工程流体力学习题
工程流体力学习题
第一章流体的主要物理性质
1-1、已知某种物质的密度ρ=2.94g/cm3，试求它的相对密度d。
【2.94】1-2、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。
【2.5×108Pa】
1-3、绝对压强为3.923×105Pa的空气的等温体积模量和等熵体积模量各等于多少？
【3.923×105 Pa，5.492×105 Pa】
1-4、充满石油的油槽内的压强为4.9033×105Pa,今由槽中排出石油40kg，使槽内压强降到9.8067×104Pa，设石油的体积模量K＝1.32×109 Pa。试求油槽的体积。√
【153 m3】1-5、设水在60℃时的密度为ρ=983kg/m3。求该温度时水的运动粘度。
【0.447×10-6㎡∕s】1-6、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。
【0.05218Pa·s】
1-7、一平板距离另一固定平板0.5mm,两板间充满液体，上板在每平方米上有2N的力作用下以0.25m/s的速度移动，试求该液体的粘度。√
【0.004Pa·s】
1-8、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。
【23.62×10-6Pa·s】
第二章流体静力学
2-1、如图2-36所示，U形管压差计水银面高度差H=15cm.求充满水的A，B两容
器内的压强差。
【18533Pa】
2－2、如图2-37所示，U形管压差计与容器A连接，已知
h1=0.25m,h2=1.61m,h3=1m。求容器A中水的绝对压强和真空。√
【33310Pa,68015Pa】
2-3、如图2-38所示，在盛有油和水的圆柱形容器的盖上加载荷F=5788N，已h1=30cm,h2=50cm,d=0.4m,油的密度ρoi=800kg/m3，水银的密度ρ=13600 kg/m3，求U形管中水银柱的高度差H。√
【0.4m】
2-4、如图2-39所示，两根盛有水银的U形测压管与盛有水的密封容器连接。若上面测压管的水银液面距自由液面深h1=60cm,水银柱高h2=25cm，下面测压管的水银柱高h3=30cm，ρ=13600 kg/m3，试求下面测压管水银面距自由液面的深度h4。【1.28m】
2-5、如图2-40所示，一封闭容器内盛有油和水，油层厚h1=30cm,油的密度
ρoi=800kg/m3,盛有水银的U形测压管的液面距水面的深度h=50cm,水银柱的
高度低于油面h=40cm。试求油面上的计示压强。【46088Pa】
2-6、试按复式水银测压计（图2－43）的读数算出锅炉中水面上蒸汽的绝对压
强p。已知：H=3m,h1=1.4m, h2=2.5m,h3=1.2m,h4=2.3m,水银的密度ρ=13600kg/m3。【366284Pa】
2-7、如图2-44所示,直线行使的汽车上放置一内装液体的U形
管，长l=500mm。试确定当汽车以加速度a=0.5m/s2形式时两直管
中的液面高度差。【2.55cm】
2-8、如图2-51所示，圆柱形容器的直径d=600mm，高H=500mm，盛水至h=400mm，余下的容积盛满密度ρ=800 kg/m3的油，容器顶盖中心有一小孔与大气相通。若此容器绕其主轴旋转，问转速n多大时油面开始接触到底板？求此时顶盖和底板上的最大和最小计示压强[提示：
油水分界面为等压面]。
【157 r/min,11270Pa,0;16173Pa,3922Pa】
2-9、如图2-52所示，求斜壁上圆形闸门上的总压力及压力中心。已
知闸门直径d=0.5m, a=1m,α=60o。
【2083N,1.263m】
2-10、如图2-57所示为一扇形闸门，宽度B=1m，α=45o.水头H=3m。求水对闸门的作用力的大小及方向。
【45570N,75o30′】
2-11、如图2-58所示为一扇形闸门，半径R=7.5m，挡着深度
h=4.8m的水，其圆心角α=43o，旋转轴距渠底H=5.8m，闸门
的水平投影CB=a=2.7m，闸门宽度B=6.4m，试求作用在闸门上
的总压力的大小和压力中心。【894603N,4.41m】
2-12、如图2-59所示为一直径d=2m,长l=1m的圆柱体，放
置于α=60o的斜面上，左侧受水压力，圆柱与斜面接触点A
到水面的深度h=1m。求此圆柱体所受的静水总压力。
【24135N】
2-13、如图2-60所示，盛有水的容器底部有圆孔口，用空心金属球体封闭，该球体的重力W=2.452N，半径r=4cm，孔口直径d=5cm，水深H=20cm。试求提起该球体所需之最小力F。【3.762N】
第三章流体流动的基本方程
3-1、已知流场的速度分布为（1）问属几维流动？（2）求（x,y,z）=（1,2,3）点的加速度。
【二维流动；】
3-2、已知流场的速度分布为（1）问属几维流动？（2）求（x,y,z）=（3,1,2）点的加速度。
【三维流动；】
3-3、已知流场的速度分布为（1）问属几维流动？（2）求（x,y,z）=（2,2,3）点的加速度。
【三维流动；】
3-4、有一输油管道，在内径为20cm的截面上的流速是2m/s，求另一内径为5cm的截面上的流速以及管道内的质量流量。已知油的相对密度为0.85。
【32 m/s;53.4㎏/s】
3-5、在一内径为5cm的管道中，流动空气的质量流量为0.5㎏/s，在某一截面上压强为5×105Pa，温度为100℃。求在该截面上的气流平均速度。
【54.5 m/s】
3-6、如图3-26所示直立圆管管径为10mm，一端装有直径为5mm的喷嘴，喷嘴中心离圆管的①截面的高度为3.6m，从喷嘴排入大气的水流的出口速度为18 m/s。不计摩擦损失，计算截面①处所需要的计示压强。
【1.87×105Pa】
3-7、忽略损失，求图3-27所示文丘里管内的流量。【0.0361 m3/s】
3-8、如图3-28所示为一文丘里管和压强计，试推导体积流量和压强计读数之间的关系式。
【】
3-9、按图3-29所示的条件求当d=30cm时的流速ν。【1.085 m/s】
3-10、输水管中水的计示压强为6.865×105Pa，假设法兰盘接头之间的填料破损，形成一个面积A=2mm3
的穿孔，求该输水管一昼夜所漏损的水量。【6.4m3】
3-11、如图3-30所示，敞口水池中的水沿一截面变化的管道排出，质量流量q=14㎏/s。若
d1=100mm,d2=75mm,d3=50mm,不计损失。求所需的水头H以及第二管段中央M点的压强，并绘制测压管水头线。【2.59m,2.04×104 Pa】
3-12、如图3-31所示，水从井A利用虹吸管引到井B中，设已知体积流量qv= 100m3/h，H1=3m,z=6m,不计虹吸管中的水头损失。试求虹吸管的管径d及上端管中的负计示压强值p。【0.068m,5.89×104P a 】
3-12、送风管道的截面积A1=1m2,体积流量qv1=108000 m3/h，静压p1=0.267N/cm2，风温t1=28℃。管道经过一段路程以及弯管，大小节收缩段等管子件后，截面积A2=0.64m2，静压p2=0.133N/cm2，风温t2=24℃。当地测得的大气压pа=101325 Pa，求截面A2处的质量流量qm2，体积流量qv2以及两个截面上的平均流速ν1、ν2。【36.11 ㎏/s;29,99 m3/s;46,86 m/s;30 m/s】
3-13、如图3-32所示，水沿渐缩管道垂直向上流动，已知d1=30cm，d2=20cm,计示压强
p1=19.6N/cm2,p2=9.81 N/cm2,h=2m。若不计摩擦损失，试计算其流量。【0.439m3/s】
3-14、如图3-33所示，离心式水泵借一内径d=150mm的吸水管以q=60m3/h的流量从一敞口水槽中吸水，并将水送至压力水箱。设装在水泵与吸水管接头上的真空计指示出负压值为39997Pa。水力损失不计，试求水泵的吸水高度H。【4.02m】
3-15、如图3-35所示，相对密度为0.83的油水平射向直立的平板，已知ν。=20m/s，求支撑平板所需的力F。【652N】
3-16、如图3-36所示，一股射流以速度水平射到倾斜光滑平板上，体积流量为q。求沿板面向两侧的分流流量qv1与qv2的表达式，以及流体对板面的作用力。忽略流体撞击的损失和重力影响，射流的压强分布在分流前后都没有变化。
