(完整word版)工程流体力学复习资料

工程流体力学复习资料

第一章绪论

1.流体(Fluid)：能够流动的物质叫流体，包括液体和气体。

液体——无形状，有一定的体积；不易压缩，存在自由（液）面。

气体——既无形状，也无体积，易于压缩。

自由（液）面——液体和气体的交界面。

2.流体力学定义：研究流体平衡和运动规律及其应用的一门科学。

研究任务：流体所遵循的宏观运动规律以及流体和周围物体之间的相互作用。研究方法：1）理论分析方法: 根据实际问题建立理论模型涉及微分体积法、速度势法、保角变换法；2）实验研究方法: 根据实际问题利用相似理论建立实验模型，选择流动介质，设备包括风洞、水槽、水洞、激波管、测试管系等；3）数值计算方法：根据理论分析的方法建立数学模型，选择合适的计算方法，包括有限差分法、有限元法、特征线法、边界元法等，利用商业软件和自编程序计算，得出结果，用实验方法加以验证。

流体力学可分为理论流体力学（流体力学）和应用流体力学（工程流体力学）；流体力学研究的内容可包括静力学——研究流体的平衡规律以及在平衡状态下流体和固体的作用力和动力学——研究流体的运动规律以及在运动状态下流体和固体的作用力。

3.流体：能够流动的物质叫流体（通俗定义）

在任何微小的剪切力的作用下都能够发生连续变形的物质称为流体（力学术语定义）

固体和流体的区别：在受到剪切力持续作用时，固体的变形一般是微小的(如金属)或有限的(如塑料)，但流体却能产生很大的甚至无限大(作用时间无限长)的变形；当剪切力停止作用后，固体变形能恢复或部分恢复，流体则不作任何恢复；固体内的切应力由剪切变形量(位移)决定，而流体内的切应力与变形量无关，由变形速度(切变率)决定；任意改变均质流体微元排列次序，不影响它的宏观物理性质，任意改变固体微元的排列无疑将它彻底破坏。

