工程流体力学习题

工程流体力学

一、名词解释（10分）

1.理想流体：完全没有粘性的流体。

2.控制体：流场中某一确定不变的区域。

3.压力中心：总压力的作用点。

4.水力光滑：层流底层厚度大于绝对粗糙度，阻力系数只是雷诺数的函数。

5.流线：同一瞬间相邻各点速度方向线的连线。

6.层流：流动中粘性力影响为主，流体质点间成分层流动主要表现为摩擦。

7.水力坡度：沿流程单位长度的水头损失。

8.扬程：由于泵的作用使单位重力液体所增加的能量，叫泵的扬程。

9.湿周：与液体接触的管子断面的周长。

10.当量长度：把局部水头损失换算成相当某L当管长的沿程水头损失时，L当即为当量长度。

11.流体：易流动的物质，包括液体和气体。

12.迹线：流体质点运动的轨迹。

13.系统：包含确定不变流体质点的任何集合。

14.水力粗糙：当层流底层的厚度小于管壁粗糙度时，即管壁的粗糙突起部分或全部暴露在紊流区中，造成新的能量损失，此时的管内流动即为水力粗糙。

15.压力体：是由受压曲面、液体的自由表面或其延长面和由该曲面的最外边界引向液面或液面延长面的铅垂面所围成的封闭体积。

16.短管：计算中不可以忽略的局部水头损失和流速损失的管路。17.紊流：雷诺数大于2000的流动，表现的是液体质点的相互撞击和掺混。

18.粘性：是流体阻止发生变形的一种特性。

19.当量直径：对于非圆形的管路，当量直径等于水力半径的1/4倍。

20.水力半径：管路的断面面积与湿周之比。

21.真空压力：是指流体的绝对压力低于大气压力产生真空的程度。22.绝对压力：是以绝对真空为基准计量的压力。

23.虚压力体：压力体和液体在受力曲面的异侧，此压力体称作虚压力体。

24.位变加速度：由位置变化引起的加速度。

25.质量流量：单位时间内通过有效断面的流体质量。

26.实际流体：具有粘性的流体。

27.密度：流体单位体积内所具有的质量。

28.压缩性：在温度不变的条件下，流体在压力作用下体积缩小的性质。

29.膨胀性：在压力不变的条件下，流体温度升高时，其体积增大的性质。

30.等压面：自由液面、受压曲面和受压曲面各端点向上引至自由液面构成的封闭曲面所围成的体积。

31.水头：液柱的高度。

32.表压：以当地大气压为基准而计量的压力。

33.浮体：漂浮在液面上的物体。

34.潜体：完全淹没在液体中的物体。

35.稳定流：流场中每一空间点所有的运动参数均不随时间变化。

36.流束：充满在流管内部的流体。

37.体积流量：单位时间内所通过的流体体积。

38.缓变流：指流线之间的夹角比较小和流线曲率半径比较大的流动。

39.动能修正系数：实际动能与理想动能之比。

40.量纲：用来表征各种物理量性质和种类的。

41.单位：用来度量各种物理量数值大小的尺度。

42.雷诺数：表示惯性力与粘滞力的

比。

43.自由液面：与大气相通的液面。

44.重度：流体单位体积内所具有的

重量。

45.相对密度：某液体的密度与标准

大气压下4℃(277K)纯水的密度之

比。

46.粘性：是流体阻止发生变形的一

种特性。

47.实压力体：压力体和液体在受力

曲面的同侧，此压力体称作实压力

体。

48.时变加速度：因时间变化引起的

加速度。

49.流管：在流场中作一封闭曲线，

通过该曲线上各点作流线所构成的

管状表面。

50.有效断面：流束或总流上垂直于

流线的断面。

51.有压管流：液体完全充满的管

路。

52.简单管路：单一一条管线，无任

何分支的管路。

53.长管：可以忽略管路中的局部水

头损失和流速损失的管路。

54.孔口出流：液体自容器壁或底上

的孔洞泄出。

55.小孔口：当孔口的高度小于孔口

形心在液面以下深度的1/10时，此

孔口叫做小孔口。

56.自由出流：孔口出流于大气中的

流动。

57.淹没出流：出流于液体中的流

动。

58.流速系数：实际流速与理想流速

之比。

59.流量系数：实际流量与理想流量

之比。

60.管嘴：在孔口上接一段长度为

3-4倍孔口直径的短管。

二、填空（10分）

1．液体和气体具有相同的特性，即

（不能保持一定的形状，有很大的

流动性）；

2．液体的分子距比气体的分子距

（小）；

3．（粘性）是流体阻止发生变

形的一种特性；

4．当流体处于（静止或相对静止）

状态时，不存在内摩擦力；

5．作用在流体上的力分为（质量

力）和（表面力）两大类；

6．流体包括（液体）和（气

体）；

流体自由表

面上的静压力）和（从该点到自由

表面的单位面积上的液柱重力）两

部分组成；

8．流体密度ρ=960kg/m3，则相对

密度δ=（0.96 ）；

9．流体相对密度δ=0.95，则密度

ρ=（ 950 ）kg/m3；

10．静力学基本方程式的适用条件

是（重力作用下的连续、均质、平

衡流体）;

11．流体密度ρ=1000kg/m3、粘度

μ=10-3PA.s，v =( 10-6 )m2/s;

12．液体中斜平面的压力中心在形

心之（下）；

13．绝对压力 = 表压力+（大气压

力）；

14．真空度=大气压力-（绝对压

力）；

（比位能）与（比压能）之和。

16．流体粘度μ= 10-3P A.s、v=10-6

m2/s, ρ=( 1000 ) kg/m3;

