流体的运动-习题解答
第三章 流体的运动
习题解答
1．应用连续性方程的条件是什么？ 答：不可压缩的流体作定常流动。
2．在推导伯努利方程的过程中，用过哪些条件？伯努利方程的物理意义是什么？
答：在推导伯努利方程的过程中，用过条件是不可压缩、无内摩擦力的流体（即理想流体）作定常流动。方程的物理意义是理想流体作定常流动时，同一流管的不同截面处，单位体积流体的动能、势能与该处压强之和都是相等的。
3．两条木船朝同一方向并进时，会彼此靠拢甚至导致船体相撞。试解释产生这一现象的原因。
答：因为当两条木船朝同一方向并进时，两船之间水的流速增加，根据伯努利方程可知，它们间的压强会减小，每一条船受到外侧水的压力大，因此两船会彼此靠拢甚至导致船体相撞。
4．冷却器由19根Φ20×2mm （即管的外直径为20mm ，壁厚为2mm ）的列管组成，冷却水由Φ54×2mm 的导管流入列管中，已知导管中水的流速为1.4m/s ，求列管中水流的速度。
解：已知Φ120×2mm ，d 1=20－2×2=16mm ，n 1=19，Φ254×2mm ，d 2=54－2×2=50mm ，v 2=1.4m/s ，根据连续性方程知：
S 0v 0= S 1v 1+S 2v 2 +……+S n v n ，则 72.016194.1504
1412
221122
221
122211221=??==ππ==d n d d n d S n S v v v v m/s
5．水管上端的截面积为4.0×10－4m 2，水的流速为5.0 m/s ，水管下端比上端低10m ，下端的截面积为8.0×10－4m 2。(a)求水在下端的流速；(b)如果水在上端的压强为1.5×105Pa ，求下端的压强。
解：(a)已知S 1=4.0×10－4m 2，v 1=5.0 m/s ，h 1=10m ，S 2=8.0×10－4m 2，1p =1.5×105Pa ，根据连续性方程：S 1v 1=S 2v 2 知：
5.210
0.80.5100.44
42112=???==--S S v v ( m/s ） (b) 根据伯努利方程知：222
211212
121p gh p gh ++=++ρρρρv v ，h 2=0，
水ρ=1.0×103 kg/m 3
(Pa)
106.25.2100.121
105.11010100.15100.121212152
3532322
21121?=???-?+???+???=--++=
gh p gh p ρρρρv v 26．水平的自来水管粗处的直径是细处的两倍。如果水在粗处的流速和压强分别是1.00 m/s 和1.96×105Pa ，那么水在细处的流速和压强各是多少？ 解：(a)已知d 1=2 d 2，v 1=1.00m/s ，1p =1.96×105Pa ，根据连续性方程知：
S 1v 1=S 2v 2
00.400.1)2(4
1412
22
222121*********=?==ππ==d d d d d d S S v v
v v (m/s) (b) 根据伯努利方程知（水平管）：22
2112
121p p 2+=+v v ρρ
5
2352322121210885.100.4102
11096.100.110212121?=??-?+??=-+=v v ρρp p (Pa)
7．利用压缩空气，把水从一密封的筒内通过一根管以1.2 m/s 的流速压出。当管的出口处高于筒内液面0.60m 时，问筒内空气的压强比大气压高多少？
解：已知v 1=1.2m/s ，h 1=0.60m ，1p =0p ，根据伯努利方程知：
222
211212
121p gh p gh ++=++ρρρρv v 由于S 1<< S 2，则v 2=0，因此
332312102106.66.08.9102.1102
1
21?=??+??=+=-gh p p ρρv (Pa)
8．汾丘里流速计主管的直径为0.25m ，细颈处的直径为0.10m ，如果水在主管的压强为5.5×104Pa ，在细颈处的压强为4.1×104Pa ，求水的流量是多少？
解：已知d 1=0.25m ，d 2=0.10m ，1p =5.5×104
Pa ，2p =4.1×104
Pa ，根据汾丘里流速计公式知：
/s)
(m 102.4)1.025.0(1010)1.45.5(21.025.014.341)
()
(241)()2(324
4342
242412122
212221212
1-?=-??-?????=--π=--=d d p p d d S S p p S S Q ρρ
9．一水平管道内直径从200mm 均匀地缩小到100mm ，现于管道中通以甲烷（密度ρ=0.645 kg/m 3），并在管道的1、2两处分别装上压强计（如图3-1），压强计的工作液体是水。设1处U 形管压强计中水面高度差h 1=40mm ，2处压强计中水面高度差h 2=-98mm （负号表示开管液面低于闭管液面），求甲烷的体积流量Q 。
解：已知d 1=200mm=0.200m ，d 2=100mm=0.100m ，ρ=0.645kg/m 3，'ρ=1.0×03kg/m 3，h 1=40mm=0.040m ，h 2=-98mm=-0.098m ，根据汾丘里流速计公式知：
)
s m (525.0)1.02.0(645.0)098.0040.0(8.9100.121.02.014.341)
()
('241)()2(34432
242412122
212221212
1 /=-?+?????
