流体力学与流体机械

西南科技大学

课程内容(内容体系、结构、基本知识点和重点、难点)

1、概论

流体及其主要物理性质：包括流体的密度、重度、压缩性、膨胀性、粘性、表面张力特性；作用在流体上的力*：包括表面力和质量力。

2、流体静力学

流体静压强及其特性*：包括流体静压强的定义和流体静压强的特性；流体静压强的分布规律*：包括静压强的基本方程和水头线；压强的计算基准、单位及测量：包括绝对压强、相对压强、真空度*和测压计；流体平衡微分方程△；静止流体作用于平面、曲面上的压力*△：包括图解法，解析法，压力体。

3、流体动力学

研究流体运动的方法：包括拉格朗日法和欧拉法；描述流体运动的有关术语、定义和概念：包括流管和流束，流线和迹线，元流和总流，过流断面，流量，恒定流和非恒定流，均匀流和非均匀流，缓变流和急变流，压力流、重力流和射流，空间流动、平面流动和一元流动；连续性方程*；理想流体的伯努力方程*△；实际流体的伯努力方程及其应用；实际流体的动量方程及其应用*△。

4、流动阻力和能量损失

流体的流动状态与损失：层流和紊流，沿程损失和局部损失；流动状态的实验与雷诺数：包括雷诺实验，流态的判别标准——雷诺数；圆管中的层流运动：流动特征与切应力，流速分布，沿程水头损失的计算*；紊流运动及其阻力：包括紊流的特征，紊流运动的时均化△，紊流的基本方程和紊流的半经验理论；沿程阻力系数的计算：包括尼古拉兹实验，沿程阻力系数的经验公式，非圆管的沿程损失；局部阻力系数的计算：包括局部损失的一般分析，几种典型的局部阻力系数。

5、孔口管咀管路流动

孔口流出：包括孔口自由出流和孔口淹没出流；管咀流出；简单管路：包括管路阻抗和虹吸管水力计算；管路的串、并联及其计算。

6、离心式泵与风机的理论基础

工作原理及主要性能参数：包括泵的扬程和风机的压头、流量、功率和效率、转速；离心式泵与风机的欧拉方程；流体在叶轮中的运动；离心式泵与风机的理论性能曲线：包括流量-能头曲线，流量-功率曲线；离心式泵与风机的实际性能曲线△：包括水力损失，容积损失，机械损失，实际性能曲线；相似律与比转数：包括泵和风机的相似率，比转数。

7、离心式泵与风机的构造安装及运行

离心式泵的扬程计算*；离心式泵的气蚀与安装高度：包括泵的气蚀现象*，泵的吸上真空高度*，气蚀余量*，泵的安装与运行。

8、离心式泵与风机的管路分析、调节及选择

管路性能曲线及工作点：包括管路性能曲线，泵与风机的工况点；泵或风机的联合工作：包括泵或风机的并联工作，泵或风机的串联工作；离心式泵与风机的工况调节△；离心式泵与风机的选择：包括常用泵和风机的介绍，泵和风机的性能曲线，泵和风机的选择*。

说明：带*号的内容表示重点内容，带△号的内容为难点内容。

第一章

思考题：1—1 流体的基本特性

1—2 粘度的表示方法以及粘度与温度和压力的关系；

1—3 动力粘滞系数和运动粘滞系数的区别和联系是什么？

1—4 什么是流体的连续介质模型；为何提出连续介质概念？

1—5 流体的粘性阻力与固体的摩擦力有何本质区别？

1—6 作用于流体上的力；

第二章

思考题：2－1。受压壁面垂直时，其总压力作用点的计算有何特点。

2－2．平面壁上压强分布曲线的形状。

2－3. 为什么说欧拉平衡微分方程是一个普遍适用的基本公式？

2－4．静止液体中的水平面一定是等压面吗？

第三章

思考题：3－1. 定常流和非定常流的判别？

3－2. 研究流体运动的两种方法；

3－3. 流体流动的基本概念及其含义；为何提出“平均流速”的概念？定常流和非定常流的

判别？

3—4 举例说明连续性方程的应用。

3－5总流的动量方程为，试问： （1）中包括那些力？

（2）在水平面坐标中和在铅垂面坐标中，是否相等？

（3）如果由总流动量方程求得的力为负值，说明什么问题？

第四章

思考题：4－1．水力半径的概念及其对流动阻力的影响，粘性流体运动和流动阻力的形

式；

4－2．流体流动的两种状态，流动状态与水头损失的关系；流动状态的判断准

则及其表达式；在直径相同的管中流过相同的流体，当流速相等时，它们的雷诺数是否相等？当流过不同的流体时，它们的临界雷诺数相等吗？考虑同一种流体分别在直径为的圆管

和水力直径为的矩形管中做有压流动，当=，且速度相等时，它们的流态是否相同？

4－3．均匀流动基本方程；均匀流动中的水头损失与摩擦损失的关系；

4－4．圆管层流速度分布及其剪切力分布形式，平均流速与最大流速的关系；

4－5．局部阻力损失计算的一般公式；如何推导圆管突然扩大处的局部损失；

4－6．什么是能量损失叠加原则？

()∑

-=101202v αv αρQ F ∑F xoy xoz ∑F d i d d i d

第二章流体的主要物理性质

1.本章作为学习本课的基础知识，主要内容有：（1）流体力学的定义、流体力学的研究对象及其学习方法；（2）流体的主要物理性质，包括密度和重度、压缩性和膨胀性、粘性以及表面张力等；（3）作用于流体上的概念。

2.流体的第一个物理性质就是它具有质量和重量，从而引出密度和重度的概念。学习时要注意掌握密度与重度的计算和所用单位以及其换算方法。

3.流体的第二个物理性质就是压缩性和膨胀性，注意表示压缩性和膨胀性大小的压缩系数和膨胀系数的定义，从而掌握当压力和温度改变时流体体积和密度的计算方法。

4.流体的粘性是流体力学中很重要的一个物理性质。牛顿内摩擦定律揭示了流体的粘性以及内摩擦力和速度梯度之间的内在联系。学习当中，要掌握粘度的测定和计算方法。

5.表面张力是液体存在的一种力图使其表面收缩为最小的力。由于表面张力的作用，出现有毛细管现象。为寻找毛细管现象造成的误差可用（2—23）计算。

6.作用于流体上的力分为质量力和表面力两大类，单位质量的质量力有在三个坐标轴上的分力。表面力有切向力与法向力之分。

第三章流体静力学

1.本章的主要内容有：（1）研究液体静止时内部压强的特性及分布规律；（2）研究液体相对平衡时压强的分布规律；（3）压强的度量标准及其测量方法；（4）液体对壁面作用力的计算方法。

