2012流体力学习题
2012《流体力学》习题
一、单项选择题
1、流体的动力粘度μ与（）有关。
A．流体的种类、温度、体积B．流体的种类、压力、体积
C．流体的压力、温度、体积D．流体的种类、温度、压力
2、下列物理量中，单位有可能为m2/s的是（）
A.运动粘度
B.动力粘度
C. 体积膨胀系数
D.体积压缩系数
3、理想流体指的是（）。
A．膨胀性为零的流体B．压缩性为零的流体
C．粘度为零的流体D．体积弹性模量为零的流体
4、对于不可压缩流体，可认为其密度在流场中（）
A．随压强增加而增加B．随压强减小而增加
C．随体积增加而减小D．与压强变化无关
5、下列关于流体粘性的说法中，不准确的说法是（）。
A．粘性是实际流体的物性之一
B．构成流体粘性的因素是流体分子间的吸引力
C．流体粘性具有阻碍流体流动的能力
D．流体运动粘度的国际单位制单位是m2/s
6、牛顿内摩擦定律只适用于（）。
A．粘性流体B．牛顿型流体C．理想流体D．不可压缩流体
7、下列流体哪个属牛顿型流体？ ( )
A. 牙膏
B.纸浆
C.油漆
D. 汽油
8、表面力是指作用在（）的力。
A．流体内部每一个质点上B．流体体积表面上
C．理想流体液面上D．粘性流体体积上
9、下列各力中，不属于表面力的是（）。
A．惯性力B．粘滞力C．压力D．表面张力
10、重力作用下流体静压强微分方程为dp＝（）。
A ．gdz ρ-
B ．gdz ρ
C ．dz ρ-
D ．gdz - 11、重力场中平衡流体的势函数为（ ）。
A ．gz -=π
B ．gz =π
C ．z ρπ-=
D ．z ρπ=
12、静止液体中同一点各方向的压强 （ ）
A ．数值相等
B ．数值不等
C ．仅水平方向数值相等
D ．垂直方向数值最大
13、当液体为恒定流时，必有（ ）等于零。
A ．当地加速度
B ．迁移加速度
C ．合加速度
D ．矢量加速度
14、在流体研究的欧拉法中，流体质点的加速度包括当地加速度和迁移加速度，迁移加速度反映（ ）。
A ．由于流体质点运动改变了空间位置而引起的速度变化率
B ．流体速度场的不稳定性
C ．流体质点在流场某一固定空间位置上的速度变化率
D ．流体的膨胀性
15、已知不可压缩流体的流速场为xyj zi x 2V 2
+= ，则流动属于（ ）。
A ．三向稳定流动
B ．二维非稳定流动
C ．三维稳定流动
D ．二维稳定流动
16、动量方程
不适用于( ) 的流场。 A ．理想流体作定常流动 B ．粘性流体作定常流动 C ．不可压缩流体作定常流动 D ．流体作非定常流动
17、理想液体恒定有势流动，当质量力只有重力时，总水头)2//(2g u g p z ++ρ（ ）
A ．在整个流场内各点都相等
B ．只是在位于同一流线上的各点才相等
C ．沿流线方向逐渐减小
D ．沿流线方向逐渐增加
18、对总流流动运用伯努利方程时所选取的两个截面（ ）。 A .可以是急变流所在截面 B . 其截面上的流速必须是均一的 C . 之间可以有急变流 D . 之间必须是缓变流
in out QV QV F )()(ρρ∑-∑=∑
19、若含有ｎ个变量的函数关系式中基本物理量为ｍ个。根据π定理。可将该函数关系式组合成（ ）个无量纲的函数式。
A .ｎ＋ｍ
B . ｎ－ｍ
C . ｎ＋ｍ－１
D . ｍ－ｎ
20、流体内摩擦力的量纲
[]F 是（ ）。
A . []1-MLt
B . []21--t ML
C . []11--t ML
D . []
2-MLt
21、皮托（Pitot ）管用于测量（ ）的仪器。
A ．压强
B ．流量
C ．点速度
D ．平均流速
22、对流动流体应用质量守恒定律可导出（ ）。
A ．伯努利方程
B ．动量方程
C ．能量方程
D ．连续性方程
23、已知某流体在圆管内流动的雷诺数2000Re =，则该管的沿程阻力系数λ＝（ ）。 A ．0.032 B ．0.064 C ．0.128 D ．0.256
24、层流的沿程水头损失与管截面上的平均流速的（ ）成正比。
A ．二分之一次方
B ．1.75次方
C ．二次方
D ．一次方
25、平方阻力区的沿程阻力系数λ（ ）
A ．仅与雷诺数有关
B ．仅与管壁的相对粗糙度有关
C ．与雷诺数及管壁的相对粗糙度有关
D ．是常数 26、不可压缩实际流体在重力场中的水平等径管道内作稳定流动时，以下陈述错误的是：沿流动方向 ( ) 。
A ．流量逐渐减少
B ．阻力损失量与流经的长度成正比
C ．压强逐渐下降
D ．雷诺数维持不变
27、串联管道，无支流分出，则各管段的（ ）
A ．压力相等
B ．切应力相等
C ．流量相等
D ．沿程水头损失相等
28、边界层的基本特征之一是（ ）。
A ．边界层内流体的流动为层流(边界层内粘性力与惯性力为同一数量级)
B ．边界层内粘性力与惯性力为同一数量级(边界层内流体的流动为层流)
C ．边界层厚度沿流动方向逐渐减薄
D ．边界层内流体的流动为湍流
29、边界层的基本特征之一是（ ）。
A ．边界层内流体的流动为层流
B ．边界层内流体的流动为湍流
C．边界层内是有旋流动D．边界层内流体的流动为混合流
30、串联管道系统中,其各支管内单位质量流体的能量损失（）。
A．一定不相等B．之和为单位质量流体的总能量损失C．一定相等D．相等与否取决于支管长度是否相等
31、指出下列论点中的错误论点：（）
A．点源的圆周速度为零B．涡流的径向速度为零
C．有旋流动也称为有势流动D．平行流的等势线与流线相互垂直
32、在同一瞬时，流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此流线（）
A．重合B．相交C．相切D．平行
33、关于涡流有以下的论点，指出其中的正确论点：( )
A．在涡流区域速度与半径成正比，在涡束内部速度与半径反比
B．在涡流区域速度与半径成反比，在涡束内部速度与半径正比
C．在涡流区域和在涡束内部速度与半径都是成反比
D．在涡流区域和在涡束内部速度与半径都是成正比
34、关于涡流有以下的论点，指出其中的错误论点：涡流区域的( )。
A．涡流区域速度与半径成反比B．压强随半径的增大而减小
C．涡流区域的径向流速等于零D．点涡是涡流
35、速度势函数存在的条件是：( )
A．无旋流动B．无粘性流体C．不可压缩流体D．平面流动36、无旋流动是指（）流动。
A．平行B．不可压缩流体平面C．旋涡强度为零的D．流线是直线的
37、在变截面喷管内，亚音速等熵气流随截面积的减小而（）。
A．压强增大B．密度增大C．流速增大D．流速减小
