工程流体力学习题

工程流体力学

第一章

思考题

1、为什么要引进连续介质的假设？为什么可以把液体当作连续介质？

2、非均质液体的密度应该如何表示？

3、流体粘度与哪些因素有关？它们随温度是如何变化的？对流体有何影响？

4、为什么水通常被视为不可压缩流体？什么情况下要考虑液体的可压缩性和表面张力特性？

5、液体内摩擦力的大小与哪些因素有关？牛顿内摩擦定律的适用条件有哪些？

6、图为管道过水断面水流流速分布图，从其对应部位取出水体A ，试标出水体A 顶面和底面切应力的方向。

思考题6图 7、为什么要引入理想液体的概念？它与实际液体有什么区别？

8、单位质量力怎样定义的？静止液体和作自由落体运动的液体所受的单位质量力分别为多少？

习 题

1.1容器中盛有静止液体，此时液体所受到的单位质量力为多少？

1.2假设水的体积弹性系数a KP K 610

2.2?=，欲使其体积减小0.4%，问需要增加多大的压强？

1.3当压强的增量为250/KN m ，某种液体的密度增长0.02%，试求该液体的体积模量。

1.4平板面积为25050cm ?,厚度为 1.0cm ，质量 m=5kg ，沿着涂有厚度δ=1.0mm 油的斜面向下作等速运动， 其速度u =1.0m/s,带动油层的运动速度呈直线分布,油的密度ρ＝950 kg/m 3，求油的动力粘度和运动粘度。

1.5某种液体充满两平行边界的缝隙δ内，液体的动力粘度为为η，有一面积为 A 的极薄的平板以速度 u 平行于平板移动。x 为平板距上边界的距离。求：平板所受的拖力T ，（缝隙内的流速按直

线分布）。 ()u T A x x ι???=+???-??

第1.4题图 第1.5题图 第1.6题图

1.6水流在平板上运动(如第6题图)，流速分布曲线DE 为抛物线形，E 点为抛物线端点，E 点处0=dy

du ，水的运动粘度s /m 100.126-?=ν，试求cm 4,2,0y =处的切应力（提示：先设流速分布C By Ay u 2++=，利用给出的条件确定待定常数A ，B ，C ）

。

第二章

思考题

1、理想流体处于静止状态时受到哪几种力的作用？

2、等压面应具备什么条件？在什么条件下“静止液体内任何一个水平面都是等压面”的说法是正确的？

3、下列哪一些是正确的等压面？

思考题3图

4、水静力学基本方程的形式和表示的物理意义是什么？

5、压力表和测压计测得的压强是绝对压强还是相对压强？

6、静止液体、流动液体中，各点的测压管水头是否相等？

7、绘制静水压强分布图的原理和方法是什么？为什么在工程中通常只需要计算相对压强和绘制相对压强分布图？

8、如图所示的容器中盛有两种不同重度的静止液体，试分析作用在容器 A B 壁面上的静水压强分布图应为哪一幅图？

思考题8图 9、压力中心D 和受压平面形心C 的位置之间有什么关系？什么情况下D 点与C 点重合？

10、有四个不同的盛水容器，如图所示，它们的底面积A 和水深h 都相等。试回答：1）各容器底面所受的静水总压力是否相等？2）容器底面所受到的静水总压力与地面对容器的反力N 是否相等？（容器重量不计）

思考题10图

11、采用图解法与解析法求解平面静水总压力时，对受压面的形状是如何规定的？为什么？

12、如何确定压力体的体积？如何判断铅垂方向作用力P z 方向？

13、如图所示的容器 a 中盛有密度为1ρ的液体，容器 b 中盛有密度为1ρ和2ρ的两种液体，试分析两个容器中曲面 AB 上压力体及压力是否相同？

思考题13图

习题

2-1 如习题图2-1所示，已知z=1.5m ，h=2.5m ，a p p 20 。问水箱底部和水下1m 处的测压管水头

各为多少？相对压强和绝对压强各为多少？

习题图2-1 习题图2-2

2-2 如习题图2-2，已知h 1=10mm ，h 2=200mm ；h 3=180mm ，求淹没深度H 。 2-3 用习题图2-3的装置测量油的密度，已知：h=75mm ；h 1=150mm ；h 2=10mm ，求油的密度。

