流体力学习题答案
【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
11
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1
β=-=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
=du dy τμ
则 21
=0.980798.07N/m 0.01
u
τμ
δ=?
=
【1-6】已知半径为R 圆管中的流速分布为
2
2=(1)r u c R
-
式中c 为常数。试求管中的切应力τ与r 的关系。
【解】根据牛顿内摩擦定律
du
dr
τμ=-
则 2222[(1)]d r r
c c dr R R
τμμ=--=
【2-1】容器中装有水和空气，求A 、B 、C 和D 各点的表压力？
【解】空气各点压力相同，与空气接触的液面压力即为空气的压力，另外相互连通的同种液体同一高度压力相同，即等压面
3434222
3232()
()()(2)
MA MB MA MC MB MD MC p g h h p p g h h h gh p p gh p p g h h g h h ρρρρρρ=+=-++=-==-=-+=-+
【2-2】如图所示的U 形管中装有水银与水，试求： （1）A 、C 两点的绝对压力及表压力各为多少？ （2）求A 、B 两点的高度差h ？
习题1-6图
习题1-5图
【解】由51.0132510Pa a p =?，33110Kg/m ρ=?w ，
3313.610Kg/m ρ=?H 得
（1） ()0.3
10132510009.80.3104265Pa
ρ=+?=??=ab A a w p p g ＋
0.310009.80.32940Pa
ρ=?=??=MA w p g
()0.30.1
10132598000.3136009.80.1117593Pa
ρρ=+?+?=+?+??=ab C a w H p p g g 0.30.1
98000.3136009.80.116268Pa
ρρ=?+?=?+??=MC w H p g g （2）选取U 形管中水银的最低液面为等压面，则
0.3w H g gh ρρ?= 得 0.310.3
2.2 cm 1
3.6
ρρ??===w
H h 【2-3】在一密闭容器内装有水及油，密度分别为ρw
及ρo ，油层高度为h 1，容器底部装有水银液柱压力计，读数为R ，水银面与液面的高度差为h 2，试导出容器上方空间的压力p 与读数R 的关系式。
【解】选取压力计中水银最低液面为等压面，则
121()o w H p gh g h R h gR ρρρ+++-=
得
121()H o w p gR gh g h R h ρρρ=--+-
【2-4】油罐内装有相对密度为0.7的汽油，为测定油面高度，利用连通器原理，把U 形管内装上相对密度为1.26
的甘油，一端接通油罐顶部空间，一端
接压气管。同时，压力管的另一支引入
油罐底以上的0.4m 处，压气后，当液面有气逸出时，根据U 形管内油面高度差△h =0.7m 来计算油罐内的油深H = ?
【解】选取U 形管中甘油最低液面为等压面，由气体各点压力相等，可知油
题2-3图
题2-4图
罐底以上0.4m 处的油压即为压力管中气体压力，即
00(0.4)go o p g h p g H ρρ+?=+- 得 1.260.7
0.40.4 1.66 m 0.7
go o h H ρρ??=
+=+= 【2-5】图示两水管以U 形压力计相连，A 、B
两点高差1m ，U 形管内装有水银，若读数△h =0.5m ，求A 、B 两点的压力差为多少？
【解】选取U 形管内水银最低液面为等压面，设B 点到水银最高液面的垂直高度为x ，则
(1)()A w H B w p g x g h p g x h ρρρ+++?=++?
得 ()B A w H w p p g g h ρρρ-=+-?
4
10009.8(136001000)9.80.5
7.15410 Pa
=?+-??=?
你的书稿：该处公式先前提一下！
【2-6】图示油罐发油装置，将直径为d 的圆管伸进罐内，端部切成45°角，用盖板盖住，盖板可绕管端上面的铰链旋转，借助绳系上来开启。已知油深H =5m ，圆管直径d =600mm ，油品相对密度0.85，不计盖板重力及铰链的摩擦力，求提升此盖板所需的力的大小？（提示：盖板为椭圆形，要先算出长轴2b 和短轴2a ，就可算出盖板面积A =πab ）。
【解】分析如图，2=
d a
，=b
以盖板上的铰链为支点，根据力矩平
衡，即拉力和液体总压力对铰链的力矩平衡，以及切角成45°可知
T d P L ?=?
其中
30.60.85109.85(3.14216643.2 N
ρρπ=?=?=?????=o o P gH A gH ab
题2-5图
题2-6图
C D C C J L y y y A =-+
=
3
π
ab 0.431 m =
可得 16643.20.431
11955.4 N 0.6
P L T d ??=
== 【2-7】图示一个安全闸门，宽为0.6m ，高
为1.0m 。距底边0.4m 处装有闸门转轴，使之仅
可以绕转轴顺时针方向旋转。不计各处的摩擦力，问门前水深h 为多深时，闸门即可自行打开？
【解】分析如图所示，由公式C
D C C J
y y y A -=可知，水深h 越大，则形心和总压力的作用点间
距离越小，即D 点上移。当D 点刚好位于转轴时，闸门刚好平衡，即0.1m -=D C y y 。
则由 B =0.6m ，H =1m ，可知
3
1120.1m (0.5)12(0.5)
-====-?-C D C C BH J y y y A h BH h 得 1.33m h =
【2-8】有一压力贮油箱（见图），其宽度（垂直于纸面方向）b =2m ，箱内油层厚h 1=1.9m ，密度ρ0=800kg/m 3，油层下有积水，厚度h 2=0.4m ，箱底有一U 型水银压差计，所测之值如图所示，试求作用在半径R =1m 的圆柱面AB 上的总压力（大小和方向）。
【解】分析如图所示，先需确定自由液面，选取水银压差计最低液面为等压面，则
0.5 1.9 1.0H B o w g p g g ρρρ?=+?+?
