作业习题
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第二章习题
2-1如图2-34所示，烟囱高H=20m,烟气温度Ts=300℃，压强ps，试确定引起火炉中烟气自动流通的压强差。烟气密度可按下式计算：ρs=(1.25-0.0027ts)kg/m3，空气的密度ρa=1.29)kg/m3
【166.7Pa】
2.2 如图2-35所示为一直煤气管。为求管中静止煤气的密度，在高度H=20m 的两个断面装U形管测压计，内装水。已知管外空气的密度为ρa=1.28 kg/m3，测压计读数h1=100mm，h2=115mm。与水相比，U形管中气柱的影响可以忽略。求管内煤气的密度。
【0.53kg/m3】
2-3如图2-36所示，U形管压差计水银面高度差H=15cm.求充满水的A，B两容器内的压强差。
【18533Pa】
2.4如图2-37所示，U形管压差计与容器A连接，已知h1=0.25m,h2=1.61m,h3=1m。求容器A中水的绝对压强和真空。
【33310Pa,68015Pa】
2-5如图2-38所示，在盛有油和水的圆柱形容器的盖上加载荷F=5788N，已h1=30cm,h2=50cm,d=0.4m,油的密度ρoi=800kg/m3，水银的密度ρ=13600 kg/m3，求U形管中水银柱的高度差H。
【0.4m】
2-6如图2-39所示，两根盛有水银的U形测压管与盛有水的密封容器连接。若上面测压管的水银液面距自由液面深h1=60cm,水银柱高h2=25cm，下面测压管的水银柱高h3=30cm，ρ=13600 kg/m3，试求下面测压管水银面距自由液面的深度h4。
【1.28m】
2-7如图2-40所示，一封闭容器内盛有油和水，油层厚h1=30cm,油的密度ρoi=800kg/m3,盛有水银的U形测压管的液面距水面的深度h=50cm,水银柱的高度低于油面h=40cm。试求油面上的计示压强。
【46088Pa】
2-8如图2-41所示，处于平衡状态的水压机，其大活塞上受力F1=4905N,杠杆柄上作用力F2=147N,杠杆臂a=15cm,b=75cm。若小活塞直径d1=5cm，不计活塞的高度差及其质量，计及摩擦力的校正系数η=0.9，求大活塞直径d2。
【12.43cm】
2-9如图2-42所示为双液式微压计，A、B两杯的直径均d1=50mm, 用U形管连接，U形管直径d2=5mm，A杯盛有酒精，密度为ρ1=870kg/m3,B杯盛有煤油，密度ρ2=830kg/m3。当两杯上的压强差⊿p=0时，酒精煤油的分界面在0-0线上。试求当两种液体的分界面上升到0′-0′位置，h=280mm时⊿p等于多少？
【156.7Pa】
2-10试按复式水银测压计（图2－43）的读数算出锅炉中水面上蒸汽的绝对压强p。已知：H=3m,h1=1.4m, h2=2.5m,h3=1.2m,h4=2.3m,水银的密度ρ=13600kg/m3。
【366284Pa】
2-11如图2-44所示,直线行使的汽车上放置一内装液体的U形管，长l=500mm。试确定当汽车以加速度a=0.5m/s2形式时两直管中的液面高度差。
【2.55cm】
2-12如图2-45所示，油罐车内装着密度ρ=1000kg/m3的液体，以水平直线速度v=36km/h行使，油罐车的尺寸为，D=2m, h=0.3m, l=4m。车在某一时刻开始减速运动，经100m距离后完全停下。若为均匀制动，求作用在侧面A上的力多大？
【46308N】
2-13如图2-46所示，一正方形容器，底面积为b×b=200×200mm2，质量m1=4kg。当它装水的高度h=150mm时，在m2=25kg的载荷作用下沿平面滑动。若容器的底与平面间的摩擦系数Cf=0.3，试求不使水溢出时容器的最小高度H是多少？
【0.213m】
2-14如图2-47所示为一等加速向下运动的盛水容器，水深h=2m,加速度a=4.9m/s2。试确定：（1）容器底部的流体绝对静压强。（2）加速度为何值时容器底部所受压强为大气压强？（3）加速度为何值时容器底部的绝对静压强等于零[提示：对本题Fx=0，Fy=0， Fz=a-g，由积分压强公式（2－3）得p=pа+ρgh（1-a/g）]？
【111138Pa,9.80665m/s2,60.4692 m/s2】
2-15图2-48所示为一圆柱形容器，直径d=300mm,高H=500mm,容器内装水，水深h1=300mm,使容器绕垂直轴做等角速旋转。（1）试确定水正好不溢出时的转速n1；（2）求刚好露出容器底面时得转速n2；这时容器停止旋转，水静止后得深度h2等于多少？
【178.6r/min,199.7r/min,0.25m】
2-16如图2-49所示,为了提高铸件的质量，用离心铸造机铸造车轮。已知铁水密度ρ=7138 kg/m3，车轮尺寸h=200mm，d=900 mm，下箱由基座支承，上箱及其砂重为10kN。求转速n=600 r/min时车轮边缘处的计示压强和螺栓群A-A所受的总拉力。
【2864kPa，905kN】
2-17如图2-50所示，一圆柱形容器，直径d=1.2，充满水，并绕垂直轴等角速度旋转。在盖顶上ro=0.43m处安装一开口测压管，管中的水位h=0.5m。问此容器的转速n为多少时顶盖所受的静水总压力为零?
