流体力学课后作业

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流体力学课后作业-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

1.1 A pressure of 2106N/m2 is applied to a mass of water that initially filled

a 1,000cm3 volume. Estimate its volume after the pressure is applied.

将2106N/m2的压强施加于初始体积为1,000cm3的水上,计算加压后水的体积。

(999.1cm3)

1.2 As shown in Fig.1-9, in a heating system

there is a dilatation water tank. The whole volume

of the water in the system is 8m3. The largest

temperature rise is 500C and the coefficient of

volume expansion is v=0.0005 1/K, what is the

smallest cubage of the water bank?

如图1-10所示,一采暖系统在顶部设一膨胀

水箱,系统内的水总体积为8m3,最大温升

500C,膨胀系数v=0.005 1/K,求该水箱的最小容积(

0.2m3) Fig. 1-9 Problem 1.2

1.3 When the increment of pressure is 50kPa, the density of a certain liquid is 0.02%. Find the bulk modulus of the liquid.

当压强增量为50kPa时,某种液体的密度增加0.02%。求该液体的体积模量。

( 2.5108Pa)

1.4 Fig.1-10 shows the cross-section of an oil

tank, its dimensions are length a=0.6m, width

b=0.4m, height H=0.5m. The diameter of nozzle

is d=0.05m, height h=0.08m. Oil fills to the

upper edge of the tank, find:

(1)If only the thermal expansion coefficient

v=6.510-41/K of the oil tank is considered,

what is the volume Fig.1-10 Problem 1.4

of oil spilled from the tank when the temperature of oil increases from t1=-200C to t2=200C?

(2)If the linear expansion coefficient l=1.210-51/K of the oil tank is considered, what is the result in this case?

(3)

图1-10为一油箱横截面,其尺寸为长a=0.6m、宽b=0.4m、高H=0.5m,油嘴直径d=0.05m,高h=0.08m。由装到齐油箱的上壁,求:

(1)如果只考虑油液的热膨胀系数v=6.510-41/K时,油液从t1=-200C上升到t2=200C时,油箱中有多少体积的油溢出?

(2)如果还考虑油箱的线膨胀系数l=1.210-51/K,这时的情况如何?

(3)

((1)2.49210-3m3 (2)2.3210-3m3)

1.5 A metallic sleeve glides down by self

weight, as shown in Fig. 1-11. Oil of =310-

5m2/s and =850kg/m3 fills between the sleeve

and spindle. The inner diameter of the sleeve is

D=102mm, the outer diameter of the spindle is

d=100mm, sleeve length is L=250mm, its weight

is 100N. Find the maximum velocity when the

sleeve glides down freely (neglect air resistance).

F

ig. 1-11 Problem 1.5

有一金属套由于自重沿垂直轴下滑,如图 1-11所示。轴与套间充满了=3 10-5m2/s、=850kg/m3的油液。套的内径D=102mm,轴的外径d=100mm,套长L=250mm,套重100N。试求套筒自由下滑时的最大速度为多少(不计空气阻力)。

(50 m/s)

1.6 The velocity distribution for flow of kerosene at 200C (=410-3N s/m2) between two walls is given by u=1000y(0.01-y) m/s, where y is measured in meters and the spacing between the walls is 1 cm. Plot the velocity distribution and determine the shear stress at the walls.

在200C时,煤油(=410-3N s/m2)在两壁面间流动的速度分布由

u=1000y(0.01-y) m/s确定,式中y的单

位为m,壁面间距为1cm。画出速度

分布图,并确定壁面上的剪应力。

(410-2Pa)

1.7 As shown in Fig.1-12, the velocity distribution for viscous flow between stationary plates is given as follows:

Fig. 1-12 Problem 1.7

If glycerin is flowing (T=200C) and the pressure gradient dp/dx is 1.6kN/m 3, what is the velocity and shear stress at a distance of 12 mm from the wall if the spacing By is 5.0 cm What are the shear stress and velocity at the wall

如图1-12所示,两固定平板间粘性流动的速度分布由

V=

给出。如果流体为甘油(T=200C) 且压强梯度dp/dx 为1.6kN/m 3,间距By 为5.0 cm ,距平板12mm 处的速度与剪应力为多少平板处的剪应力与速度为多少(u 12=0.59m/s ;τ12=20.8N/m 2;u 0=0;τ0=40.4N/m 2)

1.8 What is the ratio of the dynamic viscosity of air to that of water at standard pressure and T=200C What is the ratio of the kinematic viscosity of air to water for the same conditions

1.9

在标准大气压、T=200C 时,空气与水的动力粘度之比为多少同样条件下它们的运动粘度之比又为多少

(A /W =0.0018;A /W =15.1)

1.9 The device shown in Fig. 1-

13 consists of a disk that is rotated by

a shaft. The disk is positioned very

close to a solid boundary. Between

the disk and boundary is viscous oil.

