流体力学计算题复习
流体力学计算题复习
Pz上
gV上
g （ pmg
R)2R
R2
2
l
下半圆筒为
9.8
1000
(
23.72 103 9.8 103
0.5) 2 0.5
0.52 2
2
49.54
kN
Pz下
gV下
g
（ pmg
R)2R
R2 2
l
9.8 103
(
23.72 103 9.8 103
0.5) 2 0.5
0.52 2
曲面上流体静压力计算
pa
Fz B A (a)
pa 延伸面
B Fz A
(b)
2
pa
B B
Fz1
FC
C
Fz2 C
A A
(c)
3
自由液面
自由液面的延长面
A A
B 实压力体
自由液面 A
B
虚压力体
自由液面 A
自由液面 A
C
C
C
B
B
B
4
三.曲面上的静水总压力
大小： F = Fx2 + Fz2
方向： θ = tan1 Fz
Fz
=
ρgV
=
ρg
h2 R
4
R2
b
π 12
10009.831
4
1
= 21.70 kN
Fz A
R水
h1 h2
圆弧钢板AB上所受的水平压力为
Fx
=
ρghc Az
=
ρg
h2
R 2
R
b
B
=
1000
9.8
流体力学复习题
流体力学复习题一、单项选择题1.图示容器中有两种液体，密度ρ2 > ρ1，则A、B 两测压管中的液面必为( )(1) B 管高于A 管；(2) A 管高于B 管；(3) AB 两管同高。
2.雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数()(1)急流和缓流(2)均匀流和非均匀流(3)层流和紊流(4)恒定流和非恒定流。
3. 水泵的扬程是指（）(1) 水泵提水高度(2) 水泵提水高度+吸水管的水头损失(3) 水泵提水高度+ 吸水管与压水管的水头损失。
4. 静止液体中同一点沿各方向上的压强（）(1) 数值相等(2) 数值不等; (3) 仅水平方向数值相等。
5. 液体中某点的绝对压强为108kN/m2，则该点的相对压强为（）（1）1 kN/m2（2）2 kN/m2（3）8 kN/m2（4）10 kN/m26. 长管的总水头线与测压管水头线（）（1）相重合（2）相平行，呈直线（3）相平行，呈阶梯状（4）以上答案都不对。
7. 紊流的断面流速分布规律符合（）(1)对数分布(2)直线分布(3)抛物线分布(4)椭圆分布。
8. 已知水流的沿程阻力系数 只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于（）(1)层流区(2)紊流光滑区(3)紊流过渡粗糙区(4)紊流粗糙区8. 根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强（）(1) 数值相等(2) 数值不等(3) 仅水平方向数值相等(4) 铅直方向数值最大。
9. 作用水头相同时，孔口的过流量要比相同直径的管咀过流量（）(1)大(2)小(3)相同(4)无法确定。
10. 盛水容器a 和b 的测压管水面位置如图(a)、(b) 所示，其底部压强分别为p a和p b。
若两容器内水深相等，则p a和p b的关系为（）( 1) p a> p b(2) p a< p b(3) p a = p b(4) 无法确定11. 静止流体中任意一点的压强与 （ ） 无关。
（1）点的位置 （2）作用面的方向 （3）流体的种类 （4）重力加速度12. 在总流的伯努利方程中，速度V 是 （ ）速度。
流体力学复习题
模拟试题一、单项选择题（4个备选项中只有1个是正确的）1. 已知某变径有压管段的管径之比5.021=d d ，则相应的（ ）。
A 流速之比=21v v 1，流量之比12Q Q =2，雷诺数之比=21Re Re 4 B 流速之比=21v v 2，流量之比12Q Q =1， 雷诺数之比=21Re Re 4 C 流速之比=21v v 4，流量之比12Q Q =1，雷诺数之比=21Re Re 2 D 流速之比=21v v 4，流量之比12Q Q =2，雷诺数之比=21Re Re 1 2. 若在同一长直等径管道中用不同流体进行试验，当流速相等时，其沿程水头损失f h 在（ ）是相同的。