题2-7图
汞等效自由液面
0.5- 1.9 1.0
136009.80.5-8009.8 1.9-10009.841944(Pa)
ρρρ=??+?=?????=B H o w p g g g 由p B 不为零可知等效自由液面的高度
*41944
5.35 m 8009.8
ρ=
==?B o p h g 曲面水平受力
*()2
1
8009.8(5.35)2
2
91728N
ρρ==+
=??+?=x o C x o P gh A R
g h Rb
曲面垂直受力
2*1()41
8009.8( 3.14 5.35)2
4
96196.8N
ρρπ==+=???+?=Z o o P gV
g R Rh b
则
132.92kN =P
91728
arctan(
)arctan()43.796196.8
θ===x Z P P o 【2-9】一个直径2m ，长5m 的圆柱体放置在图示
的斜坡上。求圆柱体所受的水平力和浮力。
【解】分析如图所示，因为斜坡的倾斜角为60°，故经D 点过圆心的直径与自由液面交于F 点。
BC 段和CD 段水平方向的投影面积相同，力方向相反，相互抵消，故
圆柱体所受的水平力
()3 1.0109.80.515 24.5kN
x C F B x
P gh A ρ-==??????= 圆柱体所受的浮力
题2-9图
分别画出F -A 段和A -D 段曲面的压力体，虚实抵消，则
123()()11
1.0109.8(1 3.141)522
119.364kN
ρρ?=+=+=???????=Z FAD FBD P g V V g S S L 半圆
【2-10】图示一个直径D =2m ，长L =1m 的圆柱体，其左半边为油和水，油和水的深度均为
1m 。已知油的密度为ρ=800kg/m 3
，求圆柱体所受水平力和浮力。
【解】因为左半边为不同液体，故分别来分析AB 段和BC 段曲面的受力情况。 （1）AB 曲面受力
1112
8009.80.511 3.92kN
ρρ==??=????=x o C x o R
P gh A g RL
30.810?应改为800
2211
()4
1
8009.8(11 3.141)14
1.686kN
ρπ=-?=???-???=Z o P g R R L
（2）BC 曲面受力
首先确定自由液面，由油水界面的压力
oB o p gR ρ=
可确定等效自由液面高度
*10.8 1.8m oB
w p H R h R g
ρ=+=+
=+= 则
222*3()2
1109.8(0.80.5)1 12.74kN
x w C x w R
P gh A g h RL ρρ==?+
?=???+?=
水的等效
自由液面 题2-10图
2212*31
()()41
1109.8(10.8 3.141)14
15.533kN
ρρπ=+=?+?=????+???=Z w w P g V V g R h R L
则，圆柱体受力
12 3.9212.7416.66kN =+=+=x x x P P P
2115.533 1.68613.847kN =-=-=Z Z Z P P P （方向向上） 【2-11】图示一个直径为1.2m 的钢球安装在一直径为1m 的阀座上，管内外水面的高度如图所示。试求球体所受到的浮力。
【解】分析如图所示，将整个钢球曲面分段。 首先考虑阀座上面的液体对曲面的作用力，
即分别画出a -d 、a -b 和c -d 段曲面的压力体；
再考虑阀座下面液体对曲面的作用力，即画出b -c 段曲面的压力体；最后压力体虚实抵消，图
中实压力体V 2（＋）为一圆柱体，其底面直径
为阀座直径1.0m ，虚压力体V 1(-)为钢球体体积，则
123232()
4
(0.5)
34
10009.8( 3.140.6 3.140.50.5)
3
5.016kN
ρρππ=-=-?=????-??=Z P g V V g R r
【2-12】图示一盛水的密闭容器，中间用隔板将其分隔为上下两部分。隔板中有一直径d =25cm 的圆孔，并用一个直径D =50cm 质量M =139kg 的圆球堵塞。设容器顶部压力表读数p M =5000Pa ，求测压管中水面高x 大于若干时，圆球即被总压力向上顶开？
【解】分析如图所示，由于液面不是自由
液面，需将液面压力转化为该液体的等效高度h *，确定等效自由液面。然后将整个钢球曲面分
段，分别考虑受力。
首先考虑隔板上面的液体对曲面的作用
力，即分别画出a -d 、a -b 和c -d 段曲面的压力体；再考虑隔板下面液体对曲面的作用力，即画出
b -
c 段曲面的压力体；最后压力体虚实抵消，图中虚压力体（-）为一球体和圆柱体体积之和，
h *=p M 题2-12图
题2-11图
其中圆柱体底面直径为隔板圆孔直径。 根据受力分析可知，当x 值等于某一值时，圆球所受的浮力和重力相同，当x 大于该值是圆球即被顶开，由受力平衡可确定这一临界值。
12() g V V Mg ρ+=
32*4
1[()] 34
g R d x h Mg ρππ+-=
则
32
4
4()
3
πρπρ-=
+M M
R p x d g
3213944( 3.140.25)
5000100033.140.2510009.8
-??=+??