17．液体中垂直平面的形心在压力

中心之（上）；

18．压力体是由（受压曲面）、（液

体的自由表面或其延长面）和（由

该曲面的最外边界引向液面或液面

延长面的铅垂面所围成的封闭体

积）三部分组成的。

19．静止流体中任何一点上各个方

向的静压力（大小相等），与作用方

向无关；

20．静压力的方向永远（沿着作用

面的内法线方向）；

21．用欧拉法描述流体的流动时，

加速度由（时变加速度）和（位变

加速度）两部分组成；

22．流线不能相交也不能（折转）；

23．单位时间内通过的流体体积，

称为（体积流量）；

24．动能修正系数是（实际动能）

和（理想动能）的比值；

25．物理量流量Q的量纲为

（[L3/T] ）；

26．物理量速度v的量纲为

（[L/T] ）；

27．物理量密度ρ的量纲为

（ [M/L3] ）；

28．雷诺数的物理意义为（惯性

力）与（粘滞力）的比；

29．圆管中的流体由层流变成紊流

的临界雷诺数是（ 2000 ）；

30

大流速的（ 0.5 ）倍；

31．圆管层流断面的最大流速是平

均流速的（ 2 ）倍；

32．水力半径=（断面面积）/（湿

周）；

33．对于圆管来说，水力半径越大，

阻力（越小）；

34．流体流动存在两种流动状态，

即（层流）和（紊流）；

35．雷诺数越大，表明（惯性力）

占主要地位；

36．紊流流动可分为三部分，即（层

流底层）、（过渡区）和（紊流核

心区）；

37．管路中全流程总的水头损失等

于所有（沿程水头损失）与（局

部水头损失）的总和；

38．从层流转变到紊流时的临界流

速称为（上临界流速）；

39．从紊流转变到层流时的临界流

速称为（下临界流速）；

40．流体流动阻力分为（沿程阻力）

和（局部阻力）两类；

41

（圆管轴心）处；

42．在圆管层流中的水力摩阻系数

λ等于（64/Re）；

43．管路中的局部水头损失和流速

损失在计算中可忽略不计，该管路

称为（长管）；

44．在长输管路中在某一区间加大

管径来降低（水力坡度），以达到（延

长输送距离）的目的；

45．在长输管路中在某一区间并联

管线，以达到（降低水头损失）和

（增大输送量）的目的；

46．发生水击现象的物理原因主要

是由于液体具有（惯性）和（压

缩性）；

47．串联管路的各管段的（流量）

相等；

48．串联管路的全管段的总水头损

失等于（各管段水头损失之和）；

49．并联管路中各分段管路的（水

头损失）相等；

50．并联管路的全管段的总流量等

于（各分段管路的流量之和）；

三、选择题：（10分）

1、下列那个物质不是流体（C 离心

泵）；

2、流体只能抵抗（A 压力）；

3、流体不具有的特点是（ D 分子

间引力较大）；

、能形成自由表面的流体是（B聚

合物溶液）；

5、下列哪个不是作用在流体上的质

量力（D 压力）；

6、流体静压力的方向永远沿着作用

面的（A 内法线方向）；

7、下列哪个不是等压面的特性（B

等压面垂直与等势面）；

8、以绝对真空为基准计量的压力是

（C 绝对压力）；

9、流体作用在平面的总压力与下列

哪个因素无关（B 容器的形状）；

10

位于（D 面积形心处）；

11、下列哪个是实压力体的特点（A

液体在曲面之上）；

12、下列哪个是虚压力体的特点（B

压力体内无液体）；

13、用欧拉法描述流体流动时，由

于位置变化而引起的加速度称为（C

位变加速度）；

14、用欧拉法描述流体流动时，时

变加速度和位变加速度之和称为（B

全加速度）；

15、理想流体的流动和实际流体的

流动是按照流体是否有（A 粘性）

的性质而分的；

16、不可压缩流体的流动和可压缩

流体的流动是按照流体是否有（B

压缩性）的性质而分的；

17、下列哪个不是流线的特点（D

稳定流时，流线与迹线不重

合）；

18、下列哪个不是流管的特点（C

流管内外有流体质点交换）；

19、下列哪个不是流体力学的三大

方程（C 流线方程）；

20、下列哪个不是总流的伯努力方

程适用条件（D 所取断面为任意断

面）；

21、下列哪个不是系统界面的特性

（C 不存在能量交换）；

22、下列哪个不是控制体周界的特

性（A 形状、大小可改变）；

23、下列哪个是流体力学常用的基

本量纲（B [L] ）；

24、下列哪个是流体力学常用的导

出量纲（D [L/T]）；

25、若x为任一物理量，其量纲可

表示为[x]=[LαMβTγ]。若α≠0，

β=γ=0，则x称为（B几何学量纲）；

26、若x为任一物理量，其量纲可

表示为[x]=[LαMβTγ]。若α≠0，

β≠0，γ=0，则x称为（C运动学

量纲）；

27、若x为任一物理量，其量纲可

表示为[x]=[LαMβTγ]。若α≠0，

β≠0，γ≠0，则x称为（D动力

学量纲）；

28、若x为任一物理量，其量纲可

表示为[x]=[LαMβTγ]。若α=0，β

=0，γ=0，则x称为（A无量纲量）；

29、下列运算中可以用有量纲量的

是（D幂函数运算）；

30、流体流动阻力产生的根本原因

在于（A 流体内部运动特性）；

31、流体流动表现为液体质点的摩

擦与变形，称为（B层流状态）；

32、流体流动表现为液体质点的相

互碰撞与掺混，称为（C 紊流状

态）；

33、上临界流速（C大于）下临界

流速；

34、判别层流和紊流的标准是（D

下临界雷诺数）；

35、流体运动时，雷诺数较小，说

明（B 惯性力较弱）；

36

明（C 惯性力较强）；

37、圆管层流的最大流速是平均流

速的（D 2）倍；

38、圆管层流的平均流速是最大流

速的（A 0.5 ）倍；

39、圆管层流的沿程水头损失与平

均流速成（B 二次方）的关系；

40、圆管层流的沿程水力摩阻系数

仅取决于（C雷诺数）；

41、当量直径是水力半径的（D 4）

倍；

42、当孔口的高度小于孔口形心在

液面以下深度的（D 1/10）时，称

为小孔口；

43、当孔口的高度大于孔口形心在

液面以下深度的（ D 1/10）时，称

为大孔口；

44、在长输管路中常在某一区间加

大管径来（B 降低水力坡度），以

达到延长输送距离的目的；

45、在输油管路中常铺设并联的付

线，以达到（A 增大输送量）的目

的；

四、简答题：（ 10分）

1.液体和气体有哪些不同性质？

不易压缩；液体能形成自由液面。

（2）气体的分子距较大，易压缩；

气体不能形成自由液面，需密封在

容器内且均匀充满容器。

2.流体和固体有哪些不同性质？

答：（1）流体只能抵抗压力，不能

抵抗拉力和切力，不能保持一定的

形状。（2）固体具有抵

抗压力、拉力和切力三种能力，在

外力作用下仅发生很小变形，而且

到一定程度后变形就停止。

3.牛顿内摩擦定律的内容是什么？

答：流体内摩擦力的大小与流体的

性质有关，与流体的速度梯度和接

触面积成正比。

4.液体和气体的粘性有何区别？原

因是什么？答：答：（1）温度升

高时液体的粘滞系数降低，流动性

增加。这是因为液体的粘性主要是

由分子间的内聚力造成的。温度升

高时，分子间的内聚力减小，粘滞

系数就要降低。（2）温度升高时，

气体的粘滞系数增大。造成气体粘

性的主要原因时气体内部分子的热

运动。当温度升高时，气体分子的

热运动的速度加大，速度不同的相

邻气体层之间的质量和动量交换随

之加剧，所以，气体的粘性将增大。

5.作用在流体上的力，包括哪些

力？答：作用在流体上的力，按力

的表现形式分为质量力和表面力两

类。质量力包括重力、直线惯性力

和离心惯性力；表面力包括压力和

切力。

6.流体静压力有哪些特性？答：

（1）静压力方向永远沿着作用面的

内法线方向；（2）静止流体中任何

一点上各个方向的静压力大小相

等，与作用方向无关。

7.等压面及其特性是什么？答：静

压力相等的各点所组成的面称为等

压面。等压面的特性有：（1）等压

面是等势面；（2）等压面与质量力

互相垂直；（3）两种互不相溶的流

体处于平衡时，它们的分界面必为

等压面。

8.何谓压力体？答：压力体是由受

压曲面、液体的自由表面或其延长

面和由该曲面的最外边界引向液面

或液面延长面的铅垂面所围成的封

闭体积三部分组成的。

9.欧拉法中加速度如何表示？答：

用欧拉法描述流体的流动时，加速

度由两部分组成：时变加速度和位

变加速度。

10、通常根据什么将流动分为稳定

流动和不稳定流动、理想流体的流

动和实际流体的流动？答：通常根

据流体的流动要素是否随时间变

化，将流动分为稳定流动和不稳定

流动；通常根据把流体看作是否具

有粘性，将流动分为理想流体的流

动和实际流体的流动。

11、流线有何特点？答：（1）不稳

定流时，流线形状随时间变化；（2）

稳定流时，流线形状不随时间变化，

流线与迹线重合；（3）流线不能相

交也不能折转，只能平缓过渡。

12、连续性方程的物理意义是什

么？答：流体在单位时间流出和流

入单位体积空间的质量差与其内部

质量变化的代数和为零。

13、欧拉运动微分方程的适用条件

是什么？答：

可压缩和不可压缩流体；（3）稳定

流和不稳定流。

14、节流式流量计的基本原理是什

么？答：当管路中液体流经节流装

置时，液流断面收缩，在收缩断面

处流速增加，压力降低，使节流装

置前后产生压差，可通过测量压差

来计量流量的大小。

15、常用的节流式流量计有哪些？

答：常用的节流式流量计有孔板、

喷嘴和文丘利管。

16、什么叫无量纲量？答：当某一

-1-

物理量的量纲可简化为零时，该物理量称为无量纲量。

17、什么叫量纲和谐原理？答：一个正确、完整的反映客观规律的物理方程中，各项的量纲是一致的，叫量纲和谐原理。

18、什么叫π定理？答：任何一个物理过程，如果包含有n个物理量，涉及到m个基本量纲，则这个物理过程可由n个物理量组成的（n-m）个无量纲量所表达的关系式来描述。由于这些无量纲量用π来表示，这个定理叫π定理。

19、液流阻力是怎样产生的？答：流体在管道内流动，由于管壁界面的限制，使流体与壁面相接触，发生流体质点与管壁之间的摩擦与撞击而消耗能量，形成阻力。

20、液流阻力表现为哪些形式？答：液流阻力分为沿程阻力和局部阻力两大类。

21、液流阻力是怎样分类的？答：根据流体运动边界状况的不同，把流体流动的阻力分成类。在边壁沿程不变的管段上，流动阻力只有沿程不变的切应力，称为沿程阻力；在边界急剧变化的局部区段，会产生较大的局部阻力。

22、为什么可用水力半径表示断面对阻力的影响？答：通常把与液体接触的管子断面的周长叫湿周，湿周越长，阻力越大。但是只靠湿周并不能全面地表明管径大小和形状对阻力的影响，管路断面面积的大小也是影响阻力的一个重要因素。水力半径是断面面积与湿周的比值，它标志着管路的几何形状对阻力的影响。

23、层流有什么特点？答：层流主要表现为流体质点的摩擦与变形。

24、紊流有什么特点？答：紊流主要表现为流体质点的相互撞击与掺混。

25、为什么用雷诺数判别流态能够说明流动阻力的物理本质？答：雷

体物理性质对流态的影响，综合了引起流动阻力的内外因，揭示了流动阻力的物理本质。

26、在工程上为什么采用下临界雷诺数作为判别流态的标准？答：实验表明，不论流体的性质和管径如何变化，下临界雷诺数接近常数，但上临界雷诺数很不稳定，所以，通常采用下临界雷诺数作为判别流态的标准

27、简述绝对粗糙度、平均粗糙度和相对粗糙度的区别？答：

面的粗糙突出部分的高度称为绝对粗糙度；（2）把所有壁面的粗糙突出部分的高度取平均值，该平均值称为相对粗糙度；（3）绝对粗糙度与管子直径（或半径）的比值称为相对粗糙度。

28、水力光滑与水力粗糙如何划分的？答：（1）当层流底层的厚度大于壁面的绝对粗糙度时，层流底层以外的紊流区域完全感受不到壁面粗糙度的影响，流体好象在完全光滑的管子中流动一样，称为水力光滑；（2）当层流底层的厚度小于壁面的绝对粗糙度时，壁面粗糙度将对紊流流动发生影响，这种管内流动称为水力粗糙。

29、何谓有压管路？答：管道中流体过水断面边界完全与壁面接触，不存在自由表面的流动管路。

30、长管和短管是如何划分的？答：在管路的水力计算时，根据沿程水头损失和局部水头损失所占的比例，可以把管路分为长管和短管两大类。如果管路中的局部水头损失和流速水头所占的比例很小，在计算中可以忽略不计，这种管路称为长管。反之，如果管路中的局部水头损失和流速水头所占的比例较大，在计算中可以不能忽略，这种管路称为短管。

31、长管的水力计算通常有哪几类问题？答：长管的水力计算通常有

三类问题：（1）已知流量、管道尺

寸、管件，计算管路系统的阻力损

失；（2）给定流量、管长、所需管

件和允许压力降，计算管路直径；

（3）已知管道尺寸、管件和允许压

力降，求管路中流体的流速或流量。

32、串联管路有何特点？答：（1）

串联管路中各个管段的流量相等；

（2）全管段的总水头损失为各段水

头损失的总和。

33、在输油管上，串联管路可用来

解决哪些问题？答：在流量一定的

情况下，由于串联的大管径比小管

径的水力坡度要小，所以在长输管

路上常在某一定区间加大管径来降

低水力坡度，以达到延长输送距离

的目的。

34、并联管路有何特点？答：（1）

并联管路中流量的总和等于各个支

管段的总流量；（2）并联管路中各

个支管段的水头损失相等。

35、在输油管路上，并联管路可用

来解决哪些问题？答：在输油管路

上，常常利用铺设并联的付线，以

达到增大输送量和降低水头损失的

目的。

36、分支管路的流动特点是什么？

答：（1）对于不可压缩流体，总管

的流量等于各支管流量之和；（2）

由于支管的存在，主管内各部分流

量不同，主管的阻力损失必须分段

加以考虑；（3）流体在某一分支点

处无论其以后向何处分流，其机械

能为一定值。

37、什么叫管路特性曲线？答：在

已知管长、管径和液体性质的情况

下，给定不同的流量，即可算出相

应的水头损失与流量的关系曲线，

称为管路特性曲线。

38、孔口出流有何特点？答：液流

经孔口时，流线不能折转，所以出

流后将形成收缩断面，其位置一般

在距孔口高度的1/2处。

39、什么叫收缩系数？答：当全部

最小，把收缩断面的面积与孔口的

断面面积之比，称为收缩系数。

40、在同样水头和面积的情况下，

为什么通过管嘴的流量比通过孔口

的流量大？答：由实验证明，在同

样水头和面积的情况下，因为管嘴

的流量系数大于孔口的流量系数，

所以通过管嘴的流量比通过孔口的

流量大。

五、计算题：（ 10分）

1.某种物质的密度ρ=

2.94×10

3/3，试求它的相对密度。

解：

94

.2

1000

3

10

94

.2?