2.在流体静力学中，要了解流体静压强的特性；一是流体静压强永远垂直于作用面并指向内法线；二是静止流体中任一点上各方向的压强都相等。

3.要掌握流体平衡微分方程的形式以及它所说明的问题，即在各坐标轴向上压强梯度与质量力分量相平衡。

4.流体静力学基本方程式是如何应用静力学的平衡条件由平衡微分方程式推导出来的。要掌握流体内任一点的压强与所处淹没深度的关系。利用这一关系不但可以计算平衡液体内压强的大小，而且还可以研究液体内压强分布的规律。

5.应掌握等压面的定义，如果平衡液体的质量力仅为重力，则等压面是水平面，由此可知：（1）在连通的同一种液体中，任何一个水平面皆为等压面；（2）

在连通的两种不相混合的液体中，通过两种液体内部的水平面不是等压面，只有通过交界面的水平面才是等压面。

6.要掌握绝对压力，相对压力及真空度的度量方法，弄清它们之间的关系。

7.液体相对平衡是指运动容器中的液体，在容器作等速、等加速直线运动或等角速旋转运动时的平衡规律。静止液体的自由表面是水平面，而作上述运动的容器液体的自由表面不一定是水平面，但液体内各点的压强分布规律却与静止液体的相同。对这些压强表达式及其有关的关系式也要掌握。

8.求液体作用于壁面上的总压力，是工程上常遇到的实际问题。应掌握平面壁上液体的总压力及压力中心的计算方法，以及曲面壁上液体的总压力及其作用方向的计算方法。其中曲面壁总压力的计算中应会正确运用压力体的概念。

第四章流体运动的基本概念和有限体分析

1.为了用欧拉法研究流体运动及建立流体动力学基本方程，对本章所讲述的有关流体运动的基本概念，要理解其物理意义并掌握有关的计算公式和计算方法。

2.连续性方程是质量守恒定律应用于流体运动的具体表现形式。它不仅确立了一维流动时流束和总流过流断面上的流量都是相等的这一普遍原则，而且也确立了流束各断面上的流速和总流各断面上的平均流速与断面面积的关系。所以只要已知流量或任一给定断面的流速或平均流速，则其它任何断面上的流速或平均流速都能利用连续性方程算出。因此，连续性方程在管道或明渠的水力计算中得到广泛的应用，但这个方程并未涉及到压强和机械能转化的问题。

3.能量方程（即伯诺里方程）是有理想流体的运动微分方程（即欧拉运动方程）经积分而得出的，在流体力学中，可根据问题的性质直接选用它来解决流体力学问题，这样就可以避免每次解题时去重复一些相同的积分运算。对能量方程的内容要有正确的理解，能量方程是单位流体的位能、压能和动能之间相互转换的关系式，是流体力学中最重要的基本方程。在流体力学中，通常用连续方程和能量方程解决有关流体的一维流动问题，学习时要注意其适用条件和解决问题的范围，掌握解题的方法和步骤。

4.动量方程式流体力学中的基本方程式之一，它是根据动量定理求出来的。动量方程主要用来解决流体与固体之间力的相互作用问题，其矢量形式便于理论推导和分析问题，其投影形式常用于具体问题的数字计算。学习时要明确它的物理意义，了解适用条件、熟练掌握解题的方法和步骤。

本章主要讲述了稳定流的连续性方程、总流伯诺里方程和动量方程，这三个方程是流体力学的基本方程，是解决流体工程技术问题的重要工具，在工程技术问题中，有时只需要用一个基本方程就可以解决问题，有时可能需要用几个基本方程才能求解。对这些基本方程的概念、物理意义、应用条件以及应用注意事项掌握的愈彻底，解决问题时使用起来就愈灵活。在作习题时，有意识地锻炼自己使用上述基本方程解决实际问题的能力，是非常重要的。

这些方程的推导方法都是首先取微元流体块，而后根据流体特性及流体运动情况，以理论力学中的平衡条件、动能定理和动量定理等为指导进行分析推导出来的。

连续性方程和伯诺里方程主要用来解决一维流动断面上的流速和压强计算问题，而动量方程则能比较方便的计算流体和固体的相互作用力问题。

第六章 量纲分析和相似原理

1.本章的主要内容是流体流动的相似原理，它是进行流体流动模型实验理论根据。而流体力学实验，却是为了解流体力学现象，验证流体力学假说，进而促进流体力学发展的一种重要手段。所以相似性原理对于解决流体工程问题具有重要意义。

2.本章讲述了两种流动相似的必要和充分条件是几何相似，运动相似以及动力相似。

几何相似是指两种流动几何尺寸及形状方面相似，表征这种相似关系的尺寸

比例尺，称为几何比例常数。

运动相似是指两种流动的运动要素方面的相似，相应地可得时间比例常数，速度比例常数。进而得到加速比例常数。

动力相似是指两种流动的流体质点受力方面的相似，力的比例常数

，其中及可以是重力、压力、粘性力、弹性力及惯性力等，在特殊情况下也可以是表面张力。

3.本章也讲述了相似准数：雷诺数，弗劳德数，欧拉数及马赫数等。在进行m P L L L =λυλλλL T =T L λλλυ=L a λλλυ2=m P F F F =λP F m F

模型设计和实验时，首先需要找出起主导作用的力，并选用相对应的相似准数，然后按相似准数来计算欲求的有关参数。因此，要理解和掌握这些准数的意义和用法。

4.因次分析法是研究和解决流体力学问题中很简练而又非常重要的一种数学方法。用因次分析解决流体力学问题，有两种常见的方法，一是雷利因次分析法，另一则是布金汉法，也就是定理法。这两种方法大家都要好好掌握。

第七章 流体阻力和能量损失

1.沿程阻力和沿程损失

在边壁沿程不变的管段上，流速也基本上是沿程不变的。这时的流动阻力，只有流体与壁面以及流体内存在的沿程不变的切应力（摩擦力）。这种沿程的摩擦阻力，称为沿程阻力。为克服这种沿程阻力而引起的能量损失，称为沿程损失。单位重量流体的沿程损失，用

表示。 2.局部阻力与局部损失

流体流经边壁条件急剧变化的区域时，由于出现了旋涡区或速度分布的变化，流体的流动受到阻碍和影响。这种由于管道中局部结构变化所引起的流动阻力称为局部阻力。为克服这种局部阻力而造成的能量损失，称为局部损失。单位重量流体的局部损失，用

表示。

3.层流和紊流

当实验管内流动速度小于某一确定值时，液体是作有规则的层状或流束运动，液体质点互不干扰地前进。流体的这种运动称为层流运动，当流动速度大于某有确定值时，液体质点有规则的运动被破坏，流体质点具有横向脉动，引起层流间质点的相互交换，因而交错混杂地向前运动。流体的这种运动称为紊流运动，简称紊流。

4.流动状态判别准则——临界雷诺数

层流和紊流的沿程损失规律不同，因此判别流动状态是进行水力计算的前提。但是，直接用临界速度来判断流动状态并不方便，因为临界速度本身是随着管道尺寸和流体种类改变的。雷诺等人曾对不同直径的圆管和多种液体进行实验，发