(1) If the disk is rotated at a rate

of 1 rad/s, what will be the ratio of

the shear stress in the oil at r=2cm to

Fig. 1-13 Problem 1.9

the shear stress at r=3cm?

(2) If the rate of rotation is 2 rad/s, what is the speed of oil in contact with the disk at r=3cm?

(3)

(4) If the oil viscosity is 0.01 N s/m 2 and the spacing y is 2mm, what is the shear stress for the condition noted in (b)

(5)

图1-13所示装置由绕一根轴旋转的圆盘构成。圆盘放置在与固体边界很近的位置。圆盘与边界间为粘性油。

(1)如果圆盘的旋转速率为1

rad/s,问半径为r=2cm与r=3cm处的剪应力

之比为多少?

(2)如果旋转速率为2 rad/s,r=3cm处

与圆盘接触的油层的速度为多

少?

(3)如果油的粘度为0.01 N s/m2、且间距y为2mm,(b)情况下的剪应力为多少?

(4)

((1) 2:3;(2) 6cm/s;(3) 0.3Pa)

1.10 As shown in Fig. 1-14, a cone rotates around its vertical center axis at uniform velocity. The gap between two cones is =1mm. It filled with lubricant which μ=0.1Pa s. In the Figure, R=0.3m, H=0.5m, Fig. 1-14 Problem 1.10

=16 rad/s. What is the moment needed to rotate the cone?

如图1-14所示,一圆锥体绕竖直中心轴等速旋转,锥体与固定的外锥体之间的隙缝=1mm,其中充满μ=0.1Pa s的润滑油。已知锥体顶面半径R=0.3m,锥体高度H=0.5m,当旋转角速度=16 rad/s 时,求所需要的旋转力矩。

(39.6N m)

2.1 Two pressure gauges are located on the side of a tank that is filled with oil. One gauge at an elevation of 48m above ground level reads 347 kPa. Another at elevation 2.2m reads 57.5 kPa. Calculate the specific weight and density of the oil.

两个测压计位于一充满油的油箱的一侧。一个测压计高于地面的位置高度为

48m,读数57.5 kPa。另一个位置高度为2.2m,读数347kPa。计算油的重度与密度。(=6.32kN/m3,=644kg/m3)

2.2 Two hemispherical shells are perfectly sealed together, and the internal pressure is reduced to 20 kPa, the inner radius is 15 cm and the outer radius is 15.5 cm. If the atmospheric pressure is 100 kPa, what force is required to pull the shells apart?

两半球壳完美密闭在一起,内压减至20 kPa,内径15 cm,外径15.5 cm。如果大气压强为100 kPa,求要将半球拉开所需的力为多少。(24.5kN)

2.3 As shown in the figure, there is a

quantity of oil with density of 800 kg/m3,

and a quantity of water below it in a closed

container. If h1=300mm, h2=500mm, and

h=400mmHg, find the pressure at the free

surface of the oil.

如图所示,密闭容器中油的密度为800

kg/m3,其下方为水。如果h1=300mm,

h2=500mm, 及 h=400mmHg,求油的自由表面上的压强。(46.1kPa) Problem 2.3

2.4 According to the diagram, one end of a tube

connected to an evacuated container and the other

end is put into a water pool whose surface is

exposed to normal atmospheric pressure. If hv=2m,

what is the pressure inside of container A?

如图,一根管子一端与一抽空的容器相

连,另一端插入暴露于大气的水池中。如

hv=2m,容器内的压强是多少(81.7kPa)

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。

流体力学课后习题第四章作业答案

第四章作业答案 4-3水在变直径竖管中流动,已知粗管直径 d 1=300mm ,流速v 1=6m/s 。两断面相距3m,为使两断面的压力表读值相同。试求细管直径(水头损失不计)。 解: 221122122222 112222p v p v Z Z g 2g g 2g p v p v v 6 300 3 4.837m v 9.74m/s g 2g g 2g 2g 2g l h ρρρρ++=+++++=+++=+=?= 2 2 2211 21v d v d d 300235.5mm ==== 4—4变直径管段AB ,d A =0.2m,d B =0.4m ,高差△h=1.5m,测得p A =30kPa ,p B =40kPa ,B 点处断面平均流速v B =1.5m/s ,试判断水在管中的流动方向。 解: 222 2222 0.43061.5()6m/s 0 4.900.229.8240 1.51.5 5.69m 29.819.6 B A A A B A A A B B B B d p H z m d g g g p H Z g g υυυρυρ==?==++=++==++=++= H B >H A , 水由B 流向A; 水头损失5.69-4.90=0.79m 4—5用水银压差计测量水管中的点流速u ,如读值 △h=60mm ,(1)求该点流速;(2)若管中流体是30.8/kg m ρ=的油,△h 不变,不计水头损失,则该点的流速是多少? 解: (1) 3.85m/s u === (2) 4.34m/s u === 4—6 利用文丘里管的喉管处负压抽吸基坑中的积水,已经知道管道直径1100d mm =, 喉管直径2 50d mm =,2h m =,能量损失忽略不计。试求管道中流量至少为多大, 才能抽出基坑中的积水? 解:由题意知,只有当12 12()()p p z z h g g ρρ+-+=时,刚好才能把水吸上来,由文丘里流 量计原理有Q =, 其中211 d k π=, 代入数据,有12.7Q l s =。