=

=

水

ρ

ρ

δ

2.体积为5 m3的水，在温度不变的

条件下，当压强从98000 PA增加到

490000 PA时，体积减少1l。求水

的压缩系数及弹性系数。

解：压缩系数

()

)

/1(

10

10

1.5

98000

490000

5

3

10

Pa

p

V

V

p

-

?

=

-

?

-

-

-

=

?

?

-

=

β

弹性系数

)

(

9

10

96

.1

1

Pa

p

V

p

V

E?

=

=

?

?

-

=

β

3．水的体积弹性系数为1.96×109

PA，问压强改变多少时，它的体积

相对压缩1%。

解：由体积弹性系数公式可得

()

)

(

7

10

96

.1

%

1

9

10

96

.1

Pa

V

V

E

p

?

=

-

?

?

-

=

?

-

=

?

4．如图所示活塞油缸，其直径为

=12，活塞直径=11.96，活

塞长度L=14Cm，油的粘度μ=0.065

PA.，当活塞移动速度为 0.5/

时，试求拉回活塞所需的力F=？

解：由牛顿内摩擦定律得

)

(

54

.8

2

)

1196

.0

12

.0(

5.0

14

.0

1196

.0

065

.0

2

)

(

5.0

)

(

065

.0

N

d

D

dL

y

u

A

T

F

=

-

?

?

?

?

=

-

?

?

=

=

=

π

π

μ

5．图中表示浮在油面上的平板，

其水平方向上的运动速度为1m/s，

δ=10mm，油粘度μ=0.09807 PA.s，

求作用在平板单位面积上的阻力。

解：由牛顿内摩擦定律得

)

(

807

.9

01

.0

1

09807

.0

Pa

y

u

=

?

=

=μ

τ

6.容器中装有水和空气（见图），求

图中A、B、C和D各点的表压力？

已知h1=h4=0.9m，h2= h3=0.305m。

解：

KPa

h

h

g

P

A

82

.

11

)9.0

305

.0(

8.9

1000

)

(

4

3

=

+

?

?

=

+

=

水

ρ

KPa

gh

P

B

989

.2

305

.0

8.9

1000

2

-

=

?

?

-

=

-

=

水

ρ

a

C

D

a

B

C

KP

h

h

h

g

p

p

KP

p

p

798

.

17

)9.0

9.0

305

.0(

8.9

1000

10

989

.2

)

(

989

.2

3

3

2

1

-

=

+

+

?

?

-

?

-

=

+

+

-

=

-

=

=

水

ρ

7.计算A、B、C和D各点的压力。

（见图）ρ水=1000/3，油的相对

密度为δ=0.9。已知h1=0.9m，

h

2

=0.61m， h3=h4=0.305m。

()

()

KPa

h

h

g

p

A

978

.5

305

.0

305

.0

8.9

1000

4

3

-

=

+

?

?

-

=

+

-

=

水

ρ

KPa

gh

p

B

978

.5

61

.0

8.9

1000

2

=

?

?

=

=

水

ρ

KPa

p

p

B

C

978

.5

=

=

()

()

KPa

h

h

h

g

p

p

C

D

986

.

21

305

.

610

.0

9.0

8.9

900

10

978

.53

3

2

1

=

+

?

?

+

?

=

+

+

+

=

油

ρ

8.如图所示的U形管中装有水银和

水，试求（1）A、C两点的表压力

各为多少PA？（2）A、B两点的高

度差为多少？

解：（1）

KPa

gh

p

A

94

.2

3.0

8.9

1000

1

=

?

?

=

=

水

ρ

KPa

gh

p

p

A

C

268

.

16

1.0

8.9

13600

10

94

.23

2

=

?

?

+

?

=

+

=

汞

ρ

（2）由等压面得

gh

gh

汞

水

ρ

ρ=

1

所以

)

(2.2

13600

3.0

1000

1cm

g

gh

h=

?

=

=

汞

水

ρ

ρ

9.水银压差计装置如图。已知油品

的相对密度为0.9，求管中心点

处的表压力？

()

()()

KPa

g

g

g

p

A

06

.

22

35

.0

8.9

900

1.0

8.9

1000

15

.0

8.9

13600

05

.0

40

.0

3.0

4.0

3.0

45

.0

=

?

?

+

?

?

-

?

?

=

-

?

+

-

?

-

-

?

=

油

水

汞

ρ

ρ

ρ

10.油罐内装相对密度为0.8的油

品，下有底水。为测定油深及油面

上的压力，安装如图所示的U形管

水银压力计，测得各液面位置如图。

试确定油面高度H和液面压力p0?

解：由油水界面等压面可得

()gH

g

油

水

ρ

ρ=

-

?4.0

6.1

解得m

H5.1

8.9

800

2.1

8.9

1000

=

?

?

?

=

由水汞界面等压面可得

()5.0

3.0

6.1

5.0

+

+

?

+

=

?g

p

g

水

汞

ρ

ρ

解得

KPa

p

12

.

43

4.2

8.9

1000

5.0

8.9

13600

=

?

?

-

?

?

=

11.图示两水管以U形压力计相连，

A、B两点的高度差为1m，U形管中

装有水银。若读数h=0.5m，求A、B

两点的压力差为若干？

解：

A

B

p

p

p-

=

?

()

)

(

71540

1

8.9

1000

5.0

8.9

)

1000

13600

(

1

Pa

g

gh

=

?

?

+

?

?

-

=

?

+

-

=ρ

ρ

ρ

水

汞

12.木制提升式闸板，宽度B=1.5m，

水深H =1.5m，闸板与导槽间的摩

擦系数为0.7，求提升闸板需力T

为多少?

解：

KPa

BH

H

g

P

T

576

.

11

7.0

5.1

5.1

2

5.1

9800

2

=

?

?

?

?

=

=

=λ

ρ

λ

13.有一卧式圆筒形油罐，内径

2.54 m，油品的相对密度为0.70，

油面高度在顶部以上0.20m。求端

部圆面积上所受的液体总压力的大

小？

解：

()m

d

h

c

47

.1

2.0

2

54

.2

2.0

2

=

+

=

+

=

KN

A

gh

p

c

c

097

.

51

54

.

2

4

47

.

1

8.

9

1000

70

.

2

=

?

?

?

?

?

=

=

π

ρ

14.玻璃制相对密度计，管下端小球

中装有弹丸，管外径2.0Cm，小球

体积V0=10Cm3；相对密度计的质量

M=25g，汽油相对密度为0.70。求

相对密度计淹没在汽油中的深度

h？

解：因为G=P

有??

?

?

?

?

+

=h

d

V

g

Mg2

4

π

ρ

所以

m

d

g

gV

Mg

h

082

.0

02

.0

4

700

10

700

025

.0

4

2

5

2

=

?

?

?

-

=

?

-

=

-

π

π

ρ

ρ

15.一木排由直径250 mm，长10 m

的圆木结成，用以输送10000N的重

物通过河道。设木头相对密度为

0.8，过河时圆木顶面与水面齐平。

问至少需要圆木多少根？

解：令至少需n根圆木，根据题意，

则有G=P

gV

n

gV

n

水

木

ρ

ρ=

+

10000

代入数值，得

10

25

.0

4

8.9

1000

10

25

.0

4

8.9

800

10000

2

2

?

?

?

?

?

=

?

?

?

?

?

+

π

π

n

n

解得n=10.39

所以至少需11根圆木。

16.已知平面流动的速度分布规律

为

()()j y

x

x

B

i

y

x

y

B

u

2

2

2

22

2+

+

+

=

π

π

，式中B为常数。求该流线方程。

解：流线方程为

y

x

u

dy

u

dx

=，将u

x

、u y代入得

()()2

2

2

22

2y

x

x

B

dy

y

x

y

B

dx

+

=

+π

π

整理，得

x

dy

y

dx

=，即

=

-y d y

x d x积分，得流线方程为

c

y

x=

-2

2

17.用直径200 mm的管输送相对密

度为0.70的汽油，使流速不超过

1.2m/s，问每秒最多输送多少kg?

s

kg

vA

G

/

4.

26

2.0

4

2.1

7002

=

?

?

?

≤

=

π

ρ

18.截面为300 mm×400 mm的矩形

孔道，风量为2700m/h，求平均流

速。如果风道出口处截面收缩为

150 mm×400 mm，求该处断面平均

流速。

解：

h

m

A

Q

v/

10

25

.2

4.0

3.0

27003

4

1

1

?

=

?

=

=

h

m

A

Q

v/

10

5.4

4.0

15

.0

27003

4

2

2

?

=

?

=

=

19.如图，水沿渐缩管道垂直向上流

动，D1=30Cm，D2=20Cm，表压力

p

1

=19.6×104PA，p2=9.81×104PA，

h=2m,不计摩擦损失，试计算其流

量。

解：取向上方向为z方向，取1-1

和2-2断面列伯努力方程为

g

v

g

p

h

g

v

g

p

2

2

2

2

2

2

1

1+

+

=

+

+

ρ

ρ

由

连续性方程

2

2

2

1

2

1

4

4

v

d

v

d

π

π

=

得

1

2

4

9

v

v=

将上式代入伯努力方程，得

)

/

(2.6

65

6.