38、在变截面喷管内，亚音速等熵气流随截面积的减小而（）。
A．压强增大B．密度增大C．流速减小D．流速增大
39、在理想气体中，音速正比于（）。
A．密度B．压强C．温度D．以上都不是
40、亚音速气体在收缩管中流动时，气流速度（ ）。
A ．逐渐增大，压强逐渐增大
B ．逐渐增大，压强逐渐减小
C ．逐渐减小，压强逐渐减小
D ．逐渐减小，压强逐渐增大
41、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生（ ）现象。 A ．离心泵内液体温度上升 B ．气缚 C ．离心泵内液体发生汽化 D ．叶轮倒转
42、为提高离心泵的允许安装高度，以下哪种措施是可行的？（ ） A ．提高流体的温度 B ．增大离心泵吸入管的管径 C ．延长离心泵吸入管的管长 D ．增大离心泵吸入管的粗糙度
43、离心泵串联工作适用于（ ）的情况。 A ．泵特性曲线较陡降、管路特性曲线较为平坦 B ．泵特性曲线较平坦、管路特性曲线较为陡降
C ．泵特性曲线和管路特性曲线都较为陡降
D ．泵特性曲线和管路特性曲线都较为平坦
二、填空题
1、已知某液体的体积模量Pa K P 9100.2?=，如果要减小其体积的0.5％，则需增加压强 Pa 。
2、在重力场中，作用于静止液体上的面积力是 ，质量力是 。
3、在平衡流体中, 静压强相等的各点所组成的面称为 ，平衡流体内任一点所
受的质量力与通过该点的 互相垂直。
４、某水泵进口真空表的读数为2/5.24m kN p k =，则该处的相对压强（即表压）为 2/m kN ，相对压强水头为 m 。
5、温度升高时，液体的粘度 ，而气体的粘度 。
6、静止流场中的压强分布规律，既适用于 流体，也适用于 流体。
7、连续性方程是对流动流体应用 守恒定律导出的，而欧拉运动方程是应
用 定律导出的。
8、流体作无旋运动的特征是 。
9、湍流附加切应力是由于 而产生的。
10、实际流体在圆管中作层流流动时, 截面平均流速是管内中心流速的 倍。若将管子换为管径比原管径大20%管子，沿程阻力损失将是原来的 ％。
11、在对有旋流动的研究中，斯托克斯定理建立了 与 间的等量关系。
12、伯努利方程：=++2
2V gz p
ρ常数，
所表达的物理意义是 。
13、点源的圆周速度为 ，涡流的径向速度为 。
14、离心式通风机的风量是以 的气体体积，并以 气体的状态计。
15、在101.33kPa 下用20℃的清水测定某离心泵抗气蚀性能，于某流量下测得泵内恰好发生气蚀时，泵入口处的压强为60.1kPa ，据此求得此时的允许吸上真空度为 m 水柱。
16、离心式泵与风机的机内损失包括： 、 和机械损失。
三、简答题
(1) 解释为什么随着温度的升高，气体的粘度上升，而液体的粘度却下降？
(2) 解释流体力学中迹线的意思，为什么说对于定常流动，迹线与流线是重合的？
(3) 简述边界层分离的原因。
(4) 判断下述论点的正确性，并说明理由。“水一定是从高处往低处流动的。”
(5) 粘性流体在管内作湍流流动时，何为“水力粗糙”？
(6) 写出流体欧拉平衡微分方程和理想流体欧拉运动微分方程的基本形式。并指出这两种方程的共同点以及它们之间的关系。
(7) 关联沿程阻力系数与雷诺数、相对粗糙度关系的穆迪图，按流动特性随雷诺数增大依次可分为哪五个区？沿程水头损失分别满足以下三式的各称为什么区？
V h j ∝， 2V h j ∝， 2~75.1V h j ∝
(8) 解释什么叫做冯卡曼涡街？
(9)为什么调节离心泵的出口阀可以达到调节管道输送流量的目的？简述此调节方法的利弊。
四、计算题
１、当压强增加4×104Pa 时，某种液体的密度增长0.015%，求该液体的压缩系数。
2、如图所示，图中A 液体是水，密度为3/1000m kg ，B 液体是水银，密度为3/13600m kg ，ｙ＝60ｃｍ，ｚ＝30ｃｍ。求M 点处的压强。
3、图示一密闭容器，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p 0=7.8N/cm 2，左支管与大气相通，求左侧管内水面距容器液面的高度h 为多少m ？
4、已知流场中的速度分布为??
?
??=-=+=xy t xz t yz u ωυ
（１）说明此流动是否恒定？
（２）求流体质点在通过流场中点（１，１，１）时的加速度。
5、已知某平面不可压缩流体流动的速度势函数3/32y y x -=φ （1）求出该流动的流速分量x u 及y u 。
（2）是否存在流函数，如存在求出该流动的流函数。
6、不可压缩流体无旋流动的速度分布为By Ax u +=，Dy Cx v +=，0=w ，若此流场满足连续性方程，试导出A 、B 、C 、D 所需满足的条件。（不计重力影响）
7、已知不可压缩流体平面流动的速度势为x y x +-=22?，判断说明该流动是否存在流函数？若有流函数，则求出流函数。
8、已知某平面流动的势函数：2
2
y x x -+=? 求流速和流函数。
9、铅球的密度3
/11420m kg ，直径为25ｍｍ，在密度为3
/930m kg 的油中以s m /375.0的速度等速沉降，求油的动力粘度。
10、已知煤粉炉炉膛中上升烟气流的最小流动速度为s m /5.0，烟气密度为3/2.0m kg ，其运动粘度为s m /1023026-?，煤粉密度为3/1300m kg ，问直径为0.1ｍｍ的煤粉将沉降下来还是被上升气流带走？
11、一根输油管总长7000ｍ，内经500mm ，油的密度为3
/925m kg ，动力粘度为s Pa ?13.0，试问若输油管保持层流，管内的最大流速为多少？此时的沿程阻力造成的压强降为多少？
12、如图所示为一吸水装置，已知321h h h 、、，若甲、乙两水箱的水位保持不变，忽略流动的水头损失，试问要从甲水箱将水吸入喉道，喷嘴断面面积2A 与喉道断面面积1A 之比：1
2
A A 与321h h h 、、之间应满足什么条件？
答案：2
3
112
h h h A A +≥
13、如图，水箱中的水通过直径为d ，长度为l ，沿程阻力系数为λ的立管向大气中泄水，问h 多大时，立管排出的流量Q 仅与d 和λ有关？
解：在水箱液面与出水口断面间列伯努利方程：
f h
g V l
h +=+22
g
V d l h f 22
λ
= ()()
l d
l h d
g d
l l h g V ++=
++=
λ
λ
λ
212
()
l
d
l h d
g
d V d Q ++?