流体力学试题及答案2

流体力学试题 一、判断题(每题1分,共10分) 1、紊流可以是均匀流,也可以是非均匀流。 ( ) 2、均匀流中只考虑沿程水头损失,渐变流中只考虑局部水头损失。 ( ) 3、公式g v d l h f 22 λ=既适用于层流,也适用于紊流。 ( ) 4、不可压缩液体连续方程既适用于恒定流,也适用于非恒定流。 ( ) 5、理想流体是指不考虑粘性作用的流体。 ( ) 6、不管是层流还是紊流,其运动要素在时间和空间上都具有脉动性。 ( ) 7、恒定流时,流线的形状不随时间变化,流线不一定与迹线相重合。 ( ) 8、圆形管的直径就是其水力半径。 ( ) 9、几何相似是运动相似和动力相似的前提与依据。 ( ) 10、仅由液体产生作用在水平平面上的总压力与容器的形状无关。 ( ) 二、填空题(每空2分,共20分) 1、流体是在任何微小的 的作用下都能够发生 的物质。 2、当压力体与液体在 时为实压力体,否则为虚压力体。 3、在工程流体力学中,描述流体运动的常用方法有__ 和__ __。 4、简单管路是指 和 沿程不发生变化的管路系统。 5、局部阻力系数与 、 、 有关。 三、单项选择题(每题2分,共30分) 1、不可压缩流体指忽略 的流体。 A .密度 B .密度变化 C .粘度 D .粘度变化 2、连续介质模型意味着 。 A .流体分子之间没有间隙 B .流体中的物理参数是连续函数 C .流体分子之间有间隙 D .流体不可压缩 3、已知不可压缩流体的流速场为u x =f (y ,z ),u y =f (x ),u z =0,则该流动为 。 A .恒定一元流 B .恒定二元流 C .恒定三元流 D .非恒定均匀流 4、静水压力的方向 。 A .与受力面平行 B .与受力面斜交

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

流体力学—习题答案

一、选择题 1、流体传动系统工作过程中,其流体流动存在的损失有( A ) A、沿程损失和局部损失, B、动能损失和势能损失, C、动力损失和静压损失, D、机械损失和容积损失 2、液压千斤顶是依据( C )工作的。 A、牛顿内摩擦定律 B、伯努力方程 C、帕斯卡原理 D、欧拉方程 3、描述液体粘性主要是依据( D ) A、液体静力学原理 B、帕斯卡原理 C、能量守恒定律 D、牛顿内摩擦定律 4、在流场中任意封闭曲线上的每一点流线组成的表面称为流管。与真实管路相比(C )。 A、完全相同 B、完全无关 C、计算时具有等效性 D、无边界性 5、一般把( C )的假想液体称为理想液体 A、无粘性且可压缩, B、有粘性且可压缩, C、无粘性且不可压缩, D、有粘性且不可压缩 6、进行管路中流动计算时,所用到的流速是( D ) A、最大速度 B、管中心流速 C、边界流速 D、平均流速 7、( A )是能量守恒定律在流体力学中的一种具体表现形式 A、伯努力方程, B、动量方程, C、连续方程, D、静力学方程 8、( A )是用来判断液体流动的状态 A、雷诺实验 B、牛顿实验 C、帕斯卡实验 D、伯努力实验 9、黏度的测量一般采用相对黏度的概念表示黏度的大小,各国应用单位不同,我国采用的是( D ) A、雷氏黏度 B、赛氏黏度 C、动力黏度 D、恩氏黏度 10、流体传动主要是利用液体的( B )来传递能量的 A、动力能 B、压力能, C、势能, D、信号 11、静止液体内任一点处的压力在各个方向上都( B ) A、不相等的, B、相等的, C、不确定的 12、连续性方程是( C )守恒定律在流体力学中的一种具体表现形式 A、能量, B、数量, C、质量 D、动量 13、流线是流场中的一条条曲线,表示的是( B ) A、流场的分布情况, B、各质点的运动状态 C、某质点的运动轨迹, D、一定是光滑曲线 14、流体力学分类时常分为( A )流体力学 A、工程和理论, B、基础和应用 C、应用和研究, D、理论和基础 15、流体力学研究的对象( A ) A、液体和气体 B、所有物质, C、水和空气 D、纯牛顿流体 16、27、超音速流动,是指马赫数在( B )时的流动 A、0.7 < M < 1.3 B、1.3 < M ≤5 C、M > 5 D、0.3 ≤M ≤0.7 17、静压力基本方程式说明:静止液体中单位重量液体的(A )可以相互转换,但各点的总能量保持不变,即能量守恒。 A、压力能和位能, B、动能和势能, C、压力能和势能 D、位能和动能 18、由液体静力学基本方程式可知,静止液体内的压力随液体深度是呈( A )规律分布的 A、直线, B、曲线, C、抛物线 D、不变 19、我国法定的压力单位为( A ) A、MPa B、kgf/cm2 C、bar D、mm水柱 20、理想液体作恒定流动时具有( A )三种能量形成,在任一截面上这三种能量形式之间可以相互转换。 A压力能、位能和动能,B、势能、位能和动能, C、核能、位能和动能, D、压力能、位能和势能 21、研究流体沿程损失系数的是(A) A、尼古拉兹实验 B、雷诺实验 C、伯努力实验 D、达西实验 22、机械油等工作液体随温度升高,其粘度( B ) A、增大, B、减小, C、不变 D、呈现不规则变化