现流动状态不仅和流速有关，还和管道直径、流体的动力粘性系数和密度有关，亦即影响流动状态的因素共有四个：。若流动原来处于

πf h j h υd μρρμυ、、、d

层流状态，其中的越大，越易变成紊流。而越大，越不易变成紊流。雷诺将以上四个因素组合成一个无因次数。叫雷诺数，用

表示

流体在一定的管道中以一定流速流动，必然可以计算出相应的

数。显然数越大流动越容易成紊流；

越小越不容易成紊流。对应临界流速的雷诺数称为临界雷诺数，以表示，实验证明，尽管不同条件下临界速度不同，但对于任何管径和任何流速，它们的临界雷诺数都是相同的，其值为2320，即

这个临界雷诺数是指对应于下临界速度时的雷诺数，因为它是个固定不变的值，故把作为判别流动状态的准则，即

层流 紊流

5.流动状态与沿程损失的关系

由实验可知：

（1）当流体作层流运动时，

； （2）当流体作紊流运动时，。

6.紊流时的脉动现象和时均化概念

在紊流时，流体质点的运动参数具有脉动性质，我们可以把它分解为时均流动和脉动流动两种流动的叠加，而后者的时均值均为零。如以压强

为例

其中

工程计算或测定紊流参数值等时，一般并不介意个别瞬时的参

数波动情况，而只注意确定一定时段内的平均值。时均值虽然是人为的假设，但ρυ、、d μe R μρυd R e =e R e R e R K υKP e R K υ2320

==μρυd R K KP e KP e R 2320<=ν

υd R KP e 2320>=νυd

R KP e 0.1υ?=K h f 275.1～υ?=K h f p p p p '+=??='=0

0dt p T pdt

p T τυ、、、p Q

它是接近实际的，是舍弃了次要随机部分的真实参数。引用时均紊流概念是一种简易的工程处理方法。

但紊流时均化的概念掩盖了紊流运动的实质，在研究切应力的分布、水头损失和断面上的流速分布规律时，要考虑因质点相互混杂而产生的影响，时均值的概念就无法采用了。

7.流动阻力和能量损失的主要公式

（1）流体的沿程损失

（2）流体的局部损失

（3）整个管路总的水头损失

（4）雷诺数

（5）均匀流方程式

或

8.紊流的沿程损失

流体运动状态直接影响到流体运动的阻力规律和沿程损失规律，由于紊流的阻力比层流大得多，故紊流时的沿程损失比层流大得多。从形式上来看，紊流和

层流沿程损失的计算公式是相同的，都是

，式中称沿程阻力系数，在层流状态下，只是雷诺数的函数，对于水；对于油。

在紊流状态下，是雷诺数和相对粗糙数的函数，即

。 g d l h f 22

υλ??=g h j j 22υξ?=∑∑+=j f w h h h μρυνυd d

R e ==R l h f γτ?=

i R l h R f

??=??=γγτg d l h f 22

υλ??=λλe R e R 64=λe R 8075～=λλe R d ε），（d R f e ελ=

9.计算公式的选择

沿程阻力系数值是由经验公式计算得来的，在选用的计算公式时，必须根据雷诺数

所在的区域范围来确定。五个区域的雷诺数的范围及值的计算公式为

Ⅰ.层流区

Ⅱ.过渡区

Ⅲ.光滑区 Ⅳ.光滑过渡区

Ⅴ.紊流粗糙区

局部损失和沿程损失的计算式相似，都是用速度水头的某一倍数来表示，即，其中称为局部损失系数。的值可以从表7—3中查出。局部

阻力系数与等值长度的关系为

第八章 不可压缩流体的管道流动

本章主要内容是运用流体运动的基本规律，研究管路的水力计算问题，具体内容包括有简单管路、串联管路、并联管路和分叉管路的水力计算问题

在工程实际中，经常遇到管路的水力计算问题。管道长度、管道直径、所需水头H 或水头损失

以及流量等是管路计算中的主要参数。

λλλe R e R λe e R 64,2320R =<λ40002320<

3164.0,)(8.594000e

e R R =<<λεγ20780)][lg(42

.1),(382)(8.59ελεγλεγd R R e e ?=?<<2

)lg 274.1(1

,)(382εγλεγλ+=

λξλξ==或l d w h Q

流体力学与流体机械习题参考答案

高 等 学 校 教 学 用 书 流体力学与流体机械 习题参考答案 主讲：陈庆光 中国矿业大学出版社 张景松编.流体力学与流体机械, 徐州：中国矿业大学出版社，（重印） 删掉的题目：1-14、2-6、2-9、2-11、2-17、3-10、3-19、4-5、4-13 《流体力学与流体机械之流体力学》 第一章 流体及其物理性质 1-8 3m 的容器中装满了油。已知油的重量为12591N 。求油的重度γ和密度ρ。 解：312591856.5kg/m 9.8 1.5 m V ρ= ==?；38394N/m g γρ== 1-11 面积20.5m A =的平板水平放在厚度10mm h =的油膜上。用 4.8N F =的水平力拉它以0.8m/s U =速度移动（图1-6）。若油的密度3856kg/m ρ=。求油的动力粘度和运动粘度。 解：29.6N/m F A τ==，U h τμ=， 所以，0.12Pa s h U τμ==g ，42/0.12/856 1.410m /s νμρ-===? 1-12 重量20N G =、面积20.12m A =的平板置于斜面上。其间充满粘度0.65Pa s μ=g 的油液（图1-7）。当油液厚度8mm h =时。问匀速下滑时平板的速度是多少。 解：sin 20 6.84F G N ==o ，57Pa s F A τ==g ， 因为U h τμ =，所以570.0080.7m/s 0.65h U τμ?=== 1-13 直径50mm d =的轴颈同心地在50.1mm D =的轴承中转动（图1-8）。间隙中润滑油的粘度0.45Pa s μ=g 。 当转速950r/min n =时，求因油膜摩擦而附加的阻

流体力学题库选择题

考生答题记录——第1章选择题（3题） 返回 [答题记录] 列表本套单元测试共 3 题，共 6 分。答题得分：6分 【题型：单选】【分数：2分】 [1] 下列各力中，属于质量力的是 得 2分 分： 答：A A 重力 B 摩擦力 C 压力 D 雷诺应力 【题型：单选】【分数：2分】 [2] 水的动力粘度随温度的升高 得 2分 分： 答：B A 增大 B 减小 C 不变 D 不确定 【题型：单选】【分数：2分】 [3] 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是 得 2分 分： 答：C A 剪应力和压强 B 剪应力和剪切变形 C 剪应力和剪切变形速度 D 剪应力和流速 考生答题记录——第2章选择题（6题）