4.连续介质模型：将流体作为由无穷多稠密、没有间隙的流体质点构成的连续介质，这就是1755年欧拉提出的“连续介质模型”。

在连续性假设之下，表征流体状态的宏观物理量如速度、压强、密度、温度等

在空间和时间上都是连续分布的，都可以作为空间和时间的连续函数。

流体质点：包含有足够多流体分子的微团。在宏观上，流体微团的尺度和流动

所涉及的物体的特征长度相比充分的小，小到在数学上可以作为一个点来处理；

在微观上，流体微团的尺度和分子的平均自由程（一个分子与其它分子相继两次碰撞之间，经过的直线路程。对个别分子而言，自由程时长时短，但大量分子的

自由程具有确定的统计规律，大量分子自由程的平均值称为平均自由程）相比又

要足够大。

6.密度：单位体积内流体所具有的质量，表征流体在空间的密集程度

混合气体密度：∑==n

i i 1i αρρ

。 7.流体的压缩性 在一定的温度下，单位压强增量引起的体积变化率定义为流体的压缩性系数，

其值越大，流体越容易压缩，反之，不容易压缩。

定义式： 单位：m 2/N 体积弹性模量: 单位：Pa 工程计算中K 水=2.0GPa ，K 空气=1.4*105

Pa

8.流体的膨胀性

当压强一定时，流体温度变化体积改变的性质称为流体的膨胀性，膨胀性的大

小用温度膨胀系数来表示。 Vdp

dV dp V dV k -=-=dV

Vdp k K -==1

膨胀性系数: 单位：1/K 或1/℃ 气体和液体都是可压缩的，通常将气体时为可压缩流体，液体视为不可压缩流

体。但特殊情况，如水下爆炸时水也要时为可压缩流体；当气体流速比较低时也可以视为不可压缩流体（通过pv=RT 或p/ρ=RT 看ρ的变化，变化大则可压）。

9.流体的粘性：流体流动时产生内摩擦力的性质程为流体的黏性。

牛顿内摩擦定律：

牛顿粘性定律，它表明： ⑴粘性切应力与速度梯度成正比；⑵粘性切应力与

角变形速率成正比； ⑶比例系数称动力粘度，简称粘度。

牛顿粘性定律，它指出：粘性切应力由相邻两层流体之间的速度梯度决定,而

不是由速度决定 ；粘性切应力由流体元的角变形速率决定，而不是由变形量决

定；流体粘性只能影响流动的快慢，却不能停止流动。

μ的全称为动力粘度,计算式根据牛顿粘性定律可得，粘度的单位在SI 制中是

帕秒（Pa ·s), 工程中常常用到运动粘度ν=μ/ρ，单位:m 2

/s 。

在通常的压强下，压强对流体的黏性影响很小，可忽略不计,在高压下，流体(包

括气体和液体)的黏性随压强升高而增大。一般情况下，液体温度升高粘度增大，

气体温度升高粘度减小。

流体内摩擦是两层流体间分子内聚力和分子动量交换的宏观表现。一般认为：

液体粘性主要取决于分子间的引力，气体的黏性主要取决于分子的热运动。

流体分类：实际流体（粘性流体）——有黏性的流体，实际流体都具有粘性，

所以，粘性流体也称实际流体。理想流体——假想的没有黏性的流体。具有实际

意义：简化问题。一些情况下粘性不大的实际流体的运动规律，可用来描述实际

流体的运动规律，如空气绕流圆柱体时，边界层以外的势流就可以用理想流体的

理论进行描述；再者，在有些问题中流体的粘性显示不出来，如均匀流动、流体

静止状态，这时实际流体可以看成理想流体。

牛顿流体——剪应力和变形速率满足线性关系。非牛顿流体——剪切应力和变

形速率之间不满足线性关系的流体。

10.表面张力σ：表面张力的形成主要取决于分界面液体分子间的吸引力，也称VdT

dV dT V

dV a V ==y

t y t v t t x x t t d d /lim lim d d 00υδδδδδδ??δδ===→→y

u A F d d μ=y u A F d d μτ==

为内聚力。液体的表面张力都随着温度的上升而下降。

毛细现象：液体分子间的吸引力(内聚力)与液体分子和固体分子之间的吸引力

（附着力）不平衡，使液体上升或下降的现象。

上升或下降的高度

工程上为了避免毛细现象的影响，水柱测压管,d>20mm,汞柱测压管,d>10mm

11.表面力：外界通过接触传递的力，用应力来表示。理想（静止）流体中一点

处的切应力т=0，表面力只有法向压应力Р。

质量力（体积力）：质量力是某种力场作用在全部流体质点上的力，其大小和

流体的质量或体积成正比，故称为质量力或体积力。 单位质量质量力：

重力场中： 。

第二章 流体静力学

1. 静压强：当流体处于平衡或相对平衡状态时,作用在流体上的应力只有法向

应力而没有切向应力,流体作用面上负的法向应力就是静压强。

流体静压强的两个特性:1) 流体静压强的作用方向沿作用面的内法线方向;2)

静压强与作用面在空间的方位无关，只是坐标点的连续可微函数

2. 流体(欧拉)平衡微分方程式:在静止流体内的任一点上，作用在单位质量流体上

的质量力与静压强的合力相平衡，即 ，也可写为：。

适用范围：可压缩、不可压缩流体；静止、相对静止状态流体。

3.等压面：在流体中压强相等的点组成的面。在静止流体中，作用于任意点的

质量力垂直于经过该点的等压面。

4. 是质量力具有力的势函数的充分必要条件；对

于不可压缩流体,质量力存在势函数,此时,质量力为有势的力。

k

j i f z y x f f f ++=k g f g -==ρgr

θ

σh=cos 2∴

5.流体静力学基本方程式：或，适用于不可压缩重力流体的平衡状态。

物理意义：当连续不可压缩的重力流体处于平衡状态时,在流体中的任意点上,单位重量流体的总势能为常数。

几何意义：不可压缩的重力流体处于平衡状态时,静水头线或者计示静水头线为平行于基准面的水平线。

帕斯卡原理：均质不可压缩的重力流体处于平衡状态时,自由液面上的压强对内部任意点上的影响是相同的,即施加与自由液面上的压强,将以同样的大小传递到液体内部任意点上。

可压缩流体中压强的变化：。在大气层中,从高11000m到20100m 的空间为大气恒温层,层内；从海平面到11000m的空间,为标准大

气的对流层,层内。

）：以6.绝对压强（P）：以完全真空为基准计量的压强。计示(相对)压强（P

e

当地大气压强为基准计量的压强。真空（P

）：当被测流体的绝对压强低于大气

v

压强时，测得的计示压强为负值，此时，流体处于真空状态。

液柱式测压计中压强的计算:

1)测压管：

2）U型管

3）U 型管测压差

4）倾斜式微压计

7.等加速水平直线运动容器中液体的相对平衡：

， 等压面方程:

（一簇倾斜平面） 等角速旋转容器中液体的相对平衡： ， 等压面方程： （旋转抛物面） 8.液体作用在平面上的总压力： 压力作用点：（ ， ），但工程实际中的平面往往是对称图形,一般不必计算压力中心的x 坐标。

9.液体作用在曲面上的总压力： 水平分力： ,h cx 为投影面积,A x 形心的淹深;

垂直分力:

,V p 为曲面和自由液面或者其延长面所包容的体积，称为

压力体

10. 液体作用在浮体和潜体上的总压力:阿基米德原理F=ρgV 排 第三章 流体动力学基础

1. 流体运动的描述方法:

1) 欧拉法: 考察空间每一点上的物理量(占据空间每一点的流体质点的物理量)

及其变化。N=N （x ，y ，z ，t ）

()gh p z z g p p s ρρ+=-+=00x g a z s -=1C gz ax =+1222

C gz r =-ω()gh p z z g p p s ρρ+=-+=00g r z s 222ω=A

gh A gy F c c p ραρ==sin A y I y y c cx c D +=A

y I x A y I x c cxy c c xy D +==x cx px A gh F ρ=

2）拉格朗日法：跟踪每个流体质点的运动全过程，记录它们在运动过程中的各物理量及其变化规律。N=N(a,b,c,t)

优缺点：√直观性强、物理概念明确、可以描述各质点的时变过程

×数学求解较为困难，一般问题研究中很少采用

2.流动的分类：1）按照流体性质划分：可压缩流体的流动和不可压缩流体的流动；理想流体的流动和粘性流体的流动；牛顿流体的流动和非牛顿流体的流动；磁性流体的流动和非磁性流体的流动；2）按照流动特征区分：有旋流动和无旋流动；层流流动和紊流流动；定常流动和非定常流动；超声速流动和亚声速流动；3）按照流动空间区分：内部流动和外部流动；一维流动、二维流动和三维流动。

3. 迹线——流体质点的运动轨迹线。流线——速度场的矢量线。

在定常流动中，流线不随时间改变其位置和形状，流线和迹线重合。在非定常流动中，由于各空间点上速度随时间变化，流线的形状和位置在不停地变化。流线不能彼此相交和折转，只能平滑过渡。