流体力学课后习题答案

【2012年】《液压与气压传动》继海宋锦春高常识-第1-7章课后答案【最新经典版】 1.1 液体传动有哪两种形式?它们的主要区别是什么? 答:用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。按照其工作 原理的不同,液体传动又可分为液压传动和液力传动,其中液压传动是利用在密封容器 液体的压力能来传递动力的;而液力传动则的利用液体的动能来传递动力的。 1.2 液压传动系统由哪几部分组成?各组成部分的作用是什么? 答:(1)动力装置:动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置,它是 液压系统的动力源。 (2)控制调节装置:其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量,以 保证执行元件和工作机构的工作要求。 (3)执行装置:是将液压能转换为机械能的装置,其作用是在工作介质的推动下输出 力和速度(或转矩和转速),输出一定的功率以驱动工作机构做功。 (4)辅助装置:除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置,如油箱、过滤器、蓄 能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作

用的元件,在系统中是必不可少的,对保证系统正常工作有着重要的作用。(5)工作介质:工作介质指传动液体,在液压系统常使用液压油液作为工作介质。 1.3 液压传动的主要优缺点是什么? 答:优点:(1)与电动机相比,在同等体积下,液压装置能产生出更大的动力,也就 是说,在同等功率下,液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑,即:它具有大的功率密度 或力密度,力密度在这里指工作压力。 (2)液压传动容易做到对速度的无级调节,而且调速围大,并且对速度的调节还可 以在工作过程中进行。 (3)液压传动工作平稳,换向冲击小,便于实现频繁换向。 (4)液压传动易于实现过载保护,能实现自润滑,使用寿命长。 (5)液压传动易于实现自动化,可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调 节和控制,并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来,实现复杂的运动和 操作。 (6)液压元件易于实现系列化、标准化和通用化,便于设计、制造和推广使用。答:缺点:(1)由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格

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+=,

流体力学作业

第一部分 1.流体和固体的主要区别有哪些? 答案:流体和固体的主要区别在于液体的易流动性,即固体具有抵抗一定量的拉力、压力和剪切力的能力;而流体可以抵抗压力,但不能承受拉力,特别是静止的流体不能抵抗剪切力,在切向力的作用下可以无限变形。 2.什么类型的力使流体变形? 答案:使流体变形的主要力是剪切力,在剪切力作用下,流体可以无线变形。 3.理想流体的定义是什么? 答案:理想流体是不考虑粘性、热传导、质量扩散等扩散特性的流体。 4. 完全气体的定义是什么?怎么用表达式表达? 答案:符合气体状态方程:p=ρRT的气体为理想气体,其表达式就是p=ρRT 式中p——压强;ρ——密度;R——气体常数;T——温度。 5. 马赫数的定义是什么?超音速和亚音速的区别?能否多谈一些? 答案:物体运动的速度与声速的比值叫做马赫数,用M表示。当M>1时,即物体速度大于声速的时候为超声速,当M<1时,即物体的速度小于声速,此时为亚声速,马赫数为1时即为声速,马赫数大于五左右为超高声速。在大多数情况下,对于马赫数M ≤0.3时,若密度的改变只有平均值的2%,那么气体的流动就认为是不可压缩的;一般来说,马赫数小于0.15时可以将此流动看作不可压缩流动来处理。 6. 层流和湍流的现象,能否描述一下?用什么来判断它们? 答案:层流:流体只做轴向运动,而无横向运动,此时水在管中分层流动,各层之间互不干扰、互不相混。 湍流:水剧烈波动,断裂并混杂在许多小旋涡中,处于完全无规则的乱流状态。 比如自来水管中的自来水,当水龙头开的较小的时候为层流,当水龙头开的最大时的状态为湍流状态。 比如雷诺的实验中,当水速较小时染色水为一条直线,湍流时乱作一团。 判断的标准用雷诺数,根据雷诺数的大小来区分是层流还是湍流。 7. 粘度会引起流动产生什么?气体和液体中的粘度产生有什么区别吗? 答案:粘度会使流体各层之间产生内摩擦力,引起能量的耗损。

