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