=
=
λ
λ
π
π
24
4
22
显然，当λ
d
h =
时，
Q 仅与d 和λ有关。
14、如图所示，水在压强作用下从密封的下水箱沿竖直管道流入上水
箱中，已知h＝50cm，H＝3m，管道直径D＝25mm，λ＝0.02，各局
部阻力系数分别为ζ1＝0.5，ζ2＝5.0，ζ3＝1.0，求：为维持稳定的
管中流速V＝1m/s，下水箱的液面压强应保持在多少Pa?
15、有一长度为L的管道连结两水池，管径d=0.1m，两水池水位差Z=3.5m，在L/2处装一测压管，已知管道进口和出口的局部阻力系数分别为0.5和1.0，管道沿程阻力系数为0.02，试求：
(1)管道中通过的流量；（2）测压管水面比下游水池水面高多少？
16、如图输水管道，拟用U形水银压差计连接于直角弯管处测量管中水流量，已知：d1＝300mm，d2＝100mm，压差计的最大量程读数Δh max＝800mm，水流量范围Q＝10～100L/s。试问：(1)该压差计的量程是否满足测量的需求？
(2)当Δh＝300mm时，水流量为多少？
（注：忽略水头损失，水银密度为13600kg/m3，水的密度1000 kg/m3）
17、已知：一个水平放置的90o弯管输送水
d 1＝150mm ，d 2＝75mm p 1＝2.06×105Pa ，Q ＝0.02m 3/s
求：水流对弯管的作用力大小和方向（不计水头损失）。
18、现需要建一高位槽，将常压下20℃的水从低位槽送至高位槽，已知管直径为80mm , 吸入管和排出管的管长分别为30m 和120m(均含局部阻力的当量长度),摩擦系数λ=0.02。泵的
轴功率和效率分别为4kw 和68%。20℃水的密度可取1000kg/m 3
。试求：
（1）为保证水的输送量不低于40m 3
/h ，高位槽与低位槽的水面高度差H （如图所示）不能大于多少m ？
(2)已知泵的气蚀余量为3m, 水的饱和蒸汽压为 2.335kPa 。若将泵安装在高于低位槽水面2m 之处，泵能正常工作而不会发生气蚀吗？
19、用直径为300mm 的水平管道进行管道沿程阻力系数测试实验，流量为0.23m 3
/s 的水在管内流动, 其密度为1000kg/m 3，在相距120m 的管道两点用水银差压计测压，水银柱读数R1与R2高度差为330mm 。求管道沿程阻力系数等于多少？
20、用一根不锈钢管输送10℃的水，要求输水量为每小时3
30m ，输送管长300ｍ，10℃水的密度3
/1000m kg ，粘度s Pa ?0013.0。允许的沿程损失压强降不能大于kPa 3.81，试确
定钢管内径及水在管内的流速。（注：当5310~105Re ?=，沿程阻力系数25
.0Re
3164
.0=
λ）
21、一根输油管总长7000ｍ，内经500mm ，油的密度为3
/925m kg ，动力粘度为s Pa ?13.0，试问若输油管保持层流，管内的最大流速为多少？此时的沿程阻力造成的压强降为多少？
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=- ++
工程流体力学习题集及答案.
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 时空气和水的运动黏度6215.210m /s υ-=?空气，621.14610m /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 性；（d ）抗拒变形的能力。解：液体的黏性主要由分子内聚力决定。 （b ）
流体力学习题解答
《流体力学》选择题库 第一章 绪论 1．与牛顿内摩擦定律有关的因素是： A 、压强、速度和粘度； B 、流体的粘度、切应力与角变形率； C 、切应力、温度、粘度和速度； D 、压强、粘度和角变形。 2．在研究流体运动时，按照是否考虑流体的粘性，可将流体分为： A 、牛顿流体及非牛顿流体； B 、可压缩流体与不可压缩流体； C 、均质流体与非均质流体； D 、理想流体与实际流体。 3．下面四种有关流体的质量和重量的说法，正确而严格的说法是 。 A 、流体的质量和重量不随位置而变化； B 、流体的质量和重量随位置而变化； C 、流体的质量随位置变化，而重量不变； D 、流体的质量不随位置变化，而重量随位置变化。 4．流体是 一种物质。 A 、不断膨胀直到充满容器的； B 、实际上是不可压缩的； C 、不能承受剪切力的； D 、在任一剪切力的作用下不能保持静止的。 5．流体的切应力 。 A 、当流体处于静止状态时不会产生； B 、当流体处于静止状态时，由于内聚力，可以产生； C 、仅仅取决于分子的动量交换； D 、仅仅取决于内聚力。 6．A 、静止液体的动力粘度为0； B 、静止液体的运动粘度为0； C 、静止液体受到的切应力为0； D 、静止液体受到的压应力为0。 7．理想液体的特征是 A 、粘度为常数 B 、无粘性 C 、不可压缩 D 、符合RT p ρ=。 8．水力学中，单位质量力是指作用在单位_____液体上的质量力。 A 、面积 B 、体积 C 、质量 D 、重量
9．单位质量力的量纲是 A、L*T-2 B、M*L2*T C、M*L*T(-2) D、L(-1)*T 10.单位体积液体的重量称为液体的______，其单位。 A、容重N/m2 B、容重N/M3 C、密度kg/m3 D、密度N/m3 11.不同的液体其粘滞性_____，同一种液体的粘滞性具有随温度______而降低的特性。 A、相同降低 B、相同升高 C、不同降低 D、不同升高 12.液体黏度随温度的升高而____，气体黏度随温度的升高而_____。 A、减小，升高； B、增大，减小； C、减小，不变； D、减小，减小 13.运动粘滞系数的量纲是： A、L/T2 B、L/T3 C、L2/T D、L3/T 14.动力粘滞系数的单位是： A、N*s/m B、N*s/m2 C、m2/s D、m/s 15.下列说法正确的是： A、液体不能承受拉力，也不能承受压力。 B、液体不能承受拉力，但能承受压力。 C、液体能承受拉力，但不能承受压力。 D、液体能承受拉力，也能承受压力。 第二章流体静力学 1．在重力作用下静止液体中，等压面是水平面的条件是。 A、同一种液体； B、相互连通； C、不连通； D、同一种液体，相互连通。 2．压力表的读值是 A、绝对压强； B、绝对压强与当地大气压的差值； C、绝对压强加当地大气压； D、当地大气压与绝对压强的差值。 3．相对压强是指该点的绝对压强与的差值。 A、标准大气压； B、当地大气压； C、工程大气压； D、真空压强。
流体力学题库选择题
