流体力学题库

B1 流体及其物理性质

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

2.液体的粘性主要来源于液体（）。

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。

3.当水的压强增加1个大气压时，水的密度约增大（）。

A. 1/20000；

B. 1/10000；

C. 1/4000；

D. 1/2000

4.（）理想流体就是粘性为常数的流体；

5.（）当很小的切应力作用于流体时，流体是否流动还需要看其它条件；

6.（）当很小的切应力作用于流体时，流体不一定会流动；

7. 分别说明气体和液体的粘度与温度的关系及原因。

8. 写出牛顿粘性定律的表达式，指出各符号代表的变量及单位，说明什么是牛顿流体？

9. 一圆锥体绕其中心轴作等角速度旋转ω=16/

rad s，锥体与固定壁面间的距离δ=1mm，用μ=0.1Pa s?的润滑油充满间隙，锥底半径R=0.3m，高H=0.5m。求作用于圆锥体的阻力矩。

10. 两无限大平行平板，保持两板的间距δ=0.2 mm。板间充满锭子油，粘度为μ=0.01Pa﹒s，密度为ρ =800 kg/m3。设下板固定，上板以U=0.5 m/s的速度滑移，油内沿板垂直方向y的速度u(y)为线性分布，试求：

（1）锭子油的运动粘度υ；

（2）上下板的粘性切应力τ1，τ2。

B2 流动分析基础

1. 非定常流动中,流线与迹线( )。

A.一定重合

B.一定不重合

C.特殊情况下可能重合

D.一定正交

2. 用欧拉法表示流体质点的加速度a 等于（ ） A.22d r dt B.u t ?? C.()u u ?? D.u t

??+()u u ?? 3. 两根管径相同的圆管，以同样速度输送水和空气，不会出现（ ）情况。

A. 水管内为层流状态，气管内为湍流状态；

B. 水管、气管内均为层流状态；

C. 水管内为湍流状态，气管内为层流状态；

D. 水管、气管内均为湍流状态。

4. 均匀流是（ ）

A.当地加速度为零

B.迁移加速度为零

C.向心加速度为零

D.合加速度为零

5.（ ）若流体为稳定流动，则0dv dt

=。 6.（ ）流动过程中，只要Re ＞2300，则流动为湍流。

7. 如图所示，一圆锥形收缩喷管。长为36 cm ，底部与顶部直径分别为d 0=9 cm ，d 3=3 cm ，恒定流量Q=0.02 m 3/s 。按一维流动试求图示4个截面A 0，A 1，A 2，A 3上的加速度。

B3 微分形式的基本方程

1. 静止流体中存在( )

A.压应力

B.压应力和拉应力

C.压应力和剪应力

D.压应力、拉应力和剪应力

2. 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（）。

A. p abs=p+p v；

B. p v=p a- p abs；

C. p abs=p a-p；

D. p abs=p-p a。

3. 相对压强的起算基准是：( )

A.绝对真空

B.1个标准大气压

C.当地大气压

D.液面压强

4. 金属压力表的读值是( )

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。

5. 利用微元体方法推导直角坐标系下三维流体连续性微分方程。

6. 何谓零压面、基准面，它们能否自由选取？为什么？

7. 绘制题图中AB面上的压强分布图。

p=27457Pa。在侧壁B点处8. 如图为装满液体的密封容器，上部气压表读数为

装U形水银测压计（左支管内充满容器内液体），（1）若容器内装的是水，并已知h1=0.3m，h3=0.2m，试求容器内液面高h B；（2）若容器内装的是未知密度的液体，在A点处装一个U形水银测压计，已知h2=0.25m，两U形管左支管水银面高度差H=0.68m，试求液体密度 。

