《工程流体力学》综合复习资料

一、单项选择

1、实际流体的最基本特征是流体具有。 A 、粘滞性 B 、流动性 C 、可压缩性 D 、延展性

2、理想流体是一种的流体。

A 、不考虑重量

B 、静止不运动

C 、运动时没有摩擦力 3、作用在流体的力有两大类，一类是质量力，另一类是。 A 、表面力 B 、万有引力 C 、分子引力

D 、粘性力 4、静力学基本方程的表达式。 *

A 、常数=p

B 、常数=+γ

z C 、常数=+

+g 2u γp z 2 5、若流体内某点静压强为at p 7.0=绝，则其。

A 、 at p 3.0=表

B 、Pa p 4

108.93.0??-=表 C 、

O mH p 27=水

真

γ D 、

mmHg p 7603.0?=汞

真

6、液体总是从大处向这个量小处流动。 A 、位置水头 B 、压力 C 、机械能 D 、动能

7、高为h 的敞口容器装满水，作用在侧面单位宽度平壁面上的

静水总压力为。 A 、2

h γ B 、

1h γ C 、22h γ D 、h γ 8、理想不可压缩流体在水平圆管中流动，在过流断面1和2截面()21d d >上

流动参数关系为。

！

A 、2121,p p V V >>

B 、2121,p p V V <<

C 、2121,p p V V <>

D 、2121,p p V V >< A 、2121,p p V V >> B 、2121,p p V V << C 、2121,p p V V <> D 、2121,p p V V >< 9、并联管路的并联段的总水头损失等于。

A 、各管的水头损失之和

B 、较长管的水头损失

C 、各管的水头损失

10、在相同条件下管嘴出流流量于孔口出流流量，是因为。 A 、小，增加了沿程阻力 B 、大，相当于增加了作用水头 C 、等，增加的作用水头和沿程阻力相互抵消

…

D 、大，没有收缩现象，增加了出流面积

二、填空题

1、空间连续性微分方程表达式。

2、静止液体作用在曲面上的总压力计算公式（水平分力）和（垂直分力）。

3、动能修正系数的物理意义是：。

4、长管是指。

5、欧拉数表达式为，其物理意义是。

6、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 。 7、运动粘度与动力粘度的关系是，其国际单位是。

8、因次分析的基本原理是：

、

具体计算方法分为两种。 9、断面平均流速V 与实际流速u 的区别是。 10、实际流体总流的伯诺利方程表达式为，其适用条件是。 11、泵的扬程H 是指。 12、稳定流的动量方程表达式为。 13、计算水头损失的公式为与。 14、牛顿内摩擦定律的表达式，其适用范围是。 15、压力中心是指。

三、简答题

】

1、静压强的两个特性。

2、节流式流量计的工作原理。

3、如何区分水力光滑管和水力粗糙管，两者是否固定不变

4、温度对流体粘度的影响。

5、牛顿内摩擦定律的内容。

6、等压面的定义及其特性。

7、静止流体作用在曲面上的总压力计算公式。

8、写出实际总流的伯努利方程并说明适用条件和各项意义。 9、分析流动阻力产生的原因。 10、稳定流动与不稳定流动的定义。

}

11、串联管路的水力特性。 12、水力半径的定义式。 13、连续介质假设的内容。 14、因次分析方法的基本原理。 15、欧拉数的定义式及物理意义。 16、压力管路的定义。 17、长管计算的第一类问题。 18、作用水头的定义。 19、喷射泵的工作原理。 20、动量方程的标量形式。

四、计算题

1、如图一输水系统，已知m d d 2.021==，吸入段长度m l 15=，水的运动粘度

s m /108.126-?=ν，水池液面表压强Pa p 98000=，过滤器两端接汞-水压差计，

m h 05.0=?，设流动状态在水力光滑区，s m Q /03.03

=。

求：（1）吸入段水头损失？

吸=w h

（2）设泵出口泵压Pa p 6

2108.0?=，求泵的有效功率。

注：1----带保险活门53.01=ξ 2------弯头40.02=ξ

3-----过滤器 4-----闸门32.04=ξ

2、有泵管路如图所示，流量hour m Q /2403

=，泵的吸入管长m L 151=，沿程阻力系数03.01=λ，

总局部阻力系数为61=∑ξ；压力管长m L 602=，03.01=λ，102=∑ξ，管径为m 25.0。求：（1）已知泵入口处真空表读数O mH 26.6，求吸入高度1h 。（2）两个液面高差m h 242=，求泵的扬程H 。

—

3、直径257mm 的长输管线，总长km 50，起点高程m 45，终点高程m 84，输送相对密度（比重）

88.0=δ的原油，运动粘度s m /10276.024-?=ν，设计输量为h t Q /200=，求总压降。（按长

管计算）

五、推导题

1. 试推导流体欧拉平衡微分方程式。

2. 试推导理想流体欧拉运动微分方程式。

3、气体中声速C 依赖于密度ρ、压强p 、粘度μ。试用因次分析法导出声速C 的一般表达式。

4、试应用伯诺利方程与水头损失公式推导孔口的定水头自由泄流的流量计算公式。

参考答案

￥

一、单项选择题

1、实际流体的最基本特征是流体具有 A 。 A 、粘滞性 B 、流动性 C 、可压缩性 D 、延展性

2、理想流体是一种 C 的流体。

A 、不考虑重量

B 、静止不运动

C 、运动时没有摩擦力 3、作用在流体的力有两大类，一类是质量力，另一类是 A 。 A 、表面力 B 、万有引力 C 、分子引力

D 、粘性力 4、静力学基本方程的表达式 B 。

A 、常数=p

B 、常数

=+γp z C 、常数=++g 2u γp z 2

5、若流体内某点静压强为

p 7.0=绝，则其 B 。

…

A 、

p 3.0=表 B 、Pa

p 4108.93.0??-=表 C 、O

mH p 27=水

真

γ D 、

mmHg

p 7603.0?=汞

真

6、液体总是从 C 大处向这个量小处流动。 A 、位置水头 B 、压力 C 、机械能 D 、动能

7、高为h 的敞口容器装满水，作用在侧面单位宽度平壁面上的

静水总压力为 B 。

A 、2

h γ B 、221h γ C 、2

2h γ D 、h γ

8、理想不可压缩流体在水平圆管中流动，在过流断面1和2截面()21d d >上流动参数关系为 D 。

A 、1212,v v p p >>

B 、1212,v v p p <<

C 、1212,v v p p ><

D 、1212,v v p p <>

[

9、并联管路的并联段的总水头损失等于 C 。 A 、各管的水头损失之和 B 、较长管的水头损失 C 、各管的水头损失

10、在相同条件下管嘴出流流量 B 于孔口出流流量，是因为。 A 、小，增加了沿程阻力 B 、大，相当于增加了作用水头 C 、等，增加的作用水头和沿程阻力相互抵消 D 、大，没有收缩现象，增加了出流面积二、填空题