【】
3-17、水泵叶轮的内径d1=20cm，外径d2=40cm，叶片宽度b=4cm，水在叶轮入口处沿径向流入，在出口处与径向成30o角的方向流出，质量流量qm=81.58㎏/s。试求水在叶轮入口与出口处的流速ν1与㎏ν（图3-39）。【3.25m/s;1.875 m/s】
3-18、图3-40中的风机叶轮的内径d1=12.5cm，外径d2=30cm，叶片宽度b=2.5cm，转速n=1725r/min，体积流量qv=372m3/h。空气在叶片入口处沿径向流入，绝对压强p1=9.7×104 Pa，气温t1=20℃，叶片出口方向与叶轮外缘切线方向的夹角β2=30o。假设流体是理想不可压缩流体：（1）画出入口处的速度图，并计算叶片的入口角β1；（2）画出出口处的速度图，并计算出口速度ν2；（3）求所需的扭矩Mz。
【43o;20m/s;0.348N·m】
第四章旋涡理论和势流理论
4-1试导出用基本量纲L，T，M表示的体积流量qv，质量流量qm，角速度ω，力矩M。功W，功率P的量纲。
4-2如图4-8所示，用模型研究溢流堰的流动，采用长度比例尺
kι=1/20.（1）已知原型堰上水头h=3m，试求模型的堰上水头。（2）测得模型上的流量qv′=0.19m3/s，试求原型上的流量。（3）测得模型堰顶的计示压强pе= -1960Pa，试求原型堰顶的计示压强。
【0.15m,399.9m3/s,-39200Pa】
4-3有一内径d=200mm的圆管，输送运动粘度υ=4.0×10-5m2/s 的油，其流量qv=.012m3/s。若用内径d′=50mm的圆管并分别用20o的水和20o的空气做模型试验，试求流动相似时模型管内应有的流量。
【7.553×10-4m3/s,1.139×10-2m3/s】
4-4将一高层建筑物的几何相似模型放在开口风洞中吹风，风速为ν′=10m/s，测得模型迎风面点1处的计示压强pe′ι=980Pa，背风面点2处的计示压强pe′2= -49 Pa。试求建筑物在ν=30m/s强风作用下对应点的计示压强。
【8820Pa,-441 Pa】
4-5长度比例尺kι=1/40的船模，当牵引速度ν′=0.54m/s时，测得波阻Fw′=1.1N。如不计粘性影响，试求远型船的速度。波阻及消耗的功率。
【3.415m/s,70400N,240.4kW】
4-6长度比例尺kι=1/225的模型水库，开闸后完全放空库水的时间是4min。试求原型水库放空库水的时间。
【60min】
4-7新设计的汽车高1.5m ，最大行驶速度为108km/h ，拟在风洞中进行模型试验。已知风洞试验段的最大风速为45m/s ，试求模型的高度。在该风速下测得模型的风阻力为1500N，试求原型在最大行驶速度时的风阻。
【1.0m,1500N】
4-8在管道内以ν=20m/s的速度输送密度ρ=1.86㎏/m3 ，运动粘度υ=1.3×10-5m2/s的天然气，为了预测沿管道的压强降，采用水模型试验。取长度比例尺kι=1/10 ，已知水的密度ρ′=998㎏/m3，运动粘度υ′=1.007×10m2/s。为保证流动相似，模型内水的流速应等于多少？已经测得模型每0.1m管长的压降⊿p′=1000Pa，天然气管道每米的压强降等于多少？
【15.49m/s,3.106Pa】
4-9烟气在600℃的热处理炉中的流动情况拟用水模来进行研究。已知烟气的运动粘度ν=9.0×10-5m2/s，长度比例尺kι=1/10，水温为10℃，试求速度比例尺。
【0.1453】
4-10某飞机的机翼弦长b=1500mm，在气压Pa=105Pa，气温t=10℃的大气中以ν=180km/h的速度飞行，拟在风洞中用模型试验测定翼型阻力，采用长度比例尺kι=1/3。（a）如果用开口风洞，已知试验段的气压pa=101325Pa，气温t′=25℃，试验段的风速应等于多少？这样的试验有什么问题？（b）如果用压力风洞，试验段的气压pa″=1MPa，气温t″=30℃，μ″=1.854×10-5Pa·s,试验段的风速应等于多少？
【165m/s;16.17m/s】
4-11低压轴流风机的叶轮直径d=0.4m，转速n=1400r/min，流量qv=1.39m3/s，全压Pte=128Pa，效率η=70%，空气密度ρ=1.20㎏/m3，问消耗的功率P等于多少？在保证流动相似和假定风机效率不变的情况下，试确定作下列三种变动情况下的qv′、pte′和P ′值：①n变为2800r/min; ②风机相似放大，d′变为0.8m;
③ρ′变为1.29㎏/m3。
【254W①2.78m3/s,512 Pa,2033.4 W; ②11.12 m3/s,512 Pa,8133.5 W; ③1.393 m3/s,137.6 Pa,273.2W】4-12流体通过水平毛细管的流量qv与管径d，动力粘度μ，压强梯度△p/l有关，试导出流量的表达式。
【】
4-13薄壁孔口出流的流速ν与孔口直径d，孔口上水头H，流体密度ρ，动力粘度μ，表面张力σ，重力加速度g有关的表达式。试导出孔口出流速度的表达式。
【】
4-14小球在不可压缩粘性流体中运动的阻力Fd与小球的直径d，等速运动的速度ν，流体密度ρ，动力粘度μ有关，试导出阻力的表达式。
【】
4-15通过图4-9所示三角形堰的流量qv与堰上水头H，槽口的半顶角θ，重力加速度g，液体的密度ρ，动力粘度μ，表面张力σ有关。试导出流量的表达式。
【】
4-16流体通过孔板流量计的流量qv与孔板前后的压差△p，管道的内径d1，管内流速ν，孔板的孔径d,流体的密度ρ，动力粘度μ有关。试导出流量的表达式。
【】
4-17水轮机的功率P与叶轮直径d，叶片宽度b，转速n，有效水头H，水的密度ρ，动力粘度μ，重力加速度g有关。试导出水轮机功率的表达式。
【】
5-1喷水泉的喷嘴为一截头圆锥体，其长度l=0.5m，两端的直径d1=40mm，d2=20mm,竖直装置。若把计示压强p1e=9.807×104Pa的水引入喷嘴，而喷嘴的能量损失hw=1.6m（水柱）。如不计空气阻力，试求喷出的流量qv和射流的上升高度H。
【0.004m3/s,8.44m】
5-2输油管的直径d=150mm，长l=5000mm，出口端比入口端高h=10m，输送油的流量qm=15489kg/h，油的密度ρ=859.4kg/m3，入口端的油压p i=49×104Pa，沿程损失系数λ=0.03，求出口端的油压pe。
【3.712×105Pa】
5-3离心式水泵把车间中的凝结qv＝50m3/h的流量吸送到锅炉房，水温t=60℃，水泵吸水管的直径d=100mm，总长l=6m，具有两个弯曲半径R=200mm的90o弯曲处和一进水阀。进水阀的损失系数ξ=2.5，沿程损失系数λ=0.028。按照规定的条件，水泵进口处的压强应比饱和压强高1.96×104Pa，水在60℃时的饱和压强ps=1.96×104Pa（绝对）。设大气压强p a=1.013×105Pa 。试求水泵在水面以上的最大容许安装高度h。
【5.566m】
5-4沿直径d=200mm的管道输送润滑油，流量qm=9000kg/h，润滑油的密度ρ=900kg/m3，运动粘度冬季为ν=0.0001092m2/s，夏季为ν=0.0000355 m2/s。试分别判断冬夏两季润滑油在管中的流动状态。
【Re:162,496】
5-5图5-53所示为蒸汽轮机的凝汽器，它具有400条管径d=20mm的黄铜管，在这些管子中循环地留着冷却水。求温度10℃的冷却水的流量，在这个流量下管中形成稳定的紊流运动（R=33000），以保证更迅速地散热。
【135.6kg/s】
5-6半径为ro的管中的流动是层流，流速恰好等于管内平均流速的地方与管轴之间的距离r等于多少？
【0.707ro】
5-7试推求圆管中层流的动量修正系数。
【4/3】
5-8欲使雷诺数Re=3.5×105的镀锌铁管的流动是水力光滑的，管子的直径至少要等于多少？
【0.311m】
5-9在直径为30cm的水平管道上用水作沿程损失实验，在相距120m的两点用水银差压计（上面为水）测得的水银柱高度差为33cm，已知流量为0.23m3/s，问沿程损失系数等于多少？
【0.0193】
5-10当Re=105时，直径多大的镀锌铁管的沿程损失系数与30cm直径铸铁管的相同？
【0.242】
5-11运动粘度ν= 4×10-5m2/s的流体在直径d=1cm的管内以ν=4m/s的速度流动，求每米管长上的沿程损失.
