流体力学第2章习题解答.doc

第2章 流体静力学 2.1 大气压计的读数为100.66kPa(755mmHg)，水面以下7.6m深处的绝对压力为多少？ 知： 求：水下h处绝对压力 P 解： 2.2 烟囱高H=20m，烟气温度ts=300℃，压力为ps，确定引起火炉中烟气自动流通的压力差。烟气的密度可按下式计算：p=（1.25-0.0027ts）kg/m3，空气ρ=1.29kg/m3。 解：把代入得 压力差，把，，，分别代入上式可得 2.3 已知大气压力为98.1kN/m2。求以水柱高度表示时：（1）绝对压力为117.2kN/m2时的相对压力；（2）绝对压力为68.5kN/m2时的真空值各为多少？ 解：（1）相对压力：pa =p-p大气=117.72-98.1=19.62KN/ 以水柱高度来表示：h= pa/ =19.62* /（9.807* ）=2.0m （2）真空值： 以水柱高度来表示：h= pa/ =29.6* /（9.807* ）=3.0m 2.4 如图所示的密封容器中盛有水和水银，若A点的绝对压力为300kPa，表面的空气压力为180kPa，则水高度为多少？压力表B的读数是多少？ 解：水的密度1000 kg/m3，水银密度13600 kg/m3 A点的绝对压力为： 300=180+10009.8 h+136009.80.8 求得：h=1.36m 压力表B的读数 2.5 如图所示，在盛有油和水的圆柱形容器的盖上加载F=5788N已知h1=50cm，h2=30cm，d=0.4cm，油密度ρ油=800kg/m3水银密度ρHg=13600kg/m3，求U型管中水银柱的高度差H。 解：盖上压强 2.6 如右图所示为一密闭水箱，当U形管测压计的读数为12cm时，试确定压力表的读数。 解：容器内真空压强： 压力表的读数 2.7 如图所示，一密闭容器内盛有油和水，并装有水银测压管，已知油层h1=30cm，h2=50cm，h=40cm，油的密度ρ油=800kg/m3，水银密度ρHg=13600kg/m3求油面上的相对压力。 解：设油面的绝对压力为p 在水和汞接触面上有如下压力平衡关系： 则油面的相对压力 2.8 如图所示，容器A中液体的密度ρA=856.6kg/m3，容器B中液体的密度ρB=1254.3kg/m3，U形差压机中的液体为水银。如果B中的压力为200KPa，求A中的压力。 解：设水银U形管两边的水银面分别为1、2，则有 2.9 U形管测压计与气体容器K相连，如图所示已知h=500mm，H=2m。求U形管中水银面的高度差△H为多少？ 解：设K中真空压强为P，大气压为Pa，依题意得 得 2.10 试按复式测压计的读数算出锅炉中水面上蒸汽的绝对压力p。已知：H=3m，h1=1.4m，h2=2.5m，h3=1.2m，h4=2.3m，水银密度ρ=13600kg/m3。 解：如图所示标出分界面1、2和3，根据等压面条件，分界面为等压面。 3点的绝对压力为：P3=Pa+?Hgg(h4- h3) 2点的绝对压力为：P2=P3-?H2Og(h2- h3) 1点的绝对压力为：P1=P2+?Hgg(h2- h1) 蒸汽的绝对压力为：P=P1-?H2Og(H- h1) 整理上式得： P= Pa+?Hgg(h4- h3+h2- h1) -?g(H -h1) 将数据代入上式得： P=10132.5+13600×9.8×（2.3-1.2+2.5-1.4）-1000×9.8×（3-1.4）=361004.44 Pa 2.11 如图所示，试确定A与B两点的压力差；已知：h1=500mm，h2=200mm，h3=150mm， h4=400mm。酒精的密度ρ1=800kg/m，水银的密度ρHg=13600kg/m3水的密度ρ=1000kg/m3. 解： 如图，可写处各个液面分界面的压强表达式： 联立方程，代入数据解得 =55370 2.12 用倾斜微压计来测量通风管道中的A,B两点的压力差△p,如图所示。 （1）若微压计中的工作液体是水，倾斜角α=45°，L=20cm，求压力差△p为多少？ （2）若倾斜微压计内为酒精（ρ=800kg/m3），α=30°，风管A，B的压力差同（1）时，L值应为多少？ 解： （1） 2.13 有运水车以30km/h的速度行驶，车上装有长L=3.0m，高h=1.0m，宽b=2.0m的水箱。该车因遇到特殊情况开始减速，经100m后完全停下，此时，箱内一端的水面恰到水箱的上缘。若考虑均匀制动，求水箱的盛水量。 解：设水车做匀