(完整版)工程流体力学习题及答案
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 ）第
2章 流体静力学
选择题：
【2.1】 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。
解：相对压强是绝对压强和当地大气压之差。 （c ） 【2.2】 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。
解：金属压力表的读数值是相对压强。 （b ） 【2.3】 某点的真空压强为65 000Pa ，当地大气压为0.1MPa ，该点的绝对压强为：（a ）65 000 Pa ；（b ）55 000 Pa ；（c ）35 000 Pa ；（d ）165 000 Pa 。 解：真空压强是当相对压强为负值时它的绝对值。故该点的绝对压强
64ab 0.110 6.51035 000Pa p =?-?=。
（c ）
【2.4】 绝对压强
ab p 与相对压强p 、真空压强v p 、当地大气压a p 之间的关系是：
（a ）ab v p p p =+；（b ）ab a p p p =+；（c ）v ab a p p p =-；（d ）v a p p p +=。
解：绝对压强－当地大气压＝相对压强，当相对压强为负值时，其绝对值即为真空压强。即
ab a v p p p p -==-，故ab v a p p p =-。
（c ）
【2.5】 在封闭容器上装有U 形水银测压计，其中1、2、3点位于同一水平面上，
其压强关系为：（a ）p 1>p ２> p 3；（b ）p 1=p ２= p 3；（c ）p 1
解：设该封闭容器内气体压强为
0p ，则20p p =，显然32p p >，而
21Hg p h p h
γγ+=+气体，显然
12p p <。
（c ）
习题.52图
习题.62
图
【2.6】 用Ｕ形水银压差计测量水管内Ａ、Ｂ两点的压强差，水银面高度h p ＝10cm ， p A -p B 为：（a ）13.33kPa ；（b ）12.35kPa ；（c ）9.8kPa ；（d ）6.4kPa 。
解：由于222H O H O H O Hg A p B p
p h h p h h γγγγ++=++
故
2Hg H O () (13.61)9 8070.112.35kPa
A B p p p h γγ-=-=-??=。 （b ）
【2.7】在液体中潜体所受浮力的大小：（a ）与潜体的密度成正比；（b ）与液体的密度成正比；（c ）与潜体的淹没深度成正比；（d ）与液体表面的压强成反比。
解：根据阿基米德原理，浮力的大小等于该物体所排开液体的重量，故浮力的大小与液体的密度成正比。 （b ） 【2.8】 静止流场中的压强分布规律：（a ）仅适用于不可压缩流体；（b ）仅适用
于理想流体；（c ）仅适用于粘性流体；（d ）既适用于理想流体，也适用
于粘性流体。
解：由于静止流场均可作为理想流体，因此其压强分布规律既适用于理想流体，也适用于粘性流体。
（d ）
【2.9】 静水中斜置平面壁的形心淹深C h 与压力中心淹深D h 的关系为C h D h ：
（a ）大于；（b ）等于；（c ）小于；（d ）无规律。
解：由于平壁上的压强随着水深的增加而增加，因此压力中心淹深h D 要比平壁形
心淹深C h 大。
（c ）
【2.10】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 ）质量力有势；（d ）流体正压。
解：流体处于平衡状态的必要条件是质量力有势 （c ） 【2.11】液体在重力场中作加速直线运动时，其自由面与 处处正交：（a ）重
力；（b ）惯性力；（c ）重力和惯性力的合力；（d ）压力。
解：由于流体作加速直线运动时，质量力除了重力外还有惯性力，由于质量力与等压面是正交的，很显然答案是
（c ）
计算题：
【2.12】试决定图示装置中A 、B 两点间的压强差。已知h 1=500mm ，h 2=200mm ，
h 3=150mm ，h 4=250mm ，h 5=400mm ，酒精γ1=7 848N/m 3，水银γ2=133 400
N/m 3，水γ3=9 810 N/m 3
。
习题.122图
B A 1
h 3
1
32水
水
水银
解：由于
31222A p h p h γγ+=+
而
321354324()B p p h p h h h γγγ=+=+-+
因此 25432413()B p p h h h h γγγ=+-+-
即
()22354241331
A B p p h h h h h h γγγγγ-=+-+--
354241331()h h h h h γγγγ=-+--
133 4000.29 810(0.40.25)133 4000.25=?+?-+?
7 8480.159 8100.5-?-?