习题图2-3

2-4 画出习题图2-4中各平面上的流体静压强分布图。

习题图2-4

习题图2-5(本图数字需修改，见文字)

2-5 有一水箱装置如习题图2-7所示，箱底高出地面3.5m ，箱中水深2.5m ，水箱的自由面绝对压强为65kN/m 2

（0.65工程大气压）。1）若以地面为基准面，A 、B 两点的位能、压能及测压管水头各为多少？2）若以水箱为基准面，A 、B 两点的位能、压能及测压管水头又各为多少？

2-6 如习题图2-6所示为一船闸闸室的闸门，巳知闸室的宽度b=10m ，上游水深h 1=10m ，闸室中水深h 2=5m ，求每扇闸门上的静水总压力P 及其作用点。

习题图2-6 习题图2-7

2-7 矩形平板闸门AB 一侧挡水（习题图2-7），己知闸门长L=3m ，宽b=1m ，形心点水深h c =2.5m ；倾角0

30α ，闸门上缘A 处设有转铀，闸门自重G=30kN ，若不计门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力T 。

2-8 如习题图2-8所示为一混凝土重力坝，为了较核坝的稳定性，试分别计算当下游有水和无水时两种情况下，每单位宽度上的静水总压力。

习题图2-8 习题图2-9 2-9 如习题图2-9所示为一长方形平面闸门，高3m ，宽2m ，上游水位高出门顶3m ，下游水位高出门顶2m ，求：1）闸门所受总压力和作用点；2）若上下游水位同时上涨1m 时，总压力作用点是否会有变化?试作简要论证。

2-10如习题图2-10所示，一个直径为D 的球（球的重量可忽略）处于平衡状态，导出D 与2121,,,h h ρρ的关系式。

习题图2-10

2-11、试画出以下图中各曲面上的压力体剖面图，并指出垂直压力的方向。

（a ） (b) (c)

(d) (e) (f)

习题2-11图

2-12如习题图2-12所示的密闭盛水容器，已知h 1=50cm,h 2=120cm ，水银测压计读数△h=25cm 。试求半径R=0.5m 的半球形盖AB 所受铅直方向和水平方向的静水总压力。

习题图2-12

2-13、图示为一弧形闸门，半径m 5.7R =，挡水深度m 8.4h =，旋转轴距渠底m 8.5H =，闸门宽度m 4.6b =。试求作用于闸门上的静水总压力的大小及作用点。

习题图2-13

第三章

思考题

1、拉格朗日法和欧拉法有何不同？

2、流线有哪些性质？流线和迹线的区别和联系是什么？

3、流动有哪些分类方法？

4、什么是恒定流与非恒定流？什么是均匀流与非均匀流？什么是渐变流和急变流？有人说“均匀流一定是恒定流，急变流一定是非恒定流”，这种说法是否正确？为什么？

5、总流连续方程的物理意义是什么？

6、动水压强与静水压强有什么不同？在推导恒定总流能量方程时，为什么过流断面必须位于渐变流

段？

7、什么是总水头线和测压管水头线，两者的关系是怎样的？

8、什么是水力坡度？

9、恒定总流能量方程的限制条件有哪些？如何选取计算断面、基准面和计算点？

10、应用能量方程判断下列说法是否正确：（1）水一定从高处向低处流动；（2）水一定从压强大的地方向压强小的地方流动；（3）水总是从流速大的地方向流速小的地方流动？

11、如图断面突然缩小管道通过粘性恒定流，管路装有U 形管水银差计，判定压差计中水银液面A 、B 哪个高？

思考题11图

12、拿两张薄纸，平行提在手中，当用嘴顺纸间缝隙吹气时，问薄纸是不动、相互靠拢还是向外张开？为什么？

13、应用动量方程时要注意哪些问题？由动量方程求得的力若为负值，说明什么问题？待求未知力的大小与隔离体的大小有无关系？应用动量方程时如何选择隔离体。

习 题

3-1 如习题3-1图所示的管流，已知断面A-A 处的流速分布为()22max 02

o u u r r r =-，圆管半径04r cm =，12r cm =，且A-A 断面中心点处的max 0.2/u cm s =，求小管段的断面平均流速1v 。