返回 [答题记录] 列表本套单元测试共 6 题，共 12 分。答题得分：12分 【题型：单选】【分数：2分】 [1] 流体静压强的作用方向为 得 2分 分： 答：D A 平行受压面 B 垂直受压面 C 指向受压面 D 垂直指向受压面 【题型：单选】【分数：2分】 [2] 静止的水中存在 得 2分 分： 答：C A 拉应力 B 切应力 C 压应力 D 压应力和切应力 【题型：单选】【分数：2分】 [3] 露天水池，水深10m处的相对压强是 得 2分 分： 答：C A 9.8kPa B 49kPa C 98kPa D 198kPa 【题型：单选】【分数：2分】

[4] 某点的真空度为60000Pa，当地大气压为0.1MPa，该点的绝对压强为 得 2分 分： 答：A A 40000Pa B 60000Pa C 100000Pa D 160000Pa 【题型：单选】【分数：2分】 [5] 垂直放置的矩形平板挡水，水深2m，水宽5m，平板所受静水总压力为 得 2分 分： 答：C A 9.8kN B 49kN C 98kN D 196kN 【题型：单选】【分数：2分】 [6] 金属压力表的读值是 得 2分 分： 答：B A 绝对压强 B 相对压强 C 绝对压强加当地大气压 D 相对压强加当地大气压 考生答题记录——第3章选择题（8题） 返回 [答题记录] 列表本套单元测试共 8 题，共 16 分。答题得分：16分 【题型：单选】【分数：2分】

流体力学泵与风机期末试卷与答案

《流体力学泵与风机》期末考试试卷参考答案 一、判断题（本大题共 10 小题，每小题1 分，共 10 分） 1．没有粘性的流体是实际流体。 错 (1分) 2．在静止、同种、不连续流体中，水平面就是等压面。如果不同时满足这三个条件，水 平面就不是等压面。错 (1分) 3．水箱中的水经变径管流出，若水箱水位保持不变，当阀门开度一定时，水流是非恒定流动。 错 (1分) 4．紊流运动愈强烈，雷诺数愈大，层流边层就愈厚。错 (1分) 5．Q 1=Q 2是恒定流可压缩流体总流连续性方程。错 (1分) 6．水泵的扬程就是指它的提水高度。错 (1分) 7．流线是光滑的曲线，不能是折线，流线之间可以相交。错 (1分) 8．一变直径管段，A 断面直径是B 断面直径的2倍，则B 断面的流速是A 断面流速的4倍。 对 (1分) 9．弯管曲率半径Rc 与管径d 之比愈大，则弯管的局部损失系数愈大。错 (1分) 10．随流动雷诺数增大，管流壁面粘性底层的厚度也愈大。错 (1分) 二、填空题（本大题共 4小题，每小题 3 分，共 12 分） 11．流体力学中三个主要力学模型是（1）连续介质模型（2）不可压缩流体力学模型（3）无粘性流体力学模型。 (3分) 12．均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。 (3分) 13．正方形形断面管道(边长为a)，其水力半径R 等于4a R =，当量直径de 等于a d e = ( 3分) 14．并联管路总的综合阻力系数S 与各分支管综合阻力系数的关系为 3 211 111s s s s + +=。管嘴与孔口比较,如果水头H 和直径d 相同，其流速比V 孔口/V 管嘴等于82 .097 .0=,流量比Q 孔口 /Q 管嘴 等于 82 .060 .0= 。 (3分) 三、简答题（本大题共 4小题，每小题 3分，共 15 分） 15．什么是牛顿流体？什么是非牛顿流体？ 满足牛顿内摩擦定律的流体为牛顿流体,反之为非牛顿流体。 （3分） 16．流体静压强的特性是什么？ 流体静压强的方向垂直于静压面，并且指向内法线，流体静压腔的大小与作用面的方位无关，只于该点的位置有关。 （3分） 17．什么可压缩流体？什么是不可压缩流体？ 流体的压缩性和热胀性很小，密度可视为常数的液体为不可压缩流体，反之为可压缩流体。（3分） 18．什么是力学相似？

流体力学与流体机械习题参考答案

高等学校教学用书 流体力学与流体机械 习题参考答案 主讲：陈庆光 中国矿业大学出版社 张景松编.流体力学与流体机械, 徐州：中国矿业大学出版社，2001.6（2005.1重印）

删掉的题目：1-14、2-6、2-9、2-11、2-17、3-10、3-19、4-5、4-13 《流体力学与流体机械之流体力学》 第一章 流体及其物理性质 1-8 1.53m 的容器中装满了油。已知油的重量为12591N 。求油的重度γ和密度ρ。 解：312591 856.5kg/m 9.8 1.5 m V ρ= ==?；38394N/m g γρ== 1-11 面积20.5m A =的平板水平放在厚度10mm h =的油膜上。用 4.8N F =的水平力拉它以0.8m/s U =速度移动（图1-6）。若油的密度3856kg/m ρ=。求油的动力粘度和运动粘度。 解：29.6N/m F A τ= =，U h τμ=， 所以，0.12Pa s h U τμ==g ，42/0.12/856 1.410m /s νμρ-===? 1-12 重量20N G =、面积20.12m A =的平板置于斜面上。其间充满粘度0.65Pa s μ=g 的油液（图1-7）。当油液厚度8mm h =时。问匀速下滑时平板的速度是多少。

解：sin 20 6.84F G N ==o ，57Pa s F A τ==g ， 因为U h τμ =，所以570.0080.7m/s 0.65h U τμ?=== 1-13 直径50mm d =的轴颈同心地在50.1mm D =的轴承中转动（图1-8）。间隙中润滑油的粘度0.45Pa s μ=g 。当转速950r/min n =时，求因油膜摩擦而附加的阻力矩M 。 解：将接触面沿圆柱展开，可得接触面的面积为： 20.050.10.016m A dL ππ==??= 接触面上的相对速度为：2 2.49m/s 2260d d n u πω=== 接触面间的距离为：0.05mm 2D d δ-== 接触面之间的作用力：358.44N du F A A dy u δ μμ=== 则油膜的附加阻力矩为：8.9N m 2 d M F ==g 1-14 直径为D 的圆盘水平地放在厚度为h 的油膜上。当驱动圆盘以转速n 旋转时，试证明油的动力粘度μ与驱动力矩M 的关系为： 24 960hM nD μπ= 证明：26030n n ππω= = ，30 nr v r πω== 2dA rdr π=，2215v nr dr dF dA h h μπμ== ，2315nr dr dM dFr h μπ== /2 2324 15960D nr dr nD h M h μπμπ= =? 所以：24 960hM nD μπ=