55 419.3Pa 55.419kPa ==
【2.13】试对下列两种情况求A 液体中M 点处的压强（见图）：（1）A 液体是水，B 液体是水银，y =60cm ，z =30cm ；（2）A 液体是比重为0.8的油，B 液体是比重为 1.25的氯化钙溶液，y =80cm ，z =20cm 。
解（1）由于
12B p p z γ==
而
3M A B A p p y z y γγγ=+=+
134 0000.39 8100.646.086kPa =?+?=
（2）
M B A p z y γγ=+
1.259 8100.20.89 8100.88.731kPa =??+??=
【2.14】在斜管微压计中，加压后无水酒精（比重为0.793）的液面较未加压时的
液面变化为y =12cm 。试求所加的压强p 为多大。设容器及斜管的断面分别
为A 和a ，1001
=
A a ，
1sin 8α=。
习题.142图
时液面
Δ
解：加压后容器的液面下降
Δy h A α=
则
(sin Δ)(sin )ya p y h y A γαγα=+=+
0.120.12
0.7939 810(
)126Pa 8100=??+=
【2.19】 矩形闸门AB 宽为1.0m ，左侧油深h 1=1m ，水深h 2=2m ，油的比重为0.795，
闸门倾角α=60o，试求闸门上的液体总压力及作用点的位置。
解：设油，水在闸门AB 上的分界点为E ，则油和水在闸门上静压力分布如图所
示。现将压力图F 分解成三部分
1F ，2F ，3F ，而123F F F F =++，
习题.132图
液体
液体y
M
1
3
其中
11
1.155m sin sin 60h AE α=
==? 22
2.31m sin sin 60h EB α=
==?
E p γ=油
10.7959 81017 799Pa h =??= B E p p γ=+水
27 7999 810227 419Pa h =??=
1E 11
I 7 799 1.155 4 504N 22F p AE =
?=??=
2E I 7 799 2.3118 016N F p EB =?=?=
3B E 11
()I (27 4197 799) 2.3122 661N
22F p p EB =-?=?-?=
故总压力
123 4 50418 01622 66145.18kN F F F F =++=++=
设总压力F 作用在闸门AB 上的作用点为D ，实质是求水压力图的形状中心离开A 点的距离。
由合力矩定理，
1
23212
()()323F AD F AE F EB AE F EB AE ?=++++
故212
4 504 1.15518 016( 2.31 1.155)22 661( 2.31 1.155)
32345 180AD ??+??++??+=
2.35m =
或者
sin 2.35sin60 2.035m D h AD a ==??=
习题.192图
习题.202图
F 1
【2.24】如图所示一储水容器，容器壁上装有3个直径为d =0.5m 的半球形盖，设
h =2.0m ，H =2.5m ，试求作用在每个球盖上的静水压力。
习题.242图
解：对于a 盖，其压力体体积
p a
V 为
23
p 11
()2426a h V H d d ππ=--?
2331
(2.5 1.0)0.50.50.262m 4
12π
π=-?
?-
?=
p 9 8100.262 2.57kN
za a F V γ==?=（方向↑）
对于b 盖，其压力体体积为
p b
V
23
p 1
()2412b h V H d d ππ=++
2331
(2.5 1.0)0.50.50.720m 4
12π
π=+?
?+
?=
p 9 8100.7207.063kN
zb b F V γ==?=（方向↓）
对于c 盖，静水压力可分解成水平及铅重两个分力，其中
水平方向分力
229 810 2.50.5 4.813kN
4
4
xc F H
d π
π
γ==??
?=（方向←）
铅重方向分力
3p 9 8100.50.321kN
12
zc c F V π
γ==?
?=（方向↓）
【2.30】某空载船由内河出海时，吃水减少了20cm ，接着在港口装了一些货物，
吃水增加了15cm 。设最初船的空载排水量为1 000t ，问该船在港口装了多少货物。设吃水线附近船的侧面为直壁，设海水的密度为ρ=1
026kg/m 3
。 解：由于船的最初排水量为1 000t ，即它的排水体积为3
1 000m ，
它未装货时，在海水中的排水体积为
3
1 000
974.66m 1.026V =
=，
按题意，在吃水线附近穿的侧壁为直壁，则吃水线附近的水
线面积为 2
1 000974.66
126.7m 0.20S -=
=
因此载货量 126.70.15 1 02619.50t 191.3W =??==kN
第3章流体运动学
选择题：
【3.1】 用欧拉法表示流体质点的加速度a 等于：（a ）22
d d t r ；（b ）v t ??；（c ）()v v ??；
（d ）()t ?+???v
v v
。
解：用欧拉法表示的流体质点的加速度为
()
d d t t ?==+??v v a v v （d ） 【3.2】 恒定流是：（a ）流动随时间按一定规律变化；（b ）各空间点上的运动要
素不随时间变化；（c ）各过流断面的速度分布相同；（d ）迁移加速度为
零。
解：恒定流是指用欧拉法来观察流体的运动，在任何固定的空间点若 流体质点的所有物理量皆不随时间而变化的流动. （b ）
【3.3】 一元流动限于：（a ）流线是直线；（b ）速度分布按直线变化；（c ）运
动参数是一个空间坐标和时间变量的函数；（d ）运动参数不随时间变化的流动。
解：一维流动指流动参数可简化成一个空间坐标的函数。 （c ）
【3.4】 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。
解：按欧拉法流体质点的加速度由当地加速度和变位加速度（亦称迁移加速度）这两部分组成，若变位加速度等于零，称为均匀流动 （b ）
【3.5】 无旋运动限于：（a ）流线是直线的流动；（b ）迹线是直线的流动；（c ）
微团无旋转的流动；（d ）恒定流动。解：无旋运动也称势流，是指流体微团作无旋转的流动，或旋度等于零的流动。 （d ）
【3.6】 变直径管，直径
1320mm d =，2160mm d =，流速1 1.5m/s V =。2V 为：
（a ）
3m/s ；（b ）4m/s ；（c ）6m/s ；（d ）9m/s 。
解：按连续性方程，
22
1
12
2
4
4
V d V d π
π
=，故
2
2
12123201.56m/s
160d V V d ????==?= ? ?????
