流体静力学-典型例题详解.ppt

典型例题详解,2 流体静力学,主要参考书,流体力学、水力学题解，莫乃榕、槐文信编著，华中科技大学出版社，2002年1月。 流体力学学习方法及解题指导，程军、赵毅山编著，同济大学出版社，2004年9月。 流体力学题解，张也影、王秉哲编著，北京理工大学出版社，1996年4月。 流体力学学习辅导与习题精解，蔡增基编，中国建筑工业出版社，2007年8月。,主要参考书(续),2500 Solved Problems in Fluid Mechanics and Hydraulics, Jack B. Evett & Cheng Liu, McGraw-Hill Publishing Company, 1989. Solving Problems in Fluid Mechanics Volume 1, Third Edition, J. F. Douglas & R. D. Matthews, 世界图书出版公司, 1996. Solving Problems in Fluid Mechanics Volume 2, Third Edition, J. F. Douglas & R. D. Matthews, 世界图书出版公司, 1996.,典型例题详解,例21流体静压强特性(见主要参考书第18页) 例22多种液体中压强分布应用(见主要参考书第20页) 例23封闭水箱中压强计算(见主要参考书第24页) 例24复式测压计应用(见主要参考书第27页) 例25水闸门上压力计算(见主要参考书第30、31页) 例26贮水容器半球压力(见主要参考书第33、34页) 例27弧形闸门压力计算 例28U形管角速度测量仪,【例2-1】(见主要参考书第18页),池壁和水体的点压强图,【解】根据流体静力学基本方程，知,注：压强方向由流体静压强的特性确定(见图)。,【例2-2】 (见主要参考书第20页),多种液体中压强分布图,由(1)、(2)式得,【解】建立等压面(如图)，则有p2=p3，又据流体静力学基本方程，可列,(1),(2),【例2-3】 (见主要参考书第24页),【解】(1)由流体静力学基本方程知，水箱底压强最大，且,封闭水箱压强分布图,(2)液面压强p0=78.46kPa时，其相对压强为,【例2-4】(见主要参考书第27页),复式测压计图,【解法一】根据流体静力学基本方程和等压面的概念，并考虑到气体 ，应有,由此可解得,【解法二】利用等压面的规律，直接列出5与1之间的压强关系,由此可得,【例2-5】 (见主要参考书第30至31页),作用于铅直闸门的压力图,(静止液体作用在平壁上的总压力解法简介),(1)解析法。总压力大小为,即受压面形心处压强pc乘以受压面面积A。,压力作用中心,Ic为受压面对形心轴的惯性矩。计算中，yc、yD是从自由液面算起，并平行于作用面。,(2)图解法。其步骤为：,先绘出压强分布图，总压力的大小等于压强分布图的面积S乘以受压面的宽度b，即,总压力的作用线通过压强分布图的形心，作用线与受压面的交点就是总压力的作用点。,【解法一】解析法。,【解法二】图解法。先绘出静压强分布图(板书), 然后由,压力中心的确定。作图(板书)；或将梯形划分为已知形心位置的三角形和矩形，利用总面积对某轴的矩等于各部分面积对同一个轴的矩之和求得，即由,得,【解法三】(1)总压力的大小。设任一高度h处压强为p, 其对应微元高度dh(板书绘图)的面积dA=bdh上所受压力为,则作用在闸门上的总压力为,(2)确定压力中心的位置。利用总压力对某轴的矩等于各力对同一轴的矩之和相等的原理，即由,可得,【例2-6】(见主要参考书第33至34页),贮水器图,【解】(1)各半球的水平分力,据其对称性, A、B半球盖所受水平分力为,C半球盖受力面积为半圆面积，所受水平分力,(2)各半球形盖的铅直分力,(3)各半球的合力(略)。,(),【例2-7】如图所示为一溢流坝上的弧形闸门，已知：R=10m，门宽b=8m，=30，试求：(1)作用在该弧形闸门上的静水总压力；(2)压力作用点的位置。,弧形闸门图,铅直分力为,总压力为,(2)合力作用线与水平方向的夹角为,合力P与闸门的交点到水面的距离为,【例2-8】图示U形管角速度测量仪，两竖管距离旋转轴分别为R1=0.08m, R2=0.20m, h=0.06m, 求。,U形管角速度测量仪图,【解】选取坐标系(如图示),设右侧竖管液面到横管的距离为h。根据等角速度旋