1、空间连续性微分方程表达式 ()()()0y x z u u u t x y z

ρρρρ????+++=???? 。

2、静止液体作用在曲面上的总压力计算公式（水平分力） x c x F h A γ= 和（垂直分力）

__p z F V γ= 。

3、动能修正系数的物理意义是：总流有效断面的实际动能与按照平均流速算出的假想动能的比值。

4、长管是指和沿程水头损失相比，流速水头和局部水头损失可以忽略的流动管路。

5、欧拉数表达式为 2

Eu p

ρ=

，其物理意义是压力与惯性力的比值。 6、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 3 L/s 。

νμρ= ，其国际单位是㎡/S 。

8、

9、断面平均流速v 与实际流速u

10、实际流体总流的伯诺利方程表达式为 2

112

1222w v P v P Z Z h g

ααγ

+ ，

？

11、泵的扬程H 是指单位重量流体通过泵后所获得的机械能（水头）。 12、稳定流的动量方程表达式为

()2

1F Q v

v ρ=-∑ 。

13、计算水头损失的公式为 22f L v h d g λ= 与 2

2j v h g

ζ= 。

14、牛顿内摩擦定律的表达式 d d u

τμ

=± ，其适用范围是

15三、简答题

1、静压强的两个特性。

静压强方向永远沿着作用面内法线方向。静止流体中任何一点上各个方向的静压强大小相等，与作用面方位无关。 2、节流式流量计的工作原理。

节流式流量计是由节流装置（孔板、喷嘴、文氏管）、引压导管和差压计三部分所组成，流体通过孔板或其他节流装置时，流通面积缩小，流速增加，依据伯努利方程，压强减小，依据节流装置两侧的压差，可以测出流速，并可折算为流量

)

3、如何区分水力光滑管和水力粗糙管，两者是否固定不变

4、温度对流体粘度的影响。

温度对于流体粘度的影响比较显著，温度升高是液体的粘度会升高，而气体的粘度会随着温度的升高而增加，这是由于液体的分子间距离较小，相互吸引力其主要作用，当温度升高时，间距增大，吸引力减小。气体分子间距离较大，吸引力影响较小，根据分子运动理论，分子的动量交换因温度升高而加剧，因而切应力也随之增加。 5、牛顿内摩擦定律的内容。

取无限薄的流体层进行研究，坐标为y 处的流速为u ，坐标为y+dy 处的流速为u+du ，显然在厚度为dy 的薄层中速度梯度为du/dy 。液层间的内摩擦力T 的大小与液体性质有关，并与速度梯度du/dy 以及接触面积A 成正比，而与接触面上的压力无关，即

T=A

dy μ±，符合这样内摩擦定律的流体叫牛顿流体，这种定律就叫做牛顿内摩擦定

律。

6、等压面的定义及其特性。

等压面是指静止流体当中压力相等的点组成的面。

（1）等压面与质量力相正交，（2）等压面不能相交，（3）两种互不相溶的流体的交界面是等压面，（4）水平面为等压面的三个条件——同种、连续、静止流体

—

7、静止流体作用在曲面上的总压力计算公式。

8、写出实际总流的伯努利方程并说明适用条件和各项意义。

9、分析流动阻力产生的原因。

流动阻力产生的根本原因时流体质点摩擦所表现的粘性和流体质点碰撞所表现的惯性 10、稳定流动与不稳定流动的定义。

流体在管道中流动时，在任一点上的流速、压力有关物理参数都不随时间而改变，这种流动称为稳定流动；若流动的流体中，任一点上的物理参数，有部分或全部随时间而改变，这种流动称为不稳定流动

，

11、串联管路的水力特性。

串联管路无中途分流和合流时，流量相等，阻力叠加。串联管路总水头损失等于串联各管段的水头损失之和，后一管段的流量等于前一管段流量减去前管段末端泄出的流量。

12、水力半径的定义式。

R χ=

流体在管道中流动时断面面积与湿周长度的比值

13、连续介质假设的内容。

即认为真实的流体和固体可以近似看作连续的，充满全空间的介质组成，物质的宏观性质依然受牛顿力学的支配。这一假设忽略物质的具体微观结构，而用一组偏微分方程来表达宏观物理量（如质量，数度，压力等）。这些方程包括描述介质性质的方程和基本的物理定律，如质量守恒定律，动量守恒定律等。 14、因次分析方法的基本原理。

很多物理量都是有因次的，若干物理量总能以适当的幂次组合构成无因次的数群；任何物理方

程总是齐因次的。 15、欧拉数的定义式及物理意义。

16、压力管路的定义。

凡是液流充满全管在一定压差下流动的管路都称为压力管路。 17、长管计算的第一类问题。

已知管径，管长和地形，当一定流量的某种液体通过时，确定管路中的压力降，或确定起点所需的压头，或计算水力坡降。 18、作用水头的定义。

任意断面处单位重量水的能量，等于比能除以比重。含位置水头、压力水头和速度水头。单位为m

19、喷射泵的工作原理。

利用较高能量的液体，通过喷嘴产生高速液体后形成负压来吸取液体的装置称喷射泵。喷射泵的工作原理是利用较高能量的液体，通过喷嘴产生高速度，裹挟周围的流体一起向扩散管运动，使接受室中产生负压，将被输送液体吸入接受室，与高速流体一起在扩散管中升压后向外流出。 20、动量方程的标量形式。

()

()212121x

x x y

y y z

z z F

Q v v F

Q v v ρρρ=-=-=-∑∑∑

四、计算题

1. 如图一输水系统，已知m d d

2.021==，吸入段长度m l 15=，水的运动粘度

s m /108.126-?=ν，水池液面表压强Pa p 98000=，过滤器两端接汞-水压差计，

m h 05.0=?，设流动状态在水力光滑区，s m Q /03.03

=。

求：（1）吸入段水头损失

？

吸=w h

（2）设泵出口泵压

Pa p 6

2108.0?=，求泵的有效功率。

注：1----带保险活门10.53ζ= 2------弯头20.40ζ= 3-----过滤器 4-----闸门40.32ζ= （1）吸入段沿程水头损失：

局部水头损失：

223333224

48=12.622j v Q Q p

h h g g d d g ζζζππγ

???====? ??? 2424322

3.140.29.8

12.612.60.0513.54880.03

d g

h Q πζ??=

??=??=?