2.0m =
【3-1】已知流场的速度分布为
2232u x y y z =-+i j k
（1）属几元流动？
（2）求（x ,y ,z ）=（3,1,2）点的加速度？ 【解】（1）由流场的速度分布可知
2232x y z u x y
u y u z
?=?
=-??=? 流动属三元流动。 （2）由加速度公式
x x x x x x
x y z y y y y y y x y z
z z z z z
z x y z du u u u u a u u u dt t x y z du u u u u a u u u dt t x y z du u u u u a u u u dt t x y z ?????
==+++????????????
==+++???????????==+++???????
得
32232398x y z a x y x y a y
a z
?=-?
=??=? 故过（3,1,2）点的加速度
323
23133127 919
8264
?=??-??=?
=?=??=?=?x y z a a a 其矢量形式为：27964=+i k a j +，大小a =70。
【3-2】已知流场速度分布为u x =x 2，u y =y 2，u z =z 2，试求（x ,y ,z ）=（2,4,8）点的迁移加速度？
【解】由流场的迁移加速度
x x x x
x y z y y y y x y z
z z z
z x y z u u u a u u u x y z
u u u a u u u x y z u u u a u u u x y z ????=++??????????
=++?????
????=++??????
得
333222x y z a x a y a z
?=?=??=? 故（2,4,8）点的迁移加速度
33
3
2216 24128 281024
?=?=?=?=??=?=?x y z a a a 矢量形式：161281024=++i j a k ，大小a =1032。 【3-3】有一段收缩管如图。已知u 1=8m/s ，u 2=2m/s ，l =1.5m 。试求2点的迁移加速度。
【解】因为是一段收缩管，其流动方向为从2点所在断面流到1点所在断面。由流场的迁移加速度
x x x u a u x
?=?
题3-3 图
其中：
-11282
4 s 1.5?--===?x u u u x l 则2点的迁移加速度为
22
248 m/s x
x u a u x
?==?=? 【3-4】某一平面流动的速度分量为u x =-4y ，u y =4x 。求流线方程。 【解】由流线微分方程
x y
dx dy u u = 将速度分量代入流线微分方程并简化，得
dx dy y x =- 整理，得
0xdx ydy +=
两边积分，解得流线方程
22x y c +=
可见流线为一簇同心圆，当c 取不同值时，即为不同的流线。 【3-5】已知平面流动的速度为222
222()B y B x
u x y x y ππ=+++i j ()，式中B 为常数。求流线方程。
【解】平面流动的速度分量
222222()x y B y u x y B x u x y ππ?=?+?
?
?=?+?
() 代入流线微分方程
x y
dx dy
u u = 简化得
dx dy y x
= 变形得
0xdx ydy -=
两边积分可解得流线方程
22x y c -=
可见流线为一簇双曲线，c 取不同值时即为不同的流线。
【3-6】用直径200mm 的管输送相对密度为0.7的汽油，使流速不超过1.2m/s ，问每秒最多输送多少kg ？
【解】由质量流量公式
24
m d Q vA v πρρ==?
?
得
2
33.140.21.20.71026.376 kg/s 4
m Q ?=???=
【3-7】截面为300mm×400mm 的矩形孔道，风量为2700m 3/h ，求平均流速。如风道出口处截面收缩为150mm×400mm ，求该处断面平均流速。
【解】由平均流速公式
Q v A
=
得
2700 6.25 m/s 0.30.43600
Q v bh ===??
如风道出口处截面收缩为150mm×400mm ，则
270012.5 m/s 0.150.43600
Q v bh ===??
【3-8】已知流场的速度分布为u x =y +z ，u y =z +x ，u z =x +y ，判断流场流动是否有旋？
【解】由旋转角速度
11()(11)02211()(11)02211()(11)022y z x
x z y y x z
u u y z u u z x u u x y ωωω???=-=-=????????
=-=-=???????=-=-=?????
可知0=++=k j i ωz y x ωωω故为无旋流动。
【3-9】下列流线方程所代表的流场，哪个是有旋运动？
（1）2Axy =C （2）Ax +By =C （3）A ln xy 2=C
【解】由流线方程即流函数的等值线方程，可得
由题意可知流函数ψ分别为2Axy 、Ax +By 、A ln xy 2，则 （1）速度分量
22x y u Ax y u Ay x ψψ??==???
?
??=-=-???
旋转角速度
11
(
)(00)022
y x z u u x y ω??=-=-=?? 可知0=++=k j i ωz y x ωωω，故为无旋流动。
（2）速度分量
x y u B y u A x ψψ??==???
?
??=-=-???
旋转角速度
11
()(00)022
y x z u u x y ω??=-=-=??
可知0=++=k j i ωz y x ωωω，故为无旋流动。
（3）速度分布
2x y
A u y y A u x x ψψ??==???