流体力学与流体机械习题参考答案

高等学校教学用书 流体力学与流体机械 习题参考答案 主讲：陈庆光 中国矿业大学出版社 张景松编 . 流体力学与流体机械 , 徐州：中国矿业大学出版社， （重印） 删掉的题目： 1-14 、2-6 、 2-9 、 2-11 、2-17、3-10、3-19、4-5、4-13 《流体力学与流体机械之流体力学》 第一章 流体及其物理性质 m 3 的容器中装满了油。已知油的重量为 12591N 。求油的重度 和密度 度是多少 1-8 解： 12591 856.5kg/m 3 ； 9.8 1.5 3 g 8394N/m 3 1-11 面积 A 0.5m 2 的平板水平放在厚度 h 10mm 的油膜上。用 F 4.8N 的水 平力拉它以 U 0.8m/s 速度移动（图 1-6 ）。若油的密度 856kg/m 3 。求油的动 力粘度和运动粘度。 解： F 9.6N/m 2 ， A U h 0.12Pags ， 所以， U ， h ， / 0.12 /856 1.4 10 4m 2/s 1-12 重量 G 20N 、 面积 A 0.12m 2 的 平板置于 斜面 上。其间 充满 粘度 0.65Pags 的油液（图 1-7）。 当油液厚度 h 8mm 时。问匀速下滑时平板的速 解： F G sin 20o 6.84N ， F A 57Pags ， 因为 U ，所以 U h 57 0.008 h 0.65 0.7m/s 1- 13 直径 d 50mm 的轴颈同心地在 D 50.1mm 的轴承中转动（图 1-8 ）。间隙 中润滑油的粘度 0.45Pags 。当转速 n 950r/min 时，求因油膜摩擦而附加的阻

工程流体力学复习题库汇编

一、 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。 （ ） 二、 填空题。 1、1mmH 2O= 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。 5、流量Q1和Q2，阻抗为S1和S2的两管路并联，则并联后总管路的流量Q 为 ，总阻抗S 为 。串联后总管路的流量Q 为 ，总阻抗S 为 。 6、流体紊流运动的特征是 ，处理方法是 。 7、流体在管道中流动时，流动阻力包括 和 。 8、流体微团的基本运动形式有： 、 和 。 9、马赫数气体动力学中一个重要的无因次数，他反映了 与 的相对比值。 10、稳定流动的流线与迹线 。 11、理想流体伯努力方程=++g 2u r p z 2常数中，其中r p z +称为 水头。 12、一切平面流动的流场，无论是有旋流动或是无旋流动都存在 ，因而一切平面流动都存 在 ，但是，只有无旋流动才存在 。 13、雷诺数之所以能判别 ，是因为它反映了 和 的对比关系。 14、流体的主要力学性质有 、 、 、 和 。 15、毕托管是广泛应用于测量 和 一种仪器。 16、流体的力学模型按粘性是否作用分为 和 。作用与液上的力包 括 ， 。 17、力学相似的三个方面包括 、 与 。 18、流体的力学模型是 模型。 19、理想气体伯努力方程2 u z -z p 2 g 21ργγα+ -+））（（中，） ）（（g 21z -z p γγα-+称 ， 称全压， 称总压。 20、紊流射流的动力特征是 。 21、流体的牛顿内摩擦定律的表达式 ，u 的单位为 。 22、浓差或温差射流的热力特征是 。 23、流体微团的运动是由 运动， 运动， 运动和 运动四种 基本运动形式符合而成。 24、几何相似是力学相似的 ，运动相似是模型实验的 ，动力相似是运动相似

流体力学泵与风机期末复习重点总结

第一章绪论 作用在流体上的力 1kgf=9.807N 力作用方式的不同分为质量力和表面力。 质量力：作用在流体的每一个质点上的力。单位质量力f 或（X,Y,Z ）N ╱kg 表面力：作用在流体某一面积上且与受力面积成正比的力。又称面积力，接触力。 表面力 单位N ╱㎡，Pa 流体的主要力学性质 流体都要发生不断变形，各质点间发生不断的相对运动。 液体的粘滞性随温度的升高而减小。 气体的粘滞性随温度的升高而增大。 黏度影响（流体种类，温度，压强） 压缩系数：单位体积流体的体积对压力的变化率。○ 流体的力学模型 将流体视为“连续介质”。 无粘性流体。 不可压缩流体。以上三个是主要力学模型。 第二章流体静力学 流体静压力：作用在某一面积上的总压力。 流体静压强：作用在某一面积上的平均或某一点的压强。 流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。 在静止或相对静止的流体中，任一点的流体静压强的大小与作用面的方向无关，只与该点的位置有关。 静止流体质量力只有重力。 水平面是等压面。 水静压强等值传递的帕斯卡定律：静止液体任一边界面上压强的变化，将等值地传到其他各点（只要原有的静止状态不被破坏）。 自由面是大气和液体的分界面。 分界面既是水平面又是等压面。 液体静压强分布规律只适用于静止、同种，连续液体。 静止非均质流体的水平面是等压面，等密面和等温面。 静止气体充满的空间各点压强相等。 平面上的液体压力 水静压力的方向是沿着受压面的内法线方向。 作用于受压平面上的水静压力，只与受压面积A ，液体容重γ及形心的淹没深度h c 有关。 作用于平面的水静压力数值上等于压强分布图形的体积。 曲面上的液体压力 压力体：受压曲面与其在自由面投影面积之间的柱体。 垂直于表面的法向力（P ） 平行于表面的切向力（T ）

流体力学选择题库资料

《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 =。 pρ 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。

(完整word版)流体力学与流体机械习题(含答案)参考答案

高等学校教学用书 主讲：张明辉

中国矿业大学出版社 张景松编.流体力学与流体机械, 徐州：中国矿业大学出版社，2001.6 （2005.1重印） 删掉的题目：1-14、2-6、2-9、2-11、2-17、3-10、3-19、4-5、4-13 《流体力学与流体机械之流体力学》 第一章 流体及其物理性质 1-8 1.53m 的容器中装满了油。已知油的重量为12591N 。求油的重度γ和密度ρ。 解：312591 856.5kg/m 9.8 1.5 m V ρ= ==?；38394N/m g γρ== 1-11 面积20.5m A =的平板水平放在厚度10mm h =的油膜上。用平力拉它以0.8m/s U =速度移动（图1-6）。若油的密度3856kg/m ρ=。求油的动力粘度和运动粘度。 解：29.6N/m F A τ= =，U h τμ=， 所以，0.12Pa s h U τμ==g ，42/0.12/856 1.410m /s νμρ-===? 1-12 重量20N G =、面积20.12m A =的平板置于斜面上。其间充满粘度 0.65Pa s μ=g 的油液（图1-7）。当油液厚度8mm h =时。问匀速下滑时平板的速度是多少。