流线密集的地方流体流动的速度大，流线稀疏的地方流动速度小。

迹线和流线的差别：

迹线是同一流体质点在不同时刻的位移曲线，与Lagrange观点对应；

流线是同一时刻、不同流体质点速度向量的包络线，与Euler观点对应。

流管——在流场中作一不是流线的封闭周线C，过该周线上的所有流线组成的管状表面。流体不能穿过流管，流管就像真正的管子一样将其内外的流体分开。定常流动中，流管的形状和位置不随时间发生变化。

流束——充满流管的一束流体。

微元流束——截面积无穷小的流束。微元流束的极限是流线。

微元流束和流线的差别：

流束是一个物理概念，涉及流速、压强、动量、能量、流量等等；

流线是一个数学概念，只是某一瞬时流场中的一条光滑曲线。

()()()dt

t z

y

x

v

dz

t z

y

x

v

dy

t z

y

x

v

dx

z

y

x

=

=

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,

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,

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),

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y

x

v

dz

t z

y

x

v

dy

t z

y

x

v

dx

z

y

x

=

=

总流——截面积有限大的流束。如河流、水渠、水管中的水流及风管中的气流

都是总流。

缓变流——流束内流线的夹角很小、流线的曲率半径很大，近乎平行直线的流

动。否则即为急变流。

有效截面——在流束或者总流中，与所有流线都垂直的截面。

流量——在单位时间内流过有效截面积的流体的量。(体积流量和质量流量)

平均流速——体积流量与有效截面积之比值。一般直接用 v 表示。

湿周——在总流的有效截面上，流体与固体壁面的接触长度。x

水力半径——总流的有效截面积A 和湿周之比。

当量直径（非圆形截面管道）：

系统（

system ）——由确定的流体质点组成的流体团或流体体积V(t)。

控制体(control volume)——相对于坐标系固定不变的空间体积V 。是为了研

究问题方便而取定的。边界面S 称为控制面。

4.连续性方程：

x

A R

5.

动量方程：

应用定常管流的动量方程求解时，需要注意以下问题：

1）动量方程是一个矢量方程，每一个量均具有方向性，必须根据建立的坐标系

判断各个量在坐标系中的正负号。

2）根据问题的要求正确地选择控制体，选择的控制体必须包含对所求作用力有

影响的全部流体。

3）方程左端作用力项包括作用于控制体内流体上的所有外力，但不包括惯性力。

4）方程只涉及到两个流入、流出截面上的流动参数，而不必顾及控制体内是否

有间断面存在。

动量矩方程表明：在定常流动时，通过

控制体表面流体动量矩的净通量等于作

用于控制体的所有外力矩的矢量和。

涡轮机械的基本方程:

6. 伯努利方程：

方程的适用条件：理想不可压缩的重力流体作一维定常流动时的一条流线或者

一个微元流管上。

方程的物理意义：理想不可压缩的重力流体作一维定常流动时，在同一流线的

不同点上或者同一微元流束的不同截面上，单位重量流体的动能、位置势能和压

强势能之和等于常数。

方程的几何意义：理想不可压缩的重力流体作一维定常流动时，沿任意流线或

者微元流束，单位重量流体的速度水头、位置水头、压强水头之和为常数，即总

水头线为平行于基准面的水平线。

应用：皮托管——测量流速；文杜里流量计——测量管道中的流量。

???

??

-=∑-=∑-=∑)()()(121212z z V z y y V y x x V x q F q F q F υυρυυρυυρ)(11122ττυυυυe e g

H -=

7.流体的流动速度和流线的曲率半径有关，半径增大流动速度减小，半径减小，

流动速度增大。

在弯管的过流断面上，流动速度在弯管的内侧速度大，外侧流动速度小；在弯

管的有效截面上内侧压强小，外侧压强大。

对于水平面内的流动或者重力势能的变化可以忽略不计的流动：在流线法线方

向上随着曲率半径的增大压强增大，半径减小，压强减小。

对于直线流动：沿流线的法线方向压强分布服从流体静力学基本方程。对于缓

变流的有效截面，其压强分布亦近似满足。

对于平面内的直线流动或者可以忽略重力势能影响的直线流动：压强不变。

第四章 相似原理与量纲分析

1.流动相似应满足：几何相似（长度、面积、体积等）、运动相似（速度、加速

度、体积流量等）和动力相似（质量力、表面力、动量等）

几何相似：模型和原型的全部对应线形长度的比值为一定常数 。

运动相似（时间相似）：满足几何相似的流场中，对应时刻、对应点流速（加

速度）的方向一致，大小的比例相等，即它们的速度场（加速度场）相似。

动力相似：两个运动相似的流场中，对应空间点上、对应瞬时作用在两相似几

何微团上的力，作用方向一致、大小互成比例，即它们的动力场相似。

2.相似准则（相似律）：在几何相似的条件下，两种物理现象保证相似的条件或

准则。

相似准则数：动力相似准则（牛顿相似准则）Ne=F/(ρl 2v 2

)

()Fr gl v

=21Re ==νμρvl vl Eu v p =2ρCa

K v =2ρMa c v =We l v =σρ2Sr vt

l =

相似流动必然满足以下条件： 1）任何相似的流动都是属于同一类的流动，相

似流场对应点上的各种物理量，都应为相同的微分方程所描述；2）相似流场对

应点上的各种物理量都有唯一确定的解，即流动满足单值条件；3）由单值条件

中的物理量所确定的相似准则数相等是流动相似也必须满足的条件。

3.基本量纲(独立量纲)：长度 (L)、 时间 (T)、质量 (M)