【427 r/min】
2-18 如图2-51所示，圆柱形容器的直径d=600mm，高H=500mm，盛水至h=400mm，余下的容积盛满密度ρ=800 kg/m3的油，容器顶盖中心有一小孔与大气相通。若此容器绕其主轴旋转，问转速n多大时油面开始接触到底板？求此时顶盖和底板上的最大和最小计示压强[提示：油水分界面为等压面]。
【157 r/min,11270Pa,0;16173Pa,3922Pa】
2-19如图2-52所示，求斜壁上圆形闸门上的总压力及压力中心。已知闸门直径d=0.5m, a=1m,α=60o。
【2083N,1.263m】
2-20如图2-53所示为绕铰链O转动的倾斜角α=60o的自动开启式水闸，当水闸一侧的水位H=2，另一侧的水位h=0.4时，闸门自动开启，。试求铰链至水闸下端的距离x。
【0.8m】
2-21水作用在下图所示3/4圆柱面ABCD上，画出（a）(b)（c）种开口测压管位置⊿1,⊿2,⊿3情况的压力体及总压力垂直分力的作用方向。
2-22如图2-55所示为盛水的球体，直径d=2m，球体下部固定不动，求作用于螺栓上的力。
【10264N】
2-23如图2-56所示为一储水设备，在C点测得绝对压强=196120Pa，h=2m,R=1m，求作用于半球AB的总压力。
【256.72KN】
2-24如图2-57所示为一扇形闸门，宽度B=1m，α=45o.水头H=3m。求水对闸门的作用力的大小及方向。
【45570N,75o30′】
2-25如图2-58所示为一扇形闸门，半径R=7.5m，挡着深度h=4.8m的水，其圆心角α=43o，旋转轴距渠底H=5.8m，闸门的水平投影CB=a=2.7m，闸门宽度B=6.4m，试求作用在闸门上的总压力的大小和压力中心。
【894603N,4.41m】
2-26如图2-59所示为一直径d=2m,长l=1m的圆柱体，放置于α=60o的斜面上，左侧受水压力，圆柱与斜面接触点A到水面的深度h=1m。求此圆柱体所受的静水总压力。
【24135N】
2-27 如图2-60所示，盛有水的容器底部有圆孔口，用空心金属球体封闭，该球体的重力W=2.452N，半径r=4cm，孔口直径d=5cm，水深H=20cm。试求提起该球体所需之最小力F。
【3.762N】
2-28如图2-61所示，汽油箱底部有锥阀，其尺寸为d1=100mm，d2=50mm, d3=25mm, a=100mm, b=50mm,汽油密度ρ=830kg/m3，略去阀芯自重和运动时的摩擦阻力。试确定：（1）当压强表读数为P=9.806×103Pa时，提升阀芯所需的初始力F；（2）F=0时箱中空气的计示压强pe等于多少？
【12.64N,1221Pa】
2-29如图2-62所示，直径d=1m,高h=1.5的圆柱体容器内充满密度=900kg/m3的液体，顶盖中心开孔通大气。若容器绕中心轴以n=50r/min的转速旋转，求容器的上盖、底面和侧面所受的液体总压力。
【1209 N,11602 N,45686 N】
2-30 如图2-63所示，转动桥梁支承于直径d=3.4m的圆形浮筒上，浮筒漂浮于直径d1=3.6m的室内。试确定：（1）无外载荷而只有桥梁和浮筒自身的重力W=29.43×104N时，浮筒沉没在水中的深度H；（2）当桥梁的外载荷F=9.81×104N时，桥梁的沉没深度h。
【3.307m,0.12m】
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