（2）水池液面到1-1断面列伯努利方程：

00032w p v h g γ++=+++吸

，解得127582.41Pa p =-

列两断面伯努利方程：

2. 有泵管路如图所示，流量

hour m Q /2403

=，泵的吸入管长m L 151=，沿程阻力系数03.01=λ，总局部阻力系数为16ζ∑=；压力管长m L 602=，03.01=λ，210ζ∑=，管

径为m 25.0。

求：（1）已知泵入口处真空表读数O mH 26.6，求吸入高度1h 。（2）两个液面高差m h 242=，求泵的扬程H 。

（1）取a 、b 两断面伯努利方程：

（2）取a 、c 两断面伯努利方程：

【

3. 直径257mm 的长输管线，总长km 50，起点高程m 45，终点高程m 84，输送相对密

度（比重）88.0=δ的原油，运动粘度s m /10276.02

4-?=ν，设计输量为h t Q /200=，

求总压降。（按长管计算）解：管道内流体雷诺数

44Re 2001040.881036003.1416257100.2761011332Q

d πν

--=

????=????=

查表得 Δ=0.15mm 计算得

720.15

1.1671025759.759.7

134243(1.16710)εε--?=

=?==?

由

59.7

2000Re ε

可得

422

0.031Re 1133282f L v LQ h d g gd λλλπ=

====

根据伯努利方程

21222w

P v P Z Z h g g γγ++=+++ 可得

2125

235

()

(())

200

8501000()

0.88103600

0.8810009.8((8445)0.031)

3.14169.8(25710)

4224035

P P P

Z Z h

g Z Z

δρλ

?=-

=-+

???

=???-+?

???

(

五、推导题

1.试推导流体欧拉平衡微分方程式。

答：如图，在平衡液体在中，取微小六面体，为研究方便，使其各边分别平行与坐标轴，边长取为dx、dy和dz，其形心点位M（x，y，z），点M的压强为p（x，y，z）。

分析作用于六面体表面的力：

（1）表面力：只有静水压力由于六面体各面的形心到M的距离很小，压强在M点附近的变化可以为泰勒级数表示，且可忽略二阶以上的微量，于是：

（2）质量力

除以dxdydz，得到：

2.试推导理想流体欧拉运动微分方程式。

答

（1）作用在微元上的表面力

设A点出的压强为P，由于dx、dy和dz都很小，可以认为包含A点的三个微元体的边界面上，压强均为P，则由于数学中的泰勒级数展开，对应的三个界面的压强为：

[

设X方向的表面力合力为：

设Y方向的表面力合力为：

设Z方向的表面力合力为：

（2）作用在微元体上的质量力

设作用在单位流体的质量力的三个分量分别是X、Y和Z，微元体内的流体质量为，则微元体所受的质量力在x、y，z三个坐标方向上的分量分别是：

（3）根据牛顿第二定律列方程

微元流体在表面力和质量力作用下运动，三个加速度分量分别为，则由牛顿

第二定律，沿x 方向的运动方程为，

得到：

同理，可以得到Y 和Z 方向的运动方程，最后有：

3. 气体中声速C 依赖于密度ρ、压强p 、粘度μ。试用因次分析法导出声速C 的一般表达式。

解：选取三个影响因素为独立基本量纲则

1111

(C,,P,)0

P a b c f C

ρμπρμ

写成量纲式并求解

111311211111[T ][M L ][T ][M L T ]1110

311112111

a b c L ML a b c a b c b c ------=++=---=--=-

得

10.5,10.5,10a b c =-==

即 1

C πρ

4. 试应用伯诺利方程与水头损失公式推导孔口的定水头自由泄流的流量计算公式。

证明:定水头自由泄流问题如右图。取o、c两缓交流断面列伯努利方程：

记作用水头为：

则：

工程流体力学A第2次作业

一一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．欲使水力最优梯形断面渠道的宽度和深度相等，则相应的渠道边坡系数m=( C )。 A 0.25 B 0.50 C 0.75 D 1.0 2．静止液体作用在平面上的静水总压力A p P c =，这里c c gh p ρ=为（ B ） A 、受压面形心处的绝对压强 B 、受压面形心处的相对压强 C 、压力中心处的绝对压强 D 、压力中心处的相对压强 3．平衡流体的等压面方程为（ D ） A 、0=--z y x f f f B 、0=++z y x f f f C 、0d d d =--z f y f x f z y x D 、0d d d =++z f y f x f z y x 4．绝对压强的起量点为（ A ） A 、绝对真空 B 、当地大气压 C 、液面压强 D 、标准大气压 5．渐变流过流断面近似为（ D ） A 、旋转抛物面 B 、双曲面 C 、对数曲面 D 、平面 6．已知突然扩大管道突扩前后管段的直径之比5.0/21=d d ，则相应的断面平均流速之比=21/v v （ B ） A 、8 B 、4 C 、2 D 、1 7．流速水头的表达式为（ D ） A 、22v B 、22v ρ C 、22gv D 、g v 22 8．已知动力黏度μ的单位为s Pa ?，则其量纲=μdim （ D ） A 、1MLT - B 、T ML -1 C 、LT M -1 D 、1 -1T ML - 9．下列各组物理量中，属于同一量纲的为（ D ） A 、密度、重度、黏度 B 、流量系数、流速系数、渗流系数 C 、压强、切应力、质量力 D 、水深、管径、测压管水头 10．底宽为b 、水深为h 的矩形断面渠道的水力半径=R （ A ） A 、h b bh 2+ B 、bh h b 2+ C 、) (2h b bh + D 、bh h b )(2+ 11．突然扩大管段的局部水头损失=j h （ B ） A 、g v v 221- B 、g v v 2)(221- C 、g v v 22221- D 、g v v 22221+