流体力学习题解答

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。 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 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。 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。 18. 流线不能相交(驻点处除外),也不能是折线,因为流场内任一固定点在同一瞬间只能有一个速度向量,流线只能是一条光滑的曲线或直线。 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 ',其中k v '称为上临界速度,k v 称为下临界速度。 23.圆管层流的沿程阻力系数仅与雷诺数有关,且成反比,而和管壁粗糙无关。

25.紊流过渡区的阿里特苏里公式为25.0)Re 68 (11.0+=d k λ。 26.速度的大小、方向或分布发生变化而引起的能量损失,称为局部损失。 29.湿周是指过流断面上流体和固体壁面接触的周界。 31.串联管路总的综合阻力系数S 等于各管段的阻抗叠加。 32.并联管路总的综合阻力系数S 与各分支管综合阻力系数的关系为 3 2 1 1111s s s s + + = 。管嘴与孔口比较,如果水头H 和直径d 相同,其流速比 V 孔口/V 管嘴等于 82.097.0,流量比Q 孔口/Q 管嘴等于82 .060 .0。 33.不可压缩流体的空间三维的连续性微分方程是0=??+??+??z u y u x u z y x 。 34.1=M 即气流速度与当地音速相等,此时称气体处于临界状态。 36.气体自孔口、管路或条缝向外喷射 所形成的流动,称为气体淹没射流。 37.有旋流动是指流体微团的旋转角速度在流场内不完全为零 的流动。 38.几何相似是指流动空间几何相似。即形成此空间任意相应两线段夹角相同,任意相应线段长度保持一定的比例 。 39.因次是指物理量的性质和类别。因次分析法就是通过对现象中物理量的因次以及因次之间相互联系的各种性质的分析来研究现象相似性的方法。他是一方程式的因次和谐性为基础的。 二、判 断 题 3.静止液体自由表面的压强,一定是大气压。错 4.静止液体的自由表面是一个水平面,也是等压面。对 6.当相对压强为零时,称为绝对真空。错

流体力学课后习题答案

5.1题 5.3题 解:按小孔出流计算出口流量为: 则每水面下降的微段需要的时间为: 故需要时间为: 5.4解:依据题意,为短管出流水力计算问题。 可以先计算短流量,则灌水时间可求。 2 0.62 1.218/4d Q L s πμ==? =20.82 1.612/4 N N d Q L s πμ==? =0.756 1.512p H m γ = =2 30.62/4 d Q s πμ==? =40bldH dH dT Q = = 2.8 0.5 04080 6900.1939 dH T H s === ? Q =253280.0768V T s Q == =230.0768/m s π==

5.5解:水面最终保持平衡,即说明自流管的流量最终将与两台水泵的抽水量相同。 5.14设并联前的流量为 Q1,并联后左管的流量为Q2 ,则并联后的右管流量为1/2Q2。 利用长管出流方程H=ALQ 平方 有: 5.17解:总扬程包括抬水高度及水头损失, .... 流入 吸出Q Q =A Q = 流入 161C R n == 221133889.80.0110.02580.2 ()4gn R λ???== =25023600d Q π?∴===流入 0.57H m ?=2222112222152()24H ALQ H ALQ AL Q ALQ ===+ = 22 1122520.794Q ALQ ALQ Q =?==2 2g f g l v H H h H d g λ =+=+22 40.07 1.42/0.254 Q v m s d ππ?===?221500 1.42200.02535.5620.2529.8g l v H H m d g λ ∴=+=+??=?98000.0735.56 443.50.55a a QH QH N kW N γγ η η ??=?===