【5.22m流体柱/m】。
5-12水管直径d=250mm，长度l=300m，绝对粗糙度ε=0.25mm，已知流量q v=95L/s，运动粘度
ν=0.000001m2/s，求沿程损失为多少米水柱？
【4.582m水柱】
5-13加热炉消耗qm=0.4cm3/s的重油，重油的密度ρ=880kg/m3，运动粘度
ν=0.000025m2/s。如图5-54所示，压力油箱位于喷油器轴线以上h=8m处，而输油管的直径d=25mm，长度l=30m。求在喷油器前重油的计示压强？
【62504Pa】
5-14发动机润滑油的用量qv=0.4cm3/s，油从压力油箱经一输油管供给（图
5-55），输油管的直径d=6mm，长度l=5m。油的密度ρ=820kg/m3，运动粘度υ=0.000015 m2/s。设输油管终端压强等于大气压强，求压力油箱所需的位置高度H。
【0.09621m】
5-1515℃的空气流过直径d=1.25m，长度l=200m 。绝对粗糙度ε=1mm的管道，已知沿程损失hf=8cm（水柱），试求空气的流量qv。
【25.24m3/s】
5-16一直径d=12mm，长度l=15m的低碳钢管，用来排出油箱中的油。已知油面比管道出口高出H=2m，油的粘度μ=0.01Pa·s，密度ρ=815.8kg/m3，求油的流量。
【54.29mL/s】
5-17密度ρ=860 kg/m3，运动粘度ν=5×10-6m2/s的轻柴xxx油通过管道从一油池被输送到储油库内。铸铁管长l=150m，绝对粗糙度ε=0.45mm，要求流量qm=105kg/h，出油端比吸入端高H=25m。假设油泵能够产生的压强pi=3.43×105Pa，只计算沿程损失，试求必需的管道直径。
【0.1111m】
5-18用新铸铁管输送25℃的水，流量qv=300L/s，在l=1000m长的管道上沿程损失为hf=2m（水柱），试求必须的管道直径。
【0.5757m】
5-19已知油的密度ρ=800 kg/m3，粘度μ=0.069Pa·s，在图5-56所示连接两容器的光滑管中流动，已知H=3m。当计及沿程和局部损失时，管内的流量为多少？
【0.2559 m3/s】
5-20假设在5-19题的管道中安装一阀门，当调整阀门使得管内流量减少到原流量的一半时，问阀门的局部损失系数ξ等于多少？按该管道换算的等值长度l e等于多少？
【12.89,109m】
5-21如图5-57所示，流量qv=15m3/h的水（ν=0.00000151m2/s）在一90o弯管中流动，其管径d=50mm，管壁绝对粗糙度ε=0.2mm。设水银压差计连接点之间的距离l=0.8m，差压计中水银面高度差h=20mm，求弯管的损失系数。
【0.618】
5-22如图5-58所示为一突然扩大的管道，其管径由d1=50mm突然扩大到d2=100mm，管中通过流量qv=16m3/h的水。在截面改变处插入一下差压计，其中充以四氯化碳（ρ=1600
kg/m3），读得的液面高度差h=173mm。试求管径扩大处的损失系数，并把求得的结果与按理论计算的结果相比较。
【0.5404,理论值0.5625】
5-23自鼓风机站供给高炉车间的空气量qv=120000m3/h，空气温度t=20℃，运动粘度ν=0.0000157 m2/s。输气管总长l=120m，其上有五个弯曲半径R1=2.6m的弯曲处和四个弯曲半径R2=1.3m的弯曲处，还有两个闸阀，起局部损失系数ξ=2.5。管壁的绝对粗糙度ε=0.5mm。设输气管中空气的流速ν=25m/s，而热风炉进口处的计示压强pie=156896Pa。试求输气管所需的管径d和鼓风机出口处的计示压强poe。
【1.3m,160016Pa】
5-24如图5-59所示，在三路管状空气预热器中，将流量qm=5816kg/h的空气从t1=20℃加热到t2=160℃。预热器高H=4。预热器管系的损失系数ξ=6（对管内平均流速而言），管系的截面积A1=0.4m2。连接箱的截面积A2=0.8m2，拐弯处的曲率半径和管径的比值R/d=1。若沿程损失不计，试按空气的平均温度计算流经空气预热器的总压降△p。
【169.7Pa】
5-25水从一容器通过锐边入口进入图5-60所示管系，钢管的内径均为50mm，用水泵保持稳定的流量12m3/h，该设备可用与测试新阀门的压强降，若在给定测量下水银差压计的示数为150mm:①求水通过阀门的压强降；②计算水通过阀门的局部损失系数；③计算阀门前水的计示压强；④不计水泵损失，求通过该系统的总损失，并计算水泵供给水的功率。
【18535 Pa,12.86,13358 Pa,109.9W】
5-26用虹吸管将油从容器中引出。虹吸管由两根d2=10cm的光滑管用靠得很近的回转管连接而成，管的长度和安装位置如图5-61所示，管的末端A连接一出口直径d2=5cm，长l=15cm的喷嘴，它的损失可按计算。油的密度ρ=800 kg/m3 ，粘度μ=0.01Pa·s。求通过该虹吸管的流量qv及A，B两点的计示压强pA，pB。
【13.59L/s,18707Pa,-19329Pa】
5-27往车间送水的输水管道由两管段串联而成，第一管段的直径d1=150mm，长度l1=800m ，第二管段的直径d2=125mm，长度l2=600m，管壁的绝对粗糙度都为ε=0.5mm。设压力水塔具有的水头为H=20m，局部损失忽略不计，试求在阀门全开时的最大可能流量qv。
【17L/s】
5-28二容器用两段新的低碳钢管连接起来（图5-62），已知
d1=20cm，l1=30m, d=30cm, l2=60m,管1为锐边入口，管2上的阀门的损失系数ξ=3.5。当流量qv=0.2m3/s 时，求必需的总水头H。
【11.08m】
5-29在两个容器之间用两根并联的管道连接起来，管道都是铸铁管，d1=1.2m, l1=2500m, d2=1m, l2=2000m, ε1=ε2=0.00045m, 已知两容器间的总水头H=3.6m，求20℃的水的总流量qv。
【2.795m3/s】
5-30在总流量为qv=25 L/s的输水管中，接入二并联管道，已知d1=10cm,l1=500m, ε1=0.2mm, d2=15cm, l2=900m, ε2=0.5mm。试求沿此并联管道的流量分配以及在并联管道入口和出口间的水头损失。
【8.49 L/s ,16.51 L/s,7.58m】
6-2飞机在20000m高空（-56.5℃）中以2400km/h 的速度飞行，求气流相对于飞机的马赫数。
【2.25】
6-3二氧化碳气体做等熵流动，在流场中第一点上的温度为60℃，速度为14.8m/s，在同一流线上第二点上的温度为30℃，求第二点上的速度为多少？
【227m/s】6-4在上题中若第一点上压强为101.5kPa，其他条件保持不变，试求在同一流线第二点上的压强为多少？
【65.9 kPa】
6-5已知进入动叶片的过热蒸汽的温度为430℃，压强为5000 kPa，速度为525m/s，试求过热蒸汽在动叶片前的滞止压强和滞止温度。
【7484 kPa,777K】6-6已知正激波后空气流的参数为p2=360 kPa，v2=210m/s, t2=50℃,试求激波前的马赫数。
【1.968】
6-7空气流在管道中发生正激波，已知激波前的马赫数为2.5，压强为30 kPa，温度为25℃，试求激波后的马赫数，压强，温度和速度。
【0.513,214 kPa,638K,261m/s】
6-8问Ma1=1.2, t=460℃的超声速燃气（γ=1.33）流在叶片（图6-22）前驻点上的温升等于多少？
【174.2K】
6-9问超声速过热蒸汽通过正激波时，密度最大能增加多少倍？
【7.06】6-10试求空气在喷管中的临界温度。已知进口处的压强p1=108 kPa，温度t1=280℃，速度v1=205m/s。
【438.4m/s】
6-12已知容器中空气的温度为25℃，压强为50 kPa。空气流从出口截面直径为10cm的渐缩喷管中排出，试求在等熵条件下外界压强为30, 20和10 kPa 时，出口截面处的速度和温度为多少？
【285.1 m/s , 315.7m/s ,315.7 m/s ,257.5kPa,248.2 kPa,248.2 kPa】
6-13喷管前蒸汽的滞止参数为po=1180 kPa，to=300℃,喷管后的压强pamb=294 kPa。试问应采用什么形式的喷管？在无摩擦绝热的理想情况下，喷管的截面积应为多大？已知蒸汽流量为qm=12kg/s。
【0.0099m2】
6-14设计一 Ma=3.5的超声速喷管，其出口截面的直径为200mm，出口气流的压强为7 kPa，温度为-85℃，试计算喷管的喉部直径，气流的总压和总温。