导出量纲：

物理方程中要求每一项量纲都相同。

4.瑞利法：根据量纲量一致性原则，确定相关量的函数关系。

π定理：1）选取影响流动的 n 个物理量写出下述函数关系

（1）

2)选择 m 个独立变量，原则是要既相互独立，又包含三个基本量纲。一般选

几何尺度、速度、质量

3）用 n - m 个无量纲写出准则方程

（2） 4）求πi

5）将πi 带入(2)式，求得 准则方程

312123......n a a a a n

y kx x x x =12(.....)0n F x x x =12(......)0n m f πππ-=2121i i i i i i a b c i i n n n i i a b c n n n

x x x x x x x x ππ----==

第五章 粘性流体的一维流动

1.粘性流体单位重量形式的伯努力方程： 流体微团间摩擦生热，温度升高，内能增大，机械能损失——用hw 表示 方程适用条件:1）流动为定常流动；2）流体为粘性不可压缩的重力流体；

3）沿总流流束满足连续性方程，即qv=常数；4）方程的两过流断面必须是缓变流截面，而不必顾及两截面间是否有急变流。

2.沿程损失：发生在缓变流整个流程中的能量损失，是由流体的粘滞力造成的损

失。 局部损失：发生在流动状态急剧变化的急变流中。由于流体质点间产生剧烈的能量交换而产生损失。 总能量损失： 3.粘性流体两种流动状态：层流流动和紊流流动

流态的判别： （非圆管道，d 取当量直径） 工程上取 ，

当Re ≤2000时，流动为层流；当Re ＞2000时，即认为流动是紊流。

沿程损失和平均流速的关系：

（层流：n=1，紊流：n=1.75-2） 4. 管道进口段中粘性流体的流动：

L*(层流)> L*（紊流）

5.圆管中的层流流动：粘性流体在圆管中作层流流动时，同一截面上的切向应力的大小与半径成正比 。 221212112222a a w p p z z h g g g g

υυααρρ++=+++22f l h d g

υλ=2

2j h g υζ=w f j

h h h =+∑∑Re 2320cr =Re 2000cr =Re d υν

=n f kv h =d d L *L *层流边界层紊流边界层充分发展的流动

粘性底层

d ()2d r p gh l

τρ=-+

对水平管道 在管壁上 所以

圆管中的层流流动，流速分布规律为旋转抛物面： 最大流速： 平均流速：等于最大流速的一半。 流量： 对水平圆管： 沿程损失系数： 因沿程损失而消耗的功率： 动能修正系数：а=2

动量修正系数：в=4/3

6.粘性流体的紊流流动:时均速度—— 脉动速度—— ，瞬时速度—— 雷诺应力：由于流体质点在相邻流层之间交换，在流层之间进行动量交换，增加能量损失，从而出现的附加切向应力。

普朗特的混合长假说： l ——混合长度 圆管中的紊流可以分为紊流核区、黏性底层区和过渡区。

绝对粗糙度ε与黏性底层厚度δ相比，ε<δ,这种情况的管内流动称作水力光滑，ε>δ，则称为水力粗糙。

222r dp r p r p dl l l

τ??=-==02w r p l τ?=22

l v p d λρ?=28

w v λτρ=)(d d 422o gh p l

r r v l ρμ+--=)(d d 42o max gh p l

r v l ρμ+-=)(d d 840

20gh p l r v r q a V ρμππ+-===4128V d p q L πμ?=Re 64=λ

4

2128d Lq pq P V V πμ=?=???=t 0

dt 1xi x v t v x

v ',x x xi v v v +=dy dv l v x

x ~'

7.尼古拉兹图（针对人工粗糙管）可分为五个区域：I.层流区II.过渡区III.湍流光滑区IV.湍流过渡粗糙区V. 湍流完全粗糙区。

莫迪图（针对工业管道，方便工业计算）：1）由Re 和ε/d 确定λ；2）用试算法确定流速和管径。 突扩管件的ζ： ， 8.串联管道：由不同直径或粗糙度的数段管子连接在一起的管道叫做串联管道。通过串联管道各管段的流量是相同的。串联管道的损失等于各管段损失的总和。 并联管道：在某处分成几路、在下游某处又汇合成一路的管道叫并联管道。并联管道的总流量等于各分管道的流量的总和。并联管道单位重量流体能量的损失等于各分管道单位重量流体能量的损失。

8.水击现象：工业水管中流动着有一定压强的水，当管道中的阀门迅速关闭时，水受阻而流速突然变小，水的惯性使局部压强升高，这种突然升高的压强首先出现在紧贴阀门上游的一层流体中，而后迅速地向上游传播，并在一定条件下反射回来，产生往复波动而引起管道的振动，这种现象称为水击现象。

减弱措施：1）避免直接水击，在可能时尽量延长间接水击时阀门关闭时间；

2）采取过载保护—蓄能器缓冲阀等；3）降低管内流速，缩短管长，形成间接水击，使用弹性好的管子。

第六章 其它

1.热力学过程

2.声速：微弱扰动波在弹性介质中的传播速度。

马赫数：流体流动速度和当地声速的比值，

。

马赫数通常用来划分气体的流动状态

3.根据流体微团在流动中是否旋转，可将流体的流动分为有旋流动和无旋流动。

要注意有旋流动和无旋流动与流体微团本身的运动轨迹无关。 2112(1-)A A ?=2221(1)A A ?=-c v Ma =

哈工大工程流体力学(二)试题

1.沿程阻力， 2.时间平均压强， 3.水力短管，5.翼弦 6.点汇， 7.旋涡强度， 8.速度势函数， 9.水力粗糙管，10.紊流 1.局部阻力， 2.时间平均流速， 3.水力长管，，5.翼弦 1．6.点源，7.涡线，8.流函数，9.水力光滑管，10.层流 2．水击现象、边界层 3．入口起始段、攻角、空气动力翼弦 1.简述边界层的特点 2.何谓述叶栅理论中的正问题和反问题 二、简答题（10分） 1. 在机翼理论中，如何利用保角变换法解决机翼绕流问题的 2.试推求有压管路产生水击时压强最大升高值的计算公式， 并说明减小水击的措施。（10分） 二、简答题 1．试分析流体流经弯管时局部阻力产生的具体原因是什么？（8分） 2．结合流体对圆柱体的有环量绕流，分析升力是如何产生的？（7分） 3．简述粘性流体绕物体流动时压差阻力产生的原因。 4．简述水击现象的物理过程，并说明减少水击现象的措施。 5．简述曲面边界层的分离现象 三、推求边界层的动量积分关系式（15分） 四、推求边界层的微分方程（普朗特边界层方程）