工程流体力学(一)试题库

2009 年秋季学期工程流体力学题号一二三四五六总分分数班号学号姓名一、解释下列概念：（20分） 1. 连续性介质模型、粘性、表面力、质量力 2. 等压面、压力体、流线、迹线简述“流体”的定义及特点。 3. 恒定流动、非恒定流动、牛顿流体、正压流体简述 Euler “连续介质模型”的内容及引入的意义。 4.动能修正因数、动量修正因数、水力半径、当量直径简述“压力体”的概念及应用意义。 5. 有旋运动、无旋运动、缓变流动、急变流动 .简述研究“理想流体动力学”的意义。

二.简答题（10分） 1.流体粘性产生的原因是什么？影响流体粘性的因素有哪些？ 2.粘性的表示方法有几种？影响流体粘性的因素有哪些？ 3.举例说明等压面在静力学计算中的应用 4. 举例说明压力体在静力学计算中的应用说明静止流体对曲面壁总作用力的计算方法三．推导题（30分） 1试推导:流体在直角坐标系中非恒定可压缩流体连续性微分方程式为： 2．试推导粘性流体应力形式的运动微分方程 2．试从粘性流体应力形式出发推导粘性流体的运动微分方程（N-S 方程） 4. 由恒定流动、不可压缩流体流体微小流束的伯努利方程出发，推求粘性流体总流的伯努利方程，并指出其使用条件。 5.推求粘性不可压缩流体作恒定流动时的动量方程式试证明在不可压缩流体的缓变过流断面上有: z+p/ρg=c 1.试证明：粘性流体的动压强为四、已知某流速场速度分布为 ,,x y z v yz t v xz t v xy =+=+= 10 d V dt ρ ρ+?=u v g ()1 3 xx yy zz p σσσ=- ++

工程流体力学教学课件ppt作者闻建龙工程流体力学习题+答案(部分)

闻建龙主编的《工程流体力学》习题参考答案第一章绪论 1-1 物质是按什么原则分为固体和液体两大类的？解：从物质受力和运动的特性将物质分成两大类：不能抵抗切向力，在切向力作用下可以无限的变形（流动），这类物质称为流体。如空气、水等。而在同等条件下，固体则产生有限的变形。因此，可以说：流体不管是液体还是气体，在无论多么小的剪应力（切向）作用下都能发生连续不断的变形。与此相反，固体的变形与作用的应力成比例，经一段时间变形后将达到平衡，而不会无限增加。 1-2 何谓连续介质假设？引入连续介质模型的目的是什么？在解决流动问题时，应用连续介质模型的条件是什么？解：1753年，欧拉首次采用连续介质作为流体宏观流动模型，即不考虑流体分子的存在，把真实的流体看成是由无限多流体质点组成的稠密而无间隙的连续介质，甚至在流体与固体边壁距离接近零的极限情况也认为如此，这个假设叫流体连续介质假设或稠密性假设。流体连续性假设是流体力学中第一个根本性假设，将真实流体看成为连续介质，意味着流体的一切宏观物理量，如密度、压力、速度等，都可看成时间和空间位置的连续函数，使我们有可能用数学分析来讨论和解决流体力学问题。在一些特定情况下，连续介质假设是不成立的，例如：航天器在高空稀薄气体中飞行，超声速气流中激波前后，血液在微血管（1μm ）内的流动。 1-3 底面积为2 5.1m 的薄板在液面上水平移动（图1-3），其移动速度为s m 16，液层厚度为mm 4，当液体分别为C 020的水和C 0 20时密度为3 856m kg 的原油时，移动平板所需的力各为多大？题1-3图解：20℃ 水：s Pa ??=-3 10 1μ 20℃，3 /856m kg =ρ，原油：s Pa ??='-3 102.7μ 水： 23 3 /410 416 101m N u =??=? =--δμτ N A F 65.14=?=?=τ

工程流体力学A卷及答案

工程流体力学 A 卷一、单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．交通土建工程施工中的新拌建筑砂浆属于（） A 、牛顿流体 B 、非牛顿流体 C 、理想流体 D 、无黏流体 2．牛顿内摩擦定律y u d d μτ=中的y u d d 为运动流体的（） A 、拉伸变形 B 、压缩变形 C 、剪切变形 D 、剪切变形速率 3．平衡流体的等压面方程为（） A 、0=--z y x f f f B 、0=++z y x f f f C 、0d d d =--z f y f x f z y x D 、0d d d =++z f y f x f z y x 4．金属测压计的读数为（） A 、绝对压强p ' B 、相对压强p C 、真空压强v p D 、当地大气压a p 5．水力最优梯形断面渠道的水力半径=R （） A 、4/h B 、3/h C 、2/h D 、h 6．圆柱形外管嘴的正常工作条件是（） A 、m 9,)4~3(0>=H d l B 、m 9,)4~3(0<=H d l C 、m 9,)4~3(0>>H d l D 、m 9,)4~3(0<

工程流体力学作业1

【1-1】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？【2-1】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。【2-2】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 =? 【2-3】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 ）。题2-1图题2-2图题2-3图

【2-4】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？【2-5】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 1.0 H B o w g p g g ρρρ×=+×+×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 ()4 1 8009.8( 3.14 5.35)2 4 96196.8N ρρπ==+=×××+×=Z o o P gV g R Rh b 则 132.92kN ==P 91728arctan( )arctan()43.796196.8 θ===x Z P P ?D 题2-4图汞等效自由液面

