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流体力学第三章课后习题答案

流体力学第三章课后习题答案
流体力学第三章课后习题答案

一元流体动力学基础

1.直径为150mm 的给水管道,输水量为h kN /7.980,试求断面平均流速。 解:由流量公式vA Q ρ= 注意:()vA Q s kg h kN ρ=?→//

A Q

v ρ=

得:s m v /57.1=

2.断面为300mm ×400mm 的矩形风道,风量为2700m 3

/h,求平均流速.如风道出口处断面收缩为150mm ×400mm,求该断面的平均流速 解:由流量公式vA Q = 得:

A Q v =

由连续性方程知2211A v A v = 得:s m v /5.122=

3.水从水箱流经直径d 1=10cm,d 2=5cm,d 3=2.5cm 的管道流入大气中. 当出口流速10m/ 时,求(1)容积流量及质量流量;(2)1d 及2d 管段的流速

解:(1)由s m A v Q /0049.03

33==

质量流量s kg Q /9.4=ρ (2)由连续性方程:

33223311,A v A v A v A v ==

得:s m v s m v /5.2,/625.021==

4.设计输水量为h kg /294210的给水管道,流速限制在9.0∽s m /4.1之间。试确定管道直径,根据所选直径求流速。直径应是mm 50的倍数。

解:vA Q ρ= 将9.0=v ∽s m /4.1代入得343.0=d ∽m 275.0 ∵直径是mm 50的倍数,所以取m d 3.0= 代入vA Q ρ= 得m v 18.1=

5.圆形风道,流量是10000m 3

/h,,流速不超过20 m/s 。试设计直径,根据所定直径求流速。直径规定为50 mm 的倍数。

解:vA Q = 将s m v /20≤代入得:mm d 5.420≥ 取mm d 450= 代入vA Q = 得:s m v /5.17=

6.在直径为d 圆形风道断面上,用下法选定五个点,以测局部风速。设想用和管轴同心但不同半径的圆周,将全部断面分为中间是圆,其他是圆环的五个面积相等的部分。测点即位于等分此部分面积的圆周上,这样测得的流速代表相应断面的平均流速。(1)试计算各测点到管心的距离,表为直径的倍数。(2)若各点流速为54321u u u u u ,,,,,空气密度为ρ,求质量流量G 。

解:(1)由题设得测点到管心的距离依次为1r ……

5

r

10310

222

1S r S r ==ππ 42d S π=

∴d r d

r 102310

221== f 同理

d

r 10

253=

d

r 10

274=

d

r 10

295=

(2)

)(51251

4u u d v S G +????????+==π

ρ

ρ

7.某蒸汽管干管的始端蒸汽流速为25 m/s ,密度为2.62 kg/ m 3

.干管前段直径为50 mm ,接出直径40 mm 支管后,干管后段直径改为45 mm 。如果支管末端密度降为2.30 kg/m 3

,干管后段末端密度降为2.24 kg/m 3

,但两管质量流量相同,求两管终端流速。

解:由题意可得支干终干始支

干)()()(vA vA vA Q Q ρρρ===21

得:??

?==s m v s

m v /2.22/18支干终

8.空气流速由超音速过渡到亚超音速时,要经过冲击波。如果在冲击波前,风道中流速为

=v 660 m/s ,密度为=ρ 1 kg/m 3。冲击波后速度降至=v 250 m/s 。求冲击波后的密度。

解:2211Q Q ρρ= 又面积相等

3

2

1

12/64.2m kg v v ==

ρρ

9.管道由不同直径的两管前后相连接组成,小管直径A d =0.2 m ,大管直径B d =0.4 m 。水在管中流动时,A 点压强A p =70kpa ,B 点压强B p =40kpa 。B 点流速B v =1 m/s 。试判断水在

管中流动方向。并计算水流经过两断面间的水头损失。 解:设水流方向B A →

由连续性方程知:B B A A A v A v = 得:s m v A /4= 由能量方程知:

12

22

2220h Z g v g p g v g p B B A A +++=++ρρ

得:0824.212>=m h ∴水流方向B A →

10.油沿管线流动,A 断面流速为2 m/s,不记损失,求开口C 管中的液面高度。 解:由连续性方程知:2211A v A v =

得:s m v /5.42= 由能量方程得:

g v g p g v g p 2022.122

2211++=++ρρ

其中:m

g p 5.11

代入数据解得:m g p 86.12

11.水沿管线下流,若压力计的读数相同,求需要的小管直径

d ,不计损失。

解:由连续性方程:

011A v A v =

由能量方程得g v 22

1+3=g v 22

得面积

m

d A 12.000=?

12.用水银比压计量测管中水流,过流断面中点流速u 。如图,测得A 点的比压计读数

h ?=60mm 汞柱。(1)求该点的流速u ,(2)若管中流体密度为0.8g/cm 3的油,h ?不变,该点

流速为若干,不计损失。

解:设水银容重为g 'ρ

(1)1u =

()

g

h

ρ

ρρ?-’2=3.85m/s

(2)2u =

()

g

h

2

22ρρρ?-‘=4.31m/s

13.水由图中喷嘴流出,管嘴出口d =75 mm ,不考

虑损失,计算H 值以m 计,p 值2

/m kN 计。

解:

gH

v 23=

由连续性方程得:

3

32211A v A v A v ==

由1—2断面列能量方程:

g v g P g v g P Z 222

2

2211+

=++ρρ 由断面压强公式:

2

2211175.0)175.0(gZ g P Z Z g P 水汞水ρρρ+?+=+++

列水箱水面至喷口处方程:

g v H 223

=

得:m H 8.11= 列压力表至喷口处方程:g v g

v g P 22232

2

2=

+

ρ

得kPa P 79=

14.计算管线流量,管出口d=50mm,求出A,B,C,D 各点的压强,不计水头损失

解:对出口D ,4222?==g h g v d ?

