习题第1章水静力学课件.ppt

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L为1.8m，宽b为2.5m，闸门重1860N，倾角α为75°，闸门与门槽之间摩擦系数f为0.35，求启动闸门所需的拉力？ 1－13解： 设闸门重力分为对斜面的压力F1和沿斜面向下的力F2 1-14 一矩形平板闸门AB，门的转轴位于A端，已知门宽3m，门重9800N（门厚均匀），闸门与水平面夹角a为60°，hl为1.0m，h2为1.73m，若不计门轴摩擦，在门的B端用铅垂方向钢索起吊。试求：（1）当下游无水，即h3为0时启动闸门所需的拉力T；（2）当下游有水，h3为h2时启动所需的拉力T。 解: (1)当 AB 闸门上的压强分布图如AabB, 压力中心距闸底点B的距离 对A点取矩 拉力 (2)当 时, AB闸门上的压强分布如AacB, 对A点取矩 则拉力 1-15 有—直立的矩形自动翻板闸门，门高H为3m，如果要求水面超过门顶h为lm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0-0应放在什么位置？ 1－15解：作用在闸门上的总压力P若作用在转动轴0－0上，闸门不会翻转，若水位增高，总压力增大，作用点将提高，这样翻转门就会自动打开，所以求出作用点距闸底的距离，即为0－0转轴应放的位置 1-16 在渠道侧壁上，开有圆形放水孔，放水孔直径d为0.5m，孔顶至水面的深度h为2m，试求放水孔闸门上的水压力及作用点位置。 解: 闸门上的静水总压力 压力中心距水面的距离 1-17 圆柱形锅炉直径D=3m，右端为焊接的盖板，其中水深为1.5m，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h=0.6m，试求在锅炉盖板上所作用的总压力。 1-17 解: 由U 型测压计可求得气体压强 锅炉盖板上所作用的总压力为: 1－18 1-19 一弧形闸门，门前水深H为3m，α为45°，半径R为4.24m，试计算1米宽的门面上所受的静水总压力并确定其方向。 1－19解： 先求水平分力 垂直分力 1-20 由三个半圆弧所联结成的曲面ABCD，其半径R1为0.5m，R2为1m，R3为1.5m，曲面宽b为2m，试求该曲面所受的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W为12000N的金属块，锥阀自重G为310N，当不计滑轮摩擦时，问箱中水深H为多大时锥形阀即可自动开启？ 1-21 解： 设水体作用于锥形阀上的垂直压力为 当 时锥形阀恰好能自动开启， [圆柱体ABCD－圆锥体adc] h = 1.8－0.9 = 0.9 m 代入得： 1-22 电站压力输水管，直径D为2000mm，管材允许抗拉强度[σ]为13720N/cm2，若管内作用水头H为140m，试设计管壁所需要的厚度δ。 1.23 如图示，闸门AB宽1.2m，铰在A点，压力表G的读数为－14700N／m2，在右侧箱中油的容重γ0＝8.33KN/m2，问在B点加多大的水平力才能使闸门AB平衡？ 1－23解：计算作用在闸门AB上的水压力 作用在闸门AB上的水压力： 第一章思考题解答 1-2 试分析图中压强分布图错在哪里？ 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？何为等压面？等压面的条件有哪些？ 答：A-A是等压面，B-B和C-C不是等压面。 等压面：在静止液体中，压强相等的各点连接成的面。 等压面的条件有哪些：在重力作用下，同一连续液体的水平面时一个等压面。 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： （1）AB两测压管中水位是否相同？如相同时，问AB两点的压强是否相等？ （2）把容器II提高一些后，p0比原来值增大还是减小？两测压管中水位变化如何？ 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面3m，管内液面压强p0为78000Pa；左管与大气相通。求：（1）容器内液面压强pc；（2）左侧管内水面距容器液面高度h？ 1-1解： （1） 通过容器自由表面的水平面位等压面 故 （2） 1-2 盛有同种介质（容重γA=γB=11.lkN／m3）的两容器，其中心点A、B位于同一高程，今用U形差压计测定A、B点之压差（差压计内盛油，容重γ0＝8.5kN／m3），A点还装有一水银测压计。其它有关数据如图题1-2所示。问： 1. A、B两点之压差为多少？ 2. A、B两点中有无真空存在，其值为多少？ 1-2