四、试推导说明圆柱外伸管嘴出流流量大于同直径薄壁小孔口的出流流量（10分） 三．推导理想流体平面有势流动中偶极流的速度势函数和流函数。（15分） 说明速度势函数的存在条件，并证明速度势函数的特性 说明流函数的存在条件，并证明流函数的特性 四．流体在长为l 的水平放置的等直径圆管中作定常流动，若已知沿程损失因数为λ，管壁切应力为τ，断面平均流速为V ； 试证明：28 V λ τρ= 。 （15分） 试推导二元旋涡的速度和压强分布 试证明旋涡理论中的斯托克斯定理 试证明速度环量保持不变的汤姆逊定理 三、推导、证明题 1.试推导圆管层流流动的速度分布规律，并求： （1）断面平均流速 （2）动能修正因数 (15分) 五、用突然扩大使管道的平均流速从1V 减到2V ，如图所示，如果 cm d 51=及1V 一定，试求使测压管液柱差h 成为最大值的2V 及2d 为若 干？并求m ax h 是多少？（10分）

工程流体力学_第四版_孔珑_作业答案_详解

第二章 2-1.已知某种物质的密度ρ=2.94g/cm3，试求它的相对密度d。 解：d=ρ/ρw=2.94（g/cm3）/1（g/cm3）=2.94 2-2.已知某厂1号炉水平烟道中烟气组分的百分数为α（co2）=13.5%，a(SO2)=0.3%，a(O2)=5.2%，a(N2)=76%，a(H2O)=5%。试求烟气的密度。 2-3.上题中烟气的实测温度t=170℃，实测静计压强Pe=1432Pa，当地大气压强 Pa=10058Pa。试求工作状态下烟气的密度和运动粘度。

2-4.当压强增量为50000Pa时，某种液体的密度增长0.02%，试求该液体的体积模量。 2-5.绝对压强为3.923×10^5Pa的空气的等温体积模量和等熵体积模量各等于多少？ 2-6. 充满石油的油槽内的压强为4.9033×10^5Pa,今由槽中排出石油40kg，使槽内压强降到9.8067×10^4Pa，设石油的体积模量K＝1.32×10^9 Pa。试求油槽的体积。 2-7. 流量为50m3/h，温度为70℃的水流入热水锅炉，经加热后水温升到90℃，而水的体胀系数αV=0.000641/℃，问从锅炉中每小时流出多少立方米的水？

2-8. 压缩机压缩空气，绝对压强从9.8067×104Pa升高到5.8840×105Pa，温度从20℃升高到78℃，问空气体积减少了多少？ 2-9. 动力粘度为2.9×10^-4Pa·S，密度为678kg/m3的油，其运动粘度等于多少？解：V=u/ρ=2.9×10^-4/678=4.28×10^-7m2/s 2-10. 设空气在0℃时的运动粘度ν0=13.2×10-6m2/s,密度ρ0=1.29kg/m3。试求在150℃时空气的动力粘度。 2-11. 借恩氏粘度计测得石油的粘度为8.5oE,如石油的密度为ρ=850kg/m3,试求石油的动力粘度。

《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、就是非题。 1.流体静止或相对静止状态的等压面一定就是水平面。 ( ) 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,速度与压力都减少。 ( ) 5.相对静止状态的等压面一定也就是水平面。 ( ) 6.平面流只存在流函数,无旋流动存在势函数。 ( ) 7.流体的静压就是指流体的点静压。 ( ) 8.流线与等势线一定正交。 ( ) 9.附面层内的流体流动就是粘性有旋流动。 ( ) 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就是斜面或曲面。 ( ) 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就是低于受压壁面的形心。 ( ) 14.相邻两流线的函数值之差,就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就是等压面。 ( ) 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,与其她无关。 ( ) 三、填空题。 1、1mmH2O= Pa 2、描述流体运动的方法有与。 3、流体的主要力学模型就是指、与不可压缩性。 4、雷诺数就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。 5、流量Q1与Q2,阻抗为S1与S2的两管路并联,则并联后总管路的流量Q

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；

哈工大工程流体力学样本

《工程流体力学》综合复习资料 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 4d 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 h4 = ?, 经过的流量为s L/ 2, 分析当汞水压差计读数cm h9 = ?, 经过流量为L/s。 2、运动粘度与动力粘度的关系是v=u/p , 其国际单位是厘斯(mm2/s) 。 3、因次分析的基本原理是: 因次和谐的原理 ; 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示式为 , 其适用条件是。 6、泵的扬程H是指扬程, m。 7、稳定流的动量方程表示式为。