考生答题记录——第1章选择题（3题） 返回 [答题记录] 列表本套单元测试共 3 题，共 6 分。答题得分：6分 【题型：单选】【分数：2分】 [1] 下列各力中，属于质量力的是 得 2分 分： 答：A A 重力 B 摩擦力 C 压力 D 雷诺应力 【题型：单选】【分数：2分】 [2] 水的动力粘度随温度的升高 得 2分 分： 答：B A 增大 B 减小 C 不变 D 不确定 【题型：单选】【分数：2分】 [3] 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是 得 2分 分： 答：C A 剪应力和压强 B 剪应力和剪切变形 C 剪应力和剪切变形速度 D 剪应力和流速 考生答题记录——第2章选择题（6题）
返回 [答题记录] 列表本套单元测试共 6 题，共 12 分。答题得分：12分 【题型：单选】【分数：2分】 [1] 流体静压强的作用方向为 得 2分 分： 答：D A 平行受压面 B 垂直受压面 C 指向受压面 D 垂直指向受压面 【题型：单选】【分数：2分】 [2] 静止的水中存在 得 2分 分： 答：C A 拉应力 B 切应力 C 压应力 D 压应力和切应力 【题型：单选】【分数：2分】 [3] 露天水池，水深10m处的相对压强是 得 2分 分： 答：C A 9.8kPa B 49kPa C 98kPa D 198kPa 【题型：单选】【分数：2分】
[4] 某点的真空度为60000Pa，当地大气压为0.1MPa，该点的绝对压强为 得 2分 分： 答：A A 40000Pa B 60000Pa C 100000Pa D 160000Pa 【题型：单选】【分数：2分】 [5] 垂直放置的矩形平板挡水，水深2m，水宽5m，平板所受静水总压力为 得 2分 分： 答：C A 9.8kN B 49kN C 98kN D 196kN 【题型：单选】【分数：2分】 [6] 金属压力表的读值是 得 2分 分： 答：B A 绝对压强 B 相对压强 C 绝对压强加当地大气压 D 相对压强加当地大气压 考生答题记录——第3章选择题（8题） 返回 [答题记录] 列表本套单元测试共 8 题，共 16 分。答题得分：16分 【题型：单选】【分数：2分】
流体力学例题
第一章 流体的性质 例1：两平行平板间充满液体，平板移动速度0.25m/s ，单位面积上所受的作用力2Pa(Ｎ／m2>，试确定平板间液体的粘性系数μ。 例2 ：一木板，重量为G ，底面积为 S 。此木板沿一个倾角为，表面涂有润滑油的斜壁下滑，如图所示。已测得润滑油的厚度为，木板匀速下滑的速度为u 。试求润滑油的动力粘度μ。 b5E2RGbCAP 例3：两圆筒，外筒固定，内筒旋转。已知：r1=0.1m ，r2=0.103m ，L=1m 。 。 求：施加在外筒的力矩M 。 例4：求旋转圆盘的力矩。如图，已知ω， r1，δ，μ。求阻力矩M 。 第二章 流体静力学
例1：用复式水银压差计测量密封容器内水面的相对压强，如图所示。已知：水面高程z0=3m, 压差计各水银面的高程分别为z1 = 0.03m, z2 = 0.18m, z3 = 0.04m, z4 = 0.20m,水银密度p1EanqFDPw ρ′=13600kg/m3，水的密度ρ=1000kg/m3 。试求水面的相对压强p0。 例2：用如图所示的倾斜微压计测量两条同高程水管的压差。该微压计是一个水平倾角为θ的Π形管。已知测压 计两侧斜液柱读数的差值为L=30mm ，倾角 θ=30°，试求压强差p1 –p2 。DXDiTa9E3d 例 3：用复式压差计测量两条气体管道的压差<如图所 示）。两个U 形管的工作液体为水银，密度为ρ2 ，其连接管充以酒精，密度为ρ1 。如果水银面的高度读数为z1 、 z2 、 z3、 z4 ，试求压强差pA –pB 。RTCrpUDGiT 例4：用离心铸造机铸造车轮。求A-A 面上的液体 总压力。 例5：已知：一块平板宽为 B ，长为L,倾角 ，顶端与水面平齐。求：总压力及作用点。 例7：坝的园形泄水孔，装一直径d = 1m 的 平板闸门，中心水深h = 3m ，闸门所在斜面与水平面成，闸门A 端设有铰链，B 端钢索
流体力学典型习题
一、 某流体在相距2mm 的两平行平板间。当作用于其中一平板上的切应力为30Pa 时，该平板相对于另一平板的线速度为2m/s ，求该流体的动力粘度。 解：30002.02==?≈=μδμμτv dn dv 解得 s Pa ?=03.0μ 二、 两同心圆筒间隙为G ，其中充满动力粘度为μ的液体，若外筒固定，直径为d 的桶以角速度ω旋转。求单位长度的筒所受到的阻抗力矩。 解、G wd d dn dv A F 2μπμ== G d d G d d Fr M 4223 πμωωμπ=== 三、 如图所示一密闭容器，上部装有密度ρ1=0.8×103kg/m 3的油，下部为密度ρ2=103kg/m 3的水，已知h 1=0.3m ，h 2=0.5m 。测压管中水银液面读数为h=0.4m 。求密闭容器中油面的压强。 解：以表压强计算，设水银与水的fenjie 面处压强为P 则有? ??=++=gh P gh gh P P 322110ρρρ 代入数据 4.081.9106.135.081.9103.081.9108.03330???=??+???+P 解得：Pa P 461070= 四、 如图所示，用真空计测得封闭水箱上部的真空度为0.98×103Pa ，若敞口油箱的液面低于水箱液面，且h=1.5m ，水银测压计的读数h 2=0.2m ，已知h 1=5.61m ，求油的密度。
解：根据静止流体部的静压强分布规律 设密闭水箱上部空气压强为P 1， 有 21211)(gh gh h h h g P 水银油水ρρρ+=+++ （5分） 代入数据，以表压强计算 2 .081.9106.1361.581.9)2.061.55.1(81.910001098.033???+??=++??+?-油ρ（4分） 解得3/800m kg =油ρ（1分） 五、 密闭盛水容器，水深h1=60cm ，h2=100cm ，水银测压计的读数Δh =25cm ，如图所示，试求半径R=0.5m 的半球形盖子AB 所受总压力的水平分力和竖直分力大小和方向。
流体力学习题答案讲解
【1-1】500cm 3的某种液体，在天平上称得其质量为0.453kg ，试求其密度和相对密度。 【解】液体的密度 33 4 0.4530.90610 kg/m 510m V ρ-= ==?? 相对密度 3 3 0.906100.9061.010w ρδρ?===? 【1-2】体积为5m 3的水，在温度不变的条件下，当压强从98000Pa 增加到 4.9×105Pa 时，体积减少1L 。求水的压缩系数和弹性系数。 【解】由压缩系数公式 10-15 10.001 5.110 Pa 5(4.91098000) p dV V dP β-=-==???- 910 1 1 1.9610 Pa 5.110 p E β-= = =?? 【1-3】温度为20℃，流量为60m 3/h 的水流入加热器，如果水的体积膨胀系数βt =0.00055K -1，问加热到80℃后从加热器中流出时的体积流量变为多少？ 【解】根据膨胀系数 1t dV V dt β= 则 211 3600.00055(8020)6061.98 m /h t Q Q dt Q β=+=??-+= 【1-4】用200升汽油桶装相对密度0.70的汽油。罐装时液面上压强为98000Pa 。 封闭后由于温度变化升高了20℃，此时汽油的蒸汽压力为17640Pa 。若汽油的膨胀系数为0.0006K -1，弹性系数为13.72×106Pa ，（1）试计算由于压力温度变化所增加的体积，（2）问灌装时汽油的体积最多不应超过桶体积的百分之多少？ 【解】（1）由1 β=-=P p dV Vdp E 可得，由于压力改变而减少的体积为 6 20017640 0.257L 13.7210??=-= ==?P p VdP V dV E 由于温度变化而增加的体积，可由 1β= t t dV V dT