56

16

1

s

m

v=

?

=

所以，得

()s

m

v

d

Q

/

44

.0

2.6

3.0

4

4

3

2

1

2

1

=

?

?

=

=

π

π

20.图示以管路系统，欲维持其流速

为20m/s，问水泵的功率为多少？

设全管路的水头损失为2m，泵的效

率80%。若压水管路的水头损失为

1.7m，则压力表上的读数为若干？

解：（1）列水面与管路出口的伯努

力方程，得到扬程为

()

()m

g

g

v

H

4.

42

2

2

20

19

1

2

2

19

1

2

2

2

=

+

+

+

=

+

+

+

=

W

H

v

d

g

gQH

N

8.

652

4.

42

20

01

.0

4

9800

4

2

2

2

2

=

?

?

?

?

=

=

=

π

π

ρ

ρ

泵

W

N

N816

8.0

/

8.

652

/=

=

=η

泵

轴

（2）列压力表处与管路出口的伯

努力方程，有

2

3

2

2

2

2

2

3

3

3

2

2-

+

+

+

=

+

+

w

h

g

v

g

p

z

g

v

g

p

z

ρ

ρ

∴

-2-

-3-

???

????

?+????

?

?

-+=-2323

22

22

2312w h A A g v

z g p ρPa

3903607.102.001.018.9220

19980044

2=??

?????

?+????

?

?-

?+

?=21.水流经过60°渐细弯头AB ，已知A 处管径D A =0.5m ，B 处管径D B

=0.25m ，通过的流量为0.1m 3

/s ，B

处压力p B =1.8×105

PA 。设弯头在同一水平面上，摩擦力不计，求弯头所受推力为多少N ？

解：取A -A 和B -B 断面及水流为控

制体。令向右方向为x 的正方向，向上方向为y 的正方向。

s

m D Q v A A /51.05

.04

1

.042

2=?==ππs m D Q v B B /04.225

.04

1

.04

2

2=?==ππ列A -A 和B -B 断面的伯努力方程，

得 Pa

g v v g p p A

B

B A 5

2

25

2

21081945.18.9251.004.29800108.12?=???

?

?

??-?+?=???

? ?

?-+=ρ

在x 方向上列动量方程

()A B B B x A A v v Q D p R D p -?=?

--60cos 60cos 4422ρππ ∴ Rx =-31.256K N

在y 方向上列动量方程

()060sin 60sin 42-?-=-?B y B B v Q R D p ρπ

∴ Ry =-7.828K N 由此可得 KN R R R y x 222.32=+=

22.消防队员利用消火唧筒熄灭火焰，消火唧筒的口径D =1Cm ，水龙带端部的口径=5。从消火唧筒射出的流速v =20m /s 。求消防队员用手握住消火唧筒所需要的力R （设唧筒水头损失为1m 水柱）？

水平向左为x 的正方向。 s

m

v d Q d /00157.020

01

.04

4

3

2

2

=??=

=

π

π

s

m v D d v d D /8.020512

2

=????

? ??=???? ??=取1-1和2-2断面列伯努力方程

w d

D

D

h g

v g

v g

p +=

+

222

2

ρ

解得

()(

)Pa gh

v v p D

d

D 5

2

2

2

2100948.21

8.91000

8

.020

21000

2

?=??+-?=+-=ρρ

∴ KN D p P D D 8.4114

2==π 在x 方向上列动量方程

()D d D v v Q R P -=+ρ

解得

()()N

P v v Q R D D d 2.3818.4118.02000157.01000-=--??=--=ρ23.用直径100mm 的管路输送相对

密度0.85的柴油，在温度20℃时，

其运动粘度为6.7×10-6m 2

/s ，欲保持层流，问平均流速不能超过多少？最大输送量为多少？ 200010

7.61.0Re 6

≤??=

=

-v dv

γ

s m v /134.0≤

（

2） h

kg s kg vA Q /3366/935.01.04134.08502

max ==???==πρ2

24.用管路输送相对密度0.9，粘度为0.045PA.s 的原油，维持平均流速不超过1m /s ，若保持在层流状态下输送，则管径最大不应超过多少？ 解：

2000045.01900Re ≤??==d

dv μρ

cm m d 101.0=≤ 25.相对密度0.88的柴油，沿内径100的管路输送，流量1.66/。求临界状态时柴油应有的粘度为若

干？

解： 2000

1.010

66.141.0880Re 2

3=????

?==

-μ

πμ

ρdv

解得

s Pa ?=0093.0μ

26.用直径D =100mm 的管道，输送流量为10L /s 的水，如水温为5℃，

查得ν=1.519×10-62

/。试确定管

内水的流态。如用该管道输送同样质量流量的石油，已知石油密度ρ=850kg /m 3

，运动粘滞系数ν=1.14×10-4m 2

/s ，试确定石油的流态。 解：（1）水温为5℃时， ν=1.519

×10-6m 2

/s

20008382010

519.11

.04

101.0Re 6

2

2

>=????

=

=

--πγ

dv

水的流态为紊流。 （2）石油的体积流量为 s m Q /851850101033

2=?=- 2000

131410

14.11

.0854

11.0Re 4

2<=?????

=

=

-πγ

dv 石

油的流态为层流。 27.沿直径D =200mm 的管道输送润

滑油，流量9000kg /h ，润滑油的密度ρ=900kg /m 3，运动粘度冬季为ν=0.0001092

/，夏季为ν=0.0000355m 2

/s ，试分别判断冬、夏两季润滑油在管路中的流动状态。

润滑油的体积流量为s m Q /360

1900

360090003

=

?=

162000109.02

.02.03604

1Re 2=????==πγ冬冬vd 冬季润滑油在管路中的流动状态是层流。

498

0000355

.02

.02

.036041Re

2

=????=

=

πγ

夏

夏

vd

夏季润滑油在管路中的流动状态是

层流。

28.管径400mm ，测得层流状态下管轴心处最大流速为4m /s ，求断面平均流速？此平均流速相当于半径为若干处的实际流速？ s m v v /22

1max ==

（2）由于 ()2

2

4r

R

L

p

u -?=

μ，

L pR

u μ42

max ?=

2

2

2

max

R

r

R

u u -=

当v u =时，有

2

2

2

21R

r R -= 解得 mm r 4.141=

29.运动粘度为ν=0.00004m 2

/s 的流体在直径D =1Cm 的管内以v =4m /s 的速度流动，求每米管长上的沿程损失。 解：

2000

100000004

.0401.0Re <=?=

=

γdv

此流动为层流，则有

064.01000

64Re

64

==

=

λ

∴22

.58

.924

01

.01064.02122

=???

==g v

d L

h f λ

30.有一中等直径钢管并联管路，流

过的总水量Q =0.08m 3

/s ，钢管的直径D 1=150mm ，D 2=200mm ，长度L 1=500m ，L 2=800m 。求并联管中的流量Q 1、Q 2及A 、B 两点间的水头损失（设并联管沿程阻力系数均为λ=0.039）。

??

?==+=-B

wA w w h h h Q Q Q 212

1 由水头损失公式，得

52

2

2251

1

210826.00826.0d L Q d L Q λ

λ

=

将各值代入得 5

2

2

5

21

2

.0800

15.0500

?=

?Q Q

由此式得

21616.0Q Q =

与流量公式解方程组，得 s m Q /0305.031= m

d L Q h s m Q B fA 73.1915

.0500

0305.0039.00826.00826.0/0495.02

2

5112

132=???===-λ

31.有A 、B 两水池，其间用旧钢管

连接，如图示。已知各管长L 1= L 2=

L 3=1000m ，直径D 1= D 2= D 3=40Cm ，沿程阻力系数均为λ=0.012，两水池高差ΔZ =12.5m ，求A 池流入B

池的流量为多少？ 解：由此管路可列如下方程组 ??

?

?

??

?=+==+-31313132121w f f h h h Q Q Q Q Q 列两液面的伯努力方程，有

()

2

3

21

5

1

15

3

32

35

1

12

1310826.00826.00826.0Q Q

d L d L Q d L Q h z w +=+==?-λ

λ

λ

将各数值

代入，得

(

)

()

[

]

21

2

12

12

3

2

1

5

484

28.9604

.01000012.00826.05.12Q Q Q Q Q =+?=+??

?=

解得 s m Q /16.031=

所以 s m Q Q B A /32.023

2

1==- 32.图示水平输液系统（A 、B 、C 、D 在同一水平面上）；终点均通大气，

输送量为0.0617 m 3

/s 。设管径、管长、沿程阻力系数分别如下： L 1=1000m ， L 2=L 3=4000m D 1=200mm ， D 2=D 3=150mm λ1=0.025， λ2=λ3=0.03 求：各管流量及沿程水头损失；

解：由题意可知

3

213221,,Q Q Q Q Q Q v v +====s

m Q Q Q /03085.02

13

32==

=

s

m d Q v /96.12

.04

0617.04

2

2

1

1

1=??=

=

ππ

s

m d Q v v /75.115

.04

03085.04

2

2

2

2

32=??=

=

=ππ

由沿程水头损失公式，有

m g

v d L h f 5.248

.9296

.12

.01000025.022

2

1

111

1=??

?