解：sin 20 6.84F G N ==o ，57Pa s F A τ==g ， 因为U h τμ =，所以570.0080.7m/s 0.65h U τμ?=== 1-13 直径50mm d =的轴颈同心地在50.1mm D =的轴承中转动（图1-8）。间隙中润滑油的粘度0.45Pa s μ=g 。当转速950r/min n =时，求因油膜摩擦而附加的阻力矩M 。 解：将接触面沿圆柱展开，可得接触面的面积为： 20.050.10.016m A dL ππ==??= 接触面上的相对速度为：2 2.49m/s 2260d d n u πω=== 接触面间的距离为：0.05mm 2D d δ-== 接触面之间的作用力：358.44N du F A A dy u δ μμ=== 则油膜的附加阻力矩为：8.9N m 2 d M F ==g 1-14 直径为D 的圆盘水平地放在厚度为h 的油膜上。当驱动圆盘以转速n 旋转时，试证明油的动力粘度μ与驱动力矩M 的关系为： 24 960hM nD μπ= 证明：26030n n ππω= = ，30 nr v r πω==

《流体力学与流体机械》试题库(1)

《流体力学与流体机械》试题库（一） 一、选择题（每小题2分，共30分） 1、小切应力作用于静止流体时，流体（ ） A.粘度大时仍可保持静止 B.即刻开始流动 C.在过一定时间后才开始流动 D.是否流动还要看其他条件。 2、流体处于平衡状态的必要条件是（ ） A.流体无粘性 B.流体粘度大 C.体积力有势 D.流体正压 3、当某点处存在真空时，该点的压强不可能的情况是（ ） A.绝对压强为正值. B.相对压强为正值。 C.绝对压强小于当地大气压强。 D.相对压强为负值。 4、静水中斜置平面壁的形心淹深h c 与压力中心淹深h D 的关系为（ ） A.h c >h D B.h c =h D C .h c

流体力学题库

名词解释 1.粘性：在外力作用下，流体微元间出现相对运动时，随之产生阻抗相对运动的摩擦力 2.压缩系数：在一定温度下，密度的变化率与压强的变化成正比 3.膨胀系数：在一定压强下，体积的变化率与温度的变化成正比 4.表面力：通常是指液体与气体交界面上的应力（ 单位长度所受拉力（N/m) ） 5.接触角：当液体与固体壁面接触时, 在液体,固体壁面作液体表面的切面, 此切面与固体壁在液体部所夹部分的角度θ称为接触角, 当θ为锐角时, 液体润湿固体, 当θ为钝角时, 液体不润湿固体。 6.时变导数：固定点物理量A随时间变化率，反映流场的不定常性。 7.位变导数：不同位置上物理量的差异引起的变化率，反映流场的不均匀性 8.流管：在液流中取一封闭的曲线,通过这一封闭曲线上每一点可以引出一条流线，这些流线形成一个封闭的管状体，称为流管。 9.总流：过流断面为有限大小的流束，它由无数元流构成 10.涡管：在给定瞬时，在涡量场中取一不是涡线得封闭曲线，通过曲线上每点做涡线，这些涡线形成一个管状表面，称为涡管，涡管中充满着做旋转运动的流体。 11.漩涡强度：面积dA，dA上流体质点的旋转角速度向量为ω，n为dA的法线方向，微元面积上的漩涡强度用dI表示，公式为： 对整个表面积A积分，总的漩涡强度为： 12.速度环量：假定某一瞬时，流场中每一点的速度是已知的，AB曲线上任一点的速度为V，在该曲线上取一微元段ds，V与ds之间的夹角为α，则称dГ=V·ds=V cos αds为沿微元线段ds上的环量。

简答题 拉格朗日法与欧拉法的区别与联系： 区别：拉格朗日法是以研究单个流体质点运动过程作为基础,综合所有质点的运动,构成整个流体的运动.——质点法 欧拉法是以流体质点流经流场中各空间点的运动即以流场作为描述对象研究流动的方法.——流场法 它不直接追究质点的运动过程,而是以充满运动液体质点的空间——流场为对象. 联系：拉格朗日法和欧拉法只不过是描述流体运动的两种不同的方法，本质上是一样的。对于某一流体问题，既可用拉格朗日法描述，也可以用欧拉法描述，但欧拉法的应用较为广泛。 动量矫正系数与动能矫正系数： 动能矫正系数是过流断面流体流动的真实速度所表示的动能与过流断面平均速度所表示的 动能之比，用字母 表示，即 这说明用过流断面平均速度计算得到的动能要小于用过流断面真实速度计算所得到的动能。 是由于断面上速度分布不均匀引起的，不均匀性越大， 值越大。在工程实际计算中，由于 流速水头本身所占的比例较小，所以一般常取 动量矫正系数：由于流速在断面上呈不均匀分布，当引入断面平均流速时，必然导致动量的实际值与平均计算值间的差异，为此提出动量矫正系数，是指单位时间通过断面的实际动量与单位时间以相应的断面平均流速通过的动量的比值，在渐变流中，α的值为 1.02～1.05 （常采用α =1.0）。 恒定与非恒定流： 以时间为标准，若各空间点上的流动参数（速度、压强、密度等）皆不随时间变化，这样的流动是恒定流。在流体运动方程中表现为所有运动要素A 都满足 当流场液体质点通过空间点的运动要素不仅随空间位置而变、而且随时间而变，这种流动成 为非恒定流。在流体运动方程中表现为 均匀与非均匀流： 如果流动过程中运动要素不随坐标位置（流程）而变化，水流流线为相互平行的直线时，该水流称为均匀流。在流体运动方程中表现为 均匀流的特性：（1）均匀流的流线彼此是平行的直线，其过流断面为平面，且过流断面的形状和尺寸沿程不变。（2）均匀流中，同一流线上不同点的流速应相等，从而各过流断面上的流速分布相同，断面平均流速相等，即流速沿程不变。（3）均匀流过流断面上的动水压强分布规律与静水压强分布规律相同，即在同一过流断面上各点测压管水头为一常数。 流体的流速大小及方向沿程不断变化，水流的流线不是互相平行的直线，该水流称为非均匀流。这包括两个方面，流线虽互相平行但不是直线（如管径不变的弯管中的水流），或流线虽是直线但不互相平行（如管径呈缓慢均匀扩散或收缩的渐变管中的水流）。在流体运动方程中表现为 0=??t A ≠??t A ()0 =??A u ()0 ≠??A u 13122>?+=? A dA u A v αα1 =αα

工程流体力学试题库

六、根据题目要求解答下列各题 1、图示圆弧形闸门AB(1/4圆), A 点以上的水深H ＝1.2m ，闸门宽B =4m ，圆弧形闸门半径R =1m ，水面均为大气压强。确定圆弧形闸门AB 上作用的静水总压力及作用方向。 解：水平分力 P x =p c ×A x =74.48kN 铅垂分力 P y =γ×V=85.65kN, 静水总压力 P 2= P x 2+ P y 2, P=113.50kN, tan = P y /P x =1.15 ∴ =49° 合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。 2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径d ＝0.8m ，长 l =50 m ，两个 30 。 折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系 数λ=0.024，上下游水位差 H =3m 。若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量Q 。 解： 按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道的计算断面建立能量方程 g v R l h H w 2)4(2 ∑+==ξλ 计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数 9.10.15.022.0 , m 2.04/=++?==== ∑ξχ d A R 将参数代入上式计算，可以求解得到 /s m 091.2 , m /s 16.4 3 ===∴ vA Q v 即倒虹吸管通过的流量为2.091m 3/s 。 3、某水平管路直径d 1=7.5cm ，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径d 2=2.0cm 。用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p =49kN /m 2，管路流速v 1=0.706m/s 。求水流对喷嘴的水平作用力F (可取动量校正系数为1) 解：列喷嘴进口断面1—1和喷嘴出口断面2—2的连续方程：