（c ）
【3.7】 平面流动具有流函数的条件是：（a ）理想流体；（b ）无旋流动；（c ）具有流速势；（d ）满足连续性。
解：平面流动只要满足连续方程，则流函数是存在的。
（d ）
【3.8】恒定流动中，流体质点的加速度：（a ）等于零；（b ）等于常数；（c ）
随时间变化而变化；（d ）与时间无关。
解：所谓恒定流动（定常流动）是用欧拉法来描述的，指任意一空间点
观察流体质点的物理量均不随时间而变化，但要注意的是这并不表示流
体质点无加速度。（d）【3.9】在流动中，流线和迹线重合：（a）无旋；（b）有旋；（c）恒定；
（d）非恒定。解：对于恒定流动，流线和迹线在形式上是重合的。（c）【3.10】流体微团的运动与刚体运动相比，多了一项运动：（a）平移；（b）旋转；（c）变形；（d）加速。
解：流体微团的运动由以下三种运动：平移、旋转、变形迭加而成。而
刚体是不变形的物体。（c）【3.11】一维流动的连续性方程VA=C成立的必要条件是：（a）理想流体；（b）粘性流体；（c）可压缩流体；（d）不可压缩流体。
解：一维流动的连续方程VA C
=成立的条件是不可压缩流体，倘若是可
压缩流体，则连续方程为
VA C
ρ=（d）
【3.12】流线与流线，在通常情况下：（a）能相交，也能相切；（b）仅能相交，但不能相切；（c）仅能相切，但不能相交；（d）既不能相交，也不能相
切。
解：流线和流线在通常情况下是不能相交的，除非相交点该处的速度为
零（称为驻点），但通常情况下两条流线可以相切。（c）【3.13】欧拉法描述流体质点的运动：（a）直接；（b）间接；（c）不能；
（d）只在恒定时能。
解：欧拉法也称空间点法，它是占据某一个空间点去观察经过这一空间
点上的流体质点的物理量，因而是间接的。而拉格朗日法（质点法）是
直接跟随质点运动观察它的物理量（b）【3.14】非恒定流动中，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。
解：对于恒定流动，流线和迹线在形式上一定重合，但对于非恒定流动，在某些特殊情况下也可能重合，举一个简单例子，如果流体质点作直线
运动，尽管是非恒定的，但流线和迹线可能是重合。（c）【3.15】一维流动中，“截面积大处速度小，截面积小处速度大”成立的必要条
件是：（a ）理想流体；（b ）粘性流体；（c ）可压缩流体；（d ）不可压缩流体。
解：这道题的解释同3.11题一样的。
（d ）
【3.16】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。
解：速度势函数（速度势）存在的条件是势流（无旋流动）
（c ）
【3.17】流体作无旋运动的特征是：（a ）所有流线都是直线；（b ）所有迹线都
是直线；（c ）任意流体元的角变形为零；（d ）任意一点的涡量都为零。 解：流体作无旋运动特征是任意一点的涡量都为零。
（d ）
【3.18】速度势函数和流函数同时存在的前提条件是：（a ）两维不可压缩连续运
动；（b ）两维不可压缩连续且无旋运动；（c ）三维不可压缩连续运动；（d ）三维不可压缩连续运动。
解：流函数存在条件是不可压缩流体平面流动，而速度势存在条件是无旋流动，即流动是平面势流。
（b ）
计算题
【3.19】设流体质点的轨迹方程为
123
e 1e 1t t x C t y C t z C ?
=--?
=+-?
?=?
其中C 1、C 2、C 3为常数。试求（1）t=0时位于a x =，b y =，c z =处的流体质点的轨迹方程；（2）求任意流体质点的速度；（3）用Euler 法表示上面流动的速度场；（4）用Euler 法直接求加速度场和用Lagrange 法求得质点的加速度后再换算成Euler 法的加速度场，两者结果是否相同。 解：（1）以0t =， x a =，y b =，z c =代入轨迹方程，得
1231
1a c b c c c
=-??
=-??=?
故得
123
11c a c b c c =+??
=+??=?
当0t =时位于(,,)a b c 流体质点的轨迹方程为
(1)e 1(1)e 1t t
x a t y b t z c ?=+--?=++-??=?
（a ）
（2）求任意质点的速度12e 1e 10t t x u c t y v c t w ??==-???
??
==+???
=??
?
（b ）
（3）若用Euler 法表示该速度场
由（a ）式解出,,a b c ；
即 ()()111e 111e t t a x t b y t c z ?
=++-??
?=-+-??=???
（c ）
（a ）式对t 求导并将（c ）式代入得
(1)e 1(1)e 120t
t x u a x t t y v b y t t z w t ??==+-=+???