由连续性方程知c

b a v v v == 又

d

d a a A v A v = 得:

a

d v v 9=

由A →D 列能量方程

g v g v g p d a a 203202

2+

+=++ρ

得:kPa

p a 68=

kPa p b 48.0-=kPa p c 1.20-=0

=d p

15.水由管中铅直流出,求流量及测压计读数.水流无损失 解:设水容重为g ρ,水银容重为g 1ρ

由连续性方程b b a a A v A v =

2

05.04)

(π

=a A

001.06.0??==πδπd A b

由能量方程知

g v g v b a 200232

2+

+=+ 解得:=Q s m A v a a /00815.03=

列管口到水银测压计出口的方程:

gh

g v g g a

1225.13ρρρ=++)(

得:mm h 395=汞柱

16.同一水箱上下两孔口出流,求证:在射流交点处,

h 1y 1=h 2y 2

解:1h =g v 221,

g v h 22

2

2=

21121gt y =

,2

2221gt y =

∵2211t v t v = ∴2211y h y h =

17.一压缩空气罐与文丘里式的引射管连接h d d ,,21均为已知,问气罐压强0

p 多大方才

能将B 池水抽空出。

解:设水的密度为ρ,

222

0v p ρ

= g v g v g p 2222211=+ρ gh p ρ-=1 2211A v A v =

得:

14

1

2

0-???? ??≥

d d gh

p ρ

18.如图,闸门关闭时的压力表读数为49 kPa ,闸门打开后,压力表读数为0.98 kPa ,由

管进口到闸门的水头损失为1 m ,求管中的平均流速。

解:

由能量方程得2

112

2-++=h g p g v g p ρρ:

又m h 121=- 得:s m v /74.8=

19.由断面为0.2m 2

和0.1 m 2

的两根管子所组成的水平输水管系从水箱流入大气中:(1)若不计损失(A )求断面流速v 1和v 2.(B )绘总水头线及测压管水头线;(C )求进口A 点的压

强。(2)计算损失:第一段为4g v 221,第二段为3g v 22

2

.(A )求断面流速v 1和v 2.(B

)绘总水

头线及测压管水头线;(C )根据水头线求各段中间的压强,不计局部损失。

解:(1)

s m gH v /85.822==,又1122v A v A =

得:s m v /43.41=

m g v m g v 42,1222

21==

由能量方程

g v g p A 200402

1+

+=++ρ 得:KPa p A 4.29=

(2)由能量方程

g v g v g v 23

2424222122++=,212v v = 得:s m v /96.32=,s m v /98.11=

m g v m g v 8.024,2.022

121==

m g

v m g v 4.223,8.0222

22==

由图,p 是梯形中位线

kPa

p m

p 2.334.338.32

1

11=?=+=)(

2p 是三角形中位线 KPa p m p 76.112.14.22

1

22=?=?=

20.高层楼房煤气立管B ,C 两个供气点各供应Q=0.02m 3

/s

的煤气量。

假设煤气的密度为0.6kg/ m 3

,管径为50mm ,压强损失AB 段为3ρ22

1v 计算,BC 段为42

2

2v ρ计算,假定C 点保持余压为Pa 300,求A 点酒精(3

m /806kg =酒ρ)液面应有的高度(空

气密度为1.2 kg/m 3

) 解:列C A →断面方程

2423222

2

2121221v v v p Z Z g g v p c c A ρ

ρρρρρ+++=--++)()(空气 即: g v v v g v g h 24

6.0236.026.03000606.02.126.02

2

212221?+?++=--++)()(酒ρ

2

24

v d Q π

=

1

24

2v d Q π

=

得:mm h 7.44=

21.锅炉省煤器的进口处测得烟气负压h

1=10.5mm O H 2,出口负

压h 2=20mm O H 2。如炉外空气密度=ρ 1.2kg/m 3

,烟气得平均

密度‘

ρ=0.6kg/m 3,两测压断面高差H=5m, 试求烟气通过省煤

器的压强损失。

解:损

)()(p v p Z Z g v p a ++=-?-++222

21221ρρρρ

即:

水‘

水)()(p gh g gh +-=--+-2150ρρρρ

a

p p 68.63=损

22.烟囱直径d=1m 。通过烟气量

h

m Q v /263=,烟气密度=ρ0.7kg/m 3

,周围气体的密度

a ρ 1.2kg/m 3,烟囱压强损失用1p =0.035d v H 22

ρ计算,要保证底部(1断面)负压不小于

Pa 98,烟囱高度至少为多少?求2H 高度上的压强,绘烟囱全高程1-M -2的压强分布。

计算时1-1断面流速很低,忽略不计。 解:

Av

Q v = 得:s m v /102.93

-?=

由能量方程得:

ρ

ρρρd Hv v gH p A 2035.020)(02

2

1++=-++

即035

.027.027.0)0()7.02.1(982

2?+=--+-d Hv v H g

得:m H 20≥

又断面1—1至M 断面的能量方程得:

ρ

ρρρd Hv v p gH p m A 22035.02)(2102

21++=-++

即:)

035.027.0(2127.0)02()7.02.1(9822?++=--+-d Hv v p H g m

得:

a

m p p 49-=

a

p gH 98)7.02.1(=- 总能量=

a

p 09898=-

0=动压 f

图如此

=m p 三角形中位线(负值)a

p 49009821

-=+---=)(

23.图为矿井竖井和横向坑道相连,竖井高为200m ,坑道长为300m ,坑道和竖洞内保持恒

温=t 15℃,密度=ρ 1.18 kg/m 3,坑外气温在清晨为5℃,密度0ρ=1.29kg/m 3,中午为20℃,

密度=ρ 1.16kg/m 3

,问早午空气的气流流向及气流流速v 的大小。假定总损失9g v 22

γ。

解:在清晨时0ρρ<,气体从矿井流出

由能量方程

ρ

ρ?ρρ2922

20v v h g +=-)( 200=h ?

18.129.10-=-ρρ

得:s m v /03.6=

中午时0ρρ>,气体由外向内注入

2922

20v v h g ρ

ρ?ρρ+=-)(

200-=h ?