习题3-1图

3-2 某矩形断面渠道，底宽b=20m ，当通过流量为Q=100m 3/s 时，某断面处的平均流速 2.0/v m s =，求该断面的水深。

3-3 某分汊河段如习题3-3图所示，已知在断面A-A 处左汊河道过水断面面积为2500㎡，断面平均流速为0.97m/s ；右汊河道过水断面面积为3400 ㎡，断面平均流速为0.62m/s 。求：①左、右汊道的分流量及总流量；②各汊道的分流量占总流量的百分比（称为分流比）。

3-4 如习题3-4图所示的压力水管，小管直径A d =20cm ，A 断面形心点处的压强为75KPa ；大管直径B d =40cm ，B 断面形心点处的压强为45KPa ，大管断面平均流速B υ=1m/s 。求①A 、B 两断面间的总水头差；②水流流向。

习题3-3图 习题3-4图

3-5 某变管径压力管流如习题3-5图所示，已知130d cm =，225d cm =，320d cm =，忽略水头损失，试求：①通过管道的流量及A 、B 和C 各点的压强；②绘制测压管水头线。

习题3-5图

3-6 有一密闭盛水容器如习题3-6图所示，容器内气压由水银压差计测量，侧壁与直径为5cm 的圆管相接，管长6L m =，5H m =，压差计读数为△h=0.4m ，出流时总水头损失为3.4m ，求通过管道的流量。

习题3-6图 习题3-7图

3-7有一安装在压力管道上的压差式毕托管，如习题3-7图所示，已知管径30d cm =，40h cm ?=，3113600/kg m ρ=，求A 处的点流速A u 。

3-8 铅直放置的90°输水弯管，装有一水银压差计如习题3-8图所示，直径130d cm =，

225d cm =，弯管段的水头损失22

0.552j h g υ=，流量3

0.12/Q m s =，求水银压差计中的水银面高差△h 。

习题3-8图

3-9 某管道过渡段（习题3-9图），130d cm =，210d cm =，流量为3

0.06/Q m s =，不计1-1、2-2两断面间的水头损失。问：①若流水自上向下流，且断面1处压力计的读数为57N/cm 2，水银面高差△h 及断面2处的压力计读数为若干？②若水流自下向上流，且断面2处压力计的读数为57N/cm 2，其水银面高差△h 及断面1处的压力计读数又为若干？

习题3-9图 习题3-10图

3-10 一竖直放置的文丘德里流量计如习题3-10图所示，130d cm =，215d cm =，水银压差计的读数h=6cm ，忽略两断面间的水头损失，求通过的流量。

3-11 在石油管道中安装文丘里流量计，管道直径120d cm =，流量计喉管直径210d cm =，石油密度3

850/kg m ρ=，流量计的流量系数为0.95μ=，现测得水银压差计读数15h cm ?=，问此时管中流量Q 为多少？

3-12 贮水容器内水面保持恒定，底部接一铅直输水管，如习题3-12图所示，输水管直径115d cm =，末端收缩管嘴出口直径25d cm =，若不计水头损失，试求管中流量A 、B 、C 、D 各点的压强。

习题3-11图 习题3-12图

3-13某管道中安装文丘里流量计，当通过流量30.005/Q m s =时水管与喉管之间的测压管高差h

?为11cm ，当通过流量3

0.006/Q m s =时h ?为14cm ，已知水管直径D 为10.4cm ，喉管直径为6.4cm ，试求该文丘里流量计的流量系数μ。

3-14某抽水系统如习题3-14图所示，已知管径15d cm =，当抽水流量3

0.03/Q m s =时，吸水管

（包括进口）水头损失1w h m =。如限制吸水管末端断面A 中心点的真空值不超过268.86/kN m ，求水泵的最大安装高度max h 为多少？

习题3-14图 习题3-15图

3-15有一大水箱，下接一管道，水箱面积很大，如习题3-15图所示。已知大管和收缩段管径分别为16d cm =和24d cm =，水箱水面与管道出口中心点的高差为2H m =，，如不计水头损失，问容器A 中的水是否会沿管B 上升？如上升，上升高度h 为多少？