??==++=-+?
??
??==??? （d ）
（4）用Euler 法求加速度场
x u u u u
a u v w t x y z ????=
+++????
1()1x t x t =++=++
y v v v v a u v w t x y z ????=
+++????
1(2)1y t y t =-+-+=-+
0z w w w w a u v w t x y z ????=
+++=????
由（a ）式Lagrange 法求加速度场为
222222(1)e (1)e
t x t
y z x a a t y a b t z a t ??==+???
??==+?????==???
（e ）
将（c ）式代入（e ）式 得
?
??
??=+-=++=0
11z y x a t y a t x a
两种结果完全相同
【3.20】已知流场中的速度分布为
u yz t v xz t w xy =+?
?
=-??=?
（1）试问此流动是否恒定。（2）求流体质点在通过场中（1,1,1）点时的 加速度。
解： （1）由于速度场与时间t 有关，该流动为非恒定流动。
（2）
x u u u u a u v w t x y z ????=
+++????
)()(1xy y t xz z +-+=
y v v v v a u v w t x y z ????=
+++????
)()(1xy x t yz z +++-=
z w w w w a u v w t x y z ????=
+++????
)()(t xz x t yz y -++=
将 1,1,1x y z ===代入上式，得
?
??
??=+=-=213z y x a t a t a
【3.22】已知流动的速度分布为
2222()()u ay y x v ax y x ?
=-?
=-?
其中a 为常数。（1）试求流线方程，并绘制流线图；（2）判断流动是否有
旋，若无旋，则求速度势?并绘制等势线。
解：对于二维流动的流线微分方程为
d d x y u v =
即
2222
d d ()()x y ay y x ax y x =--
消去 2
2
()a y x - 得 d d x x y y =
积分 得 22
1122x y c =+
或者
22x y c -=
若c 取一系列不同的数值，可得到流线族—双曲线族，它们的渐近
线为x y =如图
有关流线的指向，可由流速分布来确定。
22
22()()u ay y x v ax y x ?=-??=-??
对于 0y >, 当||||y x >时，0u >
当||||y x <时，0u <
对于 0y <, 当|||y x >时，0u <
当||||y x <时，0u >
据此可画出流线的方向
判别流动是否有旋，只要判别rot v 是否为零，
2222[()][()]v u ax y x ay y x x y x y ????-=---????
2
2
2
2
2
2
()2()2a y x ax a y x ay =----+
22
220ax ay =-+≠ 习题.223图
所以流动是有旋的，不存在速度势。
max
max 24
233b u bu ==
【3.29】下列两个流动，哪个有旋？哪个无旋？哪个有角变形？哪个无角变形？
（1）u ay =-，v ax =，0w =
（2）
22cy u x y =-
+，22cx
v x y =
+，0w =
式中a 、c 是常数。 解：（1）判别流动是否有旋，只有判别rot v 是否等于零。
000w v
y z ??-=-=?? 000u w z x ??-=-=?? ()2v u a a a x y ??-=--=??
所以 rot 2a =v k 流动为有旋流动。
角变形 11()()022xy
v u a a x y γ??=+=-=??&
11
()(00)022yz w v y z γ??=
+=+=??&
11()(00)022xz
u w z x γ??=+=+=??&
所以流动无角变形。
(2) 000w v
y z ??-=-=??
000u w z x ??-=-=??
222222222222()2[()2]0()()v u c x y cx c x y cy x y x y x y ??+--++-=-=??++
故流动为无旋
同理 22222()()xy c x y x y γ--=
+&
0yz γ=&
0xz γ=&
【3.30】已知平面流动的速度分布2
24u x x y =+-，22v xy y =--。试确定流动：
（1）是否满足连续性方程；（2）是否有旋；（3）如存在速度势和流函数， 求出?和ψ。
解：（1）由div v 是否为零
得
22220u v x x x y ??+=+--=??
故满足连续性方程
（2）由二维流动的rot v
得
2(4)0v u y x y ??-=---≠??
故流动有旋
（3）此流场为不可压缩流动的有旋二维流动，存在流函数ψ
而速度势?不存在
224u x x y y ψ
?==+-?
积分得
2222()x y xy y f x ψ=+-+ 22v xy y x ?