流体力学习题解答
流体力学习题解答一、填 空 题 1．流体力学中三个主要力学模型是（1）连续介质模型（2）不可压缩流体力学模型（3）无粘性流体力学模型。 2．在现实生活中可视为牛顿流体的有水 和空气 等。 3．流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。它们的区别在于：前者是作用在某一面积上的总压力；而后者是作用在某一面积上的平均压强或某一点的压强。 4．均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。 5．和液体相比，固体存在着抗拉、抗压和抗切三方面的能力。 6．空气在温度为290K ，压强为760mmHg 时的密度和容重分别为 1.2a ρ= kg/m 3和11.77a γ=N/m 3。 7．流体受压，体积缩小，密度增大 的性质，称为流体的压缩性 ；流体受热，体积膨胀，密度减少 的性质，称为流体的热胀性 。 8．压缩系数β的倒数称为流体的弹性模量 ，以E 来表示 9．１工程大气压等于98.07千帕，等于10m 水柱高，等于735.6毫米汞柱高。 10．静止流体任一边界上压强的变化，将等值地传到其他各点（只要静止不被破坏），这就是水静压强等值传递的帕斯卡定律。 11．流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。 12．液体静压强分布规律只适用于静止、同种、连续液体。= 13．静止非均质流体的水平面是等压面，等密面和等温面。 14．测压管是一根玻璃直管或U 形管，一端连接在需要测定的容器孔口上，另一端开口，直接和大气相通。 15．在微压计测量气体压强时，其倾角为?=30α，测得20l =cm 则h=10cm 。 16．作用于曲面上的水静压力P 的铅直分力z P 等于其压力体内的水重。 17．通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。 19．静压、动压和位压之和以z p 表示，称为总压。 20．液体质点的运动是极不规则的，各部分流体相互剧烈掺混，这种流动状态称为紊流。 21．由紊流转变为层流的临界流速k v 小于 由层流转变为紊流的临界流速k v '，其
流体力学题库
流体的粘滞切应力： 【例1-1】一平板距另一固定平板δ=0.5mm，二板水平放置，其间充满流体，上板在单位面积上为τ=2N/m2的力作用下，以μ=0.25m/s的速度移动，求该流体的动力黏度。 【解】由牛顿内摩擦定律由于两平板间隙很小，速度分布可认为是线性分布， 可用增量来表示微分(pa.s) 【例1-2】长度L=1m，直径D=200mm水平放置的圆柱体，置于内径D1=206mm的圆管中以u=1m/s的速度移动，已知间隙中油液的相对密度为d=0.92，运动黏度=5.6×10-4m2/s，求所需拉力F为多少？ 解】间隙中油的密度为 （kg/m3）动力黏度为（Pa·s）由牛顿内摩擦定律由于间隙很小，速度可认为是线性分布 如图所示，转轴直径=0.36m，轴承长度=1m，轴与轴承之间的缝隙＝0.2mm，其中充满动力粘度＝0.72 Pa.s的油，如果轴的转速200rpm，求克服油的粘性阻力所消耗的功率。 解：油层与轴承接触面上的速度为零，与轴接触面上的速度等于轴 面上的线速度： 设油层在缝隙内的速度分布为直线分布，即则轴表面上总的切向力为： 克服摩擦所消耗的功率为： 三、解题步骤 1.判断形心位置； 2.计算左边的总压力和作用点； 3.计算右边的总压力和作用点； 4.计算总压力F=F1-F2；
5.由力矩平衡，计算总压力的作用点。 静水奇象 应用：对容器底部进行严密性检查 一块平板矩形闸门可绕铰轴A 转动，如图示。已知θ=60°，H=6 m ，h1=1.5 m ，h=2m ，不 计闸门自重以及摩擦力，求开启单位宽度b=1 m （垂直于纸面）的闸门所需的提升力F ？ 四、静止液体作用在曲面上的总压力的计算程序 (1)将总压力分解为水平分力Fx 和垂直分力Fz (2)水平分力的计算 (3)确定压力体的体积(4)垂直分力的计算， 方向由虚、实压力体确 (5)总压力的计算， (6)总压力方向的确定， [例2-７]下图表示一个两边都承受水压的矩形水闸，如果两边的水深分别为h1=2m ，h2=4m ， 试求每米宽度水闸上所承受的净总压力及其作用点的位置。 【解】 淹没在自由液面下h1深的矩形水闸的形心yc=hc=h1/2 每米宽水闸左边的总压力为 由作用点F1位置 其中通过形心轴的惯性矩IC=bh31/12，所以 即F1的作用点位置在离底1/3h=2/3m 处。淹没在自由液面下h2深的矩形水闸的形心 yc=hc=h2/2。每米宽水闸右边的总压力为 同理，F2作用点的位置在离底1/3h2=2/3m 处。 该平衡，即 [例2-８]试绘制图中abc [例２-９]液体，试求每个螺栓所受的拉力 [解]取上半球为隔离体进行受力分析，据∑Fz=0得 FT=PZ/N z T == )3 (32)(232R H R R R H R V p +=-+=πππ
流体力学典型例题及答案
1.若流体的密度仅随( )变化而变化，则该流体称为正压性流体。 A.质量 B.体积 C.温度 D.压强 2.亚声速流动，是指马赫数( )时的流动。 A.等于1 B.等于临界马赫数 C.大于1 D.小于1 3.气体温度增加，气体粘度( ) A.增加 B.减小 C.不变 D.增加或减小 4.混合气体的密度可按各种气体( )的百分数来计算。 A.总体积 B.总质量 C.总比容 D.总压强 7.流体流动时，流场各空间点的参数不随时间变化，仅随空间位置而变，这种流动称为( ) A.定常流 B.非定常流 C.非均匀流 D.均匀流 8.流体在流动时，根据流体微团( )来判断流动是有旋流动还是无旋流动。 A.运动轨迹是水平的 B.运动轨迹是曲线 C.运动轨迹是直线 D.是否绕自身轴旋转 9.在同一瞬时，流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线( ) A.重合 B.相交 C.相切 D.平行 10.图示三个油动机的油缸的内径D相等，油压P也相等，而三缸所配的活塞结构不同，三个油动机的出力F1，F2，F3的大小关系是(忽略活塞重量)( ) A.F 1=F2=F3 B.F1>F2>F3 C.F1