流体力学作业题参考题答案

流体力学网上作业题参考答案 第一章:绪论(56) 一、名词解释 1. 流体:在任何微小剪切力的持续作用下能够连续不断变形的物质/液体和气体统称为流体。 2. 流体质点:质点亦称为流体微团,其尺度在微观上足够大,大到能包含大量的分子,使得在统计平均 后能得到其物理量的确定值;而宏观行又足够小,远小于所研究问题的特征尺度,使其平均物理量可看成是连续的。 3. 惯性:惯性是物体维持原有运动状态的能力的性质。 4. 均质流体:任意点上密度相同的流体,称为均质流体。 5. 非均质流体:各点密度不完全相同的流体,称为非均质流体。 6. 粘性:流体在运动状态下具有抵抗剪切变形能力的性质,成为粘性或者粘滞性。 7. 内摩擦力:流体在流动时,对相邻两层流体间发生的相对运动,会产生阻碍其相对运动的力,这种力称为内摩擦力。 8. 流体的压缩性:流体的宏观体积随着作用压强的增大而减小的性质,称为流体的压缩性。 9. 不可压缩流体:流体密度随压强变化很小,流体的密度可视为常数的流体。 10. 可压缩流体:流体密度随压强变化不能忽略的流体。 11. 表面张力:表面张力是液体自由表面在分子作用半径范围内,由于分子引力大于斥力而在表层沿表面方向产生的拉力。 12. 表面力:作用在所研究流体外表面上,与表面积大小成正比的力。 13.质量力:作用在液体每一个质点上,其大小与液体质量成正比。 14.牛顿流体:把在作剪切运动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 二、选择题 1. 理想流体是指可以忽略( C )的流体。A 密度 B 密度变化 C 粘度 D 粘度变化 2. 不可压缩流体是指忽略( B )的流体。A 密度 B 密度变化 C 粘度 D 粘度变化 3. 关于流体粘性的说法中,不正确的是( D )。 A 粘性是流体的固有属性 B 流体的粘性具有传递运动和阻碍运动的双重性 C 粘性是运动流体产生机械能损失的根源 D 流体的粘性随着温度的增加而降低 4.下列各种流体中,属于牛顿流体的是( A ) A 水、汽油、酒精 B 水、新拌混凝土、新拌建筑砂浆 C 泥石流、泥浆、血浆 D 水、泥石流、天然气 5. 单位质量力的量纲与( B )的量纲相同。A 速度 B 加速度 C 粘性力 D 重力 6、在水力学中,单位质量力是指( 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。 7、运动粘度与动力粘度的关系是( A ) A μ υ ρ = B g μ υ= C υ μ ρ = D g υ μ=

流体力学课后作业

1、1 A pressure of2106N/m2 is applied to a mass of wat er that initially filled a 1,000cm3 volume、Estimate itsvolume after the pressure isapplied、 将2106N/m2得压强施加于初始体积为1,000cm3得水上,计算加压后水得体积。 (999、1cm3) 1、2As shown in Fig、1-9,ina hea tingsystemthere is a dilatationwate rtank、The wholevolume ofthe water inthe system is8m3、The largest temperature rise is 500C and the coefficient of volume expansion isv=0、0 0051/K,what is the smallestcu bage of thewater bank? 如图1-10所示,一采暖系统在顶部设一膨胀水 箱,系统内得水总体积为8m3,最大温升500C,膨胀系数v=0、0051/K,求该水箱得最小容积?(0、2m3)Fig、1-9 Problem 1、2 1、3 When theincrement of pressure is 50kPa,the density of acertain liquid is 0、02%、Find thebulkmodulus of the liquid、 当压强增量为50kPa时,某种液体得密度增加0、02%。求该液体得体积模量。( 2、5108Pa) 1、4 Fig、1-10 shows the cross-sect ion of anoiltank, its dimens ions arelength a=0、6m, width b=0、4m, heightH=0、5m、The diameter of n ozzle is d=0、05m, height h=0、08m、 Oil fillsto the upper edge of thetank, find: (1)Ifonlythe thermal expansion coefficientv=6、510-41/K of the oil tankis considered, wh at is thevolume Fig、1-10Problem1、4 of oil spilledfrom the tank when the temperature ofoil increases from t1=-200C to t2=200C? (2)If thelinear expansion coefficientl=1、210-51/K of theoiltank is considered, what is the result inthiscase? 图1-10为一油箱横截面,其尺寸为长a=0、6m、宽b=0、4m、高H=0、5m,油嘴直径d=0、05m,高h=0、08m。由装到齐油箱得上壁,求: (1)如果只考虑油液得热膨胀系数v=6、510-41/K时,油液从t1=-2 00C上升到 t2=200C时,油箱中有多少体积得油溢出?