???=--π=-=d d h h g d d S S p p S S Q ρρρ-
10．将皮托管插入河水中测量水速，测得其两管中水柱上升的高度各为0.5cm 和5.4cm ，求水速。
解：已知h 1=5.4cm=0.054m ，h 2=0.5cm=0.005m ，根据比托管流速计公式知：
98.0)005.0054.0(8.92)(221=-??=-=h h g v (m/s)
11．如果图3-2所示的装置是一采气管，采集CO 2气体，如果压强计的水柱差是2.0cm ，采气管的横截面积为10cm 2。求5分钟所采集的CO 2的量是多少m 3？已知CO 2的密度为2kg/m 3。
解：已知h =2.0cm=0.02m ，S =10cm 2，t =5min ，ρ=2kg/m 3，'ρ=1.0×03kg/m 3，根据比托管流速计公式知：
142
02
.08.9100.12'23=????=
=
ρ
ρgh
v (m/s)
所以5min 采集的CO 2为：
334102.4)m (2.4605141010?==????==-vt V S (L)
12．水桶底部有一小孔，桶中水深h =0.3m 。试求在下列情况下，从小孔流出的水相对于桶的速度：(a)桶是静止的；(b)桶匀速上升。
解：(a)已知h 1=0.30m ，021p p p ==，S 1>> S 2，桶是静止时，根据伯努利方
程知： 222
211212
121p gh p gh ++=++ρρρρv v ，由于S 1>> S 2，则v 1=0，因此
42.23.08.92212=??==gh v (m/s)
(b)桶匀速上升时，v 2=2.42 (m/s)
13．注射器的活塞截面积S 1=1.2cm 2，而注射器针孔的截面积S 2=0.25mm 2。当注射器水平放置时，用f =4.9N 的力压迫活塞，使之移动l =4cm ，问水从注射器中流出需要多少时间？
解：已知S 1=1.2cm 2，S 2=0.25mm 2，f =4.9N ，l =4cm ，作用在活塞上的附加压强：4
4
11008.4102.19.4?=?==
?-S f p (pa)，根据水平管的伯努利方程知： 2221212
121p p +=+v v ρρ 由于p p p ?+=01，02p p =，S 1>> S 2，则v 1≈0，因此
910
11008.422)
23
4
212=???=
?=
-(=
ρ
ρp
p p v (m/s) 根据连续性方程知：S 1v 1=S 2v 2
0188.010
2.191025.04
61221=???==--S S v v (m/s) 13.20188
.004
.01===
v l t (s)
14．用一截面为 5.0cm 2的虹吸管把截面积大的容器中的水吸出。虹吸管最
高点在容器的水面上1.20m 处，出水口在此水面下0.60m 处。求在定常流动条件下，管内最高点的压强和虹吸管的流量。
解：(a)已知S D =5.0cm 2=5.0×10－4m 2，h B =1.20m ，h D =－0.60m ，S A >> S D ，如图
3-10所示，选取容器内液面A 为高度参考点，对于A 、D 两处，
0p p p D A ===1.013×105 Pa ，应用伯努利方程，则有：D D A A gh gh ρρρρ+=+222
121v v
43.36.08.922)(2=??==-=AD D A D gh h h g v (m/s)
B 、D 两处（均匀管）应用伯努利方程得： D D B B p gh p gh +=+ρρ
5351084.0)20.160.0(8.91010013.1)(?=--??+?=-+=B D D B h h g p p ρ(pa)
(b)Q =S D v D = 5.0×10－4×3.43=1.72×10－3 (m 3/s)
15．匀速地将水注入一容器中，注入的流量为Q =150 cm 3/s ，容器的底部有面积S =0.50cm 2的小孔，使水不断流出。求达到稳定状态时，容器中水的高度。 解：已知Q =150 cm 3/s=1.5×10－4m 3/s ，S 2=0.5cm 2=5.0×10－5m 2，因为以一定流量为Q 匀速地将水注入一容器中，开始水位较低，流出量较少，水位不断上升，流出量也不断增加，当流入量等于流出量时，水位就达到稳定，则：
gh 22=v 和gh S Q 222=
45.010
2)100.5()1050.1(2252
4222
2=????=?=--g S Q h (m)
16．如图3-3所示，两个很大的开口容器B 和F ，盛有相同的液体。由容器
B 底部接一水平管子BCD ，水平管的较细部分
C 处连接到一竖直的E 管，并使E 管下端插入容器F 的液体内。假设液流是理想流体作定常流动。如果管的C 处的横截面积是
D 处的一半。并设管的D 处比容器B 内的液面低h ，问
E 管中液体上升的高度H 是多少？
解：已知截面积D C S S 2
1
=
，由连续性方程得D D C D C S S v v v 2==，考虑到A
槽中的液面流速相对于出口处的流速很小，由伯努利方程求得
gh D 2=v
对C 、D 两点列伯努利方程：
2
22
121D
D C C p p v v ρρ+=+
因为，大气压）(0p p D =，所以，gh p p C ρ30-=，即C 处的压强小于0p ，又因为F 槽液面的压强也为0p ，故E 管中液柱上升的高度H 应满足：
0p gH p C =+ρ
解得 h H 3=
17．使体积为25cm 3的水，在均匀的水平管中从压强为1.3×105Pa 的截面移到压强为1.1×105
Pa 的截面时，克服摩擦力做功是多少？
解：已知V =25 cm 3=2.5×10－5m 3，1p =1.3×105Pa ，2p =1.1×105Pa ，由实际流体运动规律知：
w +++=++222
211212
121p gh p gh ρρρρv v 45521100.2101.1103.1?=?-?=-=p p w (Pa)（水平均匀管）
50.0105.2100.254=???=?=-V W w (J)
18．为什么跳伞员从高空降落时，最后达到一个稳恒的降落速度？ 答：跳伞员从高空降落时，最后达到一个稳恒降落速度的原因主要是跳伞员的重力、受到浮力和空气阻力达到平衡，沉降速度恒定。
19．20℃的水，在半径为 1.0cm 的水平管内流动，如果管中心处的流速是10cm/s 。求由于粘性使得管长为2.0m 的两个端面间的压强差是多少？
解：已知R =1.0 cm ，v max =10cm/s=0.10m/s ，L =2.0m ，t =20℃，查表知20℃时水的黏度系数为：310005.1-?=水η Pa
s ，由泊肃叶定律的推导知：
)(422
21r R L
p p --=
ηv 当r =0，10.04)(221max
=-=L
R p p ηv m/s
04.8)100.1(10
.0210005.1442
23221=?????==---R L p p v η(Pa)
20．图3-3为粘性流体沿水平管流动时，压强沿管路降低的情况。若图中
h =23cm ；h 1=15cm ；h 2=10cm ；h 3=5cm ；a =10cm 。求液体在管路中流动的速度。 已知：h =23cm ；h 1=15cm ；h 2=10cm ；h 3=5cm ；a =10cm 求：v =?