?=-=+? 故 22()22xy y f x xy y '++=+
()0f x '=，()f x C =
因此 2222x y xy y ψ=+-（常数可以作为零）
第4章 理想流体动力学
选择题
【4.1】 如图等直径水管，A —A 为过流断面，B —B 为水平面，1、2、3、4为面
上各点，各点的运动参数有以下关系：（a ）21p p =；（b ）43
p p =；（c ）
g p z g p z ρρ2211+=+
；（d ）
g p
z g p z ρρ4433+=+。
习题.14图
解：对于恒定渐变流过流断面上的动压强按静压强的分布规律，即
p
z c
γ
+
=，故在同一过流断面上满足
g p z g p z ρρ2211+=+
（c ）
【4.2】
伯努利方程中
2
2p aV z g g ρ++
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。
解：伯努利方程
g v g p
z 22
αρ++表示单位重量流体所具有的位置势能、压强势能和动能之和或者是总机械能。故 （a ）
【4.3】 水平放置的渐扩管，如忽略水头损失，断面形心的压强，有以下关系：
（a ）21p p >；（b ）21p p =；（c ）21p p <；（d ）不定。 解：水平放置的渐扩管由于断面1和2形心高度不变，但
21V V <因此12p p <（c ）
【4.4】
粘性流体总水头线沿程的变化是：（a ）沿程下降；（b ）沿程上升；（c ）保持水平；（d ）前三种情况都有可能。
解：粘性流体由于沿程有能量损失，因此总水头线沿程总是下降的 （a ）
【4.5】 粘性流体测压管水头线沿程的变化是：（a ）沿程下降；（b ）沿程上
升；（c ）保持水平；（d ）前三种情况都有可能。 解：粘性流体测压管水头线表示单位重量流体所具有的势能，因此沿程的变化是不一定的。
（d ）
计算题
【4.6】
如图，设一虹吸管a=2m ,h=6m ,d=15cm 。试求：（1）管内的流量；（2）管内最高点S 的压强；（3）若h 不变，点S 继续升高（即a 增大，而上端管口始终浸入水内），问使吸虹管内的水不能连续流动的a 值为多大。
解：(1)以水箱底面为基准，对自由液面上的点
1和虹吸管下端出口处2建立1-2流线伯努利方程，则
2
2222p v g γ++
其中
h z z +=21，
021==p p ，
10v =
则
2m 10.85s v ===
管内体积流量
3
222
m
10.850.150.192s 4
4
Q v d π
π
==?
?=
(2)以管口2处为基准，对自由液面1处及管内最高点S 列1-S 流
习题.64图
线伯努利方程。则
22
1
1122s s s p v p v z z g g γγ++=++
其中 h z =1,y h z s
+=,
01=p ,10v =,
210.85m/s s v v ==
即22()2s v p y g γ=--=9 807210.85(2)78.46kPa 29.81?--=-?
即S 点的真空压强
v 78.46kPa p =
(3)当h 不变，S 点y 增大时，当S 点的压强
s p 等于水的汽化压强时，
此时S 点发生水的汽化，管内的流动即中止。查表，在常温下（15
℃）水的汽化压强为1 697Pa （绝对压强）以管口2为基准，列2S -点的伯
努利方程，
22
22
222s
s s p v p v z z g g γγ++=++
其中 y h z s
+=，02=z ，
2s v v =，
1 697 Pa s p =，
2 1 01325Pa p = （大气绝对压强）
即 2 1 01325 1 697 610.166 4.16m
9 807 s p p y h γ--=-=-=-=
本题要注意的是伯努利方程中两边的压强计示方式要相同，由于s p 为绝对压
强，因此出口处也要绝对压强。
【4.8】
如图，水从密闭容器中恒定出流，经一变截面管而流入大气中，已知H =7m,p = 0.3at ,A 1=A 3=50cm 2，A 2=100cm 2，A 4=25cm 2，若不计流动损失，试求：（1）各截面上的流速、流经管路的体积流量；（2）各截面上的总水头。 解：（1）以管口4为基准，从密闭容器自由液面上0点到变截面管出口处4列0－4流线伯努利方程，
220
044
0422p v p v z z g g γγ++=++
其中 H z =0
，04=z
040p p p ==，
00v =
即
4m
14s
v ===
22
41410m 229.81v g ==?
由连续性原理，由于1
3A A = 故13v v =
又 由于 3344A v A v =
故
434325
147m/s 50A v v A =
=?=
由于
2244A v A v =
故
424225m
14 3.5s 100A v v A =
=?=
流经管路的体积流量
3
444m
2510140.035s Q A v -==??=
（2）以管口为基准，该处总水头等于10m ，由于不计粘性损失，因此各截面
上总水头均等于10m 。
【4.9】
如图，在水箱侧壁同一铅垂线上开了上下两个小孔，若两股射流在O
点相交,试证明11
22h z h z
=。 解： 列容器自由液面0至小孔1及2流线的伯努利方程，可得到小孔处出流
速度v =。此公式称托里拆利公式（Toricelli ），它在形式上与初始速度为零的自由落体运动一样，这是不考虑流体粘性的结果。
由
212y gt =
公式，分别算出流体下落y 距离所需的时间，其中
12t t =
=
经过1t
及2t 时间后，两孔射流在某处相交，它们的水平距离相等，
即 11
22v t v t =，
其中
1v =
，
2v =，
因此
=
即 11
22h y h y =
【4.14】
如图，一消防水枪，向上倾角ο
30=α水管直径D=150mm ，压力表读数p=3m 水柱高，喷嘴直径d=75mm ，求喷出流速，喷至最高点的高程及在最高点的射流直径。
解：不计重力，对压力表截面1处至喷咀出口2处列伯努利方程
221
12222p V p V g g γγ+=+
其中 1
3m
p γ
=
习题.84图
习题.94图
2
p γ
= 得
2221236V V g g -=?=
()a
另外，由连续方程 2212
4
4
D V d V π
π
=
得
2
2
2122
751504V d V V V D ????