18.116.10-=-ρρ

得:s m v /58.2=

24.图为一水平风管,空气自断面1-1流向断面2-2,已知断面1-1的压强=1p 1.47kPa ,

v 1=15m/s ,断面2-2的压强=2p 1.37kPa ,v 2=10m/s ,空气密度=ρ 1.29kg/m 3

,求两断面的

压强损失。

解:损

p v p v p ++=+222

2

2211ρρ

解得:

Pa

p 5.178=损

25.图为开式试验段风洞,射流喷口直径d=1m ,若在直径

D=4m 的进风口壁侧装测压管,其水柱差为h=64mm ,空气

密度=ρ 1.29kg/m 3

,不计损失,求喷口风速。

解:设进口出口风速分别为21v v , 连续性方程2211A v A v =

得:

21161v v =

由能量方程:

222

2

211v v p ρ

ρ=+ 又gh p ρ=1 得:s m v /312=

26.定性绘制图中管路系统的总水头线和测压管水头线。

27.利用20题的数据绘制煤气立管ABC的各种压强线。

解:由题

总压:831

606.02.124.206.07.449.722

1221=?-++?=--++g Z Z g v p a A )()()(ρρρ

位压:

()()35312=--Z Z g a ρρ

全压:478

22

1=+v p A ρ 初动压:85.12422

1=v ρ

末动压:

2

.312

22

=v ρ

28.高压管末端的喷嘴如图,出口直径d=10cm ,管端直径D=40cm ,流量Q=0.4m 3

/s ,喷嘴和管以法兰盘连接,共用12个螺栓,不计水和管嘴的重量,求每个螺栓受力多少? 解:由连续性方程:2211A v A v Q == 得:s m v s m v /96.50/17.321==,

由能量方程得:

222

2

211v v p ρ

ρ=+ 得:a Mp p 29.11=

由动量定理得:()1211v v Q F A p -=-ρ 得:kN F 34.143=

根据牛顿第三定律,螺栓受力为F -

所以每个螺栓受力为kN

F

95.1112=

29.直径为d 1=700mm 的管道在支承水平面上分支为d 2=500mm 的两支管,A-A 断面压强为

kPa 70,管道流量s m Q /6.03

=,两支管流量相等:(1)不计水头损失,求支墩受水平推

力。(2)水头损失为支管流速水头的5倍,求支墩受水平推力。不考虑螺栓连接的作用。 解:设受水平推力为R ,管道流速和支管流速分别为21v v ,,压强为21p p ,

(1)

R v Q A p v Q A p ++=+0

2222111130cos 2)(ρρ ①

2

2

11385.04

m d A ==

π,2

2196.0m A =

s m A Q

v /56.11

1==

,s m v /53.12=

能量方程

222

2

2211v p v p ρ

ρ+=+ 得:kPa p 05.702= ② ②代入①得:kN R 294.3= 由牛顿第三定律知

kN R 294.3'=

(2)

R v Q A p v Q A p ++=+

30cos 222221111)(‘

ρρ ③

25222

2222211v v p v p ρ

ρρ++=+’

得:a Kp p 19.64'2= ④ ④代入③得:kN R 301.5= 由牛顿第三定律知

kN R 301.5'=

30.水流经180°弯管自喷嘴流出,如管径D=75mm ,喷嘴直径d=25mm ,管道前端测压表读数

为60kPa ,求法兰盘接头A 处,上、下螺栓的受力情况。假定螺栓上下前后共安装四个,上下螺栓中心距离为150mm ,弯管喷嘴和水的总质量为10.2kg ,作用位置如图。 解:控制体是水,螺栓力不可列到控制体上 由图:R Qv Qv A p =++2111ρρ

g v g v p 23.022

2211

=++γ

2211A v A v =

解N R 5.334=

N R

F F 25.1672==

+下上 ①

方向与R 相反

取管和水为研究对象,0=∑M

300

75753002Q v F F G ρ+=+下上

N

F F 8.149-=-下上 ②

由①②解:

N

F N F 5.158,7.8==下上

31.下部水箱的质量为22.9kg ,,其中盛水的质量为

91.5kg ,如果此箱放在秤台上,受如图的恒定流作用。问秤的读数是多少? 解:从上部出口及下部出口知:

8

.121g v =

到达下部水面:

)(68.122+=g v

?Q =

s

m d g A v 3211187.04

8.12=?

下落冲力21Qv F ρ= 从下部出口冲力12Qv F ρ=

?()1221v v Q F F F -=-=ρN 1198= ?读数N 23191198897224=++=

32.求水流对1m 宽的挑流坎AB 作用的水平分力和铅直分力。假定A 、B 两断面间水的质量为274kg ,而且断面B 流出的流动可以认为是自由射流。

解:由连续性方程知:

1

100h v h v =(其中

m

h 1.20=)

0—1:

g v h g v h 222

11200+

=+(其中m h 6.01=) ?s m v 66.51=

?s m h v Q 2

114.3==

同理1—2:

g v h g v h 222

2

2211+

=+ (其中m h 9.02=) 解得:s m v 11.52=

动量方程:

x :()121v v Q F P x x -=-ρ

y :()02-=-y y V Q G F ρ

其中:

6.026

.01?==g

A gh P c ρρ

45cos 22v v x =,

45sin 22v v y =

?KN F x 7.8=,KN

F y 98.14=

33.水流垂直于底面的宽度为1.2m ,求它对建筑物的水平作用力。

解:

g v h g v h 222

2

2211+

=+ 其中:m h 5.11=,m h 9.02= 由连续性方程2211h v h v =得:

s m v 572.21=,s m v 287.42=

?2.12222?==h v A v Q

由压力体压强知

2.12111??=h h g

P ρ,2.12222??=h h

g P ρ

由动量方程:()1221v v Q R P P

-=--ρ 解得N R 23.5=

34.喷嘴直径25mm ,每个喷嘴流量为s L 7,若涡轮以m in 100r 旋转,计算它的功率。 解:由22A v Q =得:s m v 268.142=

?

s m v r v v 8260100

6.0222=??