解：由实际流体运动规律知：1，2两处（水平均匀管）
w +++=++222211212
121p gh p gh ρρρρv v h g h h g p p ?=-=-=ρρ)(1221w (J/m 3
)
容器开口液面处与圆管出口处应用实际流体运动规律知：
w 42
1
020++=+p p gh v ρρ
得： 77.0)05.0423.0(8.92)4(2=?-??=?-=h h g v (m/s)
21．直径为0.01mm 的水滴，在速度为2 cm/s 的上升气流中，能否向地面落下？设空气的η=1.8×10－5Pa
s 。
解：已知d =0.01mm=10－5m ，v =2 cm/s=0.02 m/s ，η=1.8×10－5Pa s ，水滴
受力分析：重力、浮力、粘性阻力，由斯托克斯定律定律知：
115101.0802.0105.066--5-?π=???10?1.8?π=π=v r f η阻(N)
g )'613ρρ-(π=
-d f mg 浮1010)10(6
1
335???π≈-111017.0-?π= (N)<阻f 故水滴不会落下。
22．水从一截面为5cm 2的水平管A ，流入两根并联的水平支管B 和C ，它们的截面积分别为4cm 2和3cm 2。如果水在管A 中的流速为100cm/s ，在管C 中的流速为50 cm/s 。问：(a)水在管B 中的流速是多大？(b)B 、C 两管中的压强差是多少？(c)哪根管中的压强最大？
解：(a)已知S A =5cm 2，S B =4cm 2，S C =3cm 2，v A =100cm/s=1.00m/s ，
v C =50cm/s=0.50m/s ，根据连续性方程知：S A v A = S B v B +S C v C
875.04
5
.0315=?-?=-=
B C C A A B S S S v v v (m/s)
(b) 根据伯努利方程知：
A 、
B 两处： B B B A A A
p gh p gh ++=++ρρρρ2
22
121v v
A 、C 两处： C C C A A A p gh p gh ++=
++ρρρρ22
2
121
v v 因此，258)875.05.0(102
1)(2122322-=-??=-=
-B C C B p p v v ρ(Pa) (c)由以上两个方程可知：C B A v v v >>则：C B A p p p <<，即C 管压强最大。
23．如图3-4所示，在水箱侧面的同一铅直线的上、下两处各开一小孔，若从这两个小孔的射流相交于一点，试证：h 1H 1=h 2H 2。
证明：根据小孔流速规律gh 2=v 知：112gh =v 和222gh =v 再根据平抛运动规律知：
x =vt 和2
2
1gt H =
联立以上关系式得：
24x hH =
由于 x 1=x 2 所以 h 1H 1=h 2H 2 证毕。
24．在一个顶部开启高度为0.1m 的直立圆柱型水箱内装满水，水箱底部开有一小孔，已知小孔的横截面积是水箱的横截面积的1/400，(a)求通过水箱底部的小孔将水箱内的水流尽需要多少时间？(b)欲使水面距小孔的高度始终维持在0.1m ，把相同数量的水从这个小孔流出又需要多少时间？并把此结果与(a)的结果进行比较。
解：(a)已知h 1=0.1m ，S 2= S 1/400，随着水的流出，水位不断下降，流速逐渐减小，根据小孔流速规律知在任意水位处水的流速为：gh 22≈v ，该处厚度为d h 的一薄层从小孔流出时间为：
gh
S h
S S h S t 2d d d 21221=
=
v 整个水箱的水流尽所需时间为
5728
.924008.92d 4002d 1.00
1.00
2111=??=
??==?
?
h
h
h gh
S h S t h (s)
(b) 水面距小孔的高度始终维持在0.1m ，则小孔速度始终不变为12gh =2v 则相同数量的水从这个小孔流出又需要时间为：
5.281
.08.921.04002
21
12=???==
v S h S t (s)
比较(a)、(b)知：212t t =
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。
流体流动习题答案
23. 10℃的水以500 L/min 的流量流过一根长为300 m 的水平管，管壁的绝对粗糙度为0.05 mm 。有6 m 的压头可供克服流动的摩擦阻力，试求管径的最小尺寸。 解：这是关于试差法的应用。 10C o 的水，3999.7/kg m ρ= 5130.7710Pa s μ-=?? 在管路两端端列柏努利方程，以管子中心线所在的水平面为基准面，得 6f A B h p p m g g ρ-==∑ 由范宁公式 f h g =∑22l u d g λ (1) (1) 在该题中，假设λ不是最好的选择，因为管径不知道，不好由/d ε 反查'λ，且假设λ后由于不知道d ，也不能求u 和Re 。 (2) 假设管径为待求量，但若假设d ，由于实际生产中管子的规格多样，范围太广，不易得到准确范围。 (3) 可假设u 根据本教材表11-，选择合适的流速代入计算。自来水的流速为1~1.5m/s 。 取水的流速为 /m s 。根据给出的ε也可判断，所计算的阻力损失和管子的粗糙度有关，必定为湍流。且流体黏度比较大，必须使u 在较大值时保证水是湍流的。 0.090490.4d m mm ==== 此时由(1)式计算的262129.810.09040.0210300 1.32gd lu λ???= ==? 450.0904 1.3999.7Re 8.991013.7510 du ρμ-??===??，/0.05/(0.09041000)0.00055d ε=?= 查摩擦系数图，'0.021λ=，两者之间一致，假设合理。 管子的直径为90.4mm 。 24. 某油品的密度为800 kg/m 3、黏度为41 cP ，由附图中所示的A 槽送至B 槽，A 槽的液面比B 槽的液面高1.5 m 。输送管径为89 3.5mm mm φ?、长50 m(包括阀门