【0.0768m,533.9 kPa,648.6K】6-15计算题6-14给定条件下Ma为 1.5,2.0,2.5 处截面的直径。
【0.083m,0.10m,0.125m】6-16试求题6-13中正激波内移到喷管喉部时的出口压强。
【970.4 kPa】
6-17一缩放喷管的喉部截面积为出口截面积之半，来流的总压140kPa，出口外的环境背压为100 kPa 。试证明气流在管内必形成激波，并求出口截面的气流总压，激波前后的马赫数以及激波所在截面与喉部截
面的面积比。
【111.6 kPa，1.835，0.6089，1.478】
工程流体力学试题及答案1
一\选择题部分 （1）在水力学中，单位质量力是指（答案：c ） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力； d、单位重量液体受到的质量力。 （2）在平衡液体中，质量力与等压面（答案：d） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b （4）水力学中的一维流动是指（答案：d ） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（答案：b） a、8； b、4； c、2； d、1。 （6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于答案：c a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区（7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为答案：c a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m （8）在明渠中不可以发生的流动是（答案：c ） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（答案：b）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为答案：b a、缓流； b、急流； c、临界流； （11）闸孔出流的流量Q与闸前水头的H（答案：d ）成正比。 a、1次方 b、2次方 c、3/2次方 d、1/2次方 （12）渗流研究的对象是（答案：a ）的运动规律。 a、重力水； b、毛细水； c、气态水； d、薄膜水。 （13）测量水槽中某点水流流速的仪器有答案：b a、文丘里计 b、毕托管 c、测压管 d、薄壁堰 （14）按重力相似准则设计的水力学模型，长度比尺λL=100，模型中水深为0.1米，则原型中对应点水深为和流量比尺为答案：d a、1米，λQ =1000； b、10米，λQ =100；
工程流体力学练习题计算题答案
四、计算题： 1、【解】 s m V D D V s m A Q V A V A V Q /02.13.25.11/3.2114.38.142 22 212 222211=???? ??=??? ? ??==??== ==（3分） 对1－1、2－2列伯努利方程： Pa g V V p p g V p g V p 3898558.923.219800108.9422222422 2 1 122 22211 =??? ? ???-?+??=-+=+=+γγγ（3分） 由动量方程： ()122211V V Q R A p A p -=--ρ () ()() ←=-??-??-???=---=N V V Q A p A p R 825.38399313.28.110004 114.338985545.114.39800042 2122211ρ（4分） 支座所承受的轴向力为384KN ，方向向右。 （2分） 2、【解】（0－0为水池液面；1－1为泵前；2－2为泵后） （2分） （2分） （1） （2分） （2）吸入段沿程水头损失： （2分） （1分） 局部水头损失：
（1分） （2分） （3）列0－0、1－1两断面伯努利方程： 即泵前真空表读数为 （2分） （4）列1－1、2－2两断面伯努利方程： （2分） 3、【解】由已知条件，s m A Q v /66.515 .01 .0*4/2 =?==π（1分） 雷诺数：5 6 105.810 115.066.5Re ?=??= = -υ vd （1分） 相对粗糙度001.015.0/1015.0/3 =?=?-d （1分） 从莫迪图上可查出，沿程损失系数023.0=λ （2分） 1）在1km 管道中的沿程阻力损失为：m g v d L h f 6.2508.9266.515.01000023.022 2=?? ?=??=λ 压降损失Mpa gh p f 456.26.2508.91000=??==?ρ （3分） 2）10km 管道上的损失为：m g v d L h f 25068.9266.515.010000023.022 2=?? ?=??=λ （1分） 进出口两截面建立伯努利方程： m h g p Z g p f 253625068.9100098000 2021=+?+=++?=ρρ （1分）
工程流体力学简答
工程流体力学简答 1.流体的粘性 ①什么是粘性？ 当流体在外力作用下，流体微元间出现相对运动时，随之产生阻碍流体层相对运动的内摩擦力，流体产生内摩擦力的这种性质称为粘性。 ②粘性力（粘性内摩擦力）产生的原因？ 这种阻力是由分子间的相互吸引力和分子不规则运动的动量交换产生的阻力组合而成。 （a）分子间吸引力产生的阻力：当相邻两液体层有相对运动时，会引起相邻分子间距的加大。这种间距的加大会使分子间吸引力明显表现出来，即快速运动的分子层拖动慢速的分子层使其加快运动，而慢速运动的分子层反过来阻滞快速层的运动，这种相互作用的宏观表现为粘性力。 （b）分子不规则运动的动量交换产生的阻力：当流体定向或不定向流动时，由于分子的不规则运动，分子在层与层间有跳跃迁移，这种跳跃迁移将导致动量交换。快速层与慢速层的分子相互跃迁进行动量交换，而动量交换的结果将使彼此相互牵制，宏观表现就是粘性力。 ③液体与气体粘性力产生的主要因素？ 液体：低速流动时，不规则运动弱，主要取决于分子间的吸引力; 高速流动时，不规则运动增强，变为不规则运动的动量交换引起。 气体：主要取决于分子不规则运动的动量交换。 ④压强和温度对流体粘性的影响？ 压强：由于压强变化对分子动量交换影响小，所以气体的粘度随压强变化很小。而压强加大 使分子间距减小，故压强对液体粘性的影响较大。但低压下压强对液体粘度影响很小。 温度：对于液体，温度升高，分子间距增大，粘度将显著减小； 对于气体，温度升高，分子不规则运动加剧，粘度增大。 2.流体静压强的两个重要特征？ （1）流体静压强的方向沿作用面的内法线方向。 （2）流体静压强的数值与作用面在空间的方位无关，即在任一点的压强不论来自何方均相等。 3.等压面的三个特性 一．等压面就是等势面。
工程流体力学第二版习题答案_(杜广生)
《工程流体力学》习题答案（杜广生主编） 第一章 习题 1. 解：依据相对密度的定义：13600 13.61000 f w d ρρ===。 式中，w ρ 表示4摄氏度时水的密度。 2. 解：查表可知，标准状态下：2 31.976/CO kg m ρ=，2 32.927/SO kg m ρ=，2 31.429/O kg m ρ=， 2 31.251/N kg m ρ=，2 30.804/H O kg m ρ= ，因此烟气在标准状态下的密度为： 11223 1.9760.135 2.9270.003 1.4290.052 1.2510.760.8040.051.341/n n kg m ρραραρα=++=?+?+?+?+?=L 3. 解：（1）气体等温压缩时，气体的体积弹性模量等于作用在气体上的压强，因此，绝对压强为4atm 的空气的等温体积模量： 34101325405.310T K Pa =?=? ； （2）气体等熵压缩时，其体积弹性模量等于等熵指数和压强的乘积，因此，绝对压强为4atm 的空气的等熵体积模量： 31.44101325567.410S K p Pa κ==??=? 式中，对于空气，其等熵指数为1.4。 4. 解：根据流体膨胀系数表达式可知： 30.0058502V dV V dT m α=??=??= 因此，膨胀水箱至少应有的体积为2立方米。 5. 解：由流体压缩系数计算公式可知： 392 5 11050.5110/(4.90.98)10 dV V k m N dp -?÷=-=-=?-? 6. 解：根据动力粘度计算关系式： 74678 4.2810 2.910Pa S μρν--==??=?? 7. 解：根据运动粘度计算公式：