9. 如图为带顶杯的差压计，当Δp= p1—p2=812 Pa时，A，B杯中的液面处于同

一高度，设ρ1=880 kg/m3, ρ 2=2950 kg/m3,试求U型管内液位差h。

B4 积分形式的基本方程

1. 变直径管，直径d1=320mm，d2 =160mm,流速v1=1.5m/s。v2为（）。

A.3m/s

B.4m/s

C.6m/s

D.9m/s

2.水流通过水平放置的渐扩管，如忽略水头损失，断面形心点的压强，有以下关系（）

A.p1 >p2

B. p1 =p2

C. p1

D.不定

3. 文丘里管用于测量流量时的主要工作原理是（）。

A. 连续性方程；

B. 运动方程；

C.伯努利方程；

D. 动量方程。

4.上下游水池利用虹吸管引水，虹吸管输水时管内水流的压力（）。

A. 均为正压；

B. 均为负压；

C. 部分为正压，部分为负压；

D.都有可能。

5. 沿流线成立的伯努利方程得限制条件不包括( )。

A.不可压缩流体

B.无粘流体

C.定常流动

D.无旋流动

6. 等直径水管，A-A为过流断面，B-B为水平面，1、2、3、4为面上各点，各点的流动参数有以下关系（）

A.1p =2p

B.3p =4p

C.1z +1p g ρ=2z +2p g ρ

D.3z +3p g ρ=4z +4p g

ρ 7. 伯努利方程中表示（ ）

A.单位重量流体具有的机械能

B.单位质量流体具有的机械能

C.单位体积流体具有的机械能

D.通过过流断面流体的总机械能。

8. 写出理想流体元流伯努利方程及式中各项的几何意义。

9. 定性绘制出如下图所示管路的总水头线和测压管水头线(要求在图中表示出水力坡度和流速水头的相对大小)。

10. 沿流线的伯努利方程成立的限制条件是什么？ 沿总流的伯努利方程成立的限制条件是什么？

11. 如图所示，水由喷嘴射出，已知流量Q =0.4s m /3，主管直径D =0.4s m /，喷口直径d =0.1m ，水头损失不计，求水流作用在喷嘴上的力。

B5 量纲分析与相似原理

1. 速度v ，长度l ，重力加速度g 的无量纲集合是（ ） A.lv g B.v gl C.l gv D.2

v gl

2. 速度v ，密度ρ，压强p 的无量纲集合是（ ） A.p v ρ B.v p ρ C.2pv ρ

D.2p v ρ 3. 速度v ，长度l ，时间t 的无量纲集合是（ ） A.v lt B.t vl C.2l vt D.l vt

4. 压强差p ，密度ρ，长度l ，流量Q 的无量纲集合是（ ）

A.2Q

pl ρ B.2l pQ ρ C.plQ ρ

5.（ ）在模型实验研究中，只要流动处在同一自模化区，就不必严格要求原、模型的Re 准数相等。

6. 天然气在水平管道内以平均流速V 1=20m /s ，的速度流动，为了测定沿管道的压降，用水进行模型实验，取长度比例尺c 1=1/10，试确定：（1）为保证流动相似，模型内水的流速应等于多少？（2）若测得模型每0.1m 管长的压降⊿p 2=1000Pa ，则天然气管道每米管长的压降⊿p 1等于多少?（已知天然气的密度ρ1=1.86kg/m 3，运动粘度ν1=1.3×10-5m 2/s ，水的密度ρ2=998kg/m 3，运动粘度ν2=1.0×10-6m 2/s 。）

7. 管径d =50mm 的一根水管，为确定摩擦阻力损失，在安装前用空气做试验。在t =20oC 的情况下，空气的运动粘性系数η1=15.6×10-6m 2/s ，水的运动粘性系数η2=1.1×10-6m 2/s ，空气的密度ρ1=1.116kg/m 3，试求：

(1)若水管内水流速度为2.5m/s ，在实验时为保持相似，空气的流速应为多大？

(2)在用空气做实验时，测得阻力损失为?P =8.14×10-3M Pa ，问输水管内水在

2.5m/s 得流速下流动，阻力损失为多大？

C1 流体的平衡

1.一盛水圆筒静止时水面为水平面，当圆筒以匀角速度绕中心轴旋转时，水面将变成（ ）。

A. 斜面；

B. 曲面；

C. 水平面；

D. 以上都有可能。

2. 静水中斜置平面壁的形心淹深hc 与压力中心淹深h D 的关系为hc （ ）h D 。

A. 大于；

B. 等于；

C. 小于；

D. 无规律。

3. 垂直放置的矩形平板挡水，水深3m，静水总压力P的作用点到水面的距离为( )

A.1.25m

B.1.5m

C.2m

D.2.5m

4.（）当压力体与液体位于曲壁同侧时，压力体取正，表示垂直分力方向向下。

5.（）潜体平衡时重心位于浮心上方，则潜体处于稳定平衡。

6.（）潜体平衡时重心位于浮心上方，则潜体处于随遇平衡。

7. 有一盛水桶(如下图所示)，桶底有一圆孔，半径为0.4m，孔被一圆锥台塞子塞住。塞子顶上水深H=5m，其它尺寸如图所示，求作用在该塞子上的静水总压力(圆锥台的体积为V=πh/3? (R2+r2+Rr) )