流体传动与控制 西交大考试题库及答案
流体传动与控制 一、单选题 1、液压传动中的是将流体的压力能转化为机械能的元件。（B ） A、动力元件 B、执行元件 C、控制元件 D、辅助元件 2、液压缸运动速度的大小取决于。（A ） A、流量 B、压力 C、A和B都是 D、A和B都不是 3、负载大，功率大的机械设备上的液压系统可使用（ C ）。 A、齿轮泵 B、叶片泵 C、柱塞泵 D、螺杆泵 4、能形成差动连接的液压缸是。（A ） A、单杆液压缸 B、双杆液压缸 C、柱塞式液压缸 D、均可 5、一水平放置的双伸出杆液压缸，采用三位四通电磁换向阀，要求阀处于中位时，液压泵卸荷，且液压缸浮动，其中位机能应选用；要求阀处于中位时，液压泵卸荷，且液压缸闭锁不动，其中位机能应选用。（D ） A、O型Y型 B、M型H型 C、Y型H型 D、H型M型 6、如图1所示回路，溢流阀的调定压力为6.3MPa，减压阀的调定压力为1.8MPa，活塞运动时负载压力为1.2MPa，其他损失不计，活塞运动期间A处压力，活塞碰到挡铁B 处压力。（A ） A、1.2MPa, 1.8Mpa B、1.8Mpa,1.8MPa C、1.8MPa，1.2MPa D、1.2MPa, 6.3MPa 图1 7、在节流调速回路中，哪种调速回路的效率高？（C ） A、进油节流调速回路 B、回油节流调速回路 C、旁路节流调速回路 D、进油—回油节流调速回路 8、为使减压回路可靠地工作，其最高调整压力应系统压力。（B ） A、大于 B、小于 C、等于 D、不确定 9、定量泵节流调速系统中溢流阀的作用为。（C ） A、安全保护 B、背压 C、溢流稳压 D、卸荷 10、流量连续性方程是在流体力学中的表达形式。（C ） A、能量守恒定律 B、动量定理 C、质量守恒定律 D、其他 11、伯努利方程是在流体力学中的表达形式。（A ）
流体力学习题答案讲解
【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 33 4 0.4530.90610 kg/m 510m 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 1 1 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
液压传动期末考试题库及答案
液压传动期末考试题库答案 一、填空 1、液压传动是利用液体的（压力）能来传递能量的一种传动方式。其主要参 数为（压力）和（流量）。 2、以（大气压力）为基准所表示的压力称为相对压力。 3、液体粘性用粘度表示,常用的粘度有（动力粘度）、（运动粘度）和条件粘度（或相对粘度)。 4、液体能量的表现有（压力能）、（位能/势能）和（动能）三种。 5、容积式液压泵是依靠（密封容积的变化）来进行工作的。 6、液压泵和液压马达的排量只随（几何尺寸）的变化而变化。 7、液压缸运动速度的大小决定于（进入液压缸的流量）。 8、减压阀常态时阀口常（开）。 9、油箱的功用有（储存油液）、（散发热量）、逸出气体和沉淀污物。 10、流体在管道中存在两种流动状态，（层流）时黏性力起主导作用，（湍流） 时惯性力起主导作用，液体的流动状态可用（雷诺数/Re）来判断，其计算公式为（）。 11、改变单作用叶片泵转子和定子之间（偏心距）的大小可以改变其流量。 12、常用的液压泵有（齿轮）、（叶片）和（柱塞）三类。 13、调速阀是由（调速）和（节流）串联而成的。 14、若换向阀四个油口有钢印标记：“A”、“P”、“T”、“B”，其中（P）表示进油口，（T）表示回油口。 15、密封装置是解决（泄漏）最重要、最有效的手段。
16、（调压）回路的功用是使液压系统整体或部分的压力保持恒定或不超过某个数值。 17、液压传动系统由（动力）装置、（执行）装置、（控制）装置、（辅助）装置和工作介质组成。 18、根据度量基准的不同，压力有两种表示方法：绝对压力和（相对压力）。 19、静力学基本方程的表达形式为（p=p0+ρgh）。 20、在液压传动中，能量损失主要表现为（温升）。 21、为了防止产生（空穴）现象，液压泵吸油口距离油箱液面高度不宜太高。 22、执行元件是将液体的（压力）能转化成（机械）能的元件。 23、压力继电器是一种将油液的（压力）信号转换成（电）信号的电液控制元件。 24、液压传动是以（有压）流体为能源介质来实现各种机械传动与自动控制 的学科。 25、液压系统的工作压力取决于（负载）。 26、O型密封圈一般由（耐油橡胶）制成，其横截面呈（圆形/0形）型。 27、在实验或生产实际中，常把零压差下的流量（即负载为零时泵的流量）视为（理论）流量。 28、液压泵的机械损失是指液压泵在（转矩）上的损失。 29、差动回路中，活塞直径为D，活塞杆直径为d，为使活塞快进和快退速度相等，D和d满足关系（d ）。 D2 30、溢流阀的作用有（稳压）、（保护）和（背压/卸荷）等。 31、滤油器应满足的基本要求是（一定的过滤精度）和足够的过滤能力。 32、进油和回油节流调速系统的效率低，主要原因是（节流）损失和（溢流）
流体力学例题