-=-=πω‘

?NM r Qv M 4.134042=-=’

ρ

?

W M N 1405260100

4.134=??

==πω

35.已知平面流动的速度分量为:

(

)

222y x y

u x +-

=πΓ,

(

)

222y x x

u y +=

πΓ,式中Г为常数,

求流线方程并画出若干条流线。

解:由题意得

y

x u dy u dx =

0=+ydy xdx

积分:c y x =+2

2

流线为同心圆

36.已知平面流动的速度分量为:2t x u x +=,

2

t y u y +-=,试求:t=0和t=1时,过M(1,1)

点的流线方程。

解:由题意得

y

x u dy

u dx =

即:2

2t y dy

t x dx +-=+

积分得;

')ln()ln(2

2c t y t x ++--=+ '))(ln(22c t y t x =+-+

?()()c t y t x =+-+2

2

当111

0-====c y x t ,,, ∴1=xy 当0111

====c y x t ,,, ∴()()011=+-+y x 即:()()011=-+y x

工程流体力学(沈小雄版)课后习题答案

工程流体力学(沈小雄)课后习题答案 第1章 绪论 【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 3340.4530.90610 kg/m 510 m 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1β =- =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 得 0.000620020 2.40L β?===??=t t t V dV VdT (2)因为??t p V V ?,相比之下可以忽略由压力变化引起的体积 改变,则 由 200L β+=t V V dT 得 1198.8%200110.000620 β===++?t V dT 【1-5】图中表示浮在油面上 的平板, 其水平运动速度为u =1m/s ,δ=10mm ,油品的粘度μ=0.9807Pa ·s ,求作用在平板 单位面积上的阻力。 【解】根据牛顿内摩擦定律 习题1-5图

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。

流体力学课后习题答案

【2012年】《液压与气压传动》继海宋锦春高常识-第1-7章课后答案【最新经典版】 1.1 液体传动有哪两种形式?它们的主要区别是什么? 答:用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。按照其工作 原理的不同,液体传动又可分为液压传动和液力传动,其中液压传动是利用在密封容器 液体的压力能来传递动力的;而液力传动则的利用液体的动能来传递动力的。 1.2 液压传动系统由哪几部分组成?各组成部分的作用是什么? 答:(1)动力装置:动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置,它是 液压系统的动力源。 (2)控制调节装置:其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量,以 保证执行元件和工作机构的工作要求。 (3)执行装置:是将液压能转换为机械能的装置,其作用是在工作介质的推动下输出 力和速度(或转矩和转速),输出一定的功率以驱动工作机构做功。 (4)辅助装置:除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置,如油箱、过滤器、蓄 能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作

用的元件,在系统中是必不可少的,对保证系统正常工作有着重要的作用。(5)工作介质:工作介质指传动液体,在液压系统常使用液压油液作为工作介质。 1.3 液压传动的主要优缺点是什么? 答:优点:(1)与电动机相比,在同等体积下,液压装置能产生出更大的动力,也就 是说,在同等功率下,液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑,即:它具有大的功率密度 或力密度,力密度在这里指工作压力。 (2)液压传动容易做到对速度的无级调节,而且调速围大,并且对速度的调节还可 以在工作过程中进行。 (3)液压传动工作平稳,换向冲击小,便于实现频繁换向。 (4)液压传动易于实现过载保护,能实现自润滑,使用寿命长。 (5)液压传动易于实现自动化,可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调 节和控制,并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来,实现复杂的运动和 操作。 (6)液压元件易于实现系列化、标准化和通用化,便于设计、制造和推广使用。答:缺点:(1)由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格

流体力学课后答案

1-2 一盛水封闭容器从空中自由下落,则器内水体质点所受单位质量力等于多少 解:受到的质量力有两个,一个是重力,一个是惯性力。 重力方向竖直向下,大小为mg ;惯性力方向和重力加速度方向相反为竖直向上,大小为mg ,其合力为0,受到的单位质量力为0 1-5 如图,在相距δ=40mm 的两平行平板间充满动力粘度μ=0.7Pa·s 的液体,液体中有一长为a =60mm 的薄平板以u =15m/s 的速度水平向右移动。假定平板运动引起液体流动的速度分布是线性分布。当h =10mm 时,求薄平板单位宽度上受到的阻力。 解:平板受到上下两侧黏滞切力T 1和T 2作用,由dy du A T μ=可得 12U 1515T T T A A 0.70.06840.040.010.01U N h h μμδ? ?=+=+=??+= ?--?? (方向与u 相 反) 1-9 某圆锥体绕竖直中心轴以角速度ω=15rad/s 等速旋转,该锥体与固定的外锥体之 间的间隙δ=1mm ,其间充满动力粘度μ=0.1Pa ·s 的润滑油,若锥体顶部直径d =0.6m ,锥体的高度H =0.5m ,求所需的旋转力矩M 。 题1-9图 解:取微元体,微元面积: θ ππcos 22dh r dl r dA ? =?= 切应力: θ πσωμμ τcos 2rdh r dA dy du dA dT ?=?=?= 微元阻力矩: dM=dT·r

阻力矩: 2-12 圆柱形容器的半径cm R 15=,高cm H 50=,盛水深cm h 30=,若容器以等 角速度ω绕z 轴旋转,试求ω最大为多少时不致使水从容器中溢出。 解:因旋转抛物体的体积等于同底同高圆柱体体积的一半,因此,当容器旋转使水上升到最高时,旋转抛物体自由液面的顶点距容器顶部 h’= 2(H-h)= 40cm 等角速度旋转直立容器中液体压强的分布规律为 0222p gz r p +??? ? ??-=ωρ 对于液面,p=p 0 , 则g r z 22 2ω=,可得出2 2r gz =ω 将z=h ’,r=R 代入上式得s R gh /671.1815.04 .08.92' 22 2=??== ω 2-13 装满油的圆柱形容器,直径cm D 80=,油的密度3 /801m kg =ρ,顶盖中心点装有真空表,表的读数为Pa 4900,试求:(1)容器静止时,作用于顶盖上总压力的大小和方向;(2)容器以等角速度1 20-=s ω旋转时,真空表的读数值不变,作用于顶盖上总压力的大小和方向。