3-16有一输油管路的渐变管，与水平面的倾角为45o，其装置如习题3-16图所示。若油的密度为3900/kg m ρ'=，1-1断面的管径1200d mm =，2-2断面的管径2100d mm =，两断面的间距3l m =，在1-1断面处的流速1 2.5/v m s =，水银压差计中的液位差20h cm =。试求：（1）1-1断面～2-2断面之间的水头损失12w h -。（2）判断液流流向。（3）1-1断面～2-2断面的压强差。

习题3-16图 习题3-17图

3-17图示为一水电站压力水管的渐变段，直径11500d mm =，21000d mm =，当渐变段起点压强

1400p kPa =（相对压强），流量31.8/Q m s =，不计水头损失，求渐变段镇墩上所收的轴向推力为

多少？

3-18一近似为矩形的河床上建有一溢流坝如习题3-18图所示。已知河宽B=16m ，且溢流坝与河床等

宽，坝高P=2.5m ，坝前水头H=1.5m ，过坝流量Q=64m 3/s ，不计水头损失及坝面阻力，求下游收缩断面(视为渐变流断面)水深h c =0.8m 时水流对坝体的水平总作用力。

习题3-18图 3-19 某铅直安装的管道（习题3-19图），末端由六枚螺栓连接一喷嘴。已知管径30D cm =，喷嘴

出口直径115d cm =，喷嘴长为0.5m ，喷射流量为30.16/Q m s =，不计水头损失，求每枚螺栓所

受的拉力。

3-20某水平放置的渐变弯管，转弯角045α=，如习题3-20图所示。直径130D cm =，220D cm =，

1-1断面形心处的相对压强为2140/p kN m =，流量30.15/Q m s =，不计弯管段的水头损失，求固

定此弯管所需要的水平力及其方向。

习题3-19图 习题3-20图

3-21 射流以速度0v 喷射至固定平面壁上，分成两股水流流出冲击区（习题3-21图），射流方向与固定平面壁成α角，若流动在一个水平面上，并忽略水流沿平面壁流动时的摩阻力，试求Q 1与Q 2，

并证明沿着射流方向施加于平面壁上的压力为20sin R Qv ρα=。

习题3-21图 习题3-22图

3-22水平方向射流，流量30.036/Q m s =，流速20/v m s =，受垂直于射流轴线方向的平板的阻挡，

截去流量310.012/Q m s =，并引起射流其余部分偏转，不计射流在平板上的阻力，试求射流的偏转角及对平板的作用力。

3-23射流以相同的速度v 和流量Q 分别射在三块不同的挡水板上（习题3-23图，图中α取不同值），然后分成两股沿板的两侧水平射出。如不计板面对射流的阻力，试比较三块板上作用力的大小。

习题3-23图

3-24如习题3-24图所示的闸下出流，平板闸门宽2b m =，闸前水深1 4.0h m =，闸后收缩段面水深20.5h m =，出流量310/Q m s =，不计摩擦阻力。试求水流对闸门的作用力。

习题3-24图

第四章

思考题

1、因次分析有何作用？

2、瑞利法和π定理各适用于何种情况？

3、基本物理量的选择有哪些依据？

4、两液流相似应满足哪些条件？

5、有哪些常用的相似准则？

习 题

4.1根据牛顿内摩擦定理du dy

τη=，推导动力粘度η、运动粘度ν的量纲和单位。 4.3实验表明，流动有层流和紊流两种状态，流态相互转化时的流速称为临界流速。已知恒定有压管流的下临界流速v ''与管径d 、流体密度ρ、流体动力粘度η有关。 试用量纲分析法求出它们的函数关系。

4.4已知总流边界单位面积上的切应力0τ与流体密度ρ、动力粘度η、断面平均流速υ、管径d 及表面粗糙突出高度?有关。试分别用瑞利法和π定理求0τ的表达式。

4.5文丘里管喉管处的流速2v 与文丘里管进口断面直径1d 、喉管直径2d 、流体密度ρ、动力粘度η及两断面间压差p ?有关，试用π定理求文丘里管通过的流量Q 的表达式。