==λ

m g v d L h h f f 1258

.9275

.115.04000

03.0222

2

222

32=???===λ所以，各管流量分别为s m Q Q /0617.03

1== 各管沿程水头损失分别为

m

h f 5.241= m h h f f 12532== s

m Q Q Q /03085.02

13

32==

=

工程流体力学试题及答案1

一\选择题部分 （1）在水力学中，单位质量力是指（答案：c ） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力； d、单位重量液体受到的质量力。 （2）在平衡液体中，质量力与等压面（答案：d） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b （4）水力学中的一维流动是指（答案：d ） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（答案：b） a、8； b、4； c、2； d、1。 （6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于答案：c a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区（7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为答案：c a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m （8）在明渠中不可以发生的流动是（答案：c ） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（答案：b）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为答案：b a、缓流； b、急流； c、临界流； （11）闸孔出流的流量Q与闸前水头的H（答案：d ）成正比。 a、1次方 b、2次方 c、3/2次方 d、1/2次方 （12）渗流研究的对象是（答案：a ）的运动规律。 a、重力水； b、毛细水； c、气态水； d、薄膜水。 （13）测量水槽中某点水流流速的仪器有答案：b a、文丘里计 b、毕托管 c、测压管 d、薄壁堰 （14）按重力相似准则设计的水力学模型，长度比尺λL=100，模型中水深为0.1米，则原型中对应点水深为和流量比尺为答案：d a、1米，λQ =1000； b、10米，λQ =100；

工程流体力学练习题计算题答案

四、计算题： 1、【解】 s m V D D V s m A Q V A V A V Q /02.13.25.11/3.2114.38.142 22 212 222211=???? ??=??? ? ??==??== ==（3分） 对1－1、2－2列伯努利方程： Pa g V V p p g V p g V p 3898558.923.219800108.9422222422 2 1 122 22211 =??? ? ???-?+??=-+=+=+γγγ（3分） 由动量方程： ()122211V V Q R A p A p -=--ρ () ()() ←=-??-??-???=---=N V V Q A p A p R 825.38399313.28.110004 114.338985545.114.39800042 2122211ρ（4分） 支座所承受的轴向力为384KN ，方向向右。 （2分） 2、【解】（0－0为水池液面；1－1为泵前；2－2为泵后） （2分） （2分） （1） （2分） （2）吸入段沿程水头损失： （2分） （1分） 局部水头损失：

（1分） （2分） （3）列0－0、1－1两断面伯努利方程： 即泵前真空表读数为 （2分） （4）列1－1、2－2两断面伯努利方程： （2分） 3、【解】由已知条件，s m A Q v /66.515 .01 .0*4/2 =?==π（1分） 雷诺数：5 6 105.810 115.066.5Re ?=??= = -υ vd （1分） 相对粗糙度001.015.0/1015.0/3 =?=?-d （1分） 从莫迪图上可查出，沿程损失系数023.0=λ （2分） 1）在1km 管道中的沿程阻力损失为：m g v d L h f 6.2508.9266.515.01000023.022 2=?? ?=??=λ 压降损失Mpa gh p f 456.26.2508.91000=??==?ρ （3分） 2）10km 管道上的损失为：m g v d L h f 25068.9266.515.010000023.022 2=?? ?=??=λ （1分） 进出口两截面建立伯努利方程： m h g p Z g p f 253625068.9100098000 2021=+?+=++?=ρρ （1分）

工程流体力学简答

工程流体力学简答 1.流体的粘性 ①什么是粘性？ 当流体在外力作用下，流体微元间出现相对运动时，随之产生阻碍流体层相对运动的内摩擦力，流体产生内摩擦力的这种性质称为粘性。 ②粘性力（粘性内摩擦力）产生的原因？ 这种阻力是由分子间的相互吸引力和分子不规则运动的动量交换产生的阻力组合而成。 （a）分子间吸引力产生的阻力：当相邻两液体层有相对运动时，会引起相邻分子间距的加大。这种间距的加大会使分子间吸引力明显表现出来，即快速运动的分子层拖动慢速的分子层使其加快运动，而慢速运动的分子层反过来阻滞快速层的运动，这种相互作用的宏观表现为粘性力。 （b）分子不规则运动的动量交换产生的阻力：当流体定向或不定向流动时，由于分子的不规则运动，分子在层与层间有跳跃迁移，这种跳跃迁移将导致动量交换。快速层与慢速层的分子相互跃迁进行动量交换，而动量交换的结果将使彼此相互牵制，宏观表现就是粘性力。 ③液体与气体粘性力产生的主要因素？ 液体：低速流动时，不规则运动弱，主要取决于分子间的吸引力; 高速流动时，不规则运动增强，变为不规则运动的动量交换引起。 气体：主要取决于分子不规则运动的动量交换。 ④压强和温度对流体粘性的影响？ 压强：由于压强变化对分子动量交换影响小，所以气体的粘度随压强变化很小。而压强加大 使分子间距减小，故压强对液体粘性的影响较大。但低压下压强对液体粘度影响很小。 温度：对于液体，温度升高，分子间距增大，粘度将显著减小； 对于气体，温度升高，分子不规则运动加剧，粘度增大。 2.流体静压强的两个重要特征？ （1）流体静压强的方向沿作用面的内法线方向。 （2）流体静压强的数值与作用面在空间的方位无关，即在任一点的压强不论来自何方均相等。 3.等压面的三个特性 一．等压面就是等势面。

工程流体力学第二版习题答案_(杜广生)

《工程流体力学》习题答案（杜广生主编） 第一章 习题 1. 解：依据相对密度的定义：13600 13.61000 f w d ρρ===。 式中，w ρ 表示4摄氏度时水的密度。 2. 解：查表可知，标准状态下：2 31.976/CO kg m ρ=，2 32.927/SO kg m ρ=，2 31.429/O kg m ρ=， 2 31.251/N kg m ρ=，2 30.804/H O kg m ρ= ，因此烟气在标准状态下的密度为： 11223 1.9760.135 2.9270.003 1.4290.052 1.2510.760.8040.051.341/n n kg m ρραραρα=++=?+?+?+?+?=L 3. 解：（1）气体等温压缩时，气体的体积弹性模量等于作用在气体上的压强，因此，绝对压强为4atm 的空气的等温体积模量： 34101325405.310T K Pa =?=? ； （2）气体等熵压缩时，其体积弹性模量等于等熵指数和压强的乘积，因此，绝对压强为4atm 的空气的等熵体积模量： 31.44101325567.410S K p Pa κ==??=? 式中，对于空气，其等熵指数为1.4。 4. 解：根据流体膨胀系数表达式可知： 30.0058502V dV V dT m α=??=??= 因此，膨胀水箱至少应有的体积为2立方米。 5. 解：由流体压缩系数计算公式可知： 392 5 11050.5110/(4.90.98)10 dV V k m N dp -?÷=-=-=?-? 6. 解：根据动力粘度计算关系式： 74678 4.2810 2.910Pa S μρν--==??=?? 7. 解：根据运动粘度计算公式：

工程流体力学习题全解

第1章 绪论 选择题 【1.1】 按连续介质的概念，流体质点是指：（a ）流体的分子；（b ）流体内的固体颗粒； （c ）几何的点；（d ）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 解：流体质点是指体积小到可以看作一个几何点，但它又含有大量的分子，且具有 诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。 （d ） 【1.2】 与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是：（a ）切应力和压强；（b ）切应力和剪切变 形速度；（c ）切应力和剪切变形；（d ）切应力和流速。 解：牛顿内摩擦定律是 d d v y τμ =，而且速度梯度d d v y 是流体微团的剪切变形速度 d d t γ，故d d t γ τμ=。 （b ） 【1.3】 流体运动黏度υ的国际单位是：（a ）m 2/s ；（b ）N/m 2；（c ）kg/m ；（d ）N·s/m 2。 解：流体的运动黏度υ的国际单位是/s m 2 。 （a ） 【1.4】 理想流体的特征是：（a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无黏性；（d ）符合RT p =ρ 。 解：不考虑黏性的流体称为理想流体。 （c ） 【1.5】 当水的压强增加一个 大气压时，水的密度增大约为：（a ）1/20 000；（b ）1/1 000；（c ）1/4 000；（d ）1/2 000。 解：当水的压强增加一个大气压时，其密度增大约 95d 1 d 0.51011020 000k p ρ ρ -==???= 。 （a ） 【1.6】 从力学的角度分析，一般流体和固体的区别在于流体：（a ）能承受拉力，平衡时 不能承受切应力；（b ）不能承受拉力，平衡时能承受切应力；（c ）不能承受拉力，平衡时不能承受切应力；（d ）能承受拉力，平衡时也能承受切应力。 解：流体的特性是既不能承受拉力，同时具有很大的流动性，即平衡时不能承受切应力。 （c ） 【1.7】 下列流体哪个属牛顿 流体：（a ）汽油；（b ）纸浆；（c ）血液；（d ）沥青。 解：满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 （a ） 【1.8】 15C o 时空气和水的运动黏度6215.210m /s υ-=?空气，62 1.14610m /s υ-=?水 ，这 说明：在运动中（a ）空气比水的黏性力大；（b ）空气比水的黏性力小；（c ）空气 与水的黏性力接近；（d ）不能直接比较。 解：空气的运动黏度比水大近10倍，但由于水的密度是空气的近800倍，因此水的黏度反而比空气大近50倍，而黏性力除了同流体的黏度有关，还和速度梯度有 关，因此它们不能直接比较。 （d ） 【1.9】 液体的黏性主要来自于液体：（a ）分子热运动；（b ）分子间内聚力；（c ）易变形

工程流体力学历年试卷及答案[精.选]

一、判断题 1、 根据牛顿内摩擦定律，当流体流动时，流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。 2、 一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强的平均 值。 3、 流体流动时，只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。 4、 在相同条件下，管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。 5、 稳定（定常）流一定是缓变流动。 6、 水击产生的根本原因是液体具有粘性。 7、 长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。 8、 所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。 9、 外径为D ，内径为d 的环形过流有效断面，其水力半径为4 d D -。 10、 凡是满管流流动，任何断面上的压强均大于大气的压强。 二、填空题 1、某输水安装的文丘利管流量计，当其汞-水压差计上读数cm h 4=?，通过的流量为s L /2，分析 当汞水压差计读数cm h 9=?，通过流量为 L/s 。 2、运动粘度与动力粘度的关系是 ，其国际单位是 。 3、因次分析的基本原理是： ；具体计算方法分为两种 。 4、断面平均流速V 与实际流速u 的区别是 。 5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为 ， 其适用条件是 。 6、泵的扬程H 是指 。 7、稳定流的动量方程表达式为 。 8、计算水头损失的公式为 与 。 9、牛顿内摩擦定律的表达式 ，其适用范围是 。 10、压力中心是指 。 一、判断题 ×√×√× ×××√× 二、填空题 1、 3 L/s 2、 ρμν=，斯(s m /2 ) 3、 因次和谐的原理，п定理 4、 过流断面上各点的实际流速是不相同的，而平均流速在过流断面上是相等的 5、 22222212111 122z g v a p h g v a p z +++=++-γγ，稳定流，不可压缩流体，作用于流体上的质量力只有重力，所取断面为缓变流动 6、 单位重量液体所增加的机械能 7、 ∑?=F dA uu cs n ρ