流体力学课后习题答案

【2012年】《液压与气压传动》姜继海宋锦春高常识-第1-7章课后答案【最新经典版】 液体传动有哪两种形式?它们的主要区别是什么? 答:用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。按照其工作 原理的不同,液体传动又可分为液压传动和液力传动,其中液压传动是利用在密封容器内 液体的压力能来传递动力的;而液力传动则的利用液体的动能来传递动力的。液压传动系统由哪几部分组成?各组成部分的作用是什么? 答:(1)动力装置:动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置,它是 液压系统的动力源。 (2)控制调节装置:其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量,以 保证执行元件和工作机构的工作要求。 (3)执行装置:是将液压能转换为机械能的装置,其作用是在工作介质的推动下输出 力和速度(或转矩和转速),输出一定的功率以驱动工作机构做功。 (4)辅助装置:除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置,如油箱、过滤器、蓄 能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作 用的元件,在系统中是必不可少的,对保证系统正常工作有着重要的作用。(5)工作介质:工作介质指传动液体,在液压系统中通常使用液压油液作为工作介 质。 液压传动的主要优缺点是什么? 答:优点:(1)与电动机相比,在同等体积下,液压装置能产生出更大的动力,也就 是说,在同等功率下,液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑,即:它具有大的功率密度 或力密度,力密度在这里指工作压力。 (2)液压传动容易做到对速度的无级调节,而且调速范围大,并且对速度的调节还可 以在工作过程中进行。 (3)液压传动工作平稳,换向冲击小,便于实现频繁换向。 (4)液压传动易于实现过载保护,能实现自润滑,使用寿命长。 (5)液压传动易于实现自动化,可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调 节和控制,并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来,实现复杂的运动和 操作。

流体力学 课后答案

流体力学课后答案 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,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、当时,试根据记录数据确定水箱的真空区域。 答:以当时,第2次B点量测数据(表1.1)为例,此时,相应容器的真空区域包括以下3三部分:(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、气所占的空间区域,均为真空区域。(2)同理,过箱顶小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,自水面向下深度为的一段水注亦为真空区。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,均为。 3、若再备一根直尺,试采用另外最简便的方法测定。 答: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和,由式,从而求得。 4、如测压管太细,对测压管液面的读数将有何影响? 答: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;为液体的容重;为测压管的内径;为毛细升高。常温()的水,或,。水与玻璃的浸润角很小,可认为。于是有 一般说来,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,减小,毛细高度亦较净水小;当采用有机玻璃作测压管时,浸润角较大,其较普通玻璃管小。 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。相互抵消了。 5、过C点作一水平面,相对管1、2、5及水箱中液体而言,这个水平是不是等压面?哪一部分液体是同 一等压面? 答: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。因为只有全部具备下列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),因此,相对管5和水箱中的液体而言,该水平面不是等压面。 ※6、用图1.1装置能演示变液位下的恒定流实验吗? 答:关闭各通气阀,开启底阀,放水片刻,可看到有空气由C进入水箱。这时阀门的出流就是变液位下的恒定流。因为由观察可知,测压管1的液面始终与C点同高,表明作用于底阀上的总水头不变,故为恒定流动。这是由于液位的的降低与空气补充使箱体表面真空度的减小处于平衡状态。医学上的点滴注射就是此原理应用的一例,医学上称之为马利奥特容器的变液位下恒定流。 ※7、该仪器在加气增压后,水箱液面将下降而测压管液面将升高H,实验时,若以时的水箱液面作为测量基准,试分析加气增压后,实际压强()与视在压强H的相对误差值。本仪器测压管内径为0.8cm,箱体内径为20cm。

流体力学作业

某公路修建一圆形钢筋混凝土倒虹吸管,设计通过流量Q =2.83m 3/s ,管长l =50m ,进出口处水位差H =3.0m 。沿程阻力系数03.0=λ,局部阻力系数:进口5.0=en ? ,转弯65.0=b ?,出口0.1=ex ?。试确定虹吸管的管径d 。(15分) 解:列倒虹吸管进、出口伯努利方程,0,021≈≈v v w h z z +++=++000021 w h z z H =-=21 g v d l h H ex b en w 2)2(2 ???λ+++== 其中阻力系数总和为: 8.25.10.165.025.05003.02+=+?++?=+++d d d l ex b en ???λ 管中流速为:s m d d d Q v /605.314.383.244222=??== π 又H =3m ,代入上式: 8.92)605.3( )8.25.1(322??+=d d 整理得: 09946.08566.135=--d d 试算: d =0.98m ,代入上式 0102.09946.098.08566.198.035≠-=-?-? --2分 d =0.99m ,代入上式 0020.09946.099.08566.199.035≈=-?-? ---2分 所以d =0.99m ,采用标准管径d =1m 。