第一章 流体的性质 例1：两平行平板间充满液体，平板移动速度0.25m/s ，单位面积上所受的作用力2Pa(Ｎ／m2>，试确定平板间液体的粘性系数μ。 例2 ：一木板，重量为G ，底面积为 S 。此木板沿一个倾角为，表面涂有润滑油的斜壁下滑，如图所示。已测得润滑油的厚度为，木板匀速下滑的速度为u 。试求润滑油的动力粘度μ。 b5E2RGbCAP 例3：两圆筒，外筒固定，内筒旋转。已知：r1=0.1m ，r2=0.103m ，L=1m 。 。 求：施加在外筒的力矩M 。 例4：求旋转圆盘的力矩。如图，已知ω， r1，δ，μ。求阻力矩M 。 第二章 流体静力学
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, z2 = 0.18m, z3 = 0.04m, z4 = 0.20m,水银密度p1EanqFDPw ρ′=13600kg/m3，水的密度ρ=1000kg/m3 。试求水面的相对压强p0。 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 。DXDiTa9E3d 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z1 、 z2 、 z3、 z4 ，试求压强差pA –pB 。RTCrpUDGiT 例4：用离心铸造机铸造车轮。求A-A 面上的液体 总压力。 例5：已知：一块平板宽为 B ，长为L,倾角 ，顶端与水面平齐。求：总压力及作用点。 例7：坝的园形泄水孔，装一直径d = 1m 的 平板闸门，中心水深h = 3m ，闸门所在斜面与水平面成，闸门A 端设有铰链，B 端钢索
流体力学习题解答
流体力学习题解答一、填 空 题 1．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。 2．在现实生活中可视为牛顿流体的有水 和空气 等。 3．流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。它们的区别在于：前者是作用在某一面积上的总压力；而后者是作用在某一面积上的平均压强或某一点的压强。 4．均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。 5．和液体相比，固体存在着抗拉、抗压和抗切三方面的能力。 6．空气在温度为290K ，压强为760mmHg 时的密度和容重分别为 1.2a ρ= kg/m 3和11.77a γ=N/m 3。 7．流体受压，体积缩小，密度增大 的性质，称为流体的压缩性 ；流体受热，体积膨胀，密度减少 的性质，称为流体的热胀性 。 8．压缩系数β的倒数称为流体的弹性模量 ，以E 来表示 9．１工程大气压等于98.07千帕，等于10m 水柱高，等于735.6毫米汞柱高。 10．静止流体任一边界上压强的变化，将等值地传到其他各点（只要静止不被破坏），这就是水静压强等值传递的帕斯卡定律。 11．流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。 12．液体静压强分布规律只适用于静止、同种、连续液体。= 13．静止非均质流体的水平面是等压面，等密面和等温面。 14．测压管是一根玻璃直管或U 形管，一端连接在需要测定的容器孔口上，另一端开口，直接和大气相通。 15．在微压计测量气体压强时，其倾角为?=30α，测得20l =cm 则h=10cm 。 16．作用于曲面上的水静压力P 的铅直分力z P 等于其压力体内的水重。 17．通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。 19．静压、动压和位压之和以z p 表示，称为总压。 20．液体质点的运动是极不规则的，各部分流体相互剧烈掺混，这种流动状态称为紊流。 21．由紊流转变为层流的临界流速k v 小于 由层流转变为紊流的临界流速k v '，其
化工原理 第1章 流体流动 典型例题题解
化工原理典型例题题解 第1章 流体流动 例1 沿程阻力损失 水在一段圆形直管内作层流流动，若其它条件不变，现流量及管径均减小为原来的二分之一，则此时因流动阻力产生的压力损失为原来的（ ）。 A 2倍 B .4倍 C .8 倍 D. 16 倍 解：因管内流体流动处于层流状态，根据哈根（Hahen ）-泊谡叶（poiseuille ）公式 2 32d lu P f μ= ? (1) 将式中的流速u 用流量v q 和管径d 表示出来， 2 4 d q u v π = (2) 将(2)式代入(1)式得 4 128d lq P v f πμ= ? (3) 现流量125.0v v q q =; 管径d 2=0.5d 1 ， 根据(3)式，压力损失ΔP f2满足下式 85 .01 /)5.0/(5.0//3 4 1 14 114 1 14221 2== = = ??d q d q d q d q P P v v v v f f 故答案C 正确。 例2 流体在管内流动时剪应力的分布 流体在管内流动的摩擦阻力，仅由流体与壁面之间的摩擦引起吗？ 解：圆管中沿管截面上的剪应力分布式为 r l g Z P g Z P 2) ()(2211ρρτ+-+= 由该式推导条件可知，剪应力分布与流动截面的几何形状有关，而与流体种类，层流或湍流无关。对于定常态流动体系，可见剪应力随圆管内流体半径的增大而增大，在壁面处，此剪应力达到最大。故剪应力（磨擦阻力）并非仅产生于壁面处，而是在流体体内亦存在。 例3 并联管路中的阻力损失 首尾相同的并联管路中，流体流经管径较小的支路时，总压头损失较大吗？ 例 4 附图 解：A 为分支点，B 为汇合点。并联管路Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ具有相同的起始点A 和终点B ，分别利用柏努利方
液压传动期末考试题库及答案.