流体力学习题解答
习 题 六 1． 已知不可压缩平面流动的速度分布u=x 2+2x-4y ，v=-2xy-2y 。确定流动：（1）是否满足 连续性条件；（2）是否有旋；（3）驻点位置；（4）如存在速度势函数和流函数，求出它 们。4题 2． 已知不可压缩平面流动的速度势为：（1）?= r Q ln 2π；（2）?=x y arctan 2πΓ。求： （1）速度分布；（2）流函数和流动图案。5题图 3． 求以下平面流动的涡量场，并判断由给定涡量场能否唯一地确定相应的速度场。 （1） u=-y ，v=0；（2）u=-（x+y ），v=y ；（3）u=-y ，v=x ； 4． 已知平面流场的速度分布量为：r>a ，u=222y x y a +-ω，v=2 22y x x a +ω；r ≤a ，u=-y ω，v=x ω。ω为常数，a 为半径，求图中三条封闭曲线C 1，C 2，C 3的环量1Γ，2Γ，3Γ。 5． 证明以下分别用速度势和流函数表示的两个流场实际实际上是同一流场： 22y x x -+=?和y xy +=2ψ 6． 不压缩流体平面流动的速度势为x y x +-=2 2 ?，求其相应的流函数。 7． 在（1，0）和（-1，0）两点各有强度为4π的点源，试求在（0，0），（0，1），（0，-1）， （1，1）的速度。 8． 两个速度环量相等且为s m /102 =Γ的旋涡，分别位于y=3±处。求（1）原点处的分 速度u ，v ；（2）A （4，0）点处的u ，v ；（3）B （6，5）点处的u ，v ；（4）流线方程。15题图 9． 已知不可压缩流体平面流动的速度势为2 2 y x -=?，求在点（2，1.5）处的压强。设 驻点的压强为101kN/m 2 ，流体的密度为3 /19.1m kg =ρ。 10． 根据固定壁面可以和流线等价交换的原则，决定如下平面流动的速度势和沿壁面的 速度分布。 （1） 一强度为Q 的点源位于（a ，0）处，y 轴为固定壁面。 （2） 一强度为Q 的点汇位于（0，a ）处，x 轴为固定壁面。 11． x 轴上的两点（a ，0），（-a ，0）处分别放置强度为Q 的一个点源和一个点汇。证 明叠加后组合流动的流函数为： 2 222arctan 2a y x ay Q -+= πψ 12． 速度为V ∞的平行流和强度为Q 的点源叠加，形成绕半无穷体的流动。求其流函数 和速度势，并证明柱形体的外形方程为r=Q （θπθπsin 2/)∞-V ，它的宽度为Q/ V ∞。 13． 在平面xoy 上的点（a ，0），（-a ，0）处各放置一个强度为Q 的点源，在点（0，a ），
流体力学题库填空
考生答题记录——第1章填空题（3题） 返回 [阶段测试] 列表本套试题共3题，300分。答题得分：300分[提交时间：2014-06-26 22:44:30] 【题型：填空】【100分】 [1]水的动力粘度随温度的升高而_____ 得 100分 分： 答：减小 【题型：填空】【100分】 [2]空气的动力粘度随温度的升高而______ 得 100分 分： 答：增大 【题型：填空】【100分】 [3]与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是_________ 得 100分 分： 答：剪应力和剪切变形速度 第2章填空题（8题） 返回阶段测试列表 本套单元测试共 8 题，共 800 分 【题型：填空】【100分】【限300个汉字以内】 [1] 金属压力表的压强读值是_______ 【题型：填空】【100分】【限300个汉字以内】 [2] 绝对压强的起算基准是________ 【题型：填空】【100分】【限300个汉字以内】 [3] 相对压强的起算基准是_______ 【题型：填空】【100分】【限300个汉字以内】 [4] 作用在曲面上的静水总压力铅垂分力的大小等于______中的液体重量。 【题型：填空】【100分】【限300个汉字以内】 [5] 当压力体是实压力体时，受压曲面所受总压力的铅垂分力向_______ 【题型：填空】【100分】【限300个汉字以内】
[6] 当压力体是虚压力体时，受压曲面所受总压力的铅垂分力向_______ 【题型：填空】【100分】【限300个汉字以内】 [7] 静止流体中只存在______应力 【题型：填空】【100分】【限300个汉字以内】 [8] 水深5m处的静压强是________kPa 第3章填空题（10题） 返回阶段测试列表 本套单元测试共 10 题，共 1000 分 【题型：填空】【100分】【限300个汉字以内】 [1] 流线近于平行直线的流动称为_________ 【题型：填空】【100分】【限300个汉字以内】 [2] 一元流动是______ 【题型：填空】【100分】【限300个汉字以内】 [3] 总流连续性方程是_________原理的流体力学表达式 【题型：填空】【100分】【限300个汉字以内】 [4] 在渐变流的过流断面上，液体动压强的分布规律为_____ 【题型：填空】【100分】【限300个汉字以内】 [5] 粘性流体总水头线沿程的变化是_____ 【题型：填空】【100分】【限300个汉字以内】 [6] 测压管水头线的沿程变化是可能下降、可能______ 、也可能保持水平 【题型：填空】【100分】【限300个汉字以内】 [7] 伯努利方程中z表示的物理意义是______ 【题型：填空】【100分】【限300个汉字以内】 [8] 伯努利方程中p/ρg表示的物理意义是______ 【题型：填空】【100分】【限300个汉字以内】 [9] 伯努利方程中v2/2g表示的物理意义是_______ 【题型：填空】【100分】【限300个汉字以内】 [10] 伯努利方程中hw表示的物理意义是_______ 第4章填空题（8题） 返回阶段测试列表 本套单元测试共 8 题，共 800 分 【题型：填空】【100分】【限300个汉字以内】 [1] 当量直径是水力半径的______倍
流体力学习题答案