?
??=-=-???
旋转角速度
22112022y x z u u A A x y x y ω?????
?=-=-≠ ? ?????
??
可知0x y z ωωω=++≠i j k ω，故为有旋流动。
【3-10】已知流场速度分布为u x =-cx ，u y =-cy ，u z =0，c 为常数。求：（1）欧拉
加速度a =？；（2）流动是否有旋?（3）是否角变形?（4）求流线方程。
【解】（1）由加速度公式
220
x x x x
x y z y y y y x
y z z z z z x y z u u u a u u u c x x y z
u u u a u u u c y x y z u u u a u u u x y z ????
=++=??????????
=++=?????
????=++=??????
得 22i j a c x cy =+
（2）旋转角速度
1()021()021()02y z x
x z y y x z
u u y z u u z x u u x y ωωω???=-=????????
=-=???????=-=?????
可知 0x y z ωωω=++=i j k ω，故为无旋流动。
（3）由角变形速度公式
1()021()021()02y x
xy
x z xz y z zy
u u x y u u z x u u z y εεε???=+=????????
=+=???????=+=?????
可知为无角变形。
（4）将速度分布代入流线微分方程
dx dy
cx cy =-- 变形得
dx dy x y
=
两边积分，可得流线方程
x
c y
=，流线为一簇射线。 【4-1】直径d =100mm 的虹吸管，位置如图所示。求流量和2、3点的压力（不计水头损失）。
【解】列1、4点所在断面的伯努利方程，以过4点的水平面为基准面。 2
4
500 0029.8
v ++=++?
得 4 =9.9 m/s v 2234 3.140.19.90.078
m /s 44
π
=
=
??=Q d v 列1、2点所在断面的伯努利方程，以过1点的水平面为基准面
2
22
000 02p v g g
ρ++=++ （v 2=v 4）
得 2242
210009.9 4.910Pa 22
ρ?=-=-=-?v p 列1、3点所在断面的伯努利方程，以过1点的水平面为基准面
2
33
000 22p v g g
ρ++=++ （v 3=v 4）
得 2
439.9298001000 6.8610Pa 2
=-?-?=-?p
【4-2】一个倒置的U 形测压管，上部为相对
密度0.8的油，用来测定水管中点的速度。若读数
△h =200mm ，求管中流速u =?
【解】选取如图所示1-1、2-2断面列伯努利方
程，以水管轴线为基准线
2
12 0 002w w p p u g g g
ρρ++=++
其中：p 1和p 2分别为1-1、2-2断面轴线上的压力。
设U 形测压管中油的最低液面到轴线的距离为x ，选取U 形测压管中油的最高液面为等压面，则
12()w o w p gx g h p g x h ρρρ--?=-+?
题 4-1图
21()w o p p g h ρρ-=-?
则
0.885m/s u ==
【4-3】图示为一文丘里管和压力计，试推导体积流量和压力计读数之间的关系式。当z 1=z 2时，ρ=1000kg/m 3，ρH =13.6×103kg/m 3，d 1=500mm ，d 2=50mm ，H =0.4m ，流量系数α=0.9时，求Q =？ 【解】列1-1、2-2断面的伯努利方程、以过1-1断面中心点的水平线为基准线。
2
21122
12 0 z 22p v p v z g g g g
ρρ+
+=-++ 设过1-1断面中心点的水平线到压力计中水银的最高液面的距离为x 。选取压力计中水银的最低液面为等压面，则
1212()()H p g x H p g z z x gH ρρρ++=+-++ 121212()
z z 12.60.4ρρρρ
--=-+?=-+?H p p z H z g 又由122143.140.54π=
=?Q Q v d 、2
22243.140.054
π==?Q Q v d ，代入伯努利方程，得 30.02m /s Q =
3
0.02
0.90.018m /s
Q Q α==?=实际 【4-4】管路阀门关闭时，压力表读数为
49.8kPa ，阀门打开后，读数降为9.8kPa 。设从管路进口至装表处的水头损失为流速水头的2倍，求管路中的平均流速。
【解】当管路阀门关闭时，由压力表度数可确定管路轴线到自由液面的高度H
3
349.810 5.082m 1109.8
p H g ρ?===??