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： 0ρρ=d ，0 γγ=c 30/830100083.0m kg d =?=?=ρρ 30/81348.9100083.0m N c =??=?=γγ 1-2解：336/1260101026.1m kg =??=-ρ 3/123488.91260m N g =?==ργ 1-3解：269/106.191096.101.0m N E V V V V p p V V p p p ?=??=?-=?-=????-=ββ 1-4解：N m p V V p /105.210 41010002956 --?=?=??-=β 299/104.0105.211m 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： 26400/1027.16108.9140004 .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 ()())(63.197108.9140001018.01200006.012001145 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 .028.01.010028=?= μ 石油的运动粘度：s m /1011.39 .01000028.025-?=?==ρμν 1-7解：石油的运动粘度：s m St /1044.0100 4025-?===ν 石油的动力粘度：s pa .0356.010 4100089.05=???==-ρνμ 1-8解：2/1147001 .01147.1m N u =?== δμτ 1-9解：()()2/5.1621196.012.02 15.0065.021m N d D u u =-?=-==μδμτ N L d F 54.85.16214.01196.014.3=???=???=τπ 第二章 2-4解：设：测压管中空气的压强为p 2，水银的密度为1ρ，水的密度为2ρ。在水银面建立等压面1-1，在测压管与容器连接处建立等压面2-2。根据等压面理论，有 21p gh p a +=ρ （1） gz p z H g p 2221)(ρρ+=++（2）由式（1）解出p 2后代入（2），整理得： gz gh p z H g p a 2121)(ρρρ+-=++

工程流体力学A概论

四、主观题 33.简述流体的形态特征和力学特征。答：形态特征：流体随容器而方圆，没有固定的形状。力学特征：流体主要承受压力，静止流体不能承受拉力和剪力。 34. 一封闭水箱如图所示，已知金属测压计读数 Pa，金属测压计中心和容器内液面分别比A点高0.5m和1.5m，试求液面的绝对压强和相对压强。答： 35. 如图所示为测量容器中A点压强的真空计。已知，试求A点的真空压强及真空度。答：

36.如图所示绕铰链C 转动的自动开启式矩形平板闸门。已知闸门倾角为，宽度为，闸门两侧水深分别为和，为避免闸门自动开启，试求转轴C 至闸门下端B的距离 x。答： 37.利用检查井作闭水试验检验管径的市政排水管道施工质量。已知排水管堵头形心高程为 256.34m，检查井中水面高程为259.04m，试求堵头所受的静水总压力大小。答： 38.如图所示盛水（重度为）容器由半径为 R 的两个半球用 N 个螺栓连接而成，已知

测压管水位高出球顶 H ，试求每个螺栓所受的拉力 F 。答： 39.如图所示水流流经等径直角弯管。已知管径mm，管轴上A、B 两点高差400 mm ，U 形水银差压计读数=300mm ，管流速度m/s，相对压强，，试求相对压强和 A 、B 两断面间的机械能损失。答： 40.如图所示，为测流需要，在宽度m的平底矩形断面渠道的测流段，将渠底抬高

0.3m 。若测得抬高前的水深为1.8m ，抬高后水面降低0.12m ，水头损失经率定按抬高后流速水头的一半计算，试求渠道流量。答：四、主观题 19.为研究某铁路盖板箱涵无压过流的水力特征，拟取线性比尺进行水工模型实验。已知原型涵洞的宽度m ，高度m ，洞内设计水深m和设计流速m/s 。试确定模型的几何尺寸和模型流量答：

《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、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与的对比关系。

工程流体力学第1章习题解答

第一章习题解答 1-1已知液体的容重为7.00kN/m3，求其密度为多少？解：γ=ρg，ρ=γ/g=7000 / 9.807= 1-2压缩机压缩空气，压力从98.1kN/m2升高到6×98.1kN/m2，温度从20℃升到78℃。问空气体积减小了多少？解：p/ρ=RT , p1/(ρ1T1)= p2/(ρ2T2) 98.1/(ρ1293)= 6×98.1/(ρ2351) V2/V1=ρ1/ρ2=351/6*293=20% 所以体积减少了80%。 1-3流量为50m3/h，温度为70℃的水流入锅炉，经加热后水温升高到90℃。水的膨胀系数α=0.000641/K-1。问从锅炉每小时流出多少的水？解：α=dV/(VdT) dV=αVdT=0.000641*50*(90-70+273)=9.39 m3/h （单位时间内，体积变化就是流量的变化）所以锅炉流出水量为50+9.39=59.39 m3/h。 1-4空气容重γ=11.5N/m3，ν=0.157cm2/s，求它的动力黏度μ。解：μ=ρν=νγ/g=0.157*10-4*11.5/9.807=1.84*10-5Ns/m2 1-5图示为一水平方向运动的木板，其速度为1m/s。平板浮在油面上，δ=10mm，油的μ=0.09807Pa s?。求作用于平板单位面积上的阻力。解：τ=μdu/dy=μu/δ =0.09807*1/0.01=9.807Pa. 1-6一底面积为40cm×50cm，高为1cm的木块，质量为5kg，沿着涂有润滑油的斜面等速向下运动。已知v=1m/s，δ=1mm，求润滑油的动力黏度。

解：F=mg.5/13=5*9.807*5/13=18.86N τ=μdu/dy=μv/δ=F/A 所以μ=Fδ/(Av)=18.86*0.001/(0.4*0.5*1)=0.0943Pa s? 1-7一直径d=149.4mm，高度h=150mm，自重为9N的圆柱体在一内径D=150mm的圆管中下滑。若均匀下滑的速度u=45mm/s，求圆柱体与管壁间隙中油的黏度。解：A=3.14*0.1494*0.15=0.0704m2δ=(D-d)/2=(0.15-0.1494)/2=0.0003m μ=Gδ/(Au)=9*0.0003/(0.0704*0.045)=0.85Pa s?.

工程流体力学课后习题答案72110

流体及其主要物理性质 7 相对密度0.89的石油，温度20oC 时的运动粘度为40cSt ，求动力粘度为多少？解：89.0== 水 ρρ d ν＝40cSt ＝0.4St ＝0.4×10-4 m 2 /s μ＝νρ＝0.4×10-4 ×890＝3.56×10-2 Pa ·s 8 图示一平板在油面上作水平运动，已知运动速度u=1m/s ，板与固定边界的距离δ=1，油的动力粘度μ＝1.147Pa ·s ，由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布，求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少？解：233/10147.110 11147.1m N dy du ?=??==-μ τ 9 如图所示活塞油缸，其直径D ＝12cm ，活塞直径d ＝11.96cm ，活塞长度L ＝14cm ，油的μ＝0.65P ，当活塞移动速度为0.5m/s 时，试求拉回活塞所需的力F=？解：A ＝πdL , μ＝0.65P ＝0.065 Pa ·s , Δu ＝0.5m/s , Δy=(D-d)/2 ()N dy du A F 55.82 1096.11125 .010141096.1114.3065.0222=?-??????==---μ流体静力学 6油罐内装相对密度0.70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，压气管的另一支引入油罐底以上0.40m 处，压气后，当液面有气逸出时，根据U 形管内油面高差h ＝0.70m 来推算油罐内的油深H 为多少？解：p －γ甘油Δh ＝p －γ汽油（H-0.4） H ＝γ甘油Δh/γ汽油+0.4=1.26×0.7/0.70+0.4=1.66m 7为测定油品重度，用如下装置，经过1管或2管输入气体，直至罐内油面出现气泡为止。用U 形管水银压力计分别量出1管通气时