流体力学试题及答案

全国2015年4月高等教育自学考试 --工程流体力学试题 一、单项选择题(每小题1分,共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 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 5.某单位购买了一台提升汽车的油压升降机(如图一所示),原设计操纵方法是:从B管进高压油,A管排油时平台上升(图一的左图);从A管进高压油,B管排油时平台下降。在安装现场工人不了解原设计意图,将A、B两管联在一起成为C管(图一的右图)。请你判断单靠一个C管通入高压油或排油,能操纵油压机升降吗?你的判断:( ) A.可以 B.不能动作 C.能升不能降 D.能降不能升 6.在一个储水箱的侧面上、下安装有两只水银U形管测压计(如图二),当箱顶部压强p0=1个大气压时,两测压计水银柱高之差△h=h1-h2=760mm(Hg),如果顶部再压入一部分空气,使p0=2个大气压时。则△h应为( )

C.△h=760mm(Hg) D.△h=1520mm(Hg) 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.F1=F2=F3 B.F1>F2>F3 C.F1F2 11.三个容积完全相等的容器,联接如图示,先将阀门a,b关闭,阀门c开启。压强计p指示为0。将容器I充入压缩空气,绝对压强为300KPa,容器Ⅲ抽成真空度为30KPa。先关闭阀门c,再开启阀门a和b。这时,压强计p 的读数应该是(设当地大气压是100KPa) A.56.7KPa B.76.7KPa C.90.0KPa D.110.0Kpa

流体力学课后习题答案(孔珑编)中国电力出版社

第一章 1-4 解: 系统内水的总体积38m V =,水的体积膨胀系数V 0.005α=1/℃。 水温升高50T ?=℃时,水的体积膨胀量 3V 80.005502m V V T α?=???=??=。 1-6解:油的运动粘度7214.2810m s ν--=??,密度3678kg m ρ-=?,则油的动力粘度74678 4.2810 2.910Pa s μρν--==??=??。 1-7解:水的动力粘度31.310Pa s μ-=??,密度3999.4kg m ρ-=?,则水的运 动粘度36211.310 1.310m s 999.4 μνρ---?===??。 1-9解:如图示:在锥体表面距离定点x 处取一宽度为d x 的微圆环,则在x 处的微圆环的半径sin r x α=。由牛顿粘性定律可得,微圆环所受到的摩擦阻力 22 2sin d d 2d U r F A rdx x x h ωπμωαμμπδδ =??=??=, 微圆环旋转时所需的微圆力矩为332sin d d d M r F x x πμωα δ =?== 所以锥体旋转时所需的总力矩 3 34 cos 3cos cos 0 2sin 2sin d d 4H H H x M M x x α ααπμωα πμωαδ δ?? === ????? ? 344342sin tan 4cos 2cos H H πμωα πμωα δ αδα = = 1-10解:设轴承内轴旋转角速度为ω ,所以由牛顿粘性定律可得,内

轴表面所受的摩擦阻力2 22D U b D F A Db h ωμπωμμπδδ ? ===, 内轴旋转的摩擦力矩3 24D b D M F μπωδ == 克服摩擦需要消耗的功率23 4b D P M μπωωδ == 所以内轴的圆周角速度19.37rad s ω-===? 所以内轴转速60609.372 89.50rpm 22 3.14 n ωπ?= ==? 1-13解:润滑油的动力粘度μρν=, 活塞表面所受的摩擦阻力2()2 U V dLV F A dL D d h D d πμμμπ=== --, 所以活塞运动所消耗的功率 22 22dLV dLV P FV D d D d πμπρν===-- 43223 2 3.149200.914410152.41030.48106 4.42KW (152.6152.4)10----?????????==-? 第二章 流体静力学 2-1解:在图中1-2等压面处列平衡方程: 1A P P =,2B Hg P P gh ρ=+, 因为12P P =, 所以A B Hg P P gh ρ=+, 所以 44A B 3 Hg 2.710( 2.910)0.420m 13.6109.81 P P h g ρ-?--?===??

流体力学课后习题答案

5.1题 5.3题 解:按小孔出流计算出口流量为: 则每水面下降的微段需要的时间为: 故需要时间为: 5.4解:依据题意,为短管出流水力计算问题。 可以先计算短流量,则灌水时间可求。 2 0.62 1.218/4d Q L s πμ==? =20.82 1.612/4 N N d Q L s πμ==? =0.756 1.512p H m γ = =2 30.62/4 d Q s πμ==? =40bldH dH dT Q = = 2.8 0.5 04080 6900.1939 dH T H s === ? Q =253280.0768V T s Q == =230.0768/m s π==

5.5解:水面最终保持平衡,即说明自流管的流量最终将与两台水泵的抽水量相同。 5.14设并联前的流量为 Q1,并联后左管的流量为Q2 ,则并联后的右管流量为1/2Q2。 利用长管出流方程H=ALQ 平方 有: 5.17解:总扬程包括抬水高度及水头损失, .... 流入 吸出Q Q =A Q = 流入 161C R n == 221133889.80.0110.02580.2 ()4gn R λ???== =25023600d Q π?∴===流入 0.57H m ?=2222112222152()24H ALQ H ALQ AL Q ALQ ===+ = 22 1122520.794Q ALQ ALQ Q =?==2 2g f g l v H H h H d g λ =+=+22 40.07 1.42/0.254 Q v m s d ππ?===?221500 1.42200.02535.5620.2529.8g l v H H m d g λ ∴=+=+??=?98000.0735.56 443.50.55a a QH QH N kW N γγ η η ??=?===

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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410Re ,问采用国际单位制时,该条件下的雷诺数是多少?为什么? 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=·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,d2=0.15m,过水流量若为Q=0.1m3/s,P1=1000N/m2时,不计损失的情况下,求水流对圆管的作用 力及作用力的位置。(20分)