当管路打开时，列1-1和2-2断面的伯努利方程，则
题 4-4图
p
2
题 4-3图
22
222
000222p v v H g g g
ρ++=+++
简化得 2
223 5.0821 4.082m 2v p
H g g
ρ=-=-= 得
2 5.164m/s v =
【4-5】为了在直径D =160mm 的管线上自动掺入另一种油品，安装了如下装置：自锥管喉道处引出一个小支管通入油池内。若压力表读数为2.3×105Pa ，吼道直径d =40mm ，T 管流量Q =30 L/s ，油品的相对密度为0.9。欲
掺入的油品的相对密度为0.8，油池油面距喉道
高度H =1.5m ，如果掺入油量约为原输量的10%
左右，B 管水头损失设为0.5m ，试确定B 管的
管径。
【解】列1-1和2-2断面的伯努利方程，则
22
1122
110022p v p v g g g g
ρρ++=++
其中： 12
240.03
1.493m/s 3.140.164π?=
=
=?Q v D
22
240.03
23.885m/s 1 3.140.044
π?=
=
=?Q v d
得 22
225
12211 1.49323.8852.31090025719Pa 22
ρ--=+=?+?=-v v p p 列4-4自由液面和3-3断面的伯努利方程，以4-4自由液面为基准面，则
2
33
43
20002w p v H h g g ρ-++=+++
其中： p 3=p 2
322
20.140.10.030.0038
1 3.144
π??=
==?B B B Q v d d d 则
题 4-5图
22
33432
20.0038(
)2()25718.9
19.6(1.50.5)
8009.8
ρ-==-++-=-+
+?w B p v g H h d g
解得 0.028m B d =。
【4-6】一变直径的管段AB ，直径d A =0.2m ，d B =0.4m ，高差?h =1.0m ，用压
力表测得p A =70kPa ，p B =40kPa ，用流量计测得流量Q =0.2m 3/s 。试判断水在管段中流动的方向。
【解】列A 点和B 点所在断面的伯努利方程 22
022A A B B
wA B
p v p v h h g g g g ρρ-++=?+++
其中 2
2
40.2
6.37m/s 1 3.140.24A A Q v d π?=
=
=?
2
240.2
1.59m/s 1 3.140.44
B B Q v d π?=
=
=?
则 22
2A B A B wA B
p p v v h h g g
ρ---=+-?
332270104010 6.37 1.59110009.829.8?-?-=+-??你的书稿：此处1.59错了！
4m>0=
故流动方向为A B 。
【4-7】泄水管路如附图所示，已知直
径d 1=125mm ，d 2=100mm ，d 3=75mm ，汞比
压力计读数?h =175mm ，不计阻力，求流量和压力表读数。 【解】设2-2断面中心点到压力计中水银最高液面的距离为x ，列1-1、2-2断面的
伯努利方程，以过2-2
断面中心点的水平面
为基准面，则
22
1122
022p v p v H g g g g
ρρ++=++
题 4-6图
题 4-7图
选取压力计中水银最低液面为等压面，则
12()H p g H x h p gx g h ρρρ+++?=++?
得
12
12.612.60.175ρ-=?-=?-p p h H H g
又由连续性方程可知 22
2112233v d v d v d ==
2221230.1250.10.075?=?=?v v v
将上两式代入伯努利方程中，可得
28.556m/s v =，315.211m/s v =，30.067m /s Q =
列压力表所在断面和出口断面的伯努利方程
22
32
00022M v p v g g g
ρ++=++
可得压力表度数 22
22
3215.2118.556100079.085kPa 22
ρ--==?=M v v p 【4-8】如图所示，敞开水池中的水沿变截面管路排出的质量流量Q m =14kg/s ，
若d 1=100mm ，d 2=75mm ，d 3=50mm ，不计损失，求所需的水头H ，以及第二段管段中央M 点的压力，并绘制测压管水头线。
【解】列1-1和3-3断面的伯努利方程，则
23
00002v H g
++=++
其中 22
22414
3.171m /s 110003.140.0754ρπ?=
==??m Q v d 32234147.134m/s 11000 3.140.054
ρπ?===??m Q v d
得 22
37.134 2.6m 229.8
=
==?v H g 你的书稿中：缺少ｇ 列M 点所在断面2-2和3-3断面的伯努利方程，则
1
3
题 4-8图
2222
3227.134 3.171100020.42kPa 22
ρ--==?=v v p
【4-9】由断面为0.2m 2和0.1m 2
的两根管子组成的水平输
水管系从水箱流入大气中：（1）
若不计损失，①求断面流速v 1及v 2；②绘总水头线及测压管水头
线；③求进口A 点的压力。（2）计入损失：第一段的水头损失为流速水头的4倍，第二段为3倍，①求断面流速v 1及v 2；②绘制总水头线及测压管水头线；③根据所绘制水头线求各管段中间点的压力。
【解】（1）列自由液面和管子出口断面的伯努利方程，则
22
00002v H g
++=++
得
28.854m/s v 又由 1122A v A v =
得 1 4.427m/s =v
列A 点所在断面和管子出口断面的伯努利方程，则
22
112
00022p v v g g g
ρ++=++
得 2
222
2118.854 4.427100029.398kPa 22
ρ--==?=v v p （2）列自由液面和管子出口断面的伯努利方程，则
222212
43222v v v H g g g
=++
由 1122Av A v =
得 2 3.96m/s v =、1 1.98m/s v =
细管段中点的压力为：22
213 3.96(3)100011.76kPa 2222
ρ??=?