工程流体力学A主观作业答案

工程流体力学A第1次作业四、主观题(共8道小题) 33.简述流体的形态特征和力学特征。形态特征：流体随容器而方圆，没有固定的形状。力学特征：流体主要承受压力，静止流体不能承受拉力和剪力。 34.一封闭水箱如图所示，已知金属测压计读数Pa，金属测压计中心和容器液面分别比A 点高0.5m和1.5m，试求液面的绝对压强和相对压强。解：由得水箱液面的相对压强绝对压强或93.1kPa 35.如图所示为测量容器中A点压强的真空计。已知，试求A点的真空压强及真空度。解：真空计的测压管中压缩空气压强变化可忽略不计。由题意得A点真空压强及真空度 36.如图所示绕铰链C 转动的自动开启式矩形平板闸门。已知闸门倾角为，宽度为，闸门两侧水深分别为和，为避免闸门自动开启，试求转轴C至闸门下端B的距离x。解：为避免闸门自动打开，由理论力学知必有关系式中

故 37.利用检查井作闭水试验检验管径的市政排水管道施工质量。已知排水管堵头形心高程为256.34m，检查井中水面高程为259.04m，试求堵头所受的静水总压力大小。解：排水管堵头形心处的相对压强堵头所受的静水总压力 38.如图所示盛水（重度为）容器由半径为 R 的两个半球用 N 个螺栓连接而成，已知测压管水位高出球顶 H ，试求每个螺栓所受的拉力 F 。解：取上半球为隔离体，由，得式中为静止液体作用在上半球面上的总压力的铅垂分力，由上半球面的压力体计算得故每个螺栓所受的拉力为 39.如图所示水流流经等径直角弯管。已知管径mm，管轴上A、B两点高差400mm，U形水银差压计读数=300mm，管流速度m/s，相对压强，，试求相对压强和A、B两断面间的机械能损失。解：由差压计原理得由伯努利方程考虑到,得A、B两断面间的机械能损失

32学时工程流体力学复习题与答案

32学时流体力学课复习题一、填空题 1、流体是一种受任何微小的剪切力作用时都会产生连续变形的物质。 2、牛顿内摩擦定律=μ其中的比例系数称为动力黏性系数(动力粘度) 。 3、作用于流体上的力按其性质可以分为表面力力和质量力 4、水力学中，单位质量力是指作用在单位_质量_ 液体上的质量力。 5、单位质量力的量纲是L/T2。 6、对于不同的流体，体积弹性系数的值不同，弹性模量越大，流体越不易被压缩。 7、某点处的绝对压强等于该处的大气压强减去该处的真空度。 8、某点处的真空等于该处的大气压强减去该处的绝对压强。 9、某点处的相对压强等于该处的绝对压强减去该处的一个大气压。 10、根据粘性的大小，粘性流体的流动状态可分为层流和紊流。 11、根据流体是否有粘性，流体可分为粘性流体和理想流体。 12、根据流动参数随时间的变化，流体流动可分为定常流动和非定常流动。 13、连续性方程是质量守恒定律在流体力学上的数学表达形式。 14、总流伯努利方程是机械能守恒定律在流体力学上的数学表达形式。 15、计算局部阻力的公式为：；计算沿程阻力的公式为：。 16、相似条件包括几何相似、运动相似和动力相似。 17、沿程阻力主要是由于流体内摩擦力引起的，而局部阻力则主要是由于流动边界局部形状急剧变化引起的。 18、连续性方程表示控制体的__质量_____守恒。 19、液体随容器作等角速度旋转时，重力和惯性力的合力总是与液体自由面_垂直。 20、圆管层流中断面平均流速等于管中最大流速的1/2

二、简答题 1、简述液体与气体的粘性随温度的变化规律，并说明为什么？答: 温度升高时液体的黏性降低，因为液体的粘性主要是分子间的内聚力引起的，温度升高时，内聚力减弱，故粘性降低，而造成气体粘性的主要原因在于气体分子的热运动，温度越高，热运动越强烈，所以粘性就越大 2、请详细说明作用在流体上的力。作用在流体上的力按其性质可分为表面力和质量力，表面力是指作用在所研究流体表面上的力，它是由流体的表面与接触的物体的相互作用差生的，质量力是流体质点受某种力场的作用力，它的大小与流体的质量成正比 3、简述连续介质假说。连续介质假设将流体区域看成由流体质点连续组成，占满空间而没有间隙，其物理特性和运动要素在空间是连续分布的。从而使微观运动的不均匀性、离散性、无规律性与宏观运动的均匀性、连续性、规律性达到了和谐的统一。（宏观无限小微观无限大） 4、何谓不可压缩流体？在什么情况下可以忽略流体的压缩性？除某些特殊流动问题，工程实际中将液体看作是密度等于常数的不可压缩流体，当气体的速度小于70m/s 且压力和温度变化不大时也可近似地将气体当作不可压缩流体处理 5、流体静压力有哪两个重要特征？特征一：在平衡的流体中，通过任意一点的等压面，必与该点所受的质量力互相垂直。特征二：当两种互不相混的液体处于平衡时，它们的分界面必为等压面。 6、不同形状的敞开的贮液容器放在桌面上，如果液深相同，容器底部的面积相同，试问作用于容器底部的总压力是否相同？桌面上受到的容器的作用力是否相同？为什么？容器底部的总压力=液体压强x面积，而压强由液深决定（同种液体），所以作用于容器底部的总压力相同；桌面上所受力是整个储有液体容器的重力，桌面上受到的容器的作用力因容器总重量不同而不同。本题目也有漏洞：不同形状的敞开的贮液容器，体积关系不能确定，其总重量不一定相同或也不一定不同。 7、相对平衡的液体的等压面形状与什么因素有关？质量力（在平衡点流体中，通过任意一点的等压面必须与该店所受的质量力互相垂直） 8、静力学的全部内容适用于理想流体还是实际粘性流体？或者两者都可？为什么？流体处于静止或相对静止状态时，各流体质点间没有相对运动，速度梯度等于零，切向应力也等于