8、计算水头损失的公式为与。 9、牛顿内摩擦定律的表示式τ=μγ , 其适用范围是是指在温度不变 的条件下, 随着流速梯度的变化, μ值始终保持一常数。 10、压力中心是指作用在物体上的空气动力合力的作用点。 三、简答题 1、稳定流动与不稳定流动。---流体在管道内或在窑炉系统中流动时, 如果任 一截面上的流动状况(流速、压强、重度、成分等)都不随时间而改变, 这种流动就称为稳定流动; 反之, 流动各量随着时间而改变, 就称为不稳定流动。实际上流体(如气体, 重油等)在管道内或窑炉系统中流动时, 只要波动不太大, 都能够视为稳定流动。 2、 产生流动阻力的原因。---直管阻力: 流体流经直管段时, 由于克服流体的粘滞性及与管内壁间的磨擦所产生的阻力。有粘管壁, 其壁面的流动速度降为0. 局部阻力: 流体流经异形管或管件时, 由于流动发生骤然变化引起涡流所产生的能量损失。 3、串联管路的水力特性。---串联管路无中途分流和合流时, 流量相等, 阻力 叠加。串联管路总水头损失等于串联各管段的水头损失之和, 后一管段的流量等于前一管段流量减去前管段末端泄出的流量。 4、如何区分水力光滑管和水力粗糙管, 两者是否固定不变? ---在紊流中存在 层流底层, 当层流底层厚度δl＞5Δ时, 粗糙高度几乎全被层流底层淹没, 管壁对紊流区流体的影响很小, 这与流体在完全光滑的管道中流动类似, 这种情况的管子叫做水力光滑管。当层流底层厚度δl＜0.3Δ时, 管壁上几乎所有的凸峰都暴露在紊流中, 紊流去的流体质点与凸峰相互碰撞, 阻力增加, 此时的管子叫做水利粗糙管。 5、静压强的两个特性。---1.静压强的方向是垂直受压面, 并指向受压面。2. 任一点静压强的大小和受压面方向无关, 或者说任一点各方向的静压强均相等。

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；

哈工大工程流体力学部分习题详解

[陈书1-15] 图轴在滑动轴承中转动，已知轴的直径cm D 20=，轴承宽度cm b 30=，间隙cm 08.0=δ。间隙中充满动力学粘性系数s Pa 245.0?=μ的润滑油。若已知轴旋转时润滑 油阻力的损耗功率W P 7.50=，试求轴承的转速?=n 当转速min 1000r n =时，消耗功率为多少？（轴承运动时维持恒定转速） 【解】轴表面承受的摩擦阻力矩为：2 D M A τ= 其中剪切应力：dr du ρντ= 表面积：Db A π= 因为间隙内的流速可近似看作线性分布，而且对粘性流体，外表面上应取流速为零的条件，故径向流速梯度： δ ω2D dr du = 其中转动角速度：n πω2= 所以：23 2 2nD D D nb M Db πμπμ πδ δ == 维持匀速转动时所消耗的功率为：332 2D n b P M M n μπωπδ === 所以：Db P D n μπδ π1= 将： s Pa 245.0?=μ m cm D 2.020== m cm b 3.030== m cm 4 10808.0-?==δ W P 7.50= 14.3=π 代入上式，得：min r 56.89s r 493.1==n 当s r 3 50min r 1000= =n 时所消耗的功率为： W b n D P 83.63202 33== δ μπ [陈书1-16]两无限大平板相距mm 25=b 平行（水平）放置，其间充满动力学粘性系数 s Pa 5.1?=μ的甘油，在两平板间以m 15.0=V 的恒定速度水平拖动一面积为

2 m 5.0=A 的极薄平板。如果薄平板保持在中间位置需要用多大的力？如果置于距一板 10mm 的位置，需多大的力？ 【解】平板匀速运动，受力平衡。 题中给出平板“极薄”，故无需考虑平板的体积、重量及边缘效应等。 本题应求解的水平方向的拖力。 水平方向，薄板所受的拖力与流体作用在薄板上下表面上摩擦力平衡。 作用于薄板上表面的摩擦力为： A dz du A F u u u μ τ== 题中未给出流场的速度分布，且上下两无限大平板的间距不大，不妨设为线性分布。 设薄板到上面平板的距离为h ，则有： h V dz du u = 所以：A h V F u μ = 同理，作用于薄板下表面的摩擦力为： A h b V F d -=μ 维持薄板匀速运动所需的拖力： ?? ? ??-+=+=h b h AV F F F d u 11 μ 当薄板在中间位置时，m 105.12mm 5.123 -?==h 将m 10 25mm 253 -?==b 、s m 15.0=V 、2 m 5.0=A 和s Pa 5.1?=μ代入，得： N 18=F 如果薄板置于距一板（不妨设为上平板）10mm 的位置，则： m 10 10mm 103 -?==h 代入上式得：N 75.18=F [陈书1-17]一很大的薄板放在m 06.0=b 宽水平缝隙的中间位置，板上下分别放有不同粘度的油，一种油的粘度是另一种的2倍。当以s m 3.0=V 的恒定速度水平拖动平板时，每平方米受的总摩擦力为N 29=F 。求两种油的粘度。 【解】平板匀速运动，受力平衡。 题中给出薄板”，故无需考虑平板的体积、重量及边缘效应等。 本题应求解的水平方向的拖力。

工程流体力学 第四版 孔珑 作业答案 详解

第二章 2-1.已知某种物质的密度ρ=cm3，试求它的相对密度d。 解：d=ρ/ρw=（g/cm3）/1（g/cm3）= 2-2.已知某厂1号炉水平烟道中烟气组分的百分数为α（co2）=%，a(SO2)=%，a(O2)=%，a(N2)=76%，a(H2O)=5%。试求烟气的密度。 2-3.上题中烟气的实测温度t=170℃，实测静计压强Pe=1432Pa，当地大气压强 Pa=10058Pa。试求工作状态下烟气的密度和运动粘度。