?=v 粗管段中点的压力为：2222
12 1.98(2)(2 3.96)100033.32kPa 22
ρ+=?+
?=v v 【4-10】用73.5×103W 的水泵抽水，泵的效率为90％，管径为0.3m ，全管路的水头损失为1m ，吸水管水头损失为0.2m ，试求抽水量、管内流速及泵前真空表的读数。 【解】列两自由液面的伯努利方程，则
题 4-9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
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。
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.F1
流体力学计算题及答案
流体力学计算题及答案
第二章 例1：用复式水银压差计测量密封容器内水面的相对压强，如图所示。已知：水面高程z 0=3m, 压差计各水银面的高程分别为z 1=0.03m , z 2=0.18m , z 3=0.04m, z 4=0.20m, 水银密度 3 /13600m kg ρ='，水的密度3 /1000m kg ρ= 。试求水面的相 对压强p 0。 解： a p z z γz z γz z γp =-----+)(')(')(3412100Θ ) ()('1034120z z γz z z z γp ---+-=∴ 例2：用如图所示的倾斜微压计测量两条同高 程水管的压差。该微压计是一个水平倾角为θ的
Π形管。已知测压计两侧斜液柱读数的差值为L=30mm ，倾角θ=30°，试求压强差p 1 – p 2 。 解： 2 24131 )()(p z z γz z γp =-+--Θ θ L γz z γp p sin )(4321=-=-∴ 例3：用复式压差计测量两条气体管道的压差（如 图所示）。两个U 形管的工作液体为水银，密度为ρ2 ，其连接管充以酒精，密度为ρ1 。如果水银面的高度读数为z 1 、 z 2 、 z 3、 z 4 ，试求压强差p A – p B 。解： 点1 的压强 ：p A )(21 2 2 2 z z γp p A --=的压强：点 ) ()(33211223z z γz z γp p A -+--=的压强：点 B A p z z γz z γz z γp p =---+--=)()()(3423211224 ) ()(32134122z z γz z z z γp p B A ---+-=-∴
流体力学题及答案
C (c) 盛有不同种类溶液的连通器 D C D 水 油 B B (b) 连通器被隔断 A A (a) 连通容器 1. 等压面是水平面的条件是什么 2. 图中三种不同情况，试问：A-A 、B-B 、C-C 、D-D 中哪个是等压面哪个不是等压面为什么 3 已知某点绝对压强为80kN/m 2，当地大气压强p a =98kN/m 2。试将该点绝对压强、相对压强和真空压强用水柱及水银柱表示。 4. 一封闭水箱自由表面上气体压强p 0=25kN/m 2，h 1=5m ，h 2＝2m 。求A 、B 两点的静水压强。
答：与流线正交的断面叫过流断面。 过流断面上点流速的平均值为断面平均流速。 引入断面平均流速的概念是为了在工程应用中简化计算。8．如图所示，水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道，试问： (1)当阀门开度一定，上游水位保持不变，各段管中，是恒定流还是非恒定流是均匀流还是非均匀流
(2)当阀门开度一定，上游水位随时间下降，这时管中是恒定流还是非恒定流 (3)恒定流情况下，当判别第II 段管中是渐变流还是急变流时，与该段管长有无关系 9 水流从水箱经管径分别为cm d cm d cm d 5.2,5,10321===的管道流 出，出口流速s m V /13=，如图所示。求流量及其它管道的断面平 均流速。 解：应用连续性方程 （1）流量：==33A v Q s l /10 3 -?
(2) 断面平均流速s m v /0625.01= , s m v /25.02=。 10如图铅直放置的有压管道，已知d 1=200mm ，d 2=100mm ，断面1-1处的流速v 1=1m/s 。求（1）输水流量Q ；（2）断面2-2处的平均流速v 2；（3）若此管水平放置，输水流量Q 及断面2-2处的速度v 2是否发生变化（4）图a 中若水自下而上流动，Q 及v 2是否会发生变化 解：应用连续性方程 （1）4.31=Q s l / （2）s m v /42= （3）不变。 （4）流量不变则流速不变。 11. 说明总流能量方程中各项的物理意义。 12. 如图所示，从水面保持恒定不变的水池中引出一管路，水流在管路末端流入大气，管路由三段直径不等的管道组成，其过水面积分别是A 1=，A 2=，A 3=，若水池容积很大，行近流速可以忽
(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
流体力学计算题及答案.docx
例 1：用复式水银压差计测量密封容器内水面的相对压强，如图所示。已知：水面高程 z0=3m,压差计各水银面的高程分别为z1=0.03m, z 2=0.18m, z 3=0.04m, z 4=0.20m,水银密度ρ13600kg / m3，水的密度ρ 1000kg / m3。试求水面的相对压强p0。 解： p0γ(z0 z1 ) γ'( z2z1) γ'(z4z3 ) p a p0γ'(z2z1 z4z3 ) γ(z0 z1 ) 例 2：用如图所示的倾斜微压计测量两条同高程水管的压差。该微压计是一个水平倾角为 θ的Π形管。已知测压计两侧斜液柱读数的差值为L=30mm，倾角θ=30 °，试求压强差p1– p2。 解：p1γ(z3z1 )γ(z4z2 ) p2p1p2γ(z3z4 )γL sinθ 例 3：用复式压差计测量两条气体管道的压差（如图所示）。两个U形管的工作液体为水银， 密度为ρ2，其连接管充以酒精，密度为ρ 1 。如果水银面的高度读数为z1、 z 2、 z 3、z4，试求压强差p A– p B。