《流体力学与流体机械》试题库(7)

《流体力学与流体机械》试题库（七） 一、选择题（每小题2分，共20分） 1、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 2、压力表的读值是（ ） A ．绝对压强 B ．绝对压强减去当地大气压 C ．绝对压强加当地大气压 D ．当地大气压减去绝对压强。 3、若流动是一个坐标量的函数，又是时间t 的函数，则流动为 A ．一元流动； B ．二元流动； C ．一元非恒定流动 D ．一元恒定流动。 4、沿流线成立的伯努利方程的限制条件不包含（ ） A ．不可压缩流体 B ．无粘流体 C ．恒定流动 D ．无旋流动 5、公式gRJ ρτ=适用于（ ） A ．均匀流； B ．急变流 C ．层流 D ．紊流 6、圆管内满流时，管道的几何直径d 与水流的水力半径R 的关系为（ ） A. d=R B. d=2R C . d=4R D. d=8R 7、速度势函数存在于（ ）流动中。 A ．不可压缩流体 B ．平面连续 C ．所有无旋 D ．任意平面 8、在安排管道阀门阻力试验时，首先考虑要满足的相似准则是（ ） A .雷诺数Re B.弗鲁德数Fr C.斯特罗哈数St D.欧拉数Eu 9、水泵的几个性能参数之间的关系是在( )一定的情况下，其他各参数随Q 变化而变化， 水泵厂通常用特性曲线表示。 A ．N B. H C ．η D ．n 10、不同叶型对风机的影响是不同的，下列说法中不正确的是（ ） A ．前向叶型时，β2>900 B ．前向叶型的风机容易超载。 C ．前向叶型的风机效率高。 D ．前向叶型的风机能获得更大的理论扬程。

流体力学作业题库及答案..

第一章绪论 思考题 1- 1何谓流体连续介质模型？含有气泡的液体是否适用连续介质模型？ 答： 所谓流体的连续介质模型，即把流体视为没有间隙地由流体质点充满它所占据的整个空 间的一种连续介质其物理性质和物理量也是连续的。 若气泡相对于液体而言可以看作孤立的点的话， 则含有气泡的液体可以适用连续介质模 型。 习题1 1-3如题图所示，设平行板间隙为 0.5mm ，中间充满液体，上板以 U = 0.25m/s 的速度 平移，施于单位面积的力为 2Pa ,试求液体的粘度为多少？ 解： F A 液体粘度 1-4求题图所示的轴与轴套之间的流体粘度。 解： F du A dy A dL FY dLU 第二章流体静力学 习题2 2-5用多管水银测压计测压，，题图中标高的单位为 m ,试求水面的压强 p o 。 解： P A P 0 水 g(3.0m 1.4m) P A P B 汞 g(2.5m 1.4m) P B P C 水 g(2.5m 1.2 m) P C P D 汞 g(2.3m 1.2m) P D 0 pa du U dy Y 3 FY 2 0.5 10 4 10 3Pa s AU 0.25 8.34 0.2 10 3 6 0.0648Pa s 3.14 (120 140) 10 0.493

2-9 —盛水的敞口容器作加速运动，试求下列两种情况下容器内静压强的分布规律: (1) P0汞g 2.2m 水g5 2.9m 133416 2.2 9800 2.9 2.65 10 Pa

自由降落; 解： （2） 以等加速度a 向上运动。 p P 0 (g a si n )h （1） 90 ,相对压强P 0 P 0 （2） 90 ,绝对压强P 0 P a P P a h(g a) 2- 12试求开启题图所示水闸闸门所需的单 宽拉力 F 。不计闸门自重及转轴摩擦力。 解： 闸门所受的单宽静压力 F 1 b 一2—9800[3 (3 2)] 1 2 二 2 4 9.05 10 N F i 作用点 y c 匹 h1 2(h1 h2) 1.25m 3si n60 h (h 1 h 2) F 1 y c F 2 理，F 2 F cos60 所求拉力 F 98.05kN sin60 2-16试定性绘出题图中各 ABC 曲面的压力体图。 答： h 2 2si n60 g[hi (h i h 2)] b C

流体力学泵与风机_课后题答案详解

流体力学泵与风机部分习题答案 2-15 解：（1）当1γ为空气 21p p = ()A B p h z p =++γ ()h z p p p B A +=-=?γ 3.01000 8.9??= k p a pa 94.22940== （2）当1γ为油 31p p = ()z H h p p A +++=γ1 ()H h p p B γγ++=13 H h z H h p p p p p B A γγγγγ--+++-=-=?131 h z h 1γγγ-+= 1.09000 2.010008.91.010008.9?-??+??= k p a pa 04.22040== 2-16 解：21p p = ()211h h H p p M +++=水γ 212h h p p a 汞油γγ++= ()2121h h p h h H p a M 汞油水γγγ++=+++ ()2.010008.96.1378502.05.110008.998011???+?=++??+-h h 26656785098002.098005.1980098011+=+?+?+-h h 1960147009802665619501--+=h m h 63.51= 2-28 解：()21h h p -=γ

() () () b h h h b h h h h P 0 2210 212145 sin 45 sin 21-+--= γγ ()() 145 sin 22310008.9145 sin 232310008.92 10 ?-??+?-? -???= kN N 65.343465022 510008.9==? ?= () () ()P bl h h h bl h h h h l D D D 2 22110 212145 sin 45 sin 2 1-+--=γγ m 45.22 2 510008.92 22210008.923 22 210008.9=? ????+? ? ?= 2-32 解：b h h b h h P 0 22 21 45 sin 2 145 sin γγ+ = 22 22210008.92 122 22110008.9?? ???+ ????= kN N 8576.1106.1108572810008.9==??= P h h b h h h h b h h l D 0 2102202102145sin 3245sin 2145sin 245sin ? ?? ?? ++??? ??+=γγ 2810008.92 3 72410008.9222410008.9??? ??+???= 2613= 267 22613=-=p l T P G l T l P l G ?=?+? 226 72810008.9162.19?=???+?T kN T 31.1013 4.27481.9=+ = 2-41 解：245sin 0 =?=r h b h h P x ?? ??=2 1γ 421221000 8.9?? ? ??=