2-4.当压强增量为50000Pa时，某种液体的密度增长%，试求该液体的体积模量。 2-5.绝对压强为×10^5Pa的空气的等温体积模量和等熵体积模量各等于多少 2-6. 充满石油的油槽内的压强为×10^5Pa,今由槽中排出石油40kg，使槽内压强降到×10^4Pa，设石油的体积模量K＝×10^9 Pa。试求油槽的体积。 2-7. 流量为50m3/h，温度为70℃的水流入热水锅炉，经加热后水温升到90℃，而水的体胀系数αV=℃，问从锅炉中每小时流出多少立方米的水

2-8. 压缩机压缩空气，绝对压强从×104Pa升高到×105Pa，温度从20℃升高到78℃，问空气体积减少了多少 2-9. 动力粘度为×10^-4Pa·S，密度为678kg/m3的油，其运动粘度等于多少 解：V=u/ρ=×10^-4/678=×10^-7m2/s 2-10. 设空气在0℃时的运动粘度ν0=×10-6m2/s,密度ρ0=m3。试求在150℃时空气的动力粘度。 2-11. 借恩氏粘度计测得石油的粘度为,如石油的密度为ρ=850kg/m3,试求石油的动力 粘度。

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

哈工大工程流体力学期末考试

哈工大工程流体力学期末考试题库 一、 概念解释题 1. 体胀系数：当压强不变而流体温度变化1K 时，其体积的相对变化率，即 1= V V T α?? 2. 体积模量：压缩率的倒数，即K 3. 理想流体：没有粘性的流体 4. 5. 6. 流束：过流场中非流面曲面S 7. 流管：过流场中任一封闭曲线l 8. 路系统 9. 统 10.流量：单位时间内流过总流过流断面的流体量 11.系统：有限体积的流体质点的集合 12.控制体：取流场中某一确定的空间区域 13.压力体：有所研究的曲面，通过曲面周界所作的垂直柱面和流体的自由 表面所围成的封闭体积 14.正压流体：是指内部任一点的密度只是压力的函数的流体 15.表面力：作用在所研究流体外表面上与表面积大小成正比的力 16.质量力：处于某种力场中的流体，所有质点均受有与质量成正比的力 17.流体动力粘度：也称为绝对粘度，表示单位速度梯度时内摩擦切应力的 大小，即/dv dh τ μ= 18.运动粘度：用动力粘度μ和流体密度ρ的比值来度量流体的粘度 19.沿程阻力：流体沿流动路程所受到的阻碍 20.局部阻力：流体经过各种局部障碍时，将会发生突然变形，产生阻碍流 体运动的力

21.有旋流动：流体微团的旋转角速度不等于零的流动 22.无旋流动：流体微团的旋转角速度等于零的流动 23.缓变流动：过流断面上的流动 24.过流断面：在流束或总流中与所有流线都相垂直的横断面 25.缓变过流断面的性质：流线之间的夹角很小，流线间几乎平行；流线具 有很大的曲率半径，离心惯性力不大，可认为质量力只有重力作用 26.恒定流动：流场中运动参数不随时间变化的流动 27.非恒定流动：流场中运动参数随位置和时间的改变而改变的流动 28.动能修正因数（定义式） 能间的比值，定义式为α 29.动量修正因数（定义式） 量间的比值，定义式为 α 30. 31.当量直径：总流过流断面面积的四倍与湿周之比，即 e 4 = A d χ 32.压强的表示方法：绝对压强、计士压强、真空度 33.水力光滑管：（厚度）δ>?（管壁的绝对粗糙度）时，粘性底层以外的 紊流区域完全不受管壁粗糙度影响的管内紊流流动 34.水力粗糙管：（厚度）δ

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；

哈工大建筑工业出版社伍悦滨工程流体力学(水力学)课后习题答案

第一章 1、2 kg 19.6 N 2、900 kg/m 3 3、3.5 % 4、1.0 N 5、0.05 Pa ?s 6、4.3×10-5 N 7、39.5 N ?m 8、0.026 % 9、0.51×10-9 Pa -1 1.96×109 Pa 10、0.2 m 3 11、533×105 Pa 12、435.44 kPa 第二章 1、14994 Pa 2、-5880 Pa 3、352.8 kN ，275.4 kN 4、37.7 kPa ，29.6 kN 5、362.8 kPa 6、22.7kPa 7、p=p 0 8、1.63m/s 2 9、18.67 rad/s 10、2462N 竖直向下， 3977N 竖直向上 12、31kN 13、88.3kN 距水底1.5m 14、距液面1.56m 15、距液面1.414m 2.586m 16、23.45kN ，20o 17 、12 2 3x z P gh P ρρ==18、153.85kN ，0，0 19、28.85kN ，2.56 kN 20、0.114 21、不能 22、0.48m 第三章 1、35.86 m/s 2 2、36.27m/s 2二元/恒定 /非均匀流 3、ay-bx=c 4、x 2+y 2=c 5、3x -2y =3 6、y =0.242r 0 7、1,3不满足2满足 8、u x =-2xy -2x +f (y ) 9、4max 3Q bu = 10、18.05m/s, 22.25m/s 11、8.16 2.04 0.51 16.32 4.08 1.02 4.08 1.02 0.255 12、0.228kg/s 9.83m/s 13、4.77 m/s 14、0.158d 0.274d 0.354d 0.418d 0.474d ()21234520d u u u u u πρ++++ 15、0.056 m 16、300 mm 1.18m/s 17、Q 1/Q 2=0.28 18、2.64 kg/m 3 19、0xx yy zz εεε=== 0 xy yx z a εεω=== 有旋无角变形 ()() 2222222 2 222 0 xx yy zz xy z y x cxy cxy x y x y c y x x y εεεεωωω-== =++-= ===+ 无旋有角变形 第四章 1、10.9 L/s 2、1.87m 3、235.5mm 4、0.8m B →A 5、3.85m/s 4.34m/s 6、12.7 L/s 7、11.8m 79.0kPa 8、68.1 -0.48 -20.1 0 kPa 9、1.23m 10、8.22 L/s 428mm 11、1.5 m 3/s 12、-64.5Pa 967.5Pa 13、143.24kN 14、25.05 L/s,8.35 L/s 1.97 kN 15、3.26kN ，5.26kN 16、2.322kN 17、527N 18、8.5 m 3/s, 22.42kN 19、98.35kN, 120.05kN 20、2509W 21、2 2y x x y ψ?=-=+ ()220.5 x y ψ?=+不存在 ψ?、均不存在 ()2322 21 3322 y x x y x xy y x ψ?=+- =+--220.2ln 0.0285m/s 20.2ln 0.142m/s 2r r u r u θθψπθ?π -==+== 23、210 y ψ?=不存在 24() ()()222 2 2 2 2 2 224 x y y c x y x y xy u u x y x y ψ=+++= = -- 2522 32223 2 x y x y x y u x u y ?=---=-=-- 26、0 1/r u u r θ== 27000arctan 2 0 22s q y U y x q q x U y U ψπθππ =- =-= 第五章 1、S=kgt 2 2、N=kM ω 5 、Q μ= 6、5m,0.034 L/s,1.3m 7、2.26 m 3/s 8、1m,14 kN 9、74.7Pa,-35.6Pa 10、150min 11、8320kN 12、17.93 L/s,3.6m 13、54min 14、2.5KN ，17.7kw 15、1932s 16、7.61，1236N