工程流体力学习题全解
第1章 绪论 选择题 【1.1】 按连续介质的概念，流体质点是指：（a ）流体的分子；（b ）流体内的固体颗粒； （c ）几何的点；（d ）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 解：流体质点是指体积小到可以看作一个几何点，但它又含有大量的分子，且具有 诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。 （d ） 【1.2】 与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是：（a ）切应力和压强；（b ）切应力和剪切变 形速度；（c ）切应力和剪切变形；（d ）切应力和流速。 解：牛顿内摩擦定律是 d d v y τμ =，而且速度梯度d d v y 是流体微团的剪切变形速度 d d t γ，故d d t γ τμ=。 （b ） 【1.3】 流体运动黏度υ的国际单位是：（a ）m 2/s ；（b ）N/m 2；（c ）kg/m ；（d ）N·s/m 2。 解：流体的运动黏度υ的国际单位是/s m 2 。 （a ） 【1.4】 理想流体的特征是：（a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无黏性；（d ）符合RT p =ρ 。 解：不考虑黏性的流体称为理想流体。 （c ） 【1.5】 当水的压强增加一个 大气压时，水的密度增大约为：（a ）1/20 000；（b ）1/1 000；（c ）1/4 000；（d ）1/2 000。 解：当水的压强增加一个大气压时，其密度增大约 95d 1 d 0.51011020 000k p ρ ρ -==???= 。 （a ） 【1.6】 从力学的角度分析，一般流体和固体的区别在于流体：（a ）能承受拉力，平衡时 不能承受切应力；（b ）不能承受拉力，平衡时能承受切应力；（c ）不能承受拉力，平衡时不能承受切应力；（d ）能承受拉力，平衡时也能承受切应力。 解：流体的特性是既不能承受拉力，同时具有很大的流动性，即平衡时不能承受切应力。 （c ） 【1.7】 下列流体哪个属牛顿 流体：（a ）汽油；（b ）纸浆；（c ）血液；（d ）沥青。 解：满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 （a ） 【1.8】 15C o 时空气和水的运动黏度6215.210m /s υ-=?空气，62 1.14610m /s υ-=?水 ，这 说明：在运动中（a ）空气比水的黏性力大；（b ）空气比水的黏性力小；（c ）空气 与水的黏性力接近；（d ）不能直接比较。 解：空气的运动黏度比水大近10倍，但由于水的密度是空气的近800倍，因此水的黏度反而比空气大近50倍，而黏性力除了同流体的黏度有关，还和速度梯度有 关，因此它们不能直接比较。 （d ） 【1.9】 液体的黏性主要来自于液体：（a ）分子热运动；（b ）分子间内聚力；（c ）易变形
工程流体力学历年试卷及答案[精.选]
一、判断题 1、 根据牛顿内摩擦定律，当流体流动时，流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。 2、 一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强的平均 值。 3、 流体流动时，只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。 4、 在相同条件下，管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。 5、 稳定（定常）流一定是缓变流动。 6、 水击产生的根本原因是液体具有粘性。 7、 长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。 8、 所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。 9、 外径为D ，内径为d 的环形过流有效断面，其水力半径为4 d D -。 10、 凡是满管流流动，任何断面上的压强均大于大气的压强。 二、填空题 1、某输水安装的文丘利管流量计，当其汞-水压差计上读数cm h 4=?，通过的流量为s L /2，分析 当汞水压差计读数cm h 9=?，通过流量为 L/s 。 2、运动粘度与动力粘度的关系是 ，其国际单位是 。 3、因次分析的基本原理是： ；具体计算方法分为两种 。 4、断面平均流速V 与实际流速u 的区别是 。 5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为 ， 其适用条件是 。 6、泵的扬程H 是指 。 7、稳定流的动量方程表达式为 。 8、计算水头损失的公式为 与 。 9、牛顿内摩擦定律的表达式 ，其适用范围是 。 10、压力中心是指 。 一、判断题 ×√×√× ×××√× 二、填空题 1、 3 L/s 2、 ρμν=，斯(s m /2 ) 3、 因次和谐的原理，п定理 4、 过流断面上各点的实际流速是不相同的，而平均流速在过流断面上是相等的 5、 22222212111 122z g v a p h g v a p z +++=++-γγ，稳定流，不可压缩流体，作用于流体上的质量力只有重力，所取断面为缓变流动 6、 单位重量液体所增加的机械能 7、 ∑?=F dA uu cs n ρ
工程流体力学(一)试题库
2009 年 秋季学期 工 程 流 体 力 学 题号 一 二 三 四 五 六 总分 分数 班号 学号 姓名 一、解释下列概念：（20分） 1. 连续性介质模型、粘性、表面力、质量力 2. 等压面、压力体、流线、迹线 简述“流体”的定义及特点。 3. 恒定流动、非恒定流动、牛顿流体、正压流体 简述 Euler “连续介质模型”的内容及引入的意义。 4.动能修正因数、动量修正因数、水力半径、当量直径 简述“压力体”的概念及应用意义。 5. 有旋运动、无旋运动、缓变流动、急变流动 .简述研究“理想流体动力学”的意义。
二.简答题（10分） 1.流体粘性产生的原因是什么？影响流体粘性的因素有哪些？ 2.粘性的表示方法有几种？影响流体粘性的因素有哪些？ 3.举例说明等压面在静力学计算中的应用 4. 举例说明压力体在静力学计算中的应用 说明静止流体对曲面壁总作用力的计算方法 三．推导题（30分） 1试推导:流体在直角坐标系中非恒定可压缩流体连续性微分方程式为： 2．试推导粘性流体应力形式的运动微分方程 2．试从粘性流体应力形式出发推导粘性流体的运动微分方程（N-S 方程） 4. 由恒定流动、不可压缩流体流体微小流束的伯努利方程出发，推求粘性流体总流的伯努利方程，并指出其使用条件。 5.推求粘性不可压缩流体作恒定流动时的动量方程式 试证明在不可压缩流体的缓变过流断面上有: z+p/ρg=c 1.试证明：粘性流体的动压强为 四、已知某流速场速度分布为 ,,x y z v yz t v xz t v xy =+=+= 10 d V dt ρ ρ+?=u v g ()1 3 xx yy zz p σσσ=- ++
工程流体力学教学--作者闻建龙工程流体力学习题+答案(部分)
闻建龙主编的《工程流体力学》习题参考答案 第一章 绪论 1-1 物质是按什么原则分为固体和液体两大类的？ 解：从物质受力和运动的特性将物质分成两大类：不能抵抗切向力，在切向力作用下可以无限的变形（流动），这类物质称为流体。如空气、水等。而在同等条件下，固体则产生有限的变形。 因此，可以说：流体不管是液体还是气体，在无论多么小的剪应力（切向）作用下都能发生连续不断的变形。与此相反，固体的变形与作用的应力成比例，经一段时间变形后将达到平衡，而不会无限增加。 1-2 何谓连续介质假设？引入连续介质模型的目的是什么？在解决流动问题时，应用连续介质模型的条件是什么？ 解：1753年，欧拉首次采用连续介质作为流体宏观流动模型，即不考虑流体分子的存在，把真实的流体看成是由无限多流体质点组成的稠密而无间隙的连续介质，甚至在流体与固体边壁距离接近零的极限情况也认为如此，这个假设叫流体连续介质假设或稠密性假设。 流体连续性假设是流体力学中第一个根本性假设，将真实流体看成为连续介质，意味着流体的一切宏观物理量，如密度、压力、速度等，都可看成时间和空间位置的连续函数，使我们有可能用数学分析来讨论和解决流体力学问题。 在一些特定情况下，连续介质假设是不成立的，例如：航天器在高空稀薄气体中飞行，超声速气流中激波前后，血液在微血管（1μm ）内的流动。 1-3 底面积为2 5.1m 的薄板在液面上水平移动（图1-3），其移动速度为s m 16，液层 厚度为mm 4，当液体分别为C 020的水和C 0 20时密度为3 856m kg 的原油时，移动平板 所需的力各为多大？ 题1-3图 解：20℃ 水：s Pa ??=-3 10 1μ 20℃，3 /856m kg =ρ， 原油：s Pa ??='-3 102.7μ 水： 23 3 /410 416 101m N u =??=? =--δμτ N A F 65.14=?=?=τ