(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 ）

工程流体力学知识整理

流体：一种受任何微小剪切力作用，都能产生连续变形的物质。流动性：当某些分子的能量大到一定程度时，将做相对的移动改变它的平衡位置。流体介质：取宏观上足够小、微观上足够大的流体微团，从而将流体看成是由空间上连续分布的流体质点所组成的连续介质压缩性：流体的体积随压力变化的特性称为流体的压缩性。膨胀性：流体的体积随温度变化的特性称为流体的膨胀性。粘性：流体内部存在内摩擦力的特性，或者说是流体抵抗变形的特性。牛顿流体：将遵守牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体，反之称为非牛顿流体。理想流体：忽略流体的粘性，将流体当成是完全没有粘性的理想流体。表面张力：液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。表面力：大小与表面面积有关而且分布作用在流体微团表面上的力称为表面力。质量力：所有流体质点受某种力场作用而产生，它的大小与流体的质量成正比。压强：把流体的内法线应力称作流体压强。流体静压强：当流体处于静止或相对静止时，流体的压强称为流体静压强。流体静压强的特性：一、作用方向总是沿其作用面的内法线方向。二、任意一点上的压强与作用方位无关，其值均相等（流体静压强是一个标量）。绝对压强：以完全真空为基准计量的压强。相对压强：以当地大气压为基准计量的压强。真空度：当地大气压-绝对压强液体的相对平衡：指流体质点之间虽然没有相对运动，但盛装液体的容器却对地面上的固定坐标系有相对运动时的平衡。压力体：曲面上方的液柱体积。等压面：在平衡流体中，压力相等的各点所组成的面称为等压面。特性一、在平衡的流体中，过任意一点的等压面，必与该点所受的质量力互相垂直。特性二、当两种互不相混的液体处于平衡时，它们的分界面必为等压面。流场：充满运动流体的空间称为流场。定常流动：流场中各空间点上的物理量不随时间变化。缓变流：当流动边界是直的，且大小形状不变时，流线是平行（或近似平行）的直线的流动状态为缓变流。急变流：当流边界变化比较剧烈，流线不再是平行的直线，呈现出比较紊乱的流动状态

工程流体力学答案

工程流体力学习题详解第一章流体的物理性质【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】 3340.4530.90610 kg/m 510 m V ρ-= ==?? 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1升。求水的压缩系数和弹性系数。【解】由压缩系数公式 105 10.001 5.110 1/Pa 5(4.91098000) p dV V dP β-=-==???- 911 1.9610 Pa 5.1 p E β= = =? 【1－3】温度为20℃，流量为60 m 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 211t Q Q dt Q β=+ 3600.00055(8020)6061.98 m /h =??-+= 【1－4】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 τ? = 【1－5】已知半径为R 圆管中的流速分布为 r z u 习题1-4图油 δ u y x

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 dy τμ 则 2222=[(1)]d r r c c dr R R τμμ-=- 第二章流体静力学【2－1】容器中装有水和空气，求A 、B 、C 和D 各点的表压力？【解】 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 ？【解】 (1) ()w 0.3a b A a p p g ρ=+? w 0.3MA p g ρ=? ()w H 0.30.1ab C a p p g g ρρ=+?+? w H 0.30.1MC p g g ρρ=?+? (2)选取U 形管中水银的最低液面为等压面，则 w H 0.3g gh ρρ?= 得 w H 0.3 22 cm h ρρ?== 【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 1w 21()o H p gh g h R h gR ρρρ+++-= 得 1w 21()H o p gR gh g h R h ρρρ=--+- 题2－1图 ? ?A ?B ?C p a h 1 h 2 h 3 h 4 空气空气 D 题2－2图 p a C p a 30cm 10cm h A B 水水银水油 ? p h 1 h 2 R 题2－3图

西南交大,工程流体力学A离线作业

工程流体力学A 第一次作业四、主观题(共8道小题) 33.简述流体的形态特征和力学特征。答：形态特征：流体随容器而方圆，没有固定的形状。力学特征：流体主要承受压力，静止流体不能承受拉力和剪力。 34.一封闭水箱如图所示，已知金属测压计读数Pa，金属测压计中心和容器内液面分别比A点高0. 5m和1.5m ，试求液面的绝对压强和相对压强。解：由得水箱液面的相对压强绝对压强或93.1kPa 35.如图所示为测量容器中A点压强的真空计。已知，试求A 点的真空压强及真空度。解：真空计的测压管中压缩空气内压强变化可忽略不计。由题意得A点真空压强

及真空度 36.如图所示绕铰链C 转动的自动开启式矩形平板闸门。已知闸门倾角为，宽度为，闸门两侧水深分别为和，为避免闸门自动开启，试求转轴C至闸门下端B的距离x。解：为避免闸门自动打开，由理论力学知必有关系式中故 37.利用检查井作闭水试验检验管径的市政排水管道施工质量。已知排水管堵头形心高程为256. 34m，检查井中水面高程为259.04m，试求堵头所受的静水总压力大小。解：排水管堵头形心处的相对压强堵头所受的静水总压力

38.如图所示盛水（重度为）容器由半径为 R 的两个半球用 N 个螺栓连接而成，已知测压管水位高出球顶H ，试求每个螺栓所受的拉力 F 。解：取上半球为隔离体，由，得式中为静止液体作用在上半球面上的总压力的铅垂分力，由上半球面的压力体计算得故每个螺栓所受的拉力为

39.如图所示水流流经等径直角弯管。已知管径mm，管轴上A、B两点高差400mm，U形水银差压计读数 =300mm，管流速度m/s，相对压强，，试求相对压强和A、 B 两断面间的机械能损失。解: 由差压计原理得由伯努利方程考虑到,得A、B两断面间的机械能损失

工程流体力学课后习题答案_袁恩熙_流体力学第三章作业(1)