4.6实验观测得知，矩形薄壁堰的流量Q 与堰上水头H 、堰宽b 、重力加速度g 等有关。试用π定理分析堰流流量公式的结构形式。

4.7 溢水堰模型设计长度比尺25l λ=，当在模型上测得流量为30.18/m Q m s =时，水流对堰体的推

力300m F N =，求实际流量和推力。

4.8在某泄洪闸模型试验中，已知36l λ=，模型流量s m Q m /7

5.03=，测得模型跃前断面水深8cm ，

流速为1.45m/s ，试求：①原型流量p Q ；②原型跃前断面流速p υ；③原型水跃高度p a 。

4.9设有一输油管，管径500p d mm =，管长100p l m =，管中油的流量30.1/p Q m s =。现用20℃

的水作模型中的流体，模型管径25m d mm =。已知20℃水的运动粘度621.00310/m m s ν-=?，20℃

油的运动粘度6215010/p m s ν-=?。试求模型中管长m l 和模型流量m Q 。

4.10某桥墩长度24p l m =，桥墩宽度 4.3p b m =，两桥墩距离90p B m =，水深8.2p h m =，平均流速 2.3p v m =。设制作模型的长度比尺50l λ=，试求模型尺寸及模型平均流速和流量。

4.11某d =20cm 的水平输油管道，输送原油，运动粘度2

0.42/cm s =ν，流量s L Q /5.12=。若用10℃的水在管径为5cm 的管道上按粘滞力相似准则进行试验。并测得3m 长试验管道上测压管水面下降2.5cm ，试求模型流速和24m 长原型管道上的水头损失。

4.12某水平输油管道，管径cm d 50=，长度L =80m ，流量Q =0.49m 3/s ，运动粘滞系数21.5/cm s =ν，在201=λ的模型上用20℃的水做试验，并测得2m 实验管段上测压管水面下降1.6cm 。试求模型长度、流速以及原型管壁上的切应力。

4.13 有一长500m ，直径5m 的泄洪隧洞，洞中水流属紊流粗糙区，现需进行模型试验。要求： (1)说明按何种相似准则设计模型，并写出其相似准则表达式；(2)按相似准则导出流速、流量、力及糙率比尺的表达式。

第五章

思考题

1、水头损失由哪几部分组成？产生水头损失的原因是什么？

2、雷诺数与哪些因素有关？当管道流量一定时，随管径的加大，雷诺数是增大还是减小？当管径一定时，随着流量的逐渐增大，雷诺数是如何变化的？

3、雷诺数的物理意义是什么？为什么能起到判别流态的作用？

4、为什么不直接采用临界流速作为判别层流、湍流的标准？

5、圆管层流沿程水头损失与速度的一次方成正比，而管流的达西公式2

f l v h =λd 2g

，两者是否相矛盾？为什么？

6、管道断面面积均为 A (相等)，断面形状分别为圆形、正方形和矩形，若水流为恒定均匀流，水力坡度 J 相同，试分析三者的边壁切应力0τ的相互关系。如果沿程阻力系数λ也相等，试分析三管

道通过流量的相互关系。

思考题6图

7、湍流的主要特征是什么？紊流中运动要素的脉动是如何处理的？湍流研究中为什么要引入时均的概念？

8、层流和紊流过流断面上的流速分布规律有何差异？造成差异的原因是什么？

9、什么是粘性底层？其厚度δ0与哪些因素有关？它对实际流动有何意义？

10、沿程水头损失系数λ与哪些因素有关？其变化规律是怎样的？

11、有一圆管如图所示，长度L ，水头H ，沿程水头损失系数λ，流动处于阻力平方区（不计局部损失），现拟将管道延长（d 不变）?L ，试问水平伸长?L 和转弯延长?L ，哪一种布置流量较大？