液压传动习题及参考答案 一、填空 1、液压传动是利用液体的（压力）能来传递能量的一种传动方式。其主要参数为（压力）和（流量）。 2、以（大气压力）为基准所表示的压力称为相对压力。 3、液体粘性用粘度表示,常用的粘度有（动力粘度）、（运动粘度）和条件粘度（或相对粘度)。 4、液体能量的表现有（压力能）、（位能/势能）和（动能）三种。 5、容积式液压泵是依靠（密封容积的变化）来进行工作的。 6、液压泵和液压马达的排量只随（几何尺寸）的变化而变化。 7、液压缸运动速度的大小决定于（进入液压缸的流量）。 8、减压阀常态时阀口常（开）。 9、油箱的功用有（储存油液）、（散发热量）、逸出气体和沉淀污物。 10、流体在管道中存在两种流动状态，（层流）时黏性力起主导作用，（湍流）时惯性力起主导作用，液体 的流动状态可用（雷诺数/Re）来判断，其计算公式为（）。 11、改变单作用叶片泵转子和定子之间（偏心距）的大小可以改变其流量。 12、常用的液压泵有（齿轮）、（叶片）和（柱塞）三类。 13、调速阀是由（调速）和（节流）串联而成的。 14、若换向阀四个油口有钢印标记：“A”、“P”、“T”、“B”，其中（P）表示进油口，（T）表示回油口。 15、密封装置是解决（泄漏）最重要、最有效的手段。 16、（调压）回路的功用是使液压系统整体或部分的压力保持恒定或不超过某个数值。 17、液压传动系统由（动力）装置、（执行）装置、（控制）装置、（辅助）装置和工作介质组成。 18、根据度量基准的不同，压力有两种表示方法：绝对压力和（相对压力）。 19、静力学基本方程的表达形式为（p=p0+ρgh）。 20、在液压传动中，能量损失主要表现为（温升）。 21、为了防止产生（空穴）现象，液压泵吸油口距离油箱液面高度不宜太高。 22、执行元件是将液体的（压力）能转化成（机械）能的元件。 23、压力继电器是一种将油液的（压力）信号转换成（电）信号的电液控制元件。 24、液压传动是以（有压）流体为能源介质来实现各种机械传动与自动控制的学科。 25、液压系统的工作压力取决于（负载）。 26、O型密封圈一般由（耐油橡胶）制成，其横截面呈（圆形/0形）型。 27、在实验或生产实际中，常把零压差下的流量（即负载为零时泵的流量）视为（理论）流量。 28、液压泵的机械损失是指液压泵在（转矩）上的损失。 29、差动回路中，活塞直径为D，活塞杆直径为d，为使活塞快进和快退速度相等，D和d满足关系 30、溢流阀的作用有（稳压）、（保护）和（背压/卸荷）等。 31、滤油器应满足的基本要求是（一定的过滤精度）和足够的过滤能力。 32、进油和回油节流调速系统的效率低，主要原因是（节流）损失和（溢流）损失。 33、顺序动作回路按控制方式不同分为（行程）控制和（压力）控制。 34、某液压系统的压力大于大气压力，则其绝对压力为（大气压力+相对压力）。 35、定常流动是指液体流动时液体中任一点处的（压力）、（密度）和速度不随时间而变化的流动。 36、由于液体具有（粘性），液体在管道中流动要损耗一部分能量。 37、外啮合齿轮泵位于轮齿脱开啮合一侧是（吸油）腔，位于轮齿进入啮合一侧是（压油）腔。 38、液压泵的功率损失包括（容积）损失和（机械）损失。 39、柱塞缸由于柱塞与缸筒无配合要求，所以它特别适用于行程（长/大）的场合。 40、液压缸的（容积）效率是液压缸的实际运动速度和理想运动速度之比。
流体流动习题答案
第一章 流体流动习题解答 1. 某设备上真空表的读数为13.3×103 Pa ，试计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地区大气压强为98.7×103 Pa 。 解：真空度＝大气压－绝压 3(98.713.3)10atm p p p Pa =-=-?绝压真空度 表压＝－真空度＝-13.3310Pa ? 2. 在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960 kg/m 3的油品，油面高于罐底9.6 m ，油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的圆孔，其中心距罐底800 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为32.23×106 Pa ，问至少需要几个螺钉? 解：设通过圆孔中心的水平液面生的静压强为p ，则p 罐内液体作用于孔盖上的平均压强 9609.81(9.60.8)82874p g z Pa ρ=?=??-=(表压) 作用在孔盖外侧的是大气压a p ，故孔盖内外所受的压强差为82874p Pa ?= 作用在孔盖上的净压力为 2282575(0.76) 3.7644 p p d N π π =?=??=?410 每个螺钉能承受的最大力为： 62332.23100.014 4.96104 F N π =?? ?=?钉 螺钉的个数为433.7610/4.96107.58??=个 p
所需的螺钉数量最少为8个 3. 某流化床反应器上装有两个U 管压差计，如本题附图所示。测得R 1=400 mm ，R 2=50 mm ，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=50mm 。试求A 、B 两处的表压强。 解：U 管压差计连接管中是气体。若以2,,g H O Hg ρρρ分别表示气体、水与水银的密度，因为g Hg ρρ=，故由气柱 高度所产生的压强差可以忽略。由此可以认为A C p p ≈， B D p p ≈。 由静力学基本方程式知 232A C H O Hg p p gR gR ρρ≈=+ 10009.810.05136009.810.05=??+?? 7161Pa =(表压) 417161136009.810.4 6.0510B D A Hg p p p gR Pa ρ≈=+=+??=? 4. 本题附图为远距离制量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知两吹气管出口的距离H =1 m ，U 管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820 kg/m 3。试求当压差计读数R=68 m 时，相界面与油层的吹气管出口距离h 。 解：如图，设水层吹气管出口处为a ，煤油层吹气管出口处为b ，且煤油层吹气管到液气界面的高度为H 1。则 1a p p = 2b p p = 1()()a p g H h g H h ρρ=++-油水(表压) 1b p gH ρ=油(表压) U 管压差计中，12Hg p p gR ρ-= (忽略吹气管内的气柱压力) 12a b p p p p gR ρ-=-= C D H 1 压缩空气 p
液压传动试题库及答案