=== ? ?????
上式代入()a 式得 2
2
22
69.81
16V V -=?
因此
27.92m/s V =
设最高点位置为m ax y ，则根据质点的上抛运动有
22
max (sin )2V a gy =
2max
(7.92sin 30)0.8m
29.81y ?==?o
射流至最高点时，仅有水平速度32cos30V V =o
，列喷咀出口处2至
最高点处3的伯努利方程（在大气中压强均为零）。
22
320.822V V g g =+
得
3 6.86m/s
V ===
或者水平速度始终是不变的
32cos307.920.866 6.86m/s V V ==?=o
由连续方程，最高点射流直径
3d 为
22233
4
4
d V d V π
π
=
故
37580.6mm d ===
习题.144图
习题.154图
【4.15】
如图，水以V=10m/s 的速度从内径为50mm 的喷管中喷出，喷管的一端则用螺栓固定在内径为100mm 水管的法兰上，如不计损失，试求作
用在连接螺栓上的拉力。 解：由连续方程
221
12
4
4
V d V
d π
π
=
故2
2
2115010 2.5m/s
100d V V d ????==?= ? ?????
对喷管的入口及出口列总流伯努利方程
22
1
122p V V p g g γγ+=+
其中
0p =
得
()()2
2222
110.5 1 00010 2.546 875N/m 2
p V V ρ
=
-=??-=
取控制面,并建立坐标如图,设喷管对流体的作用力为F 。
动量定理为
d x
n x A
F V V A
ρ=∑?
即
222
1
111
12
1 000() 1 0004
4
4
F p d V V d VV
d π
π
π
-+=?-+
故
22222
46 8750.1 1 000 2.50.1 1 000100.054
4
4
F π
π
π
=?
?+??
?-??
?
220.8N =
则作用在连接螺栓上的拉力大小为220.8N 方向同F 方向相反.
第7章 粘性流体动力学
选择题：
7.1 速度v 、长度l 、重力加速度g 的无量纲集合是：（a ）g lv ；（b ）gl v ；（c ）gv l
；
（d ）gl v 2
。解：（d ）。
7.2 速度v 、密度ρ、压强p 的无量纲集合是：（a ）v p
ρ；（b ）p v ρ；（c ）ρ2
pv ；
（d ）2v p
ρ。 解：（d ）。
7.3 速度v 、长度l 、时间t 的无量纲集合是：（a ）lt v ；（b ）vl t ；（c ）2
vt l
；（d ）
vt l
。解：（d ）。
7.4 压强差p ?、密度ρ、长度l 、流量Q 的无量纲集合是：（a ）2
pl Q
?ρ；（b ）2
pQ l
?ρ；
（c ）
ρplQ
?；（d ）2
l Q
p ?ρ。解：（d ）。
7.5 进行水力模型实验，要实现有压管流的动力相似，应选的相似准则是：（a ）
雷诺准则；（b ）弗劳德准则；（c ）欧拉准则；（d ）其它。
解：对于有压管流进行水力模型实验，主要是粘性力相似，因此取雷诺数相等 （a ）
7.6 雷诺数的物理意义表示：（a ）粘性力与重力之比；（b ）重力与惯性力之比；
（c ）惯性力与粘性力之比；（d ）压力与粘性力之比。
解：雷诺数的物理定义是惯性力与粘性力之比（c ）
7.7 压力输水管模型实验，长度比尺为8，模型水管的流量应为原型输水管流量
的：（a ）1/2；（b ）1/4；（c ）1/8；（d ）1/16。
解：压力输水管模型实验取雷诺数相等即
p p
m m
p
m v d v d υυ=
，若p m υυ=，
则p
1m l m p v d v d λ-==，而2
2m m m l l 2p
p p l 118Q v d Q v d λλλ-==== （c ） 7.8 判断层流或紊流的无量纲量是：（a ）弗劳德数Fr ；（b ）雷诺数Re ；（c ）欧
拉数Eu ；（d ）斯特劳哈尔数Sr 。
解：判断层流和紊流的无量纲数为雷诺数，当2300Re <为层流，否则为紊
流。（b ） 7.9 在安排水池中的船舶阻力试验时，首先考虑要满足的相似准则是：（a ）雷诺
数Re ；（b ）弗劳德数Fr ；（c ）斯特劳哈尔数Sr ；（d ）欧拉数Eu 。 解：在安排船模阻力试验时，理论上要满足雷诺准则和弗劳德准则，但Re 数和Fr 数同时分别相等是很难实现的，而且Re 数相等在试验条件又存在困难，因此一
般是取实船 和船模的弗劳德数相等。（b ） 7.10弗劳德数Fr 代表的是 之比：（a ）惯性力与压力；（b ）惯性力与重力；
（c ）惯性力与表面张力；（d ）惯性力与粘性力。 解：（b ） 7.11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 ）弗劳德数Fr ；（c ）斯特劳哈尔数Sr ；（d ）欧拉数Eu 。 解：由于管道阀门阻力试验是粘性阻力，因此应满足雷诺数Re 相等。（b ）
7.12欧拉数Eu 代表的是 之比：（a ）惯性力与压力；（b ）惯性力与重力；（c ）惯性力与表面张力；（d ）惯性力与粘性力。 解：（a ）
第8章 圆管中的流动
选择题：
8.1 水在垂直管内由上向下流动，相距l 的两断面间，测
压管水头差h ，两断面间沿程水头损失
f h ，则：
（a ）
f h h =； （b ）f
h h l =+； h
l
习题.18图
《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、就是非题。 1.流体静止或相对静止状态的等压面一定就是水平面。 ( ) 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,速度与压力都减少。 ( ) 5.相对静止状态的等压面一定也就是水平面。 ( ) 6.平面流只存在流函数,无旋流动存在势函数。 ( ) 7.流体的静压就是指流体的点静压。 ( ) 8.流线与等势线一定正交。 ( ) 9.附面层内的流体流动就是粘性有旋流动。 ( ) 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就是斜面或曲面。 ( ) 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就是低于受压壁面的形心。 ( ) 14.相邻两流线的函数值之差,就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就是等压面。 ( ) 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,与其她无关。 ( ) 三、填空题。 1、1mmH2O= Pa 2、描述流体运动的方法有与。 3、流体的主要力学模型就是指、与不可压缩性。 4、雷诺数就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与Q2,阻抗为S1与S2的两管路并联,则并联后总管路的流量Q
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；
工程流体力学课后习题(第二版)答案
第一章 绪论 1-1．20℃的水2.5m 3 ，当温度升至80℃时，其体积增加多少？ [解] 温度变化前后质量守恒，即2211V V ρρ= 又20℃时，水的密度3 1/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 32 1 125679.2m V V == ∴ρρ 则增加的体积为3 120679.0m V V V =-=? 1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度ν增加15%，重度γ减少10%，问此时动力粘度μ增加多少（百分数）？ [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+== 原原原μρν035.1035.1== 035.0035.1=-=-原 原 原原原μμμμμμ 此时动力粘度μ增加了3.5% 1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02 y hy g u -=，式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。 [解] μρ/)(002.0y h g dy du -= )(002.0y h g dy du -==∴ρμ τ 当h =0.5m ，y =0时 )05.0(807.91000002.0-??=τ Pa 807.9= 1-4．一底面积为45×50cm 2，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。