工程流体力学试卷答案样本
资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 工程流体力学考试试卷 解答下列概念或问题（15分） 填空（10分） 粘度。 加速度为a y =（ ）。 已知平面不可压缩流体流动的流速为x x 2 2x 4y , 2xy 2y （ 20 分） 3. 求流场驻点位置； 4. 求流函数。 1. 恒定流动 2. 水力粗糙管 3. 压强的表示方法 4. 两流动力学相似条件 5. 减弱水击强度的措施 1. 流体粘度的表示方法有（ ）粘度、（ ）粘度和（ ） 2. 断面平均流速表示式V =（ ）；时均流速表示式 =（ ）。 3.—两维流动y 方向的速度为 y f （t,x, y ）, 在欧拉法中y 方向的 4. 动量修正因数（系数）的定义式。=（ 5. 雷诺数R e =（ ）,其物理意义为（ 试推求直角坐标系下流体的连续性微分方程。 （15 分） 四. 1. 检查流动是否连续;
五.水射流以20m/s的速度从直径d 100mm的喷口射出，冲击 对称叶片，叶片角度45 ,求：（20分） 1. 当叶片不动时射流对叶片的冲击力； 2. 当叶片以12m/s的速度后退而喷口固定不动时，射流对叶片的冲击 力。 第（五）题
六.求如图所示管路系统中的输水流量q v ,已知H =24, l112丨3 l4100m , d1 d2 d4100mm , d3200mm , 第（六）题图 参考答案 一.1.流动参数不随时间变化的流动； 2. 粘性底层小于壁面的绝对粗糙度（）； 3. 绝对压强、计示压强（相对压强、表压强）、真空度； 4. 几何相似、运动相似、动力相似； 5. a）在水击发生处安放蓄能器；b）原管中速度V。设计的尽量小些；c）缓慢关闭；d）采用弹性管。 1 .动力粘度，运动粘度，相对粘度；
工程流体力学简答题
1、什么就是黏性?当温度变化时, 黏性如何变化?为什么？ 当流体内部存在相对运动时,流体内产生内摩擦力阻碍相对运动的属性。 气体的粘性随温度的升高而升高;液体的粘性随温度的升高而降低。 分子间的引力就是形成液体粘性的主要原因。温度的升高,分子间距离增大,引力减小。 分子作混乱运动时不同流层间动量交换就是形成气体粘性的主要原因。温度的升高,混乱运动强烈,动量交换频繁,气体粘度越大 2、解释:牛顿流体、理想流体 牛顿流体:切应力与速度梯度成正比的流体 理想流体:没有粘性的流体 3、流体静压强的两的特性就是什么？ 流体静压强的方向就是作用面内法线方向,即垂直指向作用面。 流体静压强的大小与作用面方位无关,就是点坐标的函数 4、画出下列曲面对应的压力体。(4分)★
5、 分别画出下图中曲面A 、B 、C 对应的压力体(6分) 6、写出不可压缩粘性流体总流的能量方程式,并说明各项的物理意义与应用条件。 w h z g p a z g p a +++=++22222112112g v 2g v ρρ 2g v 2 a 单位重量流体的动能 g p ρ单位重量流体的压 能 z 单位重量流体的位能 w h 单位重量流体的两 断面间流动损失
不可压缩粘性流体在重力场中定常流动,沿流向任两缓变流过流断面 7、什么就是流线？它有那些基本特性？ 流场中某一瞬时一系列流体质点的流动方向线。一般流线就是一条光滑曲线、不能相交与转折 定常流动中,流线与迹线重合。 8、解释:定常流动、层流流动、二元流动。 定常流动:运动要素不随时间改变 层流流动:流体分层流动,层与层之间互不混合。 二元流动:运动要素就是两个坐标的函数。 9、解释:流线、迹线 流线:流场中某一瞬时,一系列流体质点的平均流动方向线。曲线上任意一点的切线方向与该点速度方向一致。 迹线:流场中一时间段内某流体质点的运动轨迹。10、描述流动运动有哪两种方法,它们的区别就是什 么？ 欧拉法,以流体空间点为研究对象 拉格朗日法:以流体质点为研究对象 11、什么就是量纲？流体力学中的基本量纲有哪些？写出压强、加速度的量纲。 物理量单位的种类,
工程流体力学试卷答案
工程流体力学考试试卷 一． 解答下列概念或问题 （15分） 1． 恒定流动 2． 水力粗糙管 3． 压强的表示方法 4． 两流动力学相似条件 5． 减弱水击强度的措施 二． 填空 （10分） 1．流体粘度的表示方法有（ ）粘度、（ ）粘度和（ ）粘度。 2．断面平均流速表达式V =（ ）；时均流速表达式υ=（ ）。 3．一两维流动y 方向的速度为),,(y x t f y =υ，在欧拉法中y 方向的加速度为y a =（ ）。 4．动量修正因数（系数）的定义式0α=（ ）。 5．雷诺数e R =（ ），其物理意义为（ ）。 三． 试推求直角坐标系下流体的连续性微分方程。 （15分） 四． 已知平面不可压缩流体流动的流速为y x x x 422-+=υ， y xy y 22--=υ （20分） 1． 检查流动是否连续； 2． 检查流动是否有旋；
3．求流场驻点位置； 4．求流函数。 五．水射流以20s m/的速度从直径mm d100 =的喷口射出，冲击一对称叶片，叶片角度 θ，求：（20分） 45 = 1．当叶片不动时射流对叶片的冲击力； 2．当叶片以12s m/的速度后退而喷口固定不动时，射流对叶片的冲击力。 第（五）题图
六． 求如图所示管路系统中的输水流量V q ，已知H =24， m l l l l 1004321====， mm d d d 100421===， mm d 2003=， 025.0421===λλλ，02.03=λ，30=阀ξ。（20分） 第（六）题图 参考答案 一．1．流动参数不随时间变化的流动； 2．粘性底层小于壁面的绝对粗糙度（?<δ）； 3．绝对压强、计示压强（相对压强、表压强）、真空度； 4．几何相似、运动相似、动力相似； 5．a)在水击发生处安放蓄能器；b)原管中速度0V 设计的尽量小些；c)缓慢关闭；d)采用弹性管。 二．1．动力粘度，运动粘度，相对粘度； 第2 页 共2 页
《工程流体力学》考试试卷及答案解析
《工程流体力学》复习题及参考答案 整理人：郭冠中内蒙古科技大学能源与环境学院热能与动力工程09级1班 使用专业：热能与动力工程 一、名词解释。 1、雷诺数 2、流线 3、压力体 4、牛顿流体 5、欧拉法 6、拉格朗日法 7、湿周 8、恒定流动 9、附面层 10、卡门涡街11、自由紊流射流 12、流场 13、无旋流动14、贴附现象15、有旋流动16、自由射流 17、浓差或温差射流 18、音速19、稳定流动20、不可压缩流体21、驻点22、 自动模型区 二、是非题。 1.流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。（） 2.平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。（） 3.附面层分离只能发生在增压减速区。（） 4.等温管流摩阻随管长增加而增加，速度和压力都减少。（） 5.相对静止状态的等压面一定也是水平面。（） 6.平面流只存在流函数，无旋流动存在势函数。（） 7.流体的静压是指流体的点静压。（） 8.流线和等势线一定正交。（） 9.附面层内的流体流动是粘性有旋流动。（） 10.亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度增加，压力减小。（） 11.相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。（） 12.超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度减小，压力增加。（） 13.壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。（） 14.相邻两流线的函数值之差，是此两流线间的单宽流量。（） 15.附面层外的流体流动时理想无旋流动。（） 16.处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。（） 17.流体的粘滞性随温度变化而变化，温度升高粘滞性减少；温度降低粘滞性增大。 （） 18.流体流动时切应力与流体的粘性有关，与其他无关。（） 三、填空题。 1、1mmH2O= Pa 2、描述流体运动的方法有和。 3、流体的主要力学模型是指、和不可压缩性。 4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时 与的对比关系。