流体力学课后习题答案

【2012年】《液压与气压传动》姜继海宋锦春高常识-第1-7章课后答案【最新经典版】 液体传动有哪两种形式?它们的主要区别是什么? 答:用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。按照其工作 原理的不同,液体传动又可分为液压传动和液力传动,其中液压传动是利用在密封容器内 液体的压力能来传递动力的;而液力传动则的利用液体的动能来传递动力的。液压传动系统由哪几部分组成?各组成部分的作用是什么? 答:(1)动力装置:动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置,它是 液压系统的动力源。 (2)控制调节装置:其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量,以 保证执行元件和工作机构的工作要求。 (3)执行装置:是将液压能转换为机械能的装置,其作用是在工作介质的推动下输出 力和速度(或转矩和转速),输出一定的功率以驱动工作机构做功。 (4)辅助装置:除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置,如油箱、过滤器、蓄 能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作 用的元件,在系统中是必不可少的,对保证系统正常工作有着重要的作用。(5)工作介质:工作介质指传动液体,在液压系统中通常使用液压油液作为工作介 质。 液压传动的主要优缺点是什么? 答:优点:(1)与电动机相比,在同等体积下,液压装置能产生出更大的动力,也就 是说,在同等功率下,液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑,即:它具有大的功率密度 或力密度,力密度在这里指工作压力。 (2)液压传动容易做到对速度的无级调节,而且调速范围大,并且对速度的调节还可 以在工作过程中进行。 (3)液压传动工作平稳,换向冲击小,便于实现频繁换向。 (4)液压传动易于实现过载保护,能实现自润滑,使用寿命长。 (5)液压传动易于实现自动化,可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调 节和控制,并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来,实现复杂的运动和 操作。

(完整版)流体力学练习题及答案

流体力学练习题及答案 一、单项选择题 1、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 2、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m 2/s 3、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 4、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= 5、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 6、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 7、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 8、动量方程 的不适用于( ) 的流场。 A .理想流体作定常流动 in out QV QV F )()(ρρ∑-∑=∑

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 9、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 10、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 11、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 12、指出下列论点中的错误论点:() A.平行流的等势线与等流线相互垂直B.点源和点汇的流线都是直线 C.点源的圆周速度为零D.点源和点涡的流线都是直线 13、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 14、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 15、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

流体力学课后习题参考答案

第二章 流体静力学 2-1 密闭容器测压管液面高于容器内液面h=1.8m,液体密度为850kg/m3, 求液面压强。 解:08509.8 1.814994Pa p gh ρ==??= 2-2 密闭水箱,压力表测得压强为4900Pa,压力表中心比A 点高0.4米,A 点在液面下1.5m ,液面压强。 解: 0()490010009.8(0.4 1.5) 49009800 1.15880Pa M B A p p g h h ρ=+-=+??-=-?=- 2-3 水箱形状如图,底部有4个支座。试求底面上的总压力和四个支座的支座反力,并讨论总压力和支座反力不相等的原因。 解:底面上总压力(内力,与容器内的反作用力平衡) ()10009.81333352.8KN P ghA ρ==??+??= 支座反力支座反力(合外力) 3312()10009.8(31)274.4KN G g V V ρ=+=??+= 2-4盛满水的容器顶口装有活塞A ,直径d=0.4m ,容器底直径D=1.0m ,高h=1.8m 。如活塞上加力为2520N(包括活塞自重)。求容器底的压强和总压力。 解:压强2252010009.8 1.837.7kPa (0.4)/4 G p gh A ρπ= +=+??= 总压力 237.71/429.6K N P p A π=?=??= 2-5多管水银测压计用来测水箱中的表面压强。图中高程单位为m ,试求水面的绝对压强。 解:对1-1等压面 02(3.0 1.4)(2.5 1.4)p g p g ρρ+-=+-汞 对3-3等压面 2(2.5 1.2)(2.3 1.2)a p g p g ρρ+-=+-汞 将两式相加后整理 0(2.3 1.2)(2.5 1.4)(2.5 1.2)(3.0 1.4)264.8kPa p g g g g ρρρρ=-+-----=汞汞绝对压强 0.0264.8+98=362.8kPa abs a p p p =+= 2-6水管A 、B 两点高差h 1=0.2m ,U 形管压差计中水银液面高差h 2=0.2m 。试求A 、B 两点的压强差。 解:122 ()A B p g h x h p gx gh ρρρ+++=++ 汞 212()13.69.80.219.8(0.20.2)22.7kPa A B p p gh g h h ρρ∴-=-+=??-??+=汞或直接用压差计公式求解1p A B A B p p p z z h g g ρρρρ??????+-+=- ? ? ??????? 2-7盛有水的密闭容器,水面压强为p 0,当容器自由下落时,求容器内水的压强分布规律。 自由下落时加速度方向向下,惯性力方向向上,其单位质量力为g +,则 () 00 dp Xdx Ydy Zdz X Y Z g g dp p p ρ=++===-==∴= 2-8已知U 形管水平段长l=30cm ,当它沿水平方向作等加速运动时,液面高差h=5cm ,试求它的加速度a.