第十一章习题简答 11-1 有一梯形断面渠道，底宽b = 3.0m ，边坡系数m =，底坡i = ，粗糙系数i = ，n = ，渠中发生均匀流时的水深h =1.6m 。试求通过渠中的流量Q 及流 速v 。 解：过流断面的面积为2 64.86.1)6.15.13()(m h mh b A =??+=+= 湿周m m h b x 76.85.116.1231222=+??+=++= 所以，通过渠中的流量s m nx A i Q /14.1876 .802.064.80018.033 23 521323521=??== 而流速s m A Q v /1.264 .814 .18=== 11-2 某梯形断面渠道，设计流量Q =12m 3/ s 。已知底宽b = 3m ，边坡系数m =，底坡i = ，粗糙系数n = 。试求水深h 。 解：过流断面面积h h h mh b A )25.13()(+=+= 湿周h h m h b x 2.3325.11231222+=+??+=++= 流量模数s m i Q K /7.169005 .0123=== 又3 2356 161111-=? ?? ??=?? ? ??==x A n x A x A n A R R n A R AC K () ()3 23522.3325.131-++=h h h n 假定一系列h 值，代入上式便可求得对应的K 值，计算结果列于表内，并绘出K=f(h)曲线，如下图所示。当K=169.7m 3/s 时，得h=1.015m 。 (课本答案为12.04m ，显然是错的，不可能水深有那么深的。) h(m) 0 1 K(m 3/s) 0 00.20.40.60.8 11.20 20 40 60 80 100120140160180200 K(m 3 /s) h (m ) 11-3 有一梯形断面渠道，底坡 i =，边坡系数 m =1，粗糙系数 n =，过水断面面积 。试求水力最优断面及相应的最大流量。若改为矩形断面，仍欲维持原有流量， 且其粗糙系数及底坡i 保持不变，问其最佳尺寸如何 解：梯形过流断面面积2 10)(m h mh b A m m m =+= —————————————— ① 水力最优梯形断面的宽深比为 83.0)111(2)1(222=-+=-+== m m h b m m m β —————— ② 由①②两式可得 b m =1.94m ，h m =2.34m 湿周56.81134.2294.1122 =+??+=++=m h b x m m
流体力学例题
第一章 流体及其主要物理性质 例1： 已知油品的相对密度为0.85，求其重度。 解： 例2： 当压强增加5×104Pa 时，某种液体的密度增长0.02%，求该液体的弹性系数。 解： 例3： 已知：A ＝1200cm 2，V ＝0.5m/s μ1＝0.142Pa.s ，h 1＝1.0mm μ2＝0.235Pa.s ，h 2＝1.4mm 求：平板上所受的内摩擦力F 绘制：平板间流体的流速分布图 及应力分布图 解：（前提条件：牛顿流体、层流运 动） 因为 τ1＝τ2 所以 3 /980085.085.0m N ?=?=γδ0=+=?=dV Vd dM V M ρρρρρ d dV V -=Pa dp d dp V dV E p 84105.2105% 02.01111?=??==-==ρρβdy du μ τ=??????? -=-=?2221110 h u h u V μτμτs m h h V h u h u h u V /23.02 112212 2 11 =+= ?=-μμμμμN h u V A F 6.41 1=-==μ τ
第二章 流体静力学 例1： 如图，汽车上有一长方形水箱，高H ＝1.2m ，长L ＝4m ，水箱顶盖中心有一供加水用的通大气压孔，试计算当汽车以加速度为3m/s 2向前行驶时，水箱底面上前后两点A 、B 的静压强（装满水）。 解： 分析：水箱处于顶盖封闭状态，当加速时，液面不变化，但由于惯性力而引起的液体内部压力分布规律不变，等压面仍为一倾斜平面，符合 等压面与x 轴方向之间的夹角 例2： （1）装满液体容器在顶盖中心处开口的相对平衡 分析：容器内液体虽然借离心惯性力向外甩，但由于受容器顶限制，液面并不能形成旋转抛物面，但内部压强分布规律不变： 利用边界条件：r ＝0，z ＝0时，p ＝0 作用于顶盖上的压强： （表压） （2）装满液体容器在顶盖边缘处开口的相对平衡 压强分布规律： =+s gz ax g a tg = θPa L tg H h p A A 177552=??? ?? ?+==θγγPa L tg H h p B B 57602=??? ?? ?-==θγγC z g r p +-?=)2( 2 2ωγg r p 22 2ωγ =C z g r p +-?=)2( 2 2ω γ
流体力学习题集及答案解析
流体力学与叶栅理论课程考试试题 一、选择题（每小题1分，共10分） 1、在括号内填上“表面力”或“质量力”： 摩擦力（）；重力（）； 离心力（）；浮力（）； 压力（）。 2、判断下列叙述是否正确（对者画√，错者画╳）： (a) 基准面可以任意选取。（） (b) 流体在水平圆管内流动，如果流量增大一倍而其它条件不变的话，沿程 阻力也将增大一倍。（） (c) 因为并联管路中各并联支路的水力损失相等，所以其能量损失也一定相 等。（） (d) 定常流动时，流线与迹线重合。（） (e) 沿程阻力系数λ的大小只取决于流体的流动状态。（） 二、回答下列各题（1—2题每题5分，3题10分，共20分） 1、什么是流体的连续介质模型？它在流体力学中有何作用？ 2、用工程单位制表示流体的速度、管径、运动粘性系数时，管流的雷诺数4 Re ， 10
3、常见的流量的测量方法有哪些？各有何特点？ 三、计算题（70分） 1、如图所示，一油缸及其中滑动栓塞，尺寸D=120.2mm，d=119.8mm，L=160mm，间隙内充满μ=0.065Pa·S的润滑油，若施加活塞以F=10N的拉力,试问活塞匀速运动时的速度是多少？（10分） 题1图 2、如图所示一盛水容器，已知平壁AB=CD=2.5m，BC及AD为半个圆柱体，半径R=1m，自由表面处压强为一个大气压，高度H=3m，试分别计算作用在单位长度上AB面、BC面和CD面所受到的静水总压力。（10分） 题2图
3、原型流动中油的运动粘性系数υp=15×10-5m2/s，其几何尺度为模型的5倍，如 确定佛汝德数和雷诺数作为决定性相似准数，试问模型中流体运动粘性系数υm=？（10分） 4、如图所示，变直径圆管在水平面内以α=30。弯曲，直径分别为d1=0.2m，d =0.15m，过水流量若为Q=0.1m3/s，P1=1000N/m2时，不计损失的情况下，求水2 流对圆管的作用 力及作用力的位置。（20分） 题4图 5、两水池的水位差H=6m，用一组管道连接，管道的第一段BC长L1=3000m，直 径d1=600mm，C点后分为两根长L2=L3=3000m，直径d2=d3=300mm的并联管，各 在D点及E点进入下水池。设管道的沿程阻力系数λ=0.04，求总流量Q=？（20 分）
流体力学习题解答