解：点 1 的压强： p A点2的压强： p2p Aγ2( z2z1 ) 点 3的压强： p3 p Aγ2( z2z1 )γ1( z2 z3 ) p4p Aγ2( z2z1 ) γ1(z2z3 ) γ2( z4z3 ) p B p A p Bγ2(z2 z1 z4z3 ) γ1( z2z3 )例 4：用离心铸造机铸造车轮。求A-A 面上的液体总压力。 解：p 1 2r2gz C p 1 2r2gz p a 22 在界面 A-A 上： Z = - h p 1 2r2gh p a F( p p a ) 2 rdr 21 2 R41 ghR2 R 2082 例 5：在一直径 d = 300mm，而高度 H= 500mm的园柱形容器中注水至高度h1 = 300mm， 使容器绕垂直轴作等角速度旋转。如图所示。 (1) 试确定使水之自由液面正好达到容器边缘时的转数n1； (2)求抛物面顶端碰到容器底时的转数 n2，此时容器停止旋转后水面高度 h2将为多少？ 解： (1)由于容器旋转前后，水的体积不变( 亦即容器中空 气的体积不变 ) ，有：图1d 2L1 d 2 (H h1 ) 424 L 2( H h1 ) 400 mm0.4 m 在 xoz 坐标系中，自由表面 2 r 2 1 的方程：z0 2g 对于容器边缘上的点，有： d 0.15m z0 r 2 2gz0 2 9.80.4 r 20.152 ∵ 2 n / 60L0.4m 18.67( rad / s) n1 606018.67 2 178.3 (r / min) 2 (2) 当抛物面顶端碰到容器底部时，这时原容器中的水将被甩出一部分，液面为图中2
流体力学习题及答案
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）
(完整版)工程流体力学习题集及答案
第1章 绪论 选择题 【1.1】 按连续介质的概念，流体质点是指：（a ）流体的分子；（b ）流体内的固体颗粒； （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，621.14610m /s υ-=?水，这说明：在运动中（a ）空气比水的黏性力大；（b ）空气比水的黏性力小；（c ）空气 与水的黏性力接近；（d ）不能直接比较。 解：空气的运动黏度比水大近10倍，但由于水的密度是空气的近800倍，因此水的黏度反而比空气大近50倍，而黏性力除了同流体的黏度有关，还和速度梯度有 关，因此它们不能直接比较。 （d ） 【1.9】 液体的黏性主要来自于液体：（a ）分子热运动；（b ）分子间内聚力；（c ）易变形 性；（d ）抗拒变形的能力。解：液体的黏性主要由分子内聚力决定。 （b ）
流体力学期末考试题(题库+答案)
1、作用在流体的质量力包括 （ D ） Ａ压力Ｂ摩擦力Ｃ表面张力Ｄ 惯性力 2、层流与紊流的本质区别是： （ D ） A. 紊流流速>层流流速； B. 流道截面大的为湍流，截面小 的为层流； C. 层流的雷诺数<紊流的雷诺数； D. 层流无径向脉动，而紊流 有径向脉动 3、已知水流的沿程水力摩擦系数 只与边界粗糙度有关，可判断 该水流属于（ D ） A 层流区； B 紊流光滑区； C 紊流过渡粗糙区； D 紊流粗糙区。 4、一个工程大气压等于( B )Pa; ( C )Kgf.cm-2。 A 1.013×105 B 9.8×104 C 1 D 1.5 5、长管的总水头线与测压管水头线 （ A ） A相重合； B相平行，呈直线； C相平行，呈阶梯状； D以上答案都不对。 6、绝对压强p abs、相对压强p 、真空值p v、当地大气压强p a之间的 关系是（ C ） Ａ p abs=p+p v Ｂ p=p abs+p a Ｃ p v=p a-p abs Ｄ p
= p a b s - p V 7、将管路上的阀门关小时,其阻力系数（ C ） A. 变小 B. 变大 C. 不变 8、如果忽略流体的重力效应，则不需要考虑哪一个相似性参数？( B ) A弗劳德数 B 雷诺数 C.欧拉数 D马赫数 9、水泵的扬程是指 （ C ） A 水泵提水高度； B 水泵提水高度+吸水管的水头损失； C 水泵提水高度 + 吸水管与压水管的水头损失。 10、紊流粗糙区的水头损失与流速成（ B ） A 一次方关系； B 二次方关系； C 1.75～2.0次方关系。 11、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数( C ) A 急流和缓流； B 均匀流和非均匀流； C 层流和紊流； D 恒定流和非恒定流。 12、离心泵的性能曲线中的H－Q线是在( B )情况下测定的。 A. 效率一定； B. 功率一定； C. 转速一定； D. 管路（ｌ＋∑ｌe）一定。
流体力学及流体机械复习习题及答案
第一部分：流体力学 1.力按物理性质的不同分类：重力、摩擦力、惯性力、弹性力、表面张力等。 2. 力按作用方式分：质量力和面积力。 3 质量力是指作用于隔离体内每一流体质点上的力，它的大小与质量成正比 4 最常见的质量力有：重力、惯性力。 5 比较重力场（质量力只有重力）中，水和水银所受的单位质量力f水和f水银的大小？ A. f水
重力作用下静水压强的分布规律，如图2-9所示。 图2-9 11. 仅受重力作用处于静止状态的流体中，任意点对同一基准面的单位势能为一常数，即各点测压管水头相等，位头增高，压头减小。 12. 在均质连通的液体中，水平面必然是等压面 13：仅在重力作用下,静止液体中任意一点对同一基准面的单位势能 为_b__ A. 随深度增加而增加； C. 随深度增加而减少； B. 常数； D. 不确定。 14：试问图示中A、 B、 C、 D点的测压管高度，测压管水头。（D点闸门关闭，以D点所在的水平面为基准面） A:测压管高度，测压管水头 B:测压管高度，测压管水头 C:测压管高度，测压管水头 D:测压管高度，测压管水头 A:0m，6m B:2m，6m C:3m，6m D:6m，6m 15：如图2-10所示， ，下述两个静力学方程哪个正确？