工程流体力学(一)试题库

2009 年 秋季学期 工 程 流 体 力 学 题号 一 二 三 四 五 六 总分 分数 班号 学号 姓名 一、解释下列概念：（20分） 1. 连续性介质模型、粘性、表面力、质量力 2. 等压面、压力体、流线、迹线 简述“流体”的定义及特点。 3. 恒定流动、非恒定流动、牛顿流体、正压流体 简述 Euler “连续介质模型”的内容及引入的意义。 4.动能修正因数、动量修正因数、水力半径、当量直径 简述“压力体”的概念及应用意义。 5. 有旋运动、无旋运动、缓变流动、急变流动 .简述研究“理想流体动力学”的意义。

二.简答题（10分） 1.流体粘性产生的原因是什么？影响流体粘性的因素有哪些？ 2.粘性的表示方法有几种？影响流体粘性的因素有哪些？ 3.举例说明等压面在静力学计算中的应用 4. 举例说明压力体在静力学计算中的应用 说明静止流体对曲面壁总作用力的计算方法 三．推导题（30分） 1试推导:流体在直角坐标系中非恒定可压缩流体连续性微分方程式为： 2．试推导粘性流体应力形式的运动微分方程 2．试从粘性流体应力形式出发推导粘性流体的运动微分方程（N-S 方程） 4. 由恒定流动、不可压缩流体流体微小流束的伯努利方程出发，推求粘性流体总流的伯努利方程，并指出其使用条件。 5.推求粘性不可压缩流体作恒定流动时的动量方程式 试证明在不可压缩流体的缓变过流断面上有: z+p/ρg=c 1.试证明：粘性流体的动压强为 四、已知某流速场速度分布为 ,,x y z v yz t v xz t v xy =+=+= 10 d V dt ρ ρ+?=u v g ()1 3 xx yy zz p σσσ=- ++

工程流体力学教学--作者闻建龙工程流体力学习题+答案(部分)

闻建龙主编的《工程流体力学》习题参考答案 第一章 绪论 1-1 物质是按什么原则分为固体和液体两大类的？ 解：从物质受力和运动的特性将物质分成两大类：不能抵抗切向力，在切向力作用下可以无限的变形（流动），这类物质称为流体。如空气、水等。而在同等条件下，固体则产生有限的变形。 因此，可以说：流体不管是液体还是气体，在无论多么小的剪应力（切向）作用下都能发生连续不断的变形。与此相反，固体的变形与作用的应力成比例，经一段时间变形后将达到平衡，而不会无限增加。 1-2 何谓连续介质假设？引入连续介质模型的目的是什么？在解决流动问题时，应用连续介质模型的条件是什么？ 解：1753年，欧拉首次采用连续介质作为流体宏观流动模型，即不考虑流体分子的存在，把真实的流体看成是由无限多流体质点组成的稠密而无间隙的连续介质，甚至在流体与固体边壁距离接近零的极限情况也认为如此，这个假设叫流体连续介质假设或稠密性假设。 流体连续性假设是流体力学中第一个根本性假设，将真实流体看成为连续介质，意味着流体的一切宏观物理量，如密度、压力、速度等，都可看成时间和空间位置的连续函数，使我们有可能用数学分析来讨论和解决流体力学问题。 在一些特定情况下，连续介质假设是不成立的，例如：航天器在高空稀薄气体中飞行，超声速气流中激波前后，血液在微血管（1μm ）内的流动。 1-3 底面积为2 5.1m 的薄板在液面上水平移动（图1-3），其移动速度为s m 16，液层 厚度为mm 4，当液体分别为C 020的水和C 0 20时密度为3 856m kg 的原油时，移动平板 所需的力各为多大？ 题1-3图 解：20℃ 水：s Pa ??=-3 10 1μ 20℃，3 /856m kg =ρ， 原油：s Pa ??='-3 102.7μ 水： 23 3 /410 416 101m N u =??=? =--δμτ N A F 65.14=?=?=τ

工程流体力学试卷答案样本

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 工程流体力学考试试卷 解答下列概念或问题（15分） 填空（10分） 粘度。 加速度为a y =（ ）。 已知平面不可压缩流体流动的流速为x x 2 2x 4y , 2xy 2y （ 20 分） 3. 求流场驻点位置； 4. 求流函数。 1. 恒定流动 2. 水力粗糙管 3. 压强的表示方法 4. 两流动力学相似条件 5. 减弱水击强度的措施 1. 流体粘度的表示方法有（ ）粘度、（ ）粘度和（ ） 2. 断面平均流速表示式V =（ ）；时均流速表示式 =（ ）。 3.—两维流动y 方向的速度为 y f （t,x, y ）, 在欧拉法中y 方向的 4. 动量修正因数（系数）的定义式。=（ 5. 雷诺数R e =（ ）,其物理意义为（ 试推求直角坐标系下流体的连续性微分方程。 （15 分） 四. 1. 检查流动是否连续;

五.水射流以20m/s的速度从直径d 100mm的喷口射出，冲击 对称叶片，叶片角度45 ,求：（20分） 1. 当叶片不动时射流对叶片的冲击力； 2. 当叶片以12m/s的速度后退而喷口固定不动时，射流对叶片的冲击 力。 第（五）题

六.求如图所示管路系统中的输水流量q v ,已知H =24, l112丨3 l4100m , d1 d2 d4100mm , d3200mm , 第（六）题图 参考答案 一.1.流动参数不随时间变化的流动； 2. 粘性底层小于壁面的绝对粗糙度（）； 3. 绝对压强、计示压强（相对压强、表压强）、真空度； 4. 几何相似、运动相似、动力相似； 5. a）在水击发生处安放蓄能器；b）原管中速度V。设计的尽量小些；c）缓慢关闭；d）采用弹性管。 1 .动力粘度，运动粘度，相对粘度；

工程流体力学简答题

1、什么就是黏性?当温度变化时, 黏性如何变化?为什么？ 当流体内部存在相对运动时,流体内产生内摩擦力阻碍相对运动的属性。 气体的粘性随温度的升高而升高;液体的粘性随温度的升高而降低。 分子间的引力就是形成液体粘性的主要原因。温度的升高,分子间距离增大,引力减小。 分子作混乱运动时不同流层间动量交换就是形成气体粘性的主要原因。温度的升高,混乱运动强烈,动量交换频繁,气体粘度越大 2、解释:牛顿流体、理想流体 牛顿流体:切应力与速度梯度成正比的流体 理想流体:没有粘性的流体 3、流体静压强的两的特性就是什么？ 流体静压强的方向就是作用面内法线方向,即垂直指向作用面。 流体静压强的大小与作用面方位无关,就是点坐标的函数 4、画出下列曲面对应的压力体。(4分)★

5、 分别画出下图中曲面A 、B 、C 对应的压力体(6分) 6、写出不可压缩粘性流体总流的能量方程式,并说明各项的物理意义与应用条件。 w h z g p a z g p a +++=++22222112112g v 2g v ρρ 2g v 2 a 单位重量流体的动能 g p ρ单位重量流体的压 能 z 单位重量流体的位能 w h 单位重量流体的两 断面间流动损失

不可压缩粘性流体在重力场中定常流动,沿流向任两缓变流过流断面 7、什么就是流线？它有那些基本特性？ 流场中某一瞬时一系列流体质点的流动方向线。一般流线就是一条光滑曲线、不能相交与转折 定常流动中,流线与迹线重合。 8、解释:定常流动、层流流动、二元流动。 定常流动:运动要素不随时间改变 层流流动:流体分层流动,层与层之间互不混合。 二元流动:运动要素就是两个坐标的函数。 9、解释:流线、迹线 流线:流场中某一瞬时,一系列流体质点的平均流动方向线。曲线上任意一点的切线方向与该点速度方向一致。 迹线:流场中一时间段内某流体质点的运动轨迹。10、描述流动运动有哪两种方法,它们的区别就是什 么？ 欧拉法,以流体空间点为研究对象 拉格朗日法:以流体质点为研究对象 11、什么就是量纲？流体力学中的基本量纲有哪些？写出压强、加速度的量纲。 物理量单位的种类,

工程流体力学试卷答案

工程流体力学考试试卷 一． 解答下列概念或问题 （15分） 1． 恒定流动 2． 水力粗糙管 3． 压强的表示方法 4． 两流动力学相似条件 5． 减弱水击强度的措施 二． 填空 （10分） 1．流体粘度的表示方法有（ ）粘度、（ ）粘度和（ ）粘度。 2．断面平均流速表达式V =（ ）；时均流速表达式υ=（ ）。 3．一两维流动y 方向的速度为),,(y x t f y =υ，在欧拉法中y 方向的加速度为y a =（ ）。 4．动量修正因数（系数）的定义式0α=（ ）。 5．雷诺数e R =（ ），其物理意义为（ ）。 三． 试推求直角坐标系下流体的连续性微分方程。 （15分） 四． 已知平面不可压缩流体流动的流速为y x x x 422-+=υ， y xy y 22--=υ （20分） 1． 检查流动是否连续； 2． 检查流动是否有旋；

3．求流场驻点位置； 4．求流函数。 五．水射流以20s m/的速度从直径mm d100 =的喷口射出，冲击一对称叶片，叶片角度 θ，求：（20分） 45 = 1．当叶片不动时射流对叶片的冲击力； 2．当叶片以12s m/的速度后退而喷口固定不动时，射流对叶片的冲击力。 第（五）题图