C3 不可压缩粘性流体内流

1.当一个人情绪激动时，脸部常常涨得通红，这可以用泊肃叶定律解释。在人情绪激动时，脸部丰富的毛细血管会扩张，假设每根毛细血管的直径增大一倍，按

泊肃叶定律相应的流量将增大（ ）。

A.2倍

B.4倍

C.8倍

D.16倍。

2. 一定长度的圆管均匀流段，当允许的水头损失不变，而管径增大一倍时，流量增加幅度最大的是（ ）。

A. 层流流动；

B. 湍流光滑区流动；

C. 湍流过渡区流动；

D. 湍流粗糙区流动。

3. 并联管道1、2，两管的直径相同，沿程阻力系数相同，长度2l =31l ，通过的流量为（ ）

A.1Q =2Q

B.1Q =1.52Q

C.1Q =1.732Q

D.1Q =32Q 。

4.长管并联管道各并联管段的（ ）。

A. 水头损失相等；

B. 水力坡度相等；

C. 总能量损失相等；

D. 通过流量相等。

5.（ ）在湍流粗糙管流动的情况下，流体的摩擦阻力与速度的平方成正比。

6.（ ）在湍流过渡区，工业管道的摩擦阻力系数随雷诺数增加而增大；

7.（ ）圆管断面直径由d 1突然扩大为d 2，若将一次扩大改为两级扩大，则该扩大的局部水头损失将减小；

8. 根据泊肃叶定律计算。某石油输送管线两泵站之间，原来使用直径为1m 的管道，现用直径为0.5m 的管道替代，如果用4根管道替代，则过流断面积与原来相同，则输送流量有何变化？若保持输送流量不变，需几条管道并用？

9. 何谓沿程阻力和局部阻力

10. 试述湍流三个不同流区摩阻系数的影响因素及其形成原因

11. 如下图所示水箱，在侧壁孔径为d 的圆孔上，拟分别接上内径为d 的三种出流装置，请把这三种装置的出流量Q 按大小顺序排列并说明这样排列的理由(弯管处的局部损失很小)。

12. 如图所示，为测定一阀门的局部阻力系数，在阀门的上、下游装设了三个测压管，其间距分别为：L1=2m，L2=3m，若直径d=50mm, 静压管水液面的高度分别为：h1=1.8m, h2=1.3m, h3=0.3m,流速v=4m/s,求阀门的局部阻力系数ξ值为多少？(ρ=1000kg/m3)（14分）

13. 如图，一变直径管道，d A=0.2m，d B=0.4m，高差H=1.0m，现测得p A=68.6kPa，p B=39.2kPa。若流体体积流量q v=0.2m/s，试判断流体在管道中的流向。(ρ=1000kg/m3)

14. 为测定90o弯头的局部阻力系数ζ，可采用如下图所示的装置。已知AB段管长L=10m，管径d=50mm，λ=0.03。实测数据为：(1)AB两段面测压管水头差⊿h=0.629m；(2)经2min流入水箱的水量为0.329m3。求弯头的局部阻力系数ζ。

C4 不可压缩粘性流体外流

1. 高尔夫球运动受到表面摩擦阻力和形状阻力两种阻力作用，现代高尔夫球表面做成许多凹坑，使得( )

A.两种阻力均减小

B.摩擦阻力减小，形状阻力增大

C.摩擦阻力增大，形状阻力减小

2.（）边界层内流动的特点之一是粘性力比惯性力重要；

3.（）边界层流态从层流转变为湍流后，厚度将明显增加；

4.（）绕流平板流动，边界层肯定不会分离。

5. 什么是边界层，边界层发生分离的原因和条件是什么？

6. 自由沉降速度

C5 可压缩流体流动基础

1.已知空气温度为0°C，气体流速为250m/s，气体的滞止声速为（）。

A.250m/s

B.300m/s

C.350m/s

D.400m/s

2.（）气体通过收缩喷管流出时，出口压力始终与外界压力相等。

3.（）可压缩流体以超声速流过收缩管道时，随着面积的减小流速减小。

4. 已知容器中空气的p0=160kPa，ρ0=1.69kg/m3，T0=330K。容器上渐缩喷管出口环境压强p b=100kPa，喷管出口面积A e=19.6cm2。求求

(1)喷管出口速度υe以及质量流量；

(2)如果容器中p0=250kPa，T0=330K时，出口速度υe以及质量流量。

5. 已知一渐缩管喉部面积为6cm2，管内空气的p0=120k Pa，T0=400K，假定k=1.4。试求：

(1)当渐缩喷管出口环境压强p b=90k Pa时的出口压力和质量流量；

(2)当渐缩喷管出口环境压强p b=45k Pa时的出口压力和质量流量。