工程流体力学习题及答案

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 γτμ=。 （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 1d 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聚力决定。 （b ）第2章 流体静力学 选择题： 【2.1】 相对压强的起算基准是：（a ）绝对真空；（b ）1个标准大气压；（c ）当

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 、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 、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、1mm2O= Pa

工程流体力学_第四版_孔珑_作业答案_详解教学文稿

工程流体力学_第四版_孔珑_作业答案_详 解

第二章 2-1.已知某种物质的密度ρ=2.94g/cm3，试求它的相对密度d。 解：d=ρ/ρw=2.94（g/cm3）/1（g/cm3）=2.94 2-2.已知某厂1号炉水平烟道中烟气组分的百分数为α（co2）=13.5%，a(SO2)=0.3%，a(O2)=5.2%，a(N2)=76%，a(H2O)=5%。试求烟气的密度。 2-3.上题中烟气的实测温度t=170℃，实测静计压强Pe=1432Pa，当地大气压强 Pa=10058Pa。试求工作状态下烟气的密度和运动粘度。

2-4.当压强增量为50000Pa时，某种液体的密度增长0.02%，试求该液体的体积模量。

2-5.绝对压强为3.923×10^5Pa的空气的等温体积模量和等熵体积模量各等于多少？ 2-6. 充满石油的油槽内的压强为4.9033×10^5Pa,今由槽中排出石油40kg，使槽内压强降到9.8067×10^4Pa，设石油的体积模量K＝1.32×10^9 Pa。试求油槽的体积。 2-7. 流量为50m3/h，温度为70℃的水流入热水锅炉，经加热后水温升到90℃，而水的体胀系数αV=0.000641/℃，问从锅炉中每小时流出多少立方米的水？

2-8. 压缩机压缩空气，绝对压强从9.8067×104Pa升高到5.8840×105Pa，温度从20℃升高到78℃，问空气体积减少了多少？ 2-9. 动力粘度为2.9×10^-4Pa·S，密度为678kg/m3的油，其运动粘度等于多少？ 解：V=u/ρ=2.9×10^-4/678=4.28×10^-7m2/s 2-10. 设空气在0℃时的运动粘度ν0=13.2×10-6m2/s,密度ρ0=1.29kg/m3。试求在150℃时空气的动力粘度。 2-11. 借恩氏粘度计测得石油的粘度为8.5oE,如石油的密度为ρ=850kg/m3,试求石油的动力粘度。

浙大工程流体力学试卷及答案

2002-2003学年工程流体力学期末试卷 一、单选题（每小题2分，共20分） 1、一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下 4.2米处的测压管高度为2.2m，设当地压强为 98KPa，则容器内液面的绝对压强为水柱。 (a) 2m (b)1m (c) 8m (d)-2m 2、断面平均流速υ与断面上每一点的实际流速u 的关系是。 (a)υ =u (b)υ >u (c)υ

(a) 2300 (b)3300 (c)13000 (d) 575 9、已知流速势函数，求点（1，2）的速度分量为。 (a) 2 (b) 3 (c) -3 (d) 以上都不是 10、按与之比可将堰分为三种类型：薄壁堰、实用堰、宽顶堰 (a)堰厚堰前水头 (b) 堰厚堰顶水头 (c) 堰高堰前水头 (d) 堰高堰顶水头 二、简答题（共24分） 1．静水压强的特性(6分) 2．渐变流的定义及水力特性(6分) 3．边界层的定义及边界层中的压强特性(6分) 4．渗流模型简化的原则及条件(6分) 三、计算题（共56分） １、(本小题14分) 有一圆滚门，长度L=10m，直径D=4m，上游水深H1=4m，下游水深H2=2m，求作用在圆滚门上的水平和铅直分压力。 题1图题2图 2、(本小题12分) 设导叶将水平射流作的转弯后仍水平射出，如图所示。若已知最大可能的支撑力为F，射流直径为d，流体密度为 ，能量损失不计，试求最大射流速度V1。 3、(本小题16分) 由水箱经变直径管道输水，H=16m，直径 d =d3=50mm，d2=70mm，各管段长度见图，沿程阻 1 力系数，突然缩小局部阻力系数