[解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时，等速下滑 y u A T mg d d sin μθ== 001 .0145.04.062 .22sin 8.95sin ????= = δθμu A mg s Pa 1047.0?=μ 1-5．已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律y u d d μ τ=，定性绘出切应力沿y 方向的分布图。 [解] 1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。已知导线直径0.9mm ，长度20mm ，涂料的粘度μ=0.02Pa ．s 。若导线以速率50m/s 拉过模具，试求所需牵拉力。（1.O1N ） [解] 2 53310024.51020108.014.3m dl A ---?=????==π y u u u u y u u y ττ= 0y ττy 0 τττ=0 y
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水力学练习题及参考答案 一、是非题(正确的划“√”，错误的划“×) 1、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。（√） 2、图中矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合。(×) 3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。(×) 4、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的，当 Fr＞1为急流。 (√) 5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。（×） 6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。（×） 6、达西定律适用于所有的渗流。（×） 7、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。（√） 8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。 (√) 9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。 (√) 10、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。（×） 11、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。(√) 12、陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。 (√) 13、在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。 (×) 14、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等，但底坡不同，因此它们 的正常水深不等。 (√) 15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。（√） 16、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。(×) 17、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。 (√) 18、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。 (×) 19、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。（√） 20、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。(×) 21、缓坡上可以出现均匀的急流。 (√) 22、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50 kPa。 (√) 24、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。 (√) 25、水深相同的静止水面一定是等压面。 (√) 26、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。（×） 27、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。(√) 28、陡坡上可以出现均匀的缓流。 (×) 29、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。 (√) 30、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。 (×)
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
大学工程流体力学实验-参考答案
流体力学实验思考题 参考答案 流体力学实验室二○○六年静水压强实验1．同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？测压管水头指z p ，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面内的测压管水头线是一根水平线。 2．当p B 0 时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。 p B 0 ，相应容器的真空区域包括以下三个部分： （1）过测压管2 液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而 言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占区域，均为真空区域。 （2）同理，过箱顶小不杯的液面作一水平面，测压管 4 中，该平面以上的水体亦为真 空区域。 （3）在测压管5 中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区域。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4 液面高于小水杯液面高度相等。3．若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0 。 最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5 油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h和h0 ，由式w h w 0h0 ，从而求得0 。4．如测压管太细，对于测压管液面的读数将有何影响？ 设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算 式中，为表面张力系数；为液体容量；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。常温的水， 0.073N m ，0.0098N m3。水与玻璃的浸润角很小，可以认为cos 1.0。 于是有 h 29.7 d （h 、d 均以mm 计） 一般来说，当玻璃测压管的内径大于10 mm时，毛细影响可略而不计。另外，当水质 不洁时，减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机下班玻璃作测压管时，浸润角较大，其h 较普通玻璃管小。如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时，互相抵消了。 5．过C 点作一水平面，相对管1、2、5 及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面？哪一部分液体是同一等压面？ 不全是等压面，它仅相对管1、2 及水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面。因为只有全部具有下列5 个条件的平面才是等压面：（1）重力液体；（2）静止；（3）连通；（4）连通介质为同一均质液体；（5）同一水平面。而管5 与水箱之间不符合条件（4），相对管5 和水箱中的液体而言，该水平面不是水平面。
工程流体力学试题库