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+=，
流体力学习题及标准答案
第一章 绪论 １－1 连续介质假设的条件是什么? 答：所研究问题中物体的特征尺度Ｌ,远远大于流体分子的平均自由行程l ，即l/L<<1。 1-2 设稀薄气体的分子自由行程是几米的数量级,问下列二种情况连续介质假设是否成立? （1）人造卫星在飞离大气层进入稀薄气体层时; (2)假象地球在这样的稀薄气体中运动时。 答：（1）不成立。 (2）成立。 1-3 粘性流体在静止时有没有切应力?理想流体在运动时有没有切应力?静止流体没有粘性吗？ 答：（1）由于0=dy dv ,因此0==dy dv μτ,没有剪切应力。 （2)对于理想流体,由于粘性系数0=μ,因此0==dy dv μ τ，没有剪切应力。 （3）粘性是流体的根本属性。只是在静止流体中，由于流场的速度为0,流体的粘性没有表现出来。 1－4 在水池和风洞中进行船模试验时,需要测定由下式定义的无因次数（雷诺数）ν UL =Re ,其中U 为试验速度,L 为船模长度，ν为流体的运动粘性系数。如果s m U /20=，m L 4=,温度由C ?10增到C ?40时，分别计算在水池和风洞中试验时的Re 数。(C ?10时 水和空气的运动粘性系数为410013.0-?和410014.0-?，C ?40时水和空气的运动粘性系 数为4100075.0-?和410179.0-?)。 答：C ?10时水的Re 为：()() 72410154.6/10013.04)/(20Re ?=??==-s m m s m UL ν。 C ?10时空气的Re 为：()()72410714.5/10014.04)/(20Re ?=??==-s m m s m UL ν 。 C ?40时水的Re 为：()() 82410067.1/100075.04)/(20Re ?=??== -s m m s m UL ν。
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
最新流体力学试题及答案
流体力学复习题 ——2013制 一、填空题 1、1mmHO= 9.807 Pa 2、描述流体运动的方法有欧拉法和拉格朗日法。 3、流体的主要力学模型是指连续介质、无粘性和不可压缩性。 4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动 时粘性力与惯性力的对比关系。 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Q= Q1 + Q2，总阻抗S为 __________ 。串联后总管路的流量Q为Q=Q1=Q2,总阻抗S为S1+S2 。 6、流体紊流运动的特征是脉动现行___________ ，处理方法是时均法__________ 。 7、流体在管道中流动时，流动阻力包括沿程阻力 和局部阻力。 &流体微团的基本运动形式有：平移运动、旋转流动和变形运动。 9、马赫数气体动力学中一个重要的无因次数，他反映了惯性力
与弹性力的相对比值。 10、稳定流动的流线与迹线重合__________ 。 2 11、理想流体伯努力方程z 二常数中，其中Z」称为测 r 2g r 压管水 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 存在流线，因而一切平面流动都存在流函数，但是， 只有无旋流动才存在势函数。 13、雷诺数之所以能判别卫态__________ ，是因为它反映了 惯性力和粘性力___________ 的对比关系。 14、流体的主要力学性质有粘滞性、惯性、重力 「表面张力性和压缩膨胀性。 15、毕托管是广泛应用于测量气体和水流一种仪器。 16、流体的力学模型按粘性是否作用分为理想气体和粘性气体。作用与液上的力包括质量力,表面力。 17、力学相似的三个方面包括几何相似__________ 、运动相似________ 与 _______ 。 18、流体的力学模型是连续介质_________ 模型。 19、理想气体伯努力方程P（Z1 -Z?（ - g）?乎中， Pll2 P（Z1-Z2）（li g）称势压_______________________ ，P— _____ 全压_______ ，- P '（乙-Z2）（1_-爲）■ —称总压
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，
流体力学习题集及答案解析
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4 Re ， 10
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=0.065Pa·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，d =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2 流对圆管的作用 力及作用力的位置。（20分） 题4图 5、两水池的水位差H=6m，用一组管道连接，管道的第一段BC长L1=3000m，直 径d1=600mm，C点后分为两根长L2=L3=3000m，直径d2=d3=300mm的并联管，各 在D点及E点进入下水池。设管道的沿程阻力系数λ=0.04，求总流量Q=？（20 分）
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：
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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
【解】 ()p h H g p +-=1O H 12ρ ()212Hg 1p h h g p +-=ρ ()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