水力学试题和答案

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 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，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，管内液面压强为78 kPa；左管与大气相通。求：

（1）容器内液面压强；

（2）左侧管内水面距容器液面高度。

1.2  盛有同种介质(密度1 132.6 kg/m3)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867.3 kg/m3 )， 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。轻油密度为6 632.6 kg / m3，重油密度为887.75k g/m3，当两种油重量相等时，求：

（1）两种油的深度及为多少？

（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。试求点的压强？

1.6  一U形差压计如图题1.6 所示，下端为横截面积等于的玻璃管，顶端为横截面积的圆筒，左支内盛水（1 000 kg /m3），右支内盛油（950 kg/m3），左右支顶端与欲测压差处相接。当时，右支管内的油水交界面在水平面处，试计算右支管内油水交界面下降25 cm ，（）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内盛密度为的液体，液面高差为；下部差压计内盛密度为的液体，液面高差为。求容器内液体的密度（用，，及，表示）。

1.8  一容器内盛有密度930 kg /m3时的液体，该容器长 为1.5 m ，宽1.2 m，液体深度为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/s2垂直向上运动； 

（2）容器以9.8 m/s2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0.225 m ，筒深为0.3 m ，内径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直线行驶后，液面将成为与水平面相交成角的倾斜面，导出的表达式以及静水压强的计算公式。若静止时原水深为，水箱高为，长为，问要使水不溢出水箱，小车最大的加速度为若干？

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，长为1.8 m，宽为 2.5 m，闸门重 1 860 N，倾角为 75°，闸门与门槽之间摩擦因数为0.35，求启动闸门所需的拉力。

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

（1）当下游无水，即为0时启动闸门所需的拉力；

（2）当下游有水，为时启动所需的拉力。

1.15  有一直立的矩形自动翻板闸门，门高为3 m ，如果要求水面超过门顶 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 为0.5 m ，孔顶至水面的深度 为2 m，试求放水孔闸门上的水压力及作用点位置。

1.17  圆柱形锅炉直径3 m，右端为焊接的盖板，其中水深为1.5 m，炉内气体压力可通过U形水银测压计量测，若已测得测压计两支水银面差 0.6 m ，试求在锅炉盖板上所作用的总压力。

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 为 3 m ,  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，其半径 为0.5 m ，为 1 m ，为1.5 m，曲面宽 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 为12 000N 的金属块，锥阀自重 为310 N ，当不计滑轮摩擦时，问箱中水深 为多大锥形阀即可自动开启？

1.22  电站压力输水管，直径  为2 000 mm ，管材允许抗拉强度为137.20 Mpa，若管内作用水头为140 m，试设计管壁所需要的厚度。

1.23  如图示，闸门宽1.2m，铰在点，压力表的读数为 -14.7 kPa，在右侧箱中油的密度850 kg /m3，问在  点加多大的水平力才能使闸门平衡？