一、填空题（每空2分，共40分） 1．液压传动中，压力决于___负载__________，速度决定于_____流量________。 2．液压传动中，_ 实际输出流量____和____泵的出口压力__相乘是液压功率 3．我国生产的机械油和液压油采用_40o C时的运动粘度(mm2/s)为其标号。 4．管路系统总的压力损失等于_沿程压力损失_及__局部压力损失__之和。 5．方向控制阀的操纵方式有如下五种形式___手动式_、__机动式___、__电磁式____、_液动式、____电液动式_。 6．溢流阀、减压阀、顺序阀都有____直动式______和____先导式_______两种不同的结构形式 7．进油路节流调速回路的功率损失由______溢流损失_________和______节流损失____两部分组成。 二、单选题（每小题2分，共20分） 1．压力对粘度的影响是（ B ） A 没有影响 B 影响不大 C 压力升高，粘度降低 D 压力升高，粘度显著升高 2．目前，90%以上的液压系统采用（ B ） A 合成型液压液 B 石油型液压油 C 乳化型液压液 D 磷酸脂液 3．如果液体流动是连续的，那么在液体通过任一截面时，以下说法正确的是（ C ） A 没有空隙 B 没有泄漏 C 流量是相等的 D 上述说法都是正确的 4．在同一管道中，分别用Re紊流、Re临界、Re层流表示紊流、临界、层流时的雷诺数，那么三者的关系是（ C ） A Re紊流< Re临界 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 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.F 1=F2=F3 B.F1>F2>F3 C.F1 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 一、填空题（每空 1 分，共20分） 1. 液压传动是以（压力）能来传递和转换能量的。 2. 、液压传动装置由（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）、 （辅助元件）和（工作介质）五部分组成，其中（动力元件）和（执行元件）为能量转换装置。 3. 液体在管中流动时，存在（层流）和（紊流）两种流动状态。液体的流动 状态可用（临界雷诺数）来判定。 4. 液压系统中的压力,即常说的表压力，指的是（相对）压力。 5. 在液压系统中，由于某一元件的工作状态突变引起油压急剧上升,在一瞬间突 然产生很高的压力峰值，同时发生急剧的压力升降交替的阻尼波动过程称为（液压冲击）。 6. 单作用叶片泵转子每转一周，完成吸、排油各（1 ）次，同一转速的情况 下，改变它的（偏心距）可以改变其排量。 7. 三位换向阀处于中间位置时，其油口P、A、B、T 间的通路有各种不同的联 结形式，以适应各种不同的工作要求，将这种位置时的内部通路形式称为三位换向阀的（中位机能）。 8. 压力阀的共同特点是利用（液体压力）和（弹簧力） 相平衡的原理来进行工作的。 9. 顺序阀是利用油路中压力的变化控制阀口（启闭），以实现执行 元件顺序动作的液压元件。 二、选择题（请在所选择正确答案的序号前面划"或将正确答案的序号填入问题的 空格内）（每选择一个正确答案1分，共10 分） 1．流量连续性方程是（C ）在流体力学中的表达形式，而伯努利方程是（A ）在流体力学中的表达形式。 A 能量守恒定律； B 动量定理； C 质量守恒定律； D 其他； 2. 液压系统的最大工作压力为10MPa安全阀的调定压力应为（C ） A）等于10MPa；B）小于10MPa；C）大于10MPa 3. （A ）叶片泵运转时，存在不平衡的径向力；（B ）叶片 泵运转时，不平衡径向力相抵消，受力情况较好。 A单作用；B、双作用 4. 一水平放置的双杆液压缸，采用三位四通电磁换向阀，要求阀处于中位 1.雷诺准数的表达式为__________ 。当密度p= 1000kg/m3,粘度卩=1厘泊的水,在 内径为d=100mm以流速为1m/s在管中流动时，其雷诺准数等于______________ ,其流动类型为______ . 答案：Re二dup / 口 ; 105 ; 湍流 2.某流体在圆管中呈层流流动 , 今用皮托管测得管中心的最大流速为 2m/s, 此时管 内的平均流速为_________ . 答案： 1m/s 3.圆管中有常温下的水流动，管内径d=100mm测得其中的质量流量为11.8kg/s/, 其体积流量为______ . 平均流速为______ .答案： 0.0118m3/s ； 1.5m/s 4.管出口的局部阻力系数等于 __1.0___, 管入口的局部阻力系数等于 __0.5__. 5.流体在园直管内流动，当 Re>4000时的流型称为________ , 其平均速度与最大 流速的关系为_____ ，而 Re< 2000的流型称为 _______ ，平均速度与最大流速的关系为_____ 。 答案：湍流； Q 0.8umax; 层流； =0.5 umax 6.某设备上，真空度的读数为80mmH，g 其绝压 = ____ mH2O= ______ Pa. （该地区的 大气压为 720mmHg）答案：8.7mH2O ; 8.53 X 104pa 7.应用柏努利方程所选取的截面所必须具备的条件是___________________ 。 8.流体静压强P的作用方向为（B ） A .指向受压面 B.垂直指向受压面 C .垂直受压面 D .平行受压面 9.层流与湍流的本质区别是（ D ） 1、设某外啮合齿轮泵的齿数Z=17，齿宽B=28mm ，模数m=4mm ，齿轮无变位，泵的最高工作压力为2.5MPa ，转速为2000r/min ，容积效率V η=0.9,机械效率m η=0.9，设流量修正系数k=1.06。试求： （1）齿轮泵的理论流量t q 和实际流量q ； （2）齿轮泵的输入功率r P ； （3）输入轴上的实际输入轴扭矩T 和泵的理论扭矩t T 。 解：（1）齿轮泵的理论流量 n 22t B kZm q π= =min /20002841706.114.3232mm ?????? =min /4.101min /10014.138L mm =? 泵的实际流量 min /26.91min /9.04.101.L L q q V t =?==η （2）泵的输入功率 kW W W pq P m t r 69.41069.460 9.0104.101105.2336=?=????==-η （3）泵的理论扭矩 m N m N n pq T t .2.20.2000 14.32104.101105.2236t =?????==-π 输入轴上的实际输入扭矩 m N m N T T m .4.22.9 .02.20t ===η 2、已知某单位作用外反馈限压式叶片泵的有关参数如下:定子内圆直径D=52mm ，叶片数目Z=9，叶片宽度B=25mm ，反馈液压缸活塞有效作用面积A=202 mm ，调压弹簧的刚度k=m N /1043?。