最新流体力学课后习题答案第一章资料

第一章 1—1 水的密度为1000kg/m 3,2L 水的质量和重量是多少? 解:31000210229.819.6m v kg G mg N ρ-==??===?= 1—2 体积为0.5 m 3的油料,重量为4410N,试求该油料的密度是多少? 解;34410900/9.80.5 m G kg m v gv ρ====? 1—3 当空气的温度从0℃增加到20℃时,运动黏滞系数υ值增加15%,密度减少10%,问此时动力黏滞系数μ值增加多少? 解:000000010000(1.0351)0.035(115%)(110%) 1.035v v v v v μρρρμρρ=??-==+-= 因此增加了3.5% 1—4 为了进行绝缘处理,将导线从充满绝缘涂料的模具中间拉过。已知导线直径为0.8mm,涂料的动力黏滞系数0.02Pa s μ=?,模具的直径为0.9mm ,长度为20mm ,导线的牵 拉速度为50m/s 。试求所需牵拉力? 解:630.9500.02(2)210120.12 1.004810du T A dy N μπ--==??????=? 1—5 某底面积为6040cm cm ?的木块,质量5kg ,沿着一与水平面成20°的涂有润滑油的斜面下滑。油层厚度为0.6mm ,如以等速度U=0.84m/s 下滑时,求油的动力黏滞系数μ? 解:3sin 20sin 20/() =59.8sin200.610/(0.840.60.4) =0.05Pa du U G A A A dy h mg h U A s τμ μμ-====?????? 1—6 温度为20℃的空气,在直径为2.5cm 的管中流动,距管壁上1mm 处的空气速度为3cm/s 。求作用于单位长度管壁上的黏滞切力为多少? 解:因为T=200,故查表得51.8310Pa s μ -=? 2523633101.8310( 2.510)11043.10100.04310du T A dy T N μπ------?==??????=?=?

流体力学习题及答案-第二章

第二章 流体静力学 2-1如果地面上空气压力为0.101325MPa ,求距地面100m 和1000m 高空处的压力。 答:取空气密度为( )3 /226.1m kg =ρ,并注意到()()Pa a 6 10MP 1=。 (1)100米高空处: ()()()()()()() Pa Pa Pa m s m m kg Pa gh p p 5 23501000122.11203101325100/81.9/226.11001325.1?=-=??-?=-=ρ (2)1000米高空处: ()()() ()()()() Pa Pa Pa m s m m kg Pa gh p p 5 23501089298.0120271013251000/81.9/226.11001325.1?=-=??-?=-=ρ 2-2 如果海面压力为一个工程大气压,求潜艇下潜深度为50m 、500m 和5000m 时所承受海水的压力分别为多少? 答:取海水密度为( )3 3 /10025.1m kg ?=ρ,并注意到所求压力为相对压力。 (1)当水深为50米时: () ( ) ()()Pa m s m m kg gh p 523310028.550/81.9/10025.1?=???==ρ。 (2)当水深为500米时: ()() ()()Pa m s m m kg gh p 623310028.5500/81.9/10025.1?=???==ρ。 (3)当水深为5000米时: ()() ()()Pa m s m m kg gh p 723310028.55000/81.9/10025.1?=???==ρ。 2-3试决定图示装置中A ,B 两点间的压力差。已知:mm 500h 1=,mm 200h 2=, mm 150h 3=,mm 250h 4=,mm 400h 5=;酒精重度31/7848m N =γ,水银重度 32/133400m N =γ,水的重度33/9810m N =γ。 答:设A ,B 两点的压力分别为A p 和B p ,1,2,3,4各个点处的压力分别为1p ,2p ,3 p 和4p 。根据各个等压面的关系有: 131h p p A γ+=, 2221h p p γ+=,

工程流体力学课后习题答案(第二版)

第一章 绪论 1-1.20℃的水2.5m 3 ,当温度升至80℃时,其体积增加多少? [解] 温度变化前后质量守恒,即2211V V ρρ= 又20℃时,水的密度3 1/23.998m kg =ρ 80℃时,水的密度32/83.971m kg =ρ 32 1 125679.2m V V == ∴ρρ 则增加的体积为3 120679.0m V V V =-=? 1-2.当空气温度从0℃增加至20℃时,运动粘度ν增加15%,重度γ减少10%,问此时动力粘度μ增加多少(百分数)? [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+== 原原原μρν035.1035.1== 035.0035.1=-=-原 原 原原原μμμμμμ 此时动力粘度μ增加了3.5% 1-3.有一矩形断面的宽渠道,其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02 y hy g u -=,式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度,h 为水深。试求m h 5.0=时渠底(y =0)处的切应力。 [解] μρ/)(002.0y h g dy du -= )(002.0y h g dy du -==∴ρμ τ 当h =0.5m ,y =0时 )05.0(807.91000002.0-??=τ Pa 807.9= 1-4.一底面积为45×50cm 2,高为1cm 的木块,质量为5kg ,沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动,木块运动速度u=1m/s ,油层厚1cm ,斜坡角22.620 (见图示),求油的粘度。 [解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时,等速下滑

y u A T mg d d sin μθ== 001 .0145.04.062 .22sin 8.95sin ????= = δθμu A mg s Pa 1047.0?=μ 1-5.已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况,试根据牛顿内摩擦定律y u d d μ τ=,定性绘出切应力沿y 方向的分布图。 [解] 1-6.为导线表面红绝缘,将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。已知导线直径0.9mm ,长度20mm ,涂料的粘度μ=0.02Pa .s 。若导线以速率50m/s 拉过模具,试求所需牵拉力。(1.O1N ) [解] 2 53310024.51020108.014.3m dl A ---?=????==π N A h u F R 01.110024.510 05.05002.053=????==∴--μ 1-7.两平行平板相距0.5mm ,其间充满流体,下板固定,上板在2Pa 的压强作用下以0.25m/s 匀速移动, 求该流体的动力粘度。 [解] 根据牛顿内摩擦定律,得 dy du / τμ=