A 层流区B 紊流光滑区C 紊流过渡区D 紊流粗糙区3. 当510Re =（处于紊流光滑区）时，管径=1d （ ）mm 的镀锌钢管（m m 25.01=∆）与管径=2d 300mm 的铸铁管（m m 30.02=∆）的沿程阻力系数相等 。
A 150B 200C 250D 3004. 下列关于流体切应力的说法中，不正确的为（ ）A 、静止流体，0τ= B.相对平衡流体，0τ= C 、理想流体， 0τ=D 、层流、紊流运动流体，22d d ()d d u u l y yτμρ=+ 5. 渗流系数k 的量纲为（ ）A 、M 0L 0T 0B 、M 0L 2T -1C 、M 0LT -1D 、M 0LT -26. ．欲保证明渠均匀流原、模型的流动相似，则其渠壁糙率比尺n λ与相应的长度比尺l λ 和渠底坡度比尺i λ之间的关系为n λ=（ ）。
A 1/21/2l i λλB 1/21/6l i λλC 1/61/2l i λλD 1/61/6l i λλ7. 对于平坡和逆坡棱柱形明渠流动，必有（ ）。
A d 0d e s > B d 0d e s = C d 0d e s < D d d 0d d e E s s=<8. 下列关于渗流模型概念的说法中，不正确的为（ ）。
流体力学考试题及答案
流体力学考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 流体力学中，流体的基本假设是什么？A. 流体是不可压缩的B. 流体是完全弹性体C. 流体是完全塑性体D. 流体是连续介质答案：D2. 流体静力学中，压力的分布规律是什么？A. 与深度成正比B. 与深度成反比C. 与深度无关D. 与深度的平方成正比答案：A3. 流体的粘性是由什么决定的？A. 温度B. 压力C. 密度D. 以上都是答案：A4. 伯努利方程描述了什么？A. 流体的静压和动压关系B. 流体的压缩性C. 流体的粘性D. 流体的热力学性质答案：A5. 流体的雷诺数是用来描述什么的？A. 流体的密度B. 流体的粘性C. 流体的惯性力与粘性力的比值D. 流体的压缩性答案：C6. 什么是流体的不可压缩性条件？A. 密度不变B. 温度不变C. 压力不变D. 速度不变答案：A7. 流体的连续性方程描述了什么？A. 流体的动量守恒B. 流体的动能守恒C. 流体的质量守恒D. 流体的热能守恒答案：C8. 流体的湍流与层流的区别是什么？A. 湍流有粘性，层流没有B. 湍流是有序的流动，层流是无序的C. 湍流是无序的流动，层流是有序的D. 湍流和层流都是有序的流动答案：C9. 流体的边界层厚度与什么有关？A. 流体的密度B. 流体的速度C. 流体的粘性D. 流体的压缩性答案：C10. 什么是流体的临界雷诺数？A. 流体开始流动的雷诺数B. 流体从层流转变为湍流的雷诺数C. 流体达到最大速度的雷诺数D. 流体达到最大压力的雷诺数答案：B二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述流体力学中的纳维-斯托克斯方程及其物理意义。
答案：纳维-斯托克斯方程是描述流体运动的基本方程，它将流体的动量守恒定律与流体的粘性联系起来。
方程表明，流体的加速度不仅与压力梯度有关，还与粘性力有关。
物理意义上，它描述了流体内部的动量传递过程。
2. 描述流体的粘性对流动的影响。
答案：流体的粘性对流动有显著影响。
流体力学计算题（有答案）
《流体力学》计算题及答案。
2、当压强增加4×104Pa 时，某种液体的密度增长0.015%，求该液体的压缩系数。
解：0=+=⇒=dV Vd dM V M ρρρρρd dV V -=N m dp d dp V dV p /1075.3104%015.011294-⨯=⨯==-=ρρβ3、将一根长度L 为800mm ，直径d 为45mm 的圆轴水平放置于内径D 为50mm 的圆管中央，圆柱体与圆管的间隙充满密度为925kg/m 3、运动粘度s m /105.624-⨯=ν的油液。
求将圆柱体以0.8m/s 的速度作水平移动时所需的拉力F 为多少牛顿？（间隙中的速度分布可认为是线性分布）。
答案： N F 8.21=4、(将一根长度L 为1m ，直径d 为200mm 的圆柱体水平放置于内径D 为206mm 的圆管中央，圆柱体与圆管的间隙充满密度为920kg/m 3的油液。
测得将圆柱体以1m/s 的速度作水平移动时的拉力F 为108牛顿，求该油液的运动粘度（间隙中的速度分布可认为是线性分布）。