设泵的转速min /1500r n =，当泵在卸荷状态下运转时的流量为min /20L q t =，而在输出压力为a p MP 2=时的流量为min /19L q =，且该压力为泵的流量拐点，即当压力进一步加大时，流量线性下降。试求： （1）定子与转子间的最大偏心距max e ； （2）调压弹簧的预压缩量0χ； 第一章 流体及其主要物理性质 例1： 已知油品的相对密度为0.85，求其重度。 解： 例2： 当压强增加5×104Pa 时，某种液体的密度增长0.02%，求该液体的弹性系数。 解： 例3： 已知：A ＝1200cm 2，V ＝0.5m/s μ1＝0.142Pa.s ，h 1＝1.0mm μ2＝0.235Pa.s ，h 2＝1.4mm 求：平板上所受的内摩擦力F 绘制：平板间流体的流速分布图 及应力分布图 解：（前提条件：牛顿流体、层流运 动） 因为 τ1＝τ2 所以 3 /980085.085.0m N ?=?=γδ0=+=?=dV Vd dM V M ρρρρρ d dV V -=Pa dp d dp V dV E p 84105.2105% 02.01111?=??==-==ρρβdy du μ τ=??????? -=-=?2221110 h u h u V μτμτs m h h V h u h u h u V /23.02 112212 2 11 =+= ?=-μμμμμN h u V A F 6.41 1=-==μ τ 第二章 流体静力学 例1： 如图，汽车上有一长方形水箱，高H ＝1.2m ，长L ＝4m ，水箱顶盖中心有一供加水用的通大气压孔，试计算当汽车以加速度为3m/s 2向前行驶时，水箱底面上前后两点A 、B 的静压强（装满水）。 解： 分析：水箱处于顶盖封闭状态，当加速时，液面不变化，但由于惯性力而引起的液体内部压力分布规律不变，等压面仍为一倾斜平面，符合 等压面与x 轴方向之间的夹角 例2： （1）装满液体容器在顶盖中心处开口的相对平衡 分析：容器内液体虽然借离心惯性力向外甩，但由于受容器顶限制，液面并不能形成旋转抛物面，但内部压强分布规律不变： 利用边界条件：r ＝0，z ＝0时，p ＝0 作用于顶盖上的压强： （表压） （2）装满液体容器在顶盖边缘处开口的相对平衡 压强分布规律： =+s gz ax g a tg = θPa L tg H h p A A 177552=??? ?? ?+==θγγPa L tg H h p B B 57602=??? ?? ?-==θγγC z g r p +-?=)2( 2 2ωγg r p 22 2ωγ =C z g r p +-?=)2( 2 2ω γ 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。 习题解答 1-41一敞口贮槽中装有油（密度为917kg/m 3 ）和水，液体总深度为3.66m ，其中油深为3m 。试计算油水分界处及贮槽底面的压力，分别用绝压和表压表示。（当地大气压为） 解：油水分界处： 表压：kPa gh p 0.27381.9917111=??==ρ 绝压：kPa p 12810013.1107.2541=?+?= 贮槽底面的压力： 表压：kPa gh p p 5.3366.081.91000107.242212=??+?=+=ρ 绝压：kPa p 13510013.110347.3542=?+?= 1-42用U 形压力计测量容器内液面上方的压力，指示液为水银。已知该液体密度为900kg/m 3 ，h 1=0.3m ，h 2=0.4m ，R=0.4m 。试求： （1）容器内的表压； （2）若容器内的表压增大一倍，压力计的读数R ‘ 。 解：（1）如图，1-2为等压面。 )(211h h g p p ++=ρ gR p p a 02ρ+= gR p h h g p a 021)(ρρ+=++ 则容器内表压： kPa h h g gR p p a 2.4781.97.090081.94.013600)(210=??-??=+-=-ρρ （2）当容器内的表压增大一倍时，此时 2 '2' 2 R R h h -+= )2 ()('21' 02' 1' 0'R R h h g gR h h g gR p -++-=+-=ρρρρ表 整理得 2 /) 2/(021' g g R h h g p R ρρρ--++= ‘表 m 77.02 /81.990081.913600)2/4.07.0(81.9900102.4723=?-?-??+??= 1-43如图所示，用复式压差计测量某蒸汽锅炉液面上方的压力，指示液为水银，两U 形压差计间充满水。相对于某一基准面，各指示液界面高度分别为z 0=2.0m, z 2=0.7m, z 4=1.8m, z 6=0.6m, z 7=2.4m 。试计算锅炉内水面上方的蒸汽压力。 习题1-42 附图 201803考试批次2流体传动与控制D卷 1、 消防队员手握水龙喷射压力水时，消防队员（）。 ? ? A、 ? 受拉力 ? ? ? B、 ? 不受力 ? ? ? C、 ? 受推力 ? ?收藏该题 2、 液压系统的动力元件是（）。 ? ? A、 ? 液压阀 ? ? ? B、 ? 液压泵 ? ? ? C、 ? 电动机 ? ? ? D、 ? 液压缸 ? ?收藏该题 3、 使三位四通换向阀在中位工作时泵能卸荷，应采用（）? ? A、 ? “Y”型阀 ? ? ? B、 ? “P”型阀 ? ? ? C、 ? “M”型阀 ? ?收藏该题 4、 能输出恒功率的容积调速回路是（）。? ? A、 ? 变量泵---定量马达 ? ? ? B、 ? 目前还没有 ? ? ? C、 ? 变量泵---变量马达回路 ? ? ? D、 ? 定量泵---变量马达 ? ?收藏该题 5、 溶解在油液的空气含量增加时，油液的等效体积弹性模量（）。? ? A、 ? 减小 ? ? ? B、 ? 基本不变 ? ? ? C、 ? 增大 ? ?收藏该题 6、 为使三位四通阀在中位工作时能使液压缸闭锁，应采用（）型阀 ? ? A、 ? “Y”型阀 ? ? ? B、 ? “P”型阀 ? ? ? C、 ? “O”型阀 ? ?收藏该题 7、 设计合理的液压泵的吸油管应该比压油管（）。? ? A、 ? 粗些 ? ? ? B、 ? 长些 ? ? ? C、 ? 细些 ? ?收藏该题8、 在同一管道中，分别用Re 紊流、Re 临界 、Re 层流 表示紊流、临界、层流时的雷诺数， 那么三者的关系是（）。? ? A、 ? Re紊流> Re临界> Re层流 ? ? ? B、 ? Re紊流< Re临界流体力学典型例题及答案
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