工程流体力学习题及答案
工程流体力学习题及答案（1） 1 某种液体的比重为3，试求其比容。 （答：3.3×10-4米3/公斤） 2 体积为5.26米3的某种油，质量为4480公斤，试求这种油的比重、密度与重度。 （答：0.85；851公斤/米3；8348牛/米3） 3 若煤油的密度为0.8克/厘米3，试求按工程单位计算的煤油的重度、密度与比容。 （答：800公斤力/米3；81.56公斤力·秒2/米4；1.25×10-3米3/公斤力） 4 试计算空气在温度t=4℃，绝对压力P=3.4大气压下的重度、密度与比容。 (答：42.4牛/米3；4.33公斤/米3；0.231米3/公斤） 5 试计算二氧化碳在温度为t=85℃，绝对压力P=7.1大气压下的重度、密度与比容。 （答：104牛/米3；10.6公斤/米3；0.09厘米3/公斤 ） 6 空气在蓄热室内于定压下，温度自20℃增高为400℃，问空气的体积增加了多少倍？ （答：1.3倍） 7 加热炉烟道入口烟气的温度900=t 入℃，烟气经烟道及其中设置的换热器后，至烟道出 口温度下降为500=t 出℃，若烟气在0℃时的密度为28.10 =ρ公斤/米3，求烟道入口与出口处烟气的密度。 （答：298.0=ρ人公斤/米3；452.0=ρ出 公斤/米3） 8 试计算一氧化碳在表压力为0.3大气压、温度为8℃下的重度。 （答：15.49牛/米3） 9 已知速度为抛物线分布，如图示 y=0，4，8，12，17厘米处的速度梯度。又若气体的绝 对粘性系数为1013.25-?=μ牛·秒/米3，求以上各处气体的摩擦切应力。 9 题图 10 夹缝宽度为h ，其中所放的很薄的大平板以定速v 移动。若板上方流体的粘性系数为μ，
工程流体力学习题册
（仅供参考） 一、名词解释（本大题共5小题，每小题3分，共15分） 1 ?比体积：单位质量的物质所占有的体积称为比体积。 2?体膨胀系数：当压强保持不变时，单位温升所引起的体积变化率，就称为体积膨胀系数。 3?流线：某一瞬时的流线是这样的曲线，在改曲线上各点的速度矢量与该曲线相切，流线给出了同一时刻不同流体质点的运动方向。 4 ?粘性底层：由于靠近管壁湍流脉动受到限制，黏滞力的作用增强，在紧贴管壁很薄的流层中湍流脉动消失，黏滞力的阻滞作用使流速急剧下降，速度分布比较陡峭,速度梯度大?这一流体薄层称黏性底层。 5?过流断面：在流束或总流中与所有流线都想垂直的横断面称为过流断面或 有效断面。 1 ?单位质量力：单位质量流体所受到的质量力称为单位质量力。 2. 体积压缩率：在温度不变时，单位压升所引起的体积变化率。 3 ?迹线：流体质点的运动的轨迹，是某一流体质点在一段时间内经过的路径，是同一流体质点在不同时刻位置的连线。 4. 相对粗糙度：绝对粗糙度与管径的比值称为相对粗糙度。 （管壁粗糙凸起高度&与管子内径D的比值） 5. 湿周：在总流的截面上流体同固体边界接触部分的周长叫湿周。 二、是非题（每题1分，共5分。正确的打V,错误的打X。） 1. 在连续介质假设的条件下，液体中各种物理量的变化是连续的。（V ） 2. 串联长管道各管段的水头损失可能相等，也可能不相等。（V ） fUx 3?不可压缩液体连续性微分方程：x 門■-z只适用于定常流。（X ） 4 .尼古拉兹试验是研究管道沿程水头损失随雷诺数和相对粗糙度的变化关系的 试验。（X ）
5.当管流过水断面流速按抛物线规律分布时，管中水流为紊流。（X ）1. 牛顿内 摩擦定律只适用于管道中的层流。（X ）2. 温度升高时，空气的粘度减小。（X ） 3. 伯努力方程适用于可压缩流体。 4. 水力光滑管是指管道内壁光滑。 5. 雷诺实验的目的是验证流体粘性的存在。 三、填空题（本大题分6小题，1-5题每空1分，6题每空3分，共15分） 1. ______________________________ 描述流体运动的两种方法是_______ 拉格朗日法_____________________________ 和___________________ 欧拉 法________ 。 2. 只要比较总流中两个缓变流过流断面上单位重量流体的总水头大小，就能判断出流动方向。 3. 在相似理论中，要保证力学相似，应该满足几何相似, ____________ 运动___ 相似和动力相似。 4. 牛顿内摩擦定律表明，决定流体内部切应力的因素是粘度和—剪切变形速度（速度梯度）________ 。（角变形速度？） 5. 尼古拉兹曲线将管内流动分为五个区域，分别为：层流区，过度区，湍流光滑管区，湍流粗糙管过渡区和湍流粗糙管平方阻力区。 6. 在堰流的模型试验中模型水流应与原型水流相似，若模型与原型的长度比例 103m 3/h。为1: 100，贝U当原型流量为1000mVh时，模型流量为__ 1 （0.01 ?） 1. 作用于静止（绝对平衡）液体上的表面力有压力，质量力有重力。
工程流体力学试题与答案3
一、判断题( 对的打“√”，错的打“×”，每题1分，共12分) 1．无黏性流体的特征是黏度为常数。 2．流体的“连续介质模型”使流体的分布在时间上和空间上都是连续的。 3．静止流场中的压强分布规律仅适用于不可压缩流体。 4．连通管中的任一水平面都是等压面。 5. 实际流体圆管湍流的断面流速分布符合对数曲线规律。 6. 湍流附加切应力是由于湍流元脉动速度引起的动量交换。 7. 尼古拉茨试验的水力粗糙管区阻力系数λ与雷诺数Re 和管长l 有关。 8. 并联管路中总流量等于各支管流量之和。 9. 声速的大小是声音传播速度大小的标志。 10.在平行平面缝隙流动中，使泄漏量最小的缝隙叫最佳缝隙。 11.力学相似包括几何相似、运动相似和动力相似三个方面。 12.亚声速加速管也是超声速扩压管。 二、选择题（每题2分，共18分） 1．如图所示，一平板在油面上作水平运动。已知平板运动速度V=1m/s ，平板与固定边界的距离δ=5mm ，油的动力粘度μ＝0.1Pa ·s ，则作用在平板单位面积上的粘滞阻力 为（ ） A ．10Pa ； B ．15Pa ； C ．20Pa ； D ．25Pa ； 2. 在同一瞬时，位于流线上各个流体质点的速度方向 总是在该点与此流线（ ） A ．相切； B ．重合； C ．平行； D ．相交。 3. 实际流体总水头线的沿程变化是： A ．保持水平； B ．沿程上升； C ．沿程下降； D ．前三种情况都有可能。 4．圆管层流，实测管轴上流速为0.4m/s ，则断面平均流速为（ ） A ．0.4m/s B ．0.32m/s C ．0.2m/s D ．0.1m/s 5．绝对压强abs p ，相对压强p ，真空度v p ，当地大气压a p 之间的关系是： A ．v abs p p p +=； B ．abs a v p p p -=； C ．a abs p p p +=； D ．a v p p p +=。 6．下列说法正确的是： A ．水一定从高处向低处流动； B ．水一定从压强大的地方向压强小的地方流动；
工程流体力学历年试卷及标准答案
一、判断题 1、根据牛顿内摩擦左律，当流体流动时,流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。 2、一个接触液体的平而壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁而上所有各点水静压强的平均 值。 3、流体流动时，只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。 4、在相同条件下，管嘴岀流流量系数大于孔口岀流流量系数。 5、稳定（定常）流一定是缓变流动。 6、水击产生的根本原因是液体具有粘性。 7、长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。 8、所谓水力光滑管是指内壁而粗糙度很小的管道。 D-J 9、外径为D,内径为d的环形过流有效断而,英水力半径为——。 10、凡是满管流流动,任何断面上的压强均大于大气的压强。 二、填空题 1、某输水安装的文丘利管流疑计，当英汞-水压差计上读数ΔΛ=4
工程流体力学简答题.