六． 求如图所示管路系统中的输水流量V q ，已知H =24， m l l l l 1004321====， mm d d d 100421===， mm d 2003=， 025.0421===λλλ，02.03=λ，30=阀ξ。（20分） 第（六）题图 参考答案 一．1．流动参数不随时间变化的流动； 2．粘性底层小于壁面的绝对粗糙度（?<δ）； 3．绝对压强、计示压强（相对压强、表压强）、真空度； 4．几何相似、运动相似、动力相似； 5．a)在水击发生处安放蓄能器；b)原管中速度0V 设计的尽量小些；c)缓慢关闭；d)采用弹性管。 二．1．动力粘度，运动粘度，相对粘度； 第2 页 共2 页

《工程流体力学》考试试卷及答案解析

《工程流体力学》复习题及参考答案 整理人：郭冠中内蒙古科技大学能源与环境学院热能与动力工程09级1班 使用专业：热能与动力工程 一、名词解释。 1、雷诺数 2、流线 3、压力体 4、牛顿流体 5、欧拉法 6、拉格朗日法 7、湿周 8、恒定流动 9、附面层 10、卡门涡街11、自由紊流射流 12、流场 13、无旋流动14、贴附现象15、有旋流动16、自由射流 17、浓差或温差射流 18、音速19、稳定流动20、不可压缩流体21、驻点22、 自动模型区 二、是非题。 1.流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。（） 2.平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。（） 3.附面层分离只能发生在增压减速区。（） 4.等温管流摩阻随管长增加而增加，速度和压力都减少。（） 5.相对静止状态的等压面一定也是水平面。（） 6.平面流只存在流函数，无旋流动存在势函数。（） 7.流体的静压是指流体的点静压。（） 8.流线和等势线一定正交。（） 9.附面层内的流体流动是粘性有旋流动。（） 10.亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度增加，压力减小。（） 11.相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。（） 12.超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度减小，压力增加。（） 13.壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。（） 14.相邻两流线的函数值之差，是此两流线间的单宽流量。（） 15.附面层外的流体流动时理想无旋流动。（） 16.处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。（） 17.流体的粘滞性随温度变化而变化，温度升高粘滞性减少；温度降低粘滞性增大。 （） 18.流体流动时切应力与流体的粘性有关，与其他无关。（） 三、填空题。 1、1mmH2O= Pa 2、描述流体运动的方法有和。 3、流体的主要力学模型是指、和不可压缩性。 4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时 与的对比关系。

工程流体力学习题及答案

工程流体力学习题及答案（1） 1 某种液体的比重为3，试求其比容。 （答：3.3×10-4米3/公斤） 2 体积为5.26米3的某种油，质量为4480公斤，试求这种油的比重、密度与重度。 （答：0.85；851公斤/米3；8348牛/米3） 3 若煤油的密度为0.8克/厘米3，试求按工程单位计算的煤油的重度、密度与比容。 （答：800公斤力/米3；81.56公斤力·秒2/米4；1.25×10-3米3/公斤力） 4 试计算空气在温度t=4℃，绝对压力P=3.4大气压下的重度、密度与比容。 (答：42.4牛/米3；4.33公斤/米3；0.231米3/公斤） 5 试计算二氧化碳在温度为t=85℃，绝对压力P=7.1大气压下的重度、密度与比容。 （答：104牛/米3；10.6公斤/米3；0.09厘米3/公斤 ） 6 空气在蓄热室内于定压下，温度自20℃增高为400℃，问空气的体积增加了多少倍？ （答：1.3倍） 7 加热炉烟道入口烟气的温度900=t 入℃，烟气经烟道及其中设置的换热器后，至烟道出 口温度下降为500=t 出℃，若烟气在0℃时的密度为28.10 =ρ公斤/米3，求烟道入口与出口处烟气的密度。 （答：298.0=ρ人公斤/米3；452.0=ρ出 公斤/米3） 8 试计算一氧化碳在表压力为0.3大气压、温度为8℃下的重度。 （答：15.49牛/米3） 9 已知速度为抛物线分布，如图示 y=0，4，8，12，17厘米处的速度梯度。又若气体的绝 对粘性系数为1013.25-?=μ牛·秒/米3，求以上各处气体的摩擦切应力。 9 题图 10 夹缝宽度为h ，其中所放的很薄的大平板以定速v 移动。若板上方流体的粘性系数为μ，

工程流体力学习题册

（仅供参考） 一、名词解释（本大题共5小题，每小题3分，共15分） 1 ?比体积：单位质量的物质所占有的体积称为比体积。 2?体膨胀系数：当压强保持不变时，单位温升所引起的体积变化率，就称为体积膨胀系数。 3?流线：某一瞬时的流线是这样的曲线，在改曲线上各点的速度矢量与该曲线相切，流线给出了同一时刻不同流体质点的运动方向。 4 ?粘性底层：由于靠近管壁湍流脉动受到限制，黏滞力的作用增强，在紧贴管壁很薄的流层中湍流脉动消失，黏滞力的阻滞作用使流速急剧下降，速度分布比较陡峭,速度梯度大?这一流体薄层称黏性底层。 5?过流断面：在流束或总流中与所有流线都想垂直的横断面称为过流断面或 有效断面。 1 ?单位质量力：单位质量流体所受到的质量力称为单位质量力。 2. 体积压缩率：在温度不变时，单位压升所引起的体积变化率。 3 ?迹线：流体质点的运动的轨迹，是某一流体质点在一段时间内经过的路径，是同一流体质点在不同时刻位置的连线。 4. 相对粗糙度：绝对粗糙度与管径的比值称为相对粗糙度。 （管壁粗糙凸起高度&与管子内径D的比值） 5. 湿周：在总流的截面上流体同固体边界接触部分的周长叫湿周。 二、是非题（每题1分，共5分。正确的打V,错误的打X。） 1. 在连续介质假设的条件下，液体中各种物理量的变化是连续的。（V ） 2. 串联长管道各管段的水头损失可能相等，也可能不相等。（V ） fUx 3?不可压缩液体连续性微分方程：x 門■-z只适用于定常流。（X ） 4 .尼古拉兹试验是研究管道沿程水头损失随雷诺数和相对粗糙度的变化关系的 试验。（X ）

5.当管流过水断面流速按抛物线规律分布时，管中水流为紊流。（X ）1. 牛顿内 摩擦定律只适用于管道中的层流。（X ）2. 温度升高时，空气的粘度减小。（X ） 3. 伯努力方程适用于可压缩流体。 4. 水力光滑管是指管道内壁光滑。 5. 雷诺实验的目的是验证流体粘性的存在。 三、填空题（本大题分6小题，1-5题每空1分，6题每空3分，共15分） 1. ______________________________ 描述流体运动的两种方法是_______ 拉格朗日法_____________________________ 和___________________ 欧拉 法________ 。 2. 只要比较总流中两个缓变流过流断面上单位重量流体的总水头大小，就能判断出流动方向。 3. 在相似理论中，要保证力学相似，应该满足几何相似, ____________ 运动___ 相似和动力相似。 4. 牛顿内摩擦定律表明，决定流体内部切应力的因素是粘度和—剪切变形速度（速度梯度）________ 。（角变形速度？） 5. 尼古拉兹曲线将管内流动分为五个区域，分别为：层流区，过度区，湍流光滑管区，湍流粗糙管过渡区和湍流粗糙管平方阻力区。 6. 在堰流的模型试验中模型水流应与原型水流相似，若模型与原型的长度比例 103m 3/h。为1: 100，贝U当原型流量为1000mVh时，模型流量为__ 1 （0.01 ?） 1. 作用于静止（绝对平衡）液体上的表面力有压力，质量力有重力。

工程流体力学试题与答案3

一、判断题( 对的打“√”，错的打“×”，每题1分，共12分) 1．无黏性流体的特征是黏度为常数。 2．流体的“连续介质模型”使流体的分布在时间上和空间上都是连续的。 3．静止流场中的压强分布规律仅适用于不可压缩流体。 4．连通管中的任一水平面都是等压面。 5. 实际流体圆管湍流的断面流速分布符合对数曲线规律。 6. 湍流附加切应力是由于湍流元脉动速度引起的动量交换。 7. 尼古拉茨试验的水力粗糙管区阻力系数λ与雷诺数Re 和管长l 有关。 8. 并联管路中总流量等于各支管流量之和。 9. 声速的大小是声音传播速度大小的标志。 10.在平行平面缝隙流动中，使泄漏量最小的缝隙叫最佳缝隙。 11.力学相似包括几何相似、运动相似和动力相似三个方面。 12.亚声速加速管也是超声速扩压管。 二、选择题（每题2分，共18分） 1．如图所示，一平板在油面上作水平运动。已知平板运动速度V=1m/s ，平板与固定边界的距离δ=5mm ，油的动力粘度μ＝0.1Pa ·s ，则作用在平板单位面积上的粘滞阻力 为（ ） A ．10Pa ； B ．15Pa ； C ．20Pa ； D ．25Pa ； 2. 在同一瞬时，位于流线上各个流体质点的速度方向 总是在该点与此流线（ ） A ．相切； B ．重合； C ．平行； D ．相交。 3. 实际流体总水头线的沿程变化是： A ．保持水平； B ．沿程上升； C ．沿程下降； D ．前三种情况都有可能。 4．圆管层流，实测管轴上流速为0.4m/s ，则断面平均流速为（ ） A ．0.4m/s B ．0.32m/s C ．0.2m/s D ．0.1m/s 5．绝对压强abs p ，相对压强p ，真空度v p ，当地大气压a p 之间的关系是： A ．v abs p p p +=； B ．abs a v p p p -=； C ．a abs p p p +=； D ．a v p p p +=。 6．下列说法正确的是： A ．水一定从高处向低处流动； B ．水一定从压强大的地方向压强小的地方流动；

工程流体力学历年试卷及标准答案

一、判断题 1、根据牛顿内摩擦左律，当流体流动时,流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。 2、一个接触液体的平而壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁而上所有各点水静压强的平均 值。 3、流体流动时，只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。 4、在相同条件下，管嘴岀流流量系数大于孔口岀流流量系数。 5、稳定（定常）流一定是缓变流动。 6、水击产生的根本原因是液体具有粘性。 7、长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。 8、所谓水力光滑管是指内壁而粗糙度很小的管道。 D-J 9、外径为D,内径为d的环形过流有效断而,英水力半径为——。 10、凡是满管流流动,任何断面上的压强均大于大气的压强。 二、填空题 1、某输水安装的文丘利管流疑计，当英汞-水压差计上读数ΔΛ=4

工程流体力学简答题.