答案：运动粘度s m /106.524-⨯=ν6、液体通过装置DV 的阻力损失由倒置U 形差压计测量。
液体的密度为1500kg/m 3。
差压计中的指示液体使用密度为750 kg/m 3的油。
求如图所示标定值时，A 和B 的压强水头变化。
解：设差压计中的工作液体密度为Pam8、已知速度场⎪⎩⎪⎨⎧-=-=)/()/(2222x y ax x y ay u υ，其中a 为常数。
（１）试求流线方程（２）判断流动是否无旋，若无旋则求速度势ϕ。
答案：（１）流线方程C y x =-22（２）因为22y x x y u +=∂∂-∂∂υ除了０点外，022≠+=∂∂-∂∂y x xy u υ，所以是有旋的，不存在速度势。
9、在平面不可压缩流动中，已知速度势函数233xy x -=ϕ，求相应的流函数。
答案：10、已知某不可压缩流体平面流动的速度分布规律为：⎩⎨⎧--=-+=yxy yx x u 22422υ判断说明该流动是否连续？是否无旋？并求出流函数。
流体力学期末考试计算题重点
2.13密闭容器，测压管液面高于容器内液面h =1.8m ，液体的密度为850kg/m 3，求液面压强。
解：0850a a p p gh p ρ=+=+⨯⨯相对压强为：15.00kPa 。
绝对压强为：116.33kPa 。
答：液面相对压强为15.00kPa ，绝对压强为116.33kPa 。
2.14密闭容器，压力表的示值为4900N/m 2，压力表中心比A 点高0.4m ，A 点在水下1.5m ，，求水面压强。
解：0 1.1a p p p g ρ=+-4900 1.110009.807a p =+-⨯⨯5.888a p =-（kPa ）相对压强为： 5.888-kPa 。
绝对压强为：95.437kPa 。
答：水面相对压强为 5.888-kPa ，绝对压强为95.437kPa 。
3.7已知速度场x u =2t +2x +2y ，y u =t -y +z ，z u =t +x -z 。
试求点（2，2，1）在t =3时的加速度。
解：x x x x x x y z u u u ua u u u t x y z∂∂∂∂=+++∂∂∂∂ ()()2222220t x y t y z =+++⋅+-+⋅+26422t x y z =++++()2321t x y z =++++ yy y y y xyzu u u u a u u u txyz∂∂∂∂=+++∂∂∂∂()()101t y z t x z =+--+++-⋅12x y z =++-z z z z z x y z u u u ua u u u t x y z∂∂∂∂=+++∂∂∂∂()()12220t x y t x z =++++-+-12t x y z =++++()()3,2,2,12332221134x a =⨯⨯+⨯+++=（m/s 2）()3,2,2,112223y a=++-=（m/s 2）()3,2,2,11324111z a =++++=（m/s 2）35.86a ===（m/s 2）答：点（2，2，1）在t =3时的加速度35.86a =m/s 2。
流体力学试题及答案..(可编辑修改word版)
一、填空题流体力学复习题-----2013 制1、1mmH2O= 9.807 Pa2、描述流体运动的方法有欧拉法和拉格朗日法。
3、流体的主要力学模型是指连续介质、无粘性和不可压缩性。
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粘性力与惯性力的对比关系。
5、流量Q1 和Q2，阻抗为S1 和S2 的两管路并联，则并联后总管路的流量Q 为Q= Q1 + Q2，总阻抗S 为。
串联后总管路的流量 Q 为 Q= Q1 =Q2，总阻抗 S 为S1+S2 。
6、流体紊流运动的特征是脉动现行，处理方法是时均法。
7、流体在管道中流动时，流动阻力包括沿程阻力和局部阻力。
8、流体微团的基本运动形式有：平移运动、旋转流动和变形运动。
9、马赫数气体动力学中一个重要的无因次数，他反映了惯性力与弹性力的相对比值。
10、稳定流动的流线与迹线重合。
全11、理想流体伯努力方程z + p + u 2= 常数中，其中 + p 称为 z测压管 水头。