流体力学与流体机械习题参考答案

~ 高等学校教学用书 》 流体力学与流体机械习题参考答案 : 主讲：张明辉 中国矿业大学出版社 &

张景松编.流体力学与流体机械, 徐州：中国矿业大学出版社，（重印） 删掉的题目：1-14、2-6、2-9、2-11、2-17、3-10、3-19、4-5、4-13 《流体力学与流体机械之流体力学》 第一章 流体及其物理性质 1-8 3m 的容器中装满了油。已知油的重量为12591N 。求油的重度γ和密度ρ。 解：312591 856.5kg/m 9.8 1.5 m V ρ= ==?；38394N/m g γρ== 1-11 面积20.5m A =的平板水平放在厚度10mm h =的油膜上。用 4.8N F =的水平力拉它以0.8m/s U =速度移动（图1-6）。若油的密度3856kg/m ρ=。求油的动力粘度和运动粘度。 . 解：29.6N/m F A τ= =，U h τμ=， 所以，0.12Pa s h U τμ==，42/0.12/856 1.410m /s νμρ-===? 1-12 重量20N G =、面积20.12m A =的平板置于斜面上。其间充满粘度0.65Pa s μ=的油液（图1-7）。当油液厚度8mm h =时。问匀速下滑时平板的速度是多少。

解：sin 20 6.84F G N ==，57Pa s F A τ==， 因为U h τμ =，所以570.0080.7m/s 0.65h U τμ?=== 1-13 直径50mm d =的轴颈同心地在50.1mm D =的轴承中转动（图1-8）。间隙中润滑油的粘度0.45Pa s μ=。当转速950r/min n =时，求因油膜摩擦而附加的阻力矩M 。 / 解：将接触面沿圆柱展开，可得接触面的面积为： 20.050.10.016m A dL ππ==??= 接触面上的相对速度为：2 2.49m/s 2260d d n u πω=== 接触面间的距离为：0.05mm 2D d δ-== 接触面之间的作用力：358.44N du F A A dy u δ μμ=== 则油膜的附加阻力矩为：8.9N m 2 d M F == 1-14 直径为D 的圆盘水平地放在厚度为h 的油膜上。当驱动圆盘以转速n 旋转时，试证明油的动力粘度μ与驱动力矩M 的关系为： — 24 960hM nD μπ= 证明：26030n n ππω==，30 nr v r πω== 2dA rdr π=，2215v nr dr dF dA h h μπμ== ，2315nr dr dM dFr h μπ== /2 2324 15960D nr dr nD h M h μπμπ= =?

流体力学与流体机械大题

3.某流体在管内作层流流动，若体积流量不变，而输送管路的管径增加一倍，求因摩擦损失而引起的压力降有何变化？ 【解】根据伯氏方程：-△p=32uμl/d2以及： (π/4)d12u1=(π/4)d22u2=Vs 已知：d2=2d1 则：u1/u2=d22/d12=(2d1)2/d12=4 即：u2=u1/4 原工况：-△p1=32u1μ1l1/d12 现工况：-△p2=32u2μ2l2/d22 ∵μ2=μ1 l2=l1 u2=u1/4 d2=2d1 将上述各项代入并比较： 现/原:△p2/△p1=[32×(1/4)u1×μ2×l2/(2d1)2 ]/ [32×u1×μ1×l1/d12]=1/16 因摩擦而引起的压降只有原来的1/16 5.某厂如图所示的输液系统将某种料液由敞口高位槽A输送至一敞口搅拌反应槽B中,输液管为φ38×2.5mm的铜管,已知料液在管中的流速为u m/s,系统的Σh f=20.6u2/2 [J/kg ],因扩大生产，须再建一套同样的系统, 所用输液管直径不变，而要求的输液量须增加30%,问新系统所设的高位槽的液面需要比原系统增高多少? 【解】∵u1≈0≈u2 p1=p2 于是gZ1=gZ2+Σh f g(Z1-Z2)=Σh f =20.6u2/2 u=[2g(Z2-Z2)/20.6]0.5 =(2×9.81×6/20.6)0.5 =2.39m/s Z1′=Z2+20.6u′2/2g =5+20.6(1.3×2.39)2/(2×9.81) =15.14m 增高为：Z1′-Z1=15.14-11=4.14m 6.用离心泵将水由水槽送至水洗塔中,水洗塔内的表压为9.807×104N/m2,水槽液面恒定,其上方通大气,水槽液面与输送管出口端的垂直距离为20m,在某送液量下,泵对水作的功为31 7.7 J/kg，管内摩擦系数为0.018，吸入和压出管路总长为110m(包括管件及入口的当量长度,但不包括出口的当量长度)输送管尺寸为φ108×4mm,水的密度为1000kg/m3。求输水量为多少m3/h。

流体力学作业题库及答案

第一章 绪论 思考题 1-1 何谓流体连续介质模型？含有气泡的液体是否适用连续介质模型？ 答： 所谓流体的连续介质模型，即把流体视为没有间隙地由流体质点充满它所占据的整个空间的一种连续介质其物理性质和物理量也是连续的。 若气泡相对于液体而言可以看作孤立的点的话，则含有气泡的液体可以适用连续介质模型。 习题1 1-3 如题图所示，设平行板间隙为0.5mm ，中间充满液体，上板以U ＝0.25m/s 的速度平移，施于单位面积的力为2Pa ，试求液体的粘度为多少？ 解： Y U dy du A F μμτ=== 液体粘度s Pa AU FY ??=??==--33 10425 .0105.02μ 1-4 求题图所示的轴与轴套之间的流体粘度。 解： s Pa dLU FY dL A Y U dy du A F ?=??????==?==== --0648.0493 .010)140120(14.3102.034.863 πμπμμτ 第二章 流体静力学 习题2 2-5 用多管水银测压计测压，，题图中标高的单位为m ，试求水面的压强p 0。 解： Pa m g m g p pa p m m g p p m m p p m m g p p m m g p p D D C C B B A A 5001065.29.298002.21334169.22.20) 2.1 3.2()2.15.2(g ) 4.1 5.2()4.10.3(?=?-?=?-?=?????? ?? ??=-+=--=-+=-+=水汞汞水汞水ρρρρρρ

2-9 一盛水的敞口容器作加速运动，试求下列两种情况下容器内静压强的分布规律：（1）自由降落；（2）以等加速度a 向上运动。 解： h a g p p )sin (0αρ++= （1） 0,900=∴=?-=p p 相对压强α （2）) (,900a g h p p p p a a ++=∴=?=ρα绝对压强 2-12 试求开启题图所示水闸闸门所需的单宽拉力F 。不计闸门自重及转轴摩擦力。 解： N b h h h g h b F 42112 11005.91 )]23(3[98002 322 )]([60sin 2?=?++? =?++? = ?Ω=ρ闸门所受的单宽静压力 m h h h h h h h y F c 25.1) () (260sin 321121121=++++??=作用点 kN F F F h F y F c 05.9860cos ,60sin 22 2 1=??=? =所求拉力 2-16 试定性绘出题图中各ABC 曲面的压力体图。 答：