2．在现实生活中可视为牛顿流体的有水 和空气 等。 3．流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。它们的区别在于：前者是作用在某一面积上的总压力；而后者是作用在某一面积上的平均压强或某一点的压强。 4．均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。 5．和液体相比，固体存在着抗拉、抗压和抗切三方面的能力。 7．流体受压，体积缩小，密度增大 的性质，称为流体的压缩性 ；流体受热，体积膨胀，密度减少 的性质，称为流体的热胀性 。 8．压缩系数β的倒数称为流体的弹性模量 ，以E 来表示 12．液体静压强分布规律只适用于静止、同种、连续液体。 13．静止非均质流体的水平面是等压面，等密面和等温面。 14．测压管是一根玻璃直管或U 形管，一端连接在需要测定的容器孔口上，另一端开口，直接和大气相通。 16．作用于曲面上的水静压力P 的铅直分力z P 等于其压力体内的水重。 17．通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。 18． 流线不能相交（驻点处除外），也不能是折线，因为流场内任一固定点在同一瞬间只能有一个速度向量，流线只能是一条光滑的曲线或直线。 20．液体质点的运动是极不规则的，各部分流体相互剧烈掺混，这种流动状态称为紊流。 21．由紊流转变为层流的临界流速k v 小于 由层流转变为紊流的临界流速k v '，其中k v '称为上临界速度，k v 称为下临界速度。 23．圆管层流的沿程阻力系数仅与雷诺数有关，且成反比，而和管壁粗糙无关。
25．紊流过渡区的阿里特苏里公式为25.0)Re 68 (11.0+=d k λ。 26．速度的大小、方向或分布发生变化而引起的能量损失，称为局部损失。 29．湿周是指过流断面上流体和固体壁面接触的周界。 31．串联管路总的综合阻力系数S 等于各管段的阻抗叠加。 32．并联管路总的综合阻力系数S 与各分支管综合阻力系数的关系为 3 2 1 1111s s s s + + = 。管嘴与孔口比较,如果水头H 和直径d 相同，其流速比 V 孔口/V 管嘴等于 82.097.0,流量比Q 孔口/Q 管嘴等于82 .060 .0。 33．不可压缩流体的空间三维的连续性微分方程是0=??+??+??z u y u x u z y x 。 34．1=M 即气流速度与当地音速相等，此时称气体处于临界状态。 36．气体自孔口、管路或条缝向外喷射 所形成的流动，称为气体淹没射流。 37．有旋流动是指流体微团的旋转角速度在流场内不完全为零 的流动。 38．几何相似是指流动空间几何相似。即形成此空间任意相应两线段夹角相同，任意相应线段长度保持一定的比例 。 39．因次是指物理量的性质和类别。因次分析法就是通过对现象中物理量的因次以及因次之间相互联系的各种性质的分析来研究现象相似性的方法。他是一方程式的因次和谐性为基础的。 二、判 断 题 3．静止液体自由表面的压强，一定是大气压。错 4．静止液体的自由表面是一个水平面，也是等压面。对 6．当相对压强为零时，称为绝对真空。错
流体力学期末考试题(题库+答案)
1、作用在流体的质量力包括（ D ） Ａ压力Ｂ摩擦力Ｃ表面力Ｄ惯性力 2、层流与紊流的本质区别是：（ D ） A. 紊流流速>层流流速； B. 流道截面大的为湍流，截面小的为层流； C. 层流的雷诺数<紊流的雷诺数； D. 层流无径向脉动，而紊流有径向脉动 3、已知水流的沿程水力摩擦系数 只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于（ D ） A 层流区； B 紊流光滑区； C 紊流过渡粗糙区； D 紊流粗糙区。 4、一个工程大气压等于( B )Pa; ( C )Kgf.cm-2。 A 1.013×105 B 9.8×104 C 1 D 1.5 5、长管的总水头线与测压管水头线（ A ） A相重合；B相平行，呈直线； C相平行，呈阶梯状；D以上答案都不对。 6、绝对压强p abs、相对压强p 、真空值p v、当地大气压强p a之间 的关系是（ C ） Ａp abs=p+p v Ｂp=p abs+p a Ｃp v=p a-p abs
Ｄ p = p a b s - p V 7、将管路上的阀门关小时,其阻力系数（ C ） A. 变小 B. 变大 C. 不变 8、如果忽略流体的重力效应，则不需要考虑哪一个相似性参数？( B ) A弗劳德数 B 雷诺数 C.欧拉数D马赫数 9、水泵的扬程是指 （ C ） A 水泵提水高度； B 水泵提水高度+吸水管的水头损失； C 水泵提水高度+ 吸水管与压水管的水头损失。 10、紊流粗糙区的水头损失与流速成（ B ） A 一次方关系； B 二次方关系； C 1.75～2.0次方关系。 11、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数( C ) A 急流和缓流； B 均匀流和非均匀流； C 层流和紊流； D 恒定流和非恒定流。
《流体力学》典型例题
《例题力学》典型例题 例题1：如图所示，质量为m ＝5 kg 、底面积为S ＝40 cm ×60 cm 的矩形平板，以U ＝1 m/s 的速度沿着与水平面成倾角θ＝30的斜面作等速下滑运动。已知平板与斜面之间的油层厚度 δ＝1 mm ，假设由平板所带动的油层的运动速度呈线性分布。求油的动力粘性系数。 解：由牛顿摩擦定律，平板所受的剪切应力du U dy τμ μδ =＝ 又因等速运动，惯性力为零。根据牛顿第二定律：0m ==∑F a ，即： gsin 0m S θτ-?= ()3 24 gsin 59.8sin 301100.1021N s m 1406010 m U S θδμ--?????==≈????? 例题2：如图所示，转轴的直径d ＝0.36 m 、轴承的长度l ＝1 m ，轴与轴承的缝隙宽度δ＝0.23 mm ，缝隙中充满动力粘性系数0.73Pa s μ=?的油，若轴的转速200rpm n =。求克服油的粘性阻力所消耗的功率。 解：由牛顿摩擦定律，轴与轴承之间的剪切应力 ()60d d n d u y πτμ μδ =＝ 粘性阻力（摩擦力）：F S dl ττπ=?= 克服油的粘性阻力所消耗的功率： ()()3 223 22 3 230230603.140.360.732001600.231050938.83(W) d d n d n n l P M F dl πππμωτπδ -==??=??= ???= ? ?= 例题3：如图所示，直径为d 的两个圆盘相互平行，间隙中的液体动力黏度系数为μ，若下
盘固定不动，上盘以恒定角速度ω旋转，此时所需力矩为T ，求间隙厚度δ的表达式。 解：根据牛顿黏性定律 d d 2d r r F A r r ω ωμ μ πδ δ== 2d d 2d r T F r r r ω μπδ =?= 4 2 420 d d 232d d d T T r r πμωπμωδδ===? 4 32d T πμωδ= 例题4：如图所示的双U 型管，用来测定比水小的液体的密度，试用液柱高差来确定未知液体的密度ρ（取管中水的密度ρ水＝1000 kg/m 3）。 水 解：根据等压面的性质，采用相对压强可得： ()()()123243g g g h h h h h h ρρρ---=-水水 1234 32 h h h h h h ρρ-+-= -水