1. 什么是黏性?当温度变化时, 黏性如何变化?为什么？ 当流体内部存在相对运动时，流体内产生内摩擦力阻碍相对运动的属性。 气体的粘性随温度的升高而升高；液体的粘性随温度的升高而降低。 分子间的引力是形成液体粘性的主要原因。温度的升高，分子间距离增大，引力减小。 分子作混乱运动时不同流层间动量交换是形成气体粘性的主要原因。温度的升高，混乱运动强烈，动量交换频繁，气体粘度越大 2. 解释：牛顿流体、理想流体 牛顿流体：切应力与速度梯度成正比的流体 理想流体：没有粘性的流体 3.流体静压强的两的特性是什么？ 流体静压强的方向是作用面内法线方向，即垂直指向作用面。 流体静压强的大小与作用面方位无关，是点坐标的函数
4、画出下列曲面对应的压力体。（4分） ★ 5. 分别画出下图中曲面A 、B 、C 对应的压力体（6分） 6.写出不可压缩粘性流体总流的能量方程式，并说明各项的物理意义和应用条件。 w h z g p a z g p a +++=++22222112112g v 2g v ρρ 2g v 2 a 单位重量流体的动能 g p ρ单位重量流体的压 能
z单位重量流体的位能w h单位重量流体的两断面间流动损失 不可压缩粘性流体在重力场中定常流动，沿流向任两缓变流过流断面 7. 什么是流线？它有那些基本特性？ 流场中某一瞬时一系列流体质点的流动方向线。一般流线是一条光滑曲线、不能相交和转折 定常流动中，流线与迹线重合。 8.解释：定常流动、层流流动、二元流动。 定常流动：运动要素不随时间改变 层流流动：流体分层流动，层与层之间互不混合。二元流动：运动要素是两个坐标的函数。 9.解释：流线、迹线 流线：流场中某一瞬时，一系列流体质点的平均流动方向线。曲线上任意一点的切线方向与该点速度方向一致。 迹线：流场中一时间段内某流体质点的运动轨迹。 10. 描述流动运动有哪两种方法，它们的区别是什
工程流体力学习题答案
第三章 流体静力学 【3-2】 图3-35所示为一直煤气管，为求管中静止煤气的密度，在高度差H =20m 的两个截面装U 形管测压计，内装水。已知管外空气的密度ρa =1.28kg/m3，测压计读数h 1=100mm ，h 2=115mm 。与水相比，U 形管中气柱的影响可以忽略。求管内煤气的密度。 图3-35 习题3-2示意图 【解】 1air 1O H 1gas 2p gh p +=ρ 2air 2O H 2gas 2p gh p +=ρ 2gas gas 1gas p gH p +=ρ 2air air 1air p gH p +=ρ 2gas gas 1air 1O H 2 p gH p gh +=+ρρ gH gh p p air 2O H 1air 2gas 2ρρ-=- gH gh gH gh air 2O H gas 1O H 2 2 ρρρρ-+= H H h h gas air 2O H 1O H 2 2 ρρρρ=+- () 3air 21O H gas kg/m 53.028.120 115 .01.010002 =+-?=+-=ρρρH h h 【3-10】 试按复式水银测压计（图3-43）的读数算出锅炉中水面上蒸汽的绝对压强p 。已知：H =3m ， h 1=1.4m ，h 2=2.5m ，h 3=1.2m ，h 4=2.3m ，水银的密度ρHg =13600kg/m 3。 图3-43 习题3-10示意图 ()()
()232O H 32p h h g p +-=ρ ()a 34Hg 3p h h g p +-=ρ ()()212Hg 1O H 2 p h h g p h H g +-=+-ρρ ()()a 34Hg 232O H 2 p h h g p h h g +-=+-ρρ ()()a 3412Hg 321O H 2 p h h h h g p h h h H g +-+-=+-+-ρρ ()()()()() Pa 14.3663101013252.15.24.13807.910004.15.22.13.2807.913600a 321O H 1234Hg 2=+-+-??--+-??=+-+---+-=p h h h H g h h h h g p ρρ ()()()()()Pa 366300.683 1013252.15.24.1380665.910004.15.22.13.280665.913600a 321O H 1234Hg 2=+-+-??--+-??=+-+---+-=p h h h H g h h h h g p ρρ 【3-15】 图3-48所示为一等加速向下运动的盛水容器，水深h =2m ，加速度a =4.9m/s 2 。试确定：（1） 容器底部的流体绝对静压强；（2）加速度为何值时容器底部所受压强为大气压强？（3）加速度为何值时容器底部的绝对静压强等于零？ 图3-48 习题3-15示意图 【解】 0=x f ，0=y f ，g a f z -= 压强差公式 () z f y f x f p z y x d d d d ++=ρ ()()z g a z f y f x f p z y x d d d d d -=++=ρρ ()?? --=h p p z g a p a d d ρ ()()()()??? ? ??-=-=----=-g a gh a g h g a h g a p p a 10ρρρρ ??? ? ??-+=g a gh p p a 1ρ () a g h p p a -=-ρh p p g a a ρ-- = （1） ()()()Pa 111138.39.480665.921000101325=-??+=-+=a g h p p a ρ
学时工程流体力学复习题与答案
32学时流体力学课复习题 一、填空题 1、流体是一种受任何微小的剪切力作用时都会产生连续变形的物质。 2、牛顿内摩擦定律=μ其中的比例系数称为动力黏性系数(动力粘度) 。 3、作用于流体上的力按其性质可以分为表面力力和质量力 4、水力学中，单位质量力是指作用在单位_质量_ 液体上的质量力。 5、单位质量力的量纲是L/T2。 6、对于不同的流体，体积弹性系数的值不同，弹性模量越大，流体越不易被压缩。 7、某点处的绝对压强等于该处的大气压强减去该处的真空度。 8、某点处的真空等于该处的大气压强减去该处的绝对压强。 9、某点处的相对压强等于该处的绝对压强减去该处的一个大气压。 10、根据粘性的大小，粘性流体的流动状态可分为层流和紊流。 11、根据流体是否有粘性，流体可分为粘性流体和理想流体。 12、根据流动参数随时间的变化，流体流动可分为定常流动和非定常流动。 13、连续性方程是质量守恒定律在流体力学上的数学表达形式。 14、总流伯努利方程是机械能守恒定律在流体力学上的数学表达形式。 15、计算局部阻力的公式为：；计算沿程阻力的公式为：。 16、相似条件包括几何相似、运动相似和动力相似。 17、沿程阻力主要是由于流体内摩擦力引起的，而局部阻力则主要是由于流动边界局部形状急剧变化引起的。 18、连续性方程表示控制体的__质量_____守恒。 19、液体随容器作等角速度旋转时，重力和惯性力的合力总是与液体自由面_垂直。 20、圆管层流中断面平均流速等于管中最大流速的1/2 二、简答题 1、简述液体与气体的粘性随温度的变化规律，并说明为什么？ 答: 温度升高时液体的黏性降低，因为液体的粘性主要是分子间的内聚力引起的，温度升高时，内聚力减弱，故粘性降低，而造成气体粘性的主要原因在于气体分子的热运动，温度越高，热运动越强烈，所以粘性就越大 2、请详细说明作用在流体上的力。 作用在流体上的力按其性质可分为表面力和质量力，表面力是指作用在所研究流体表面上的力，它是由流体的表面与接触的物体的相互作用差生的，质量力是流体质点受某种力场的作用力，它的大小与流体的质量成正比 3、简述连续介质假说。 连续介质假设将流体区域看成由流体质点连续组成，占满空间而没有间隙，其物理特性和运动要素在空间是连续分布的。从而使微观运动的不均匀性、离散性、无规律性与宏观运动的均匀性、连续性、规律性达到了和谐的统一。（宏观无限小微观无限大） 4、何谓不可压缩流体？在什么情况下可以忽略流体的压缩性？ 除某些特殊流动问题，工程实际中将液体看作是密度等于常数的不可压缩流体，当气体的速度小于70m/s 且压力和温度变化不大时也可近似地将气体当作不可压缩流体处理 5、流体静压力有哪两个重要特征？
【免费下载】 土木工程流体力学实验报告答案
实验一 管路沿程阻力系数测定实验1．为什么压差计的水柱差就是沿程水头损失？如实验管道安装成倾斜，是否影 响实验成果？现以倾斜等径管道上装设的水银多管压差计为例说明（图中A —A 为水平线）：如图示O—O 为基准面，以1—1和2—2为计算断面，计算点在轴心处，设，，由能量方程可得21v v =∑=0j h ???? ??+-???? ??+=-γγ221121p Z p Z h f 1112222 1 6.136.13H H h h H h h H p p +?-?-?+?+?-?+-=γγ 1 12226.126.12H h h H p +?+?+-=γ ∴()()1 22211216.126.12h h H Z H Z h f ?+?++-+=-) (6.1221h h ?+?=这表明水银压差计的压差值即为沿程水头损失，且和倾角无关。2．据实测m 值判别本实验的流动型态和流区。 ～曲线的斜率m=1.0～1.8，即与成正比，表明流动为层流 f h l g v lg f h 8.10.1-v （m=1.0）、紊流光滑区和紊流过渡区（未达阻力平方区）。接管口处理高中资料试卷电保护进行整核对定值试卷破坏范围，或者对某
3．本次实验结果与莫迪图吻合与否？试分析其原因。 通常试验点所绘得的曲线处于光滑管区，本报告所列的试验值，也是如此。但是，有的实验结果相应点落到了莫迪图中光滑管区的右下方。对此必须认真分析。 如果由于误差所致，那么据下式分析 d和Q的影响最大，Q有2%误差时，就有4%的误差，而d有2% 误差时，可产 生10%的误差。Q的误差可经多次测量消除，而d值是以实验常数提供的，由仪器制作时测量给定，一般< 1%。如果排除这两方面的误差，实验结果仍出现异常，那么只能从细管的水力特性及其光洁度等方面作深入的分析研究。还可以从减阻剂对水流减阻作用上作探讨，因为自动水泵供水时，会渗入少量油脂类高分子物质。总之，这是尚待进一步探讨的问题。