思考题11图

12、什么是当量粗糙度？

13、局部水头损失系数与哪些因素有关？选用时应注意什么？

习 题

5.1某输水管道直径d ＝100mm ，已知水的运动粘度2

0.01/cm s ν=，沿程水头损失系数025.0=λ，

流程L ＝10m 的水头损失m h f 2.0=，求管壁处切应力0τ，并判别流动是层流还是紊流。

5.2有一管路系统如习题5.2图所示，已知：1400d mm =，234200d d d mm ===，1100l m =，240l m =，38l m =，4100l m =，10.5ζ=，20.25ζ=，，340.3ζζ==，0.013n =。求：（1）流量Q =？（2）第一根管道周界上的内摩擦力0τ。

习题5.2图

5.3有一输油管，管长m l 100=,管径cm d 5=，已知油的密度3

930m kg =ρ，动力粘滞系数20.072ηN s m =?。当通过输油管的流量s m Q 3005.0=时，判断液流的型态，计算输油管的沿程水头损失f h 。

5.4水管直径mm 10d =，管中水流流速s m 20v /.=，水温C 10T 0

=，（1）试判别其流态；（2）若流速与水温不变，管径改变为mm 30，管中液流型态又如何？（3）若流速与水温不变，管流由层流转变为紊流时，水管直径为多大？

5.5一圆管，在管内通过运动粘度s cm /013.02=ν的水，测得通过的流量为335/Q cm s =，如在管长15m 的管段上测得水头损失为2cm ，试求该圆管内径d 。

5.6水管直径mm 100d =，管中水流流速s cm 100v /=，水温C 10T 0

=，试判别其流动型态。

5.7某管道直径d =50 mm ，通过温度为10 ℃燃料油，燃油的运动粘滞系数υ=5.16×10-6m 2/s ，试求保持层流状态的最大流量Q m a x 。

5.8有三根直径相同的输水管，管道的直径d =10cm ，通过的流量Q =15L/s,管长L =1000m,各管的当量粗糙度分别为Δ1=0.1mm, Δ2=0.4mm, Δ3=3mm ，水温为20℃，试求各管中的沿程水头损失。

5.9有两根管径d 、管长l 和管材相同的管道，一根输送运动粘滞系数较小的水，另一根输送运动粘

滞系数较大的油，试问（1）如果两个管中液体流速相等，它们的沿程水头损失是否相等？（2）如果两个管中液体的雷诺数相等，它们的沿程水头损失是否相等？

5.10已知某有压输水管道，管长为30m，管径为200mm，管壁当量粗糙度0.2mm，水温6℃，问当流量为24L/s时，沿程水头损失为多少？

第六章

思考题

1、如何区别小孔口和大孔口？它们各有什么特征？

2、当作用水头H、直径d相等时，管嘴出流和孔口出流的流量是否相同？为什么？

3、什么是有压管流？其水力特征是什么？

4、短管和长管是如何定义的？有压管流计算中为什么要引进短管和长管的概念？

5、图示两个容器由两根直管相连，两管的管径、管长及糙率均相同，通过的流量是否相等，为什么？

思考题5图

6、简单管道自由出流与淹没出流的流量系数有何差异？在管道布置、管径、管长和管材一定的管路中，能否通过增大流量系数来增加通过管道的流量？

7、为什么要考虑水泵和虹吸管的安装高度？

8、什么是水泵的扬程？如何计算水泵的扬程？

9、何谓水击，产生水击的原因是什么？水击在传播过程中有什么特征？

10、什么是直接水击和间接水击？直接水击压强如何计算？

习题

6.1水箱侧壁开一圆形薄壁孔口，直径d=5cm，水面恒定，孔口中心到水面的高度H=4.0m。已知孔口的流速系数φ=0.98，收缩系数ε=0.62，求孔口出流收缩断面的流速v c、流量Q和水头损失h j。

0.62，设上游水箱的水面距(2)B 水箱中水面距孔口中 习题6.1图

6.3 有一直径为m d 2.0=H=3.0m,行进流速s m v /5.00=流速，孔口出流为全部完善收缩的自由出流，求孔口出流量Q 。

6.4 在水池中设置一根泄水管如习题H=6.0m ，现需要通

习题6.5图 习题6.6图 6.6如习题6.6图所示，矩形平底船宽B=2.0m ，长L=4.0m,深H=0.50m,船重1800kg ，船的底部有一

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？

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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。