r 2g r12、一切平面流动的流场，无论是有旋流动或是无旋流动都存在 流线，因而一切平面流动都存在 流函数 ，但是，只有无旋流动才存在势函数。
13、雷诺数之所以能判别 流态 ，是因为它反映了惯性力 和 粘性力的对比关系。
14、流体的主要力学性质有 粘滞性 、 惯性 、 重力性、表面张力性 和 压缩膨胀性。
15、毕托管是广泛应用于测量 气体和 水流一种仪器。
16、流体的力学模型按粘性是否作用分为理想气体和 粘性气体 。
作用与液上的力包括 质量力， 表面力。
17、力学相似的三个方面包括 几何相似 、 运动相似与 动力相似 。
18、流体的力学模型是连续介质 模型。
19、 理 想 气 体 伯 努 力 方 程 p +- +u 2中 ，（z 1 - z 2）（ g ） 2p +（z 1 - z 2）（ -g ） 称势 压， u 2p +2压， p +- +u 2称总压（z 1 - z 2）（ g ） 220、紊流射流的动力特征是 各横截面上的动量相等。
流体力学试题及答案4
流体力学试题及答案4一、选择题（每题2分，共10分）1. 流体力学中，描述流体运动的基本概念是（）。
A. 质量B. 密度C. 速度D. 压力答案：C2. 流体静力学基本方程中，描述流体静压力与深度关系的公式是（）。
A. P = ρghB. P = ρgh²C. P = ρgh³D. P = ρg答案：A3. 在不可压缩流体中，连续性方程表明（）。
A. 质量守恒B. 能量守恒C. 动量守恒D. 角动量守恒答案：A4. 流体力学中的雷诺数是用来描述（）。
A. 流体的密度B. 流体的粘度C. 流体流动的层流与湍流状态D. 流体的压缩性答案：C5. 根据伯努利方程，流体在管道中流动时，流速增加会导致（）。
A. 压力增加B. 压力减小C. 温度增加D. 密度增加答案：B二、填空题（每题2分，共10分）1. 流体力学中，流体的粘性系数通常用符号________表示。
答案：μ2. 当流体流动时，如果流体的流线不相交，则该流动称为________流动。
答案：层流3. 流体力学中，流体的惯性力与流体的________和________有关。
答案：密度，速度4. 流体力学中，流体的表面张力是由分子间的________力引起的。
答案：吸引力5. 流体力学中，流体的压缩性是指流体在压力作用下体积的________。
答案：变化三、简答题（每题10分，共20分）1. 简述流体力学中的边界层概念及其重要性。
答案：边界层是指流体在固体表面附近流动时，由于粘性作用，流体速度从零逐渐增加到与主流速度相近的区域。
边界层的存在对流体的流动特性、摩擦阻力和流体的传热、传质等过程有重要影响。
2. 描述流体力学中的能量守恒定律，并给出其数学表达式。
答案：能量守恒定律表明，流体系统中能量的总量在没有外力作用的情况下是守恒的。
数学表达式为：ρu(E + p/ρ + gz) = constant，其中ρ是流体密度，u是流体速度，E是单位质量流体的内能，p是压力，g是重力加速度，z是垂直高度。
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Fz
Fx
作用线： F 作用线必通过 Fx 和 Fz 作用线的交点， 这个交点不一定在曲面上
对于圆柱面，P作用线通过圆心。
Fx
F
5
例1:截面形状为3/4个圆的圆柱面abcd，如图所示，已知半径 r=0.8m，圆柱面长 为l，中心点位于水面以下h=2.4m处。求该曲面所受的静水总压力的水平分力和 竖直分力的大小。
Pz上
gV上
g （ pmg
R)2R
R2
2
l
下半圆筒为
9.8
1000
(
23.72 103 9.8 103
0.5) 2 0.5
0.52 2
2
49.54
kN
Pz下
gV下
g
（ pmg
R)2R
R2 2
l
9.8 103
(
23.72 103 9.8 103
0.5) 2 0.5
0.52 2
2Q2 dt v2 1Q1 dt v1
Fdt d mv
Q体积流量 Q质量流量
1 1'
Q 动量流量
v 1dt
A1
2
A2
2'
v2dt
F 18
2Q2
v2
1Q1
v1
F dt 2Q2 v2 dt 1Q1 v1 dt
F
2Q2
v2
1Q1
v1
m
dt
2.公式说明：