流体力学 课后答案

流体力学课后答案 一、流体静力学实验 1、同一静止液体内的测压管水头线是根什么线? 答:测压管水头指,即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。从表1.1的实测数据或实验直接观察可知,同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2、当时,试根据记录数据确定水箱的真空区域。 答:以当时,第2次B点量测数据(表1.1)为例,此时,相应容器的真空区域包括以下3三部分:(1)过测压管2液面作一水平面,由等压面原理知,相对测压管2及水箱内的水体而言,该水平面为等压面,均为大气压强,故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域,均为真空区域。(2)同理,过箱顶小杯的液面作一水平面,测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。(3)在测压管5中,自水面向下深度为的一段水注亦为真空区。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等,亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等,均为。 3、若再备一根直尺,试采用另外最简便的方法测定。 答:最简单的方法,是用直尺分别测量水箱内通大气情况下,管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度和,由式,从而求得。 4、如测压管太细,对测压管液面的读数将有何影响? 答:设被测液体为水,测压管太细,测压管液面因毛细现象而升高,造成测量误差,毛细高度由下式计算 式中,为表面张力系数;为液体的容重;为测压管的内径;为毛细升高。常温()的水,或,。水与玻璃的浸润角很小,可认为。于是有 一般说来,当玻璃测压管的内径大于10mm时,毛细影响可略而不计。另外,当水质不洁时,减小,毛细高度亦较净水小;当采用有机玻璃作测压管时,浸润角较大,其较普通玻璃管小。 如果用同一根测压管测量液体相对压差值,则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象,但在计算压差时。相互抵消了。 5、过C点作一水平面,相对管1、2、5及水箱中液体而言,这个水平是不是等压面?哪一部分液体是同 一等压面? 答:不全是等压面,它仅相对管1、2及水箱中的液体而言,这个水平面才是等压面。因为只有全部具备下列5个条件的平面才是等压面: (1)重力液体; (2)静止; (3)连通; (4)连通介质为同一均质液体; (5)同一水平面 而管5与水箱之间不符合条件(4),因此,相对管5和水箱中的液体而言,该水平面不是等压面。 ※6、用图1.1装置能演示变液位下的恒定流实验吗? 答:关闭各通气阀,开启底阀,放水片刻,可看到有空气由C进入水箱。这时阀门的出流就是变液位下的恒定流。因为由观察可知,测压管1的液面始终与C点同高,表明作用于底阀上的总水头不变,故为恒定流动。这是由于液位的的降低与空气补充使箱体表面真空度的减小处于平衡状态。医学上的点滴注射就是此原理应用的一例,医学上称之为马利奥特容器的变液位下恒定流。 ※7、该仪器在加气增压后,水箱液面将下降而测压管液面将升高H,实验时,若以时的水箱液面作为测量基准,试分析加气增压后,实际压强()与视在压强H的相对误差值。本仪器测压管内径为0.8cm,箱体内径为20cm。

流体力学-课后习题答案

第一章习题答案 选择题(单选题) 1.1 按连续介质的概念,流体质点是指:(d ) (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。 1.2 作用于流体的质量力包括:(c ) (a )压力;(b )摩擦阻力;(c )重力;(d )表面张力。 1.3 单位质量力的国际单位是:(d ) (a )N ;(b )Pa ;(c )kg N /;(d )2/s m 。 1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是:(b ) (a )剪应力和压强;(b )剪应力和剪应变率;(c )剪应力和剪应变;(d )剪应力和流速。 1.5 水的动力黏度μ随温度的升高:(b ) (a )增大;(b )减小;(c )不变;(d )不定。 1.6 流体运动黏度ν的国际单位是:(a ) (a )2/s m ;(b )2/m N ;(c )m kg /;(d )2/m s N ?。 1.7 无黏性流体的特征是:(c ) (a )黏度是常数;(b )不可压缩;(c )无黏性;(d )符合RT p =ρ 。 1.8 当水的压强增加1个大气压时,水的密度增大约为:(a ) (a )1/20000;(b )1/10000;(c )1/4000;(d )1/2000。 1.9 水的密度为10003 kg/m ,2L 水的质量和重量是多少? 解: 10000.0022m V ρ==?=(kg ) 29.80719.614G mg ==?=(N ) 答:2L 水的质量是2 kg ,重量是19.614N 。 1.10 体积为0.53 m 的油料,重量为4410N ,试求该油料的密度是多少? 解: 44109.807 899.3580.5 m G g V V ρ= ===(kg/m 3) 答:该油料的密度是899.358 kg/m 3。 1.11 某液体的动力黏度为0.005Pa s ?,其密度为8503 /kg m ,试求其运动黏度。

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,

流体力学-课后习题答案

流体力学-课后习题答案

第一章习题答案 选择题(单选题) 1.1 按连续介质的概念,流体质点是指:(d ) (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。 1.2 作用于流体的质量力包括:(c ) (a )压力;(b )摩擦阻力;(c )重力;(d )表面张力。 1.3 单位质量力的国际单位是:(d ) (a )N ;(b )Pa ;(c )kg N /;(d )2 /s m 。 1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是:(b ) (a )剪应力和压强;(b )剪应力和剪应变率;(c )剪应力和剪应变;(d )剪应力和流速。 1.5 水的动力黏度μ随温度的升高:(b ) (a )增大;(b )减小;(c )不变;(d )不定。 1.6 流体运动黏度ν的国际单位是:(a ) (a )2 /s m ;(b )2 /m N ;(c )m kg /;(d )2 /m s N ?。 1.7 无黏性流体的特征是:(c ) (a )黏度是常数;(b )不可压缩;(c )无 黏性;(d )符合RT p =ρ 。 1.8 当水的压强增加1个大气压时,水的密度增 大约为:(a ) (a )1/20000;(b )1/10000;(c )1/4000;(d )1/2000。 1.9 水的密度为10003 kg/m ,2L 水的质量和重量

是多少? 解: 10000.0022m V ρ==?=(kg ) 29.80719.614 G mg ==?=(N ) 答:2L 水的质量是2 kg ,重量是19.614N 。 1.10 体积为0.53 m 的油料,重量为4410N ,试求该油料的密度是多少? 解: 44109.807 899.3580.5 m G g V V ρ====(kg/m 3) 答:该油料的密度是899.358 kg/m 3 。 1.11 某液体的动力黏度为0.005Pa s ?,其密度为8503 /kg m ,试求其运动黏度。 解:6 0.005 5.88210850μνρ-===?(m 2/s ) 答:其运动黏度为6 5.88210-? m 2 /s 。 1.12 有一底面积为60cm ×40cm 的平板,质量为 5Kg ,沿一与水平面成20°角的斜面下滑,平面与斜面之间的油层厚度为0.6mm ,若下滑速度0.84/m s ,求油的动力黏度μ。

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