3.1一直流场的速度分布为： U=(4x 2+2y+xy)i+(3x-y 3+z)j (1) 求点（2,2,3）的加速度。 (2) 是几维流动？ (3) 是稳定流动还是非稳定流动？解：依题意可知， V x =4x 2+2y+xy ,V y =3x-y 3+z ,V z =0 ∴a x = t V x ??+ v x X V x ??+v y Y V x ??+v z Z V x ?? =0+(4x 2+2y+xy)(8x+y)+(3x-y 3+z)(2+x) =32x 3+16xy+8x 2y+4x 2y+2y 2+x y 2+6x-2 y 3+2z+3 x 2-x y 3+xz 同理可求得， a y =12 x 2+6y+3xy-9x y 2+3 y 5-3 y 2z a z =0 代入数据得， a x = 436,a y =60, a z =0 ∴a=436i+60j (2)z 轴方向无分量，所以该速度为二维流动 (3)速度，加速度都与时间变化无关，所以是稳定流动。 3.2 已知流场的速度分布为： k z yj yi x 2223+-=μ （1）求点（3，1，2）的加速度。（2）是几维流动？解：（1）由 z u z y u y x u x t u x x x x x u u u a ????????+++=

z u z y u y x u x t u y y y y y u u u a ????????+++= z u z y u y x u x t u z z z z z u u u a ????????+++= 得： 0202 2 2+?+?+=x y x xy y x a x 0)3(300+-?-+=y a y z z a z 420002?+++= 把点（3,1,2）带入得加速度a （27,9,64）（2）该流动为三维流动。 3-3 已知平面流动的速度分布规律为 ()() j y x x i y x y u 2 22222+Γ++Γ=ππ 解：() () 2 22 22,2y x x u y x y u y x +Γ= +Γ= ππ 流线微分方程：y x u dy u dx = 代入得： ()() 2 22 222y x x dy y x y dx +Γ= +Γππ C y x ydy xdx x dy y dx =-?=-?=220 3.4 截面为300mm ×400mm 的矩形风道，风量为2700m 3／h ，求平均流速。如风道出口截面收缩为150mm ×400mm 求该截面的平均流速。解：因为v=q A /A 所以v 1=q A /A 1=2700/(300x400x10-6)=22500m/h=6.25m/s V 2=q A /A 2=2700/(150x400x10-6)=45000m/h=12.5m/s 3.5 渐缩喷嘴进口直径为50mm ，出口直径为10mm 。若进口流速为3m/s ，求喷嘴出口流速为多少？

工程流体力学试卷A答案

流体力学试卷一、名词解释（5×4=20分） 1、黏性流体在受到外部剪切力作用时发生变形(流动)，其内部相应要产生对变形的抵抗，并以内摩擦力的形式表现出来，这种流体的固有物理属性称为流体的粘滞性或粘性。 2、连续介质由于假定组成流体的最小物理实体是流体质点而不是流体分子，因而也就假定了流体是由无穷多个、无穷小的、紧邻毗邻、连绵不断的流体质点所组成的一种绝无间隙的连续介质。 3、绝对压强以绝对真空或完全真空为基准计算的压强成为绝对压强。 4、流管在流场中任意取一非流线的封闭曲线，通过该曲线上的每一点作流线，这些流线所构成的封闭管状曲面称为流管。 5、局部阻力（局部损失）发生在流动边界有急变的流域中，能量的损失主要集中在该流域及其附近的流域，这种集中发生的能量损失称为局部阻力或局部损失。二、选择题（10×2=20分）１、理想流体是指 C 的流体。Ａ. 所需要；Ｂ. 水；Ｃ.无粘性；Ｄ.不可压缩２、在伯努利方程Ｐ／ρ＋Ｈｇ＋Ｖ2／２＝ const 中，P/ρ的物理意义是 B 。Ａ. 单位重量流体的重力压力能; Ｂ.单位质量流体的压力能; Ｃ. 单位重量流体的动能; Ｄ.单位质量流体的动能 3、均匀流是指 C 。Ａ.所有物理量与时间无关；Ｂ. 所有物理量与时间有关；Ｃ所有物理量与空间位置无关；Ｄ. 所有物理量与空间位置有关4、圆管道的层流的动量修正系数β是 C 。Ａ.64 e R β=；Ｂ. 1/4 0.3164 e R β=；Ｃ.4 3 β=；Ｄ. 2 β=。 5、稳定流动的迹线是 C 。Ａ.直线；Ｂ. 随时间变化的；Ｃ.不随时间变化的；Ｄ. 总是平行的。 6、表面力是指 A 。Ａ.与控制体表面有关的力；Ｂ. 与控制体表面无关的力；Ｃ是正压力；Ｄ.是粘性力。 7、流体的静压力是与 C 无关。Ａ.深度；Ｂ.流体的温度；Ｃ.方向；Ｄ.大气压 8、静止流体的微分方程是 D 。Ａ.0 1 = -dp gdz ρ Ｂ. 0 1 = ? +p f ρ ；Ｃ. dt u d p f = ? + ρ 1Ｄ. 1 = +dp gdz ρ 9、已知大气压是 a a Mp p1.0 =，流体内某点的真空度为 2 2 50000 m N p c =，试问该点的绝对压力是 B a Mp。Ａ.0.10；Ｂ.0.05；Ｃ.0.15；Ｄ.5.10 10、临界雷诺数是用于判断 B 的准数。Ａ. 稳定流与非稳定流；Ｂ. 层流与紊流；Ｃ. 均匀流与非均匀流; Ｄ. 有势流与非有势流三、简答题（10×2=20分） 1.拉格朗日坐标系与欧拉坐标系不同之处？答： 1）拉格朗日坐标系下，着眼于流体质点，先跟踪个别流体质点，研究其运动参数随时间变化特征，然后将流场中所有质点的运动情况综合起来，得到整个流场的运动，简而言之，即观察者位于一个流体质点上，并随流体一起运动时，观察到的流场运动。 2）欧拉坐标系下，着眼于流场中的空间点，研究流体质点经过这些空间点时，运动参数随时间的变化，并用同一时刻所有空间点上的流体运动情况来描述流场运动。简单说来，即观察者位于空间的一个固定点上时，观察到的空间点上的流场运动。 3）在欧拉坐标系中，空间坐标和时间是相互独立的变量，而在拉格朗日坐标系下，空间坐标和时间并非相互独立，