1. 什么是黏性?当温度变化时, 黏性如何变化?为什么？ 当流体内部存在相对运动时，流体内产生内摩擦力阻碍相对运动的属性。 气体的粘性随温度的升高而升高；液体的粘性随温度的升高而降低。 分子间的引力是形成液体粘性的主要原因。温度的升高，分子间距离增大，引力减小。 分子作混乱运动时不同流层间动量交换是形成气体粘性的主要原因。温度的升高，混乱运动强烈，动量交换频繁，气体粘度越大 2. 解释：牛顿流体、理想流体 牛顿流体：切应力与速度梯度成正比的流体 理想流体：没有粘性的流体 3.流体静压强的两的特性是什么？ 流体静压强的方向是作用面内法线方向，即垂直指向作用面。 流体静压强的大小与作用面方位无关，是点坐标的函数

4、画出下列曲面对应的压力体。（4分） ★ 5. 分别画出下图中曲面A 、B 、C 对应的压力体（6分） 6.写出不可压缩粘性流体总流的能量方程式，并说明各项的物理意义和应用条件。 w h z g p a z g p a +++=++22222112112g v 2g v ρρ 2g v 2 a 单位重量流体的动能 g p ρ单位重量流体的压 能

z单位重量流体的位能w h单位重量流体的两断面间流动损失 不可压缩粘性流体在重力场中定常流动，沿流向任两缓变流过流断面 7. 什么是流线？它有那些基本特性？ 流场中某一瞬时一系列流体质点的流动方向线。一般流线是一条光滑曲线、不能相交和转折 定常流动中，流线与迹线重合。 8.解释：定常流动、层流流动、二元流动。 定常流动：运动要素不随时间改变 层流流动：流体分层流动，层与层之间互不混合。二元流动：运动要素是两个坐标的函数。 9.解释：流线、迹线 流线：流场中某一瞬时，一系列流体质点的平均流动方向线。曲线上任意一点的切线方向与该点速度方向一致。 迹线：流场中一时间段内某流体质点的运动轨迹。 10. 描述流动运动有哪两种方法，它们的区别是什

工程流体力学习题答案

第三章 流体静力学 【3-2】 图3-35所示为一直煤气管，为求管中静止煤气的密度，在高度差H =20m 的两个截面装U 形管测压计，内装水。已知管外空气的密度ρa =1.28kg/m3，测压计读数h 1=100mm ，h 2=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。 图3-35 习题3-2示意图 【解】 1air 1O H 1gas 2p gh p +=ρ 2air 2O H 2gas 2p gh p +=ρ 2gas gas 1gas p gH p +=ρ 2air air 1air p gH p +=ρ 2gas gas 1air 1O H 2 p gH p gh +=+ρρ gH gh p p air 2O H 1air 2gas 2ρρ-=- gH gh gH gh air 2O H gas 1O H 2 2 ρρρρ-+= H H h h gas air 2O H 1O H 2 2 ρρρρ=+- () 3air 21O H gas kg/m 53.028.120 115 .01.010002 =+-?=+-=ρρρH h h 【3-10】 试按复式水银测压计（图3-43）的读数算出锅炉中水面上蒸汽的绝对压强p 。已知：H =3m ， h 1=1.4m ，h 2=2.5m ，h 3=1.2m ，h 4=2.3m ，水银的密度ρHg =13600kg/m 3。 图3-43 习题3-10示意图 ()()

()232O H 32p h h g p +-=ρ ()a 34Hg 3p h h g p +-=ρ ()()212Hg 1O H 2 p h h g p h H g +-=+-ρρ ()()a 34Hg 232O H 2 p h h g p h h g +-=+-ρρ ()()a 3412Hg 321O H 2 p h h h h g p h h h H g +-+-=+-+-ρρ ()()()()() Pa 14.3663101013252.15.24.13807.910004.15.22.13.2807.913600a 321O H 1234Hg 2=+-+-??--+-??=+-+---+-=p h h h H g h h h h g p ρρ ()()()()()Pa 366300.683 1013252.15.24.1380665.910004.15.22.13.280665.913600a 321O H 1234Hg 2=+-+-??--+-??=+-+---+-=p h h h H g h h h h g p ρρ 【3-15】 图3-48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/s 2 。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？ 图3-48 习题3-15示意图 【解】 0=x f ，0=y f ，g a f z -= 压强差公式 () z f y f x f p z y x d d d d ++=ρ ()()z g a z f y f x f p z y x d d d d d -=++=ρρ ()?? --=h p p z g a p a d d ρ ()()()()??? ? ??-=-=----=-g a gh a g h g a h g a p p a 10ρρρρ ??? ? ??-+=g a gh p p a 1ρ () a g h p p a -=-ρh p p g a a ρ-- = （1） ()()()Pa 111138.39.480665.921000101325=-??+=-+=a g h p p a ρ

学时工程流体力学复习题与答案

32学时流体力学课复习题 一、填空题 1、流体是一种受任何微小的剪切力作用时都会产生连续变形的物质。 2、牛顿内摩擦定律=μ其中的比例系数称为动力黏性系数(动力粘度) 。 3、作用于流体上的力按其性质可以分为表面力力和质量力 4、水力学中，单位质量力是指作用在单位_质量_ 液体上的质量力。 5、单位质量力的量纲是L/T2。 6、对于不同的流体，体积弹性系数的值不同，弹性模量越大，流体越不易被压缩。 7、某点处的绝对压强等于该处的大气压强减去该处的真空度。 8、某点处的真空等于该处的大气压强减去该处的绝对压强。 9、某点处的相对压强等于该处的绝对压强减去该处的一个大气压。 10、根据粘性的大小，粘性流体的流动状态可分为层流和紊流。 11、根据流体是否有粘性，流体可分为粘性流体和理想流体。 12、根据流动参数随时间的变化，流体流动可分为定常流动和非定常流动。 13、连续性方程是质量守恒定律在流体力学上的数学表达形式。 14、总流伯努利方程是机械能守恒定律在流体力学上的数学表达形式。 15、计算局部阻力的公式为：；计算沿程阻力的公式为：。 16、相似条件包括几何相似、运动相似和动力相似。 17、沿程阻力主要是由于流体内摩擦力引起的，而局部阻力则主要是由于流动边界局部形状急剧变化引起的。 18、连续性方程表示控制体的__质量_____守恒。 19、液体随容器作等角速度旋转时，重力和惯性力的合力总是与液体自由面_垂直。 20、圆管层流中断面平均流速等于管中最大流速的1/2 二、简答题 1、简述液体与气体的粘性随温度的变化规律，并说明为什么？ 答: 温度升高时液体的黏性降低，因为液体的粘性主要是分子间的内聚力引起的，温度升高时，内聚力减弱，故粘性降低，而造成气体粘性的主要原因在于气体分子的热运动，温度越高，热运动越强烈，所以粘性就越大 2、请详细说明作用在流体上的力。 作用在流体上的力按其性质可分为表面力和质量力，表面力是指作用在所研究流体表面上的力，它是由流体的表面与接触的物体的相互作用差生的，质量力是流体质点受某种力场的作用力，它的大小与流体的质量成正比 3、简述连续介质假说。 连续介质假设将流体区域看成由流体质点连续组成，占满空间而没有间隙，其物理特性和运动要素在空间是连续分布的。从而使微观运动的不均匀性、离散性、无规律性与宏观运动的均匀性、连续性、规律性达到了和谐的统一。（宏观无限小微观无限大） 4、何谓不可压缩流体？在什么情况下可以忽略流体的压缩性？ 除某些特殊流动问题，工程实际中将液体看作是密度等于常数的不可压缩流体，当气体的速度小于70m/s 且压力和温度变化不大时也可近似地将气体当作不可压缩流体处理 5、流体静压力有哪两个重要特征？

【免费下载】 土木工程流体力学实验报告答案

实验一 管路沿程阻力系数测定实验1．为什么压差计的水柱差就是沿程水头损失？如实验管道安装成倾斜，是否影 响实验成果？现以倾斜等径管道上装设的水银多管压差计为例说明（图中A —A 为水平线）：如图示O—O 为基准面，以1—1和2—2为计算断面，计算点在轴心处，设，，由能量方程可得21v v =∑=0j h ???? ??+-???? ??+=-γγ221121p Z p Z h f 1112222 1 6.136.13H H h h H h h H p p +?-?-?+?+?-?+-=γγ 1 12226.126.12H h h H p +?+?+-=γ ∴()()1 22211216.126.12h h H Z H Z h f ?+?++-+=-) (6.1221h h ?+?=这表明水银压差计的压差值即为沿程水头损失，且和倾角无关。2．据实测m 值判别本实验的流动型态和流区。 ～曲线的斜率m=1.0～1.8，即与成正比，表明流动为层流 f h l g v lg f h 8.10.1-v （m=1.0）、紊流光滑区和紊流过渡区（未达阻力平方区）。接管口处理高中资料试卷电保护进行整核对定值试卷破坏范围，或者对某

3．本次实验结果与莫迪图吻合与否？试分析其原因。 通常试验点所绘得的曲线处于光滑管区，本报告所列的试验值，也是如此。但是，有的实验结果相应点落到了莫迪图中光滑管区的右下方。对此必须认真分析。 如果由于误差所致，那么据下式分析 d和Q的影响最大，Q有2%误差时，就有4%的误差，而d有2% 误差时，可产 生10%的误差。Q的误差可经多次测量消除，而d值是以实验常数提供的，由仪器制作时测量给定，一般< 1%。如果排除这两方面的误差，实验结果仍出现异常，那么只能从细管的水力特性及其光洁度等方面作深入的分析研究。还可以从减阻剂对水流减阻作用上作探讨，因为自动水泵供水时，会渗入少量油脂类高分子物质。总之，这是尚待进一步探讨的问题。