6.12 解:20001700Re <=,为层流,圆管层流的流速分布为一旋转抛物面。 v R v vd R e e υυ?=?= s m v R v e /2.530.05 100.7441700-4 =??=?=υ 2020max 24821r v J r J u v =?==μγμγ s m r vr v r r r v r r J u /21.2025.001875.053.2253.2222)(2)(42 2 20 2 22020 220=??-?=-=-=-=μγ 6.13 解:s m A Q v /2 7.12.04110402 3 =??==-π 20001587.510 1.60.21.274-<=??==υvd R e 为层流 0.041587.56464===e R λ O mH g v d l h f 22 25.168.9227.12.0100004.02=???=??=λ

工程流体力学课后作业答案-莫乃榕版本

工程流体力学课后作业答案-莫乃榕版本

流体力学练习题 第一章 1-1解:设:柴油的密度为ρ,重度为γ;40C 水的密度为ρ0,重度为γ0。则在同一地点的相对密度和比重为: ρρ= d ,0 γγ=c 3 0/830100083.0m kg d =?=?=ρρ 3 0/81348.9100083.0m N c =??=?=γγ 1-2解:3 36 /1260101026.1m kg =??=-ρ 3 /123488.91260m N g =?==ργ 1-3 解 :2 69/106.191096.101.0m N E V V V V p p V V p p p ?=??=?-=?-=????-=ββ 1-4解: N m p V V p /105.2104101000295 6 --?=?=??-=β 2 99 /104.0105.211m N E p p ?=?= = -β 1-5解:1)求体积膨涨量和桶内压强 受温度增加的影响,200升汽油的体积膨涨量为: ()l T V V T T 4.2202000006.00 =??=?=?β 由于容器封闭,体积不变,从而因体积膨涨量使容器内压强升高,体积压缩量等于体积膨涨量。

故: 2 6400/1027.16108.9140004 .22004 .2m N E V V V V V V p p T T p T T ?=???+=?+?- =?+?- =?β 2)在保证液面压强增量0.18个大气压下,求桶内最大能装的汽油质量。设装的汽油体积为V ,那么:体积膨涨量为: T V V T T ?=?β 体积压缩量为: ()()T V E p V V E p V T p T p p ?+?=?+?= ?β1 因此,温度升高和压强升高联合作用的结果,应满足: ()()? ??? ???- ?+=?-?+=p T p T E p T V V T V V 1110ββ ()()) (63.197108.9140001018.01200006.01200 1145 0l E p T V V p T =??? ? ?????-??+= ???? ? ??-?+= β () kg V m 34.1381063.19710007.03=???==-ρ 1-6解:石油的动力粘度:s pa .028.01.0100 28 =?=μ 石油的运动粘度:s m /1011.39 .01000028.025 -?=?==ρμ ν 1-7解:石油的运动粘度:s m St /1044.0100 40 25 -?===ν

工程流体力学课后习题答案(第二版)

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 N A h u F R 01.110024.510 05.05002.053=????==∴--μ 1-7.两平行平板相距0.5mm ,其间充满流体,下板固定,上板在2Pa 的压强作用下以0.25m/s 匀速移动, 求该流体的动力粘度。 [解] 根据牛顿内摩擦定律,得 dy du / τμ=

流体力学作业答案

流体力学作业答案-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

例题1:如下图所示,一圆锥体绕自身轴线等速旋转,锥体与固定壁面间的距离为K ,空隙全部被动力粘滞系数为 μ的牛顿流体所充满。当旋转角速度为ω,锥体底部半径 为R ,高为H ,求作用于圆锥的阻力矩。 解:M= ????====K dh r K dA r K dAr K u dAr 3 22cos 2πμω απμωωμμτ= H K R α πμωcos 23 而 22cos R H H +=α;故:M=223 2R H K R +?πμω 例题2:涵洞进口处,装有与水平线成600倾角而边长为1m 的正方形平板闸门(AB=1m ),求闸门所受静水总压力的大小及作用点。

解:坐标只能建在水面上。 a A kp p 807.91807.9=?= a B kp p 300.18)2 3 1(807.9=+?=

KN p p P B A 050.14112 =??+= h h A y I y y C C C C C D 6.160sin 433.1121 60sin 433.1160 sin 121160sin 00 30=+=??+=+= 0=D x 矩形和圆形的 C y 和C I 值 矩形: 2h y C = 123 bh I C =

圆形: r y C = 4 4 r I C π= 例题3:一直立矩形闸门,用三根工字梁支撑,门高及上游水深H 均为3m,把此闸门所受静水压强分布图分为三等份,每根工字梁分别设在这三等份的重心,求三个工字梁的位置? 解:设静水压力分布图的面积为A ,则每一等份为A/3

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