工程流体力学试题库 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.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 2.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 3.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p=1个大气压时，两测压计水银柱高0之差?h=h-h=760mm(Hg)，如果顶部再压入一部分空气，使p=2个大气压时。则?h应为( ) 120 A.?h=-760mm(Hg) B.?h=0mm(Hg)
C.?h=760mm(Hg) D.?h=1520mm(Hg) .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( ) 4 A.定常流 B.非定常流 C.非均匀流 D.均匀流 5.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 6.下列说法中，正确的说法是( ) A.理想不可压均质重力流体作定常或非定常流动时，沿流线总机械能守恒 B.理想不可压均质重力流体作定常流动时，沿流线总机械能守恒 C.理想不可压均质重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒 D.理想可压缩重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒 7.当圆管中流体作层流流动时，动能修正系数α等于( ) A.1 B.2 C.3 D.2000 8.如图所示，容器若依次装着水与汽油，假定二者均为理想流体，且H=常数，液面压强为大气压，则从管口流出的水与汽油之间的速度关系是( )
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；
流体力学实验思考题解答(全)
流体力学课程实验思考题解答 （一）流体静力学实验 1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γ p Z + ，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测 压管水头线指测压管液面的连线。从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2、 当0工程流体力学试题含答案
《工程流体力学》复习题及参考答案 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
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
最新大学工程流体力学实验-参考答案
最新大学工程流体力学实验-参考答案 参考答案 流体力学实验室 二○○六年 静水压强实验 1．同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 测压管水头指γp z +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面内的测压管水头线是一根水平线。 2．当0?B p 时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。 0?B p ，相应容器的真空区域包括以下三个部分： （1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占区域，均为真空区域。 （2）同理，过箱顶小不杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。 （3）在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区域。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。 3．若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。 最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h 和0h ，由式00h h w w γγ= ，从而求得0γ。 4．如测压管太细，对于测压管液面的读数将有何影响？ 设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算 式中，σ为表面张力系数；γ为液体容量；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。常温的水，m N 073.0=σ，30098.0m N =γ。水与玻璃的浸润角θ很小，可以认为0.1cos =θ。于是有 d h 7.29= （h 、d 均以mm 计） 一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。另外，当水质不洁时，σ减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机下班玻璃作测压管时，浸润角θ较大，其h 较普通玻璃管小。
(完整版)工程流体力学习题及答案
(完整版)工程流体力 学习题及答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
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 1d 0.51011020 000k p ρρ-==???=。 （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。
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；
(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 ）
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
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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：
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 、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 、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、1mm2O= Pa
流体力学实验思考题解答
流体力学实验思考题解答 （一）流体静力学实验 1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γ p Z + ，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测 压管水头线指测压管液面的连线。从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2、 当0浙大工程流体力学试卷及答案
2002-2003学年工程流体力学期末试卷 一、单选题（每小题2分，共20分） 1、一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下 4.2米处的测压管高度为2.2m，设当地压强为 98KPa，则容器内液面的绝对压强为水柱。 (a) 2m (b)1m (c) 8m (d)-2m 2、断面平均流速υ与断面上每一点的实际流速u 的关系是。 (a)υ =u (b)υ >u (c)υ
(a) 2300 (b)3300 (c)13000 (d) 575 9、已知流速势函数，求点（1，2）的速度分量为。 (a) 2 (b) 3 (c) -3 (d) 以上都不是 10、按与之比可将堰分为三种类型：薄壁堰、实用堰、宽顶堰 (a)堰厚堰前水头 (b) 堰厚堰顶水头 (c) 堰高堰前水头 (d) 堰高堰顶水头 二、简答题（共24分） 1．静水压强的特性(6分) 2．渐变流的定义及水力特性(6分) 3．边界层的定义及边界层中的压强特性(6分) 4．渗流模型简化的原则及条件(6分) 三、计算题（共56分） １、(本小题14分) 有一圆滚门，长度L=10m，直径D=4m，上游水深H1=4m，下游水深H2=2m，求作用在圆滚门上的水平和铅直分压力。 题1图题2图 2、(本小题12分) 设导叶将水平射流作的转弯后仍水平射出，如图所示。若已知最大可能的支撑力为F，射流直径为d，流体密度为 ，能量损失不计，试求最大射流速度V1。 3、(本小题16分) 由水箱经变直径管道输水，H=16m，直径 d =d3=50mm，d2=70mm，各管段长度见图，沿程阻 1 力系数，突然缩小局部阻力系数