将物质系统的动量定理应用于流体时，动量定理的表 述形式是：对于恒定流动，所取流体段（简称流段，它 是由流体构成的）的动量在单位时间内的变化，等于单 位时间内流出该流段所占空间的流体动量与流进的流体 动量之差；该变化率等于流段受到的表面力与质量力之 和，即外力之和。
例 管路中一段水平放置的等截面弯管，直径d =200mm，弯
角为 450（如图）。管中1-1断面的平均流速 v1＝4m/s，其形 心处的相对压强 p1= 98KN/m2。若不计管流的水头损失，求 水流对弯管的作用力FRx和FRy。（坐标轴x与y如图所示）。
y
解 ① 欲求水流对弯管的作用力，
可先求得弯管对水流的反作用力。
液体恒定总流的动量方程的三个投影形式的代数方程
Q(2v2x 1v1x ) Q(2v2 y 1v1y )
F
x
Fy
Q(2v2z 1v1z )
Fz
－－－同时适用于理想液体和实际液。
应用动量方程时需注意以下各点：
① 液体流动需是恒定流； ② 过水断面1-1和2-2应选在均匀流或者渐变流断面上，以便
2.42m
中心点压强
p0 pm gR
23.72103 103 9.8 0.5
28.62 kN
受压面为圆形平面，则水平压力为
Px p0 A p0 R2 28.62 3.14 0.52 22.48kN 12
（2）求上、下半圆筒所受的水压力。
上、下半圆筒所受水压力只有铅垂分力，上半圆筒压力体如图所示，
π
r2
)
b
103 9.8(2.4 0.8 - 3 0.82 )1 33.59 kN 作用方向向下。
4 7
例2 如图所示封闭水箱，左下端有一四分之一圆的弧形钢板
AB，宽 ( 垂直于纸面方向 ) 为 1 m，半径R为 1 m，h1= 2 m， h2= 3 m。试求钢板 AB上所受的水平分力与垂直分力的大小 及方向。
kN
6
②竖直总压力 ab的压力体abgf ，
其竖直方向的水压力向上， bc的压力体cbgf ，
其竖直方向的水压力向下， cd的压力体cdef ，
其竖直方向的水压力向下。
e
fg
h
a
Fz
o
d
rb
将三部分曲面相加后，
总压力体如图中阴影线范围所示，竖直方向的总压力的大小为： c
Fz
=
ρgV
=
ρg(h
r
+
3 4
分布的，以动量修正系数a0修正。 a0定义为实际动量和按照平均流速计算的动量的比值。即：
u2dA u2dA
a0 A Qv
A
Av2
（3-13-1）
a0取决于断面流速分布的不均匀性。不均匀性越大， a0越大，一般取a0 =1.05
工程计算中取a0=1。动量方程式改写为：
F d mv a022Q2 v2 a011Q1 v1
1
v1
1 (a)
（a）有分流的情况
2 v2
2
3
3
v
3
(Q2 (Q2
2v2 2v2
x y
Q33v3x Q33v3 y
Q11v1x ) Q11v1y )
Fx Fy
(Q22v2z Q33v3z Q11v1z ) Fz
1
（b）有汇流的情况
1 v1
3
v3
2 v2
3
2
(b)
(Q3 (Q3
动量定律：作用于物体的冲量，等于物体的动量增量。
Fdt d mv
d
m
dt
F
质点系动量的变化率，等于作用于质点系上各外力的矢量和。
17
1. 动量方程的推导
现以恒定总流的一段为例，取1和2两个渐变流断面间的流 体为研究对象，两断面间流段1-2在dt时间后移动到1’-2’。
F dt d mv
AB上所受的液体压力的大小和方向。
其中， 水 P 汞
Ao B
解：O点处压强pO：
pO ρP g 0.1 ρg 0.2 0.05
r=10cm
水 ρo
136009.8 0.110009.8 0.15
11.858 kN/m2
用水柱高表示为
h = pO = 11.858 1.21m ρg 10009.8
3v3x 3v3 y
Q2 2 v2 x Q22v2 y
Q11v1x ) Q11v1y )
Fx Fy
(Q33v3z Q22v2z Q11v1z ) Fz
例题1
图示有一水电站压力水管的渐变段，直径 D1为1.5米， D2为1米，渐变段起点压强 p1 为 400KN / m2 （相对压强）， 流量Q为 1.8m3/s ，若不计水头损失，求渐变段镇墩上 所受的轴向推力为多少（不计摩擦力）？
g
H1 2
H1
1
g
H2 2
H2
H1
1
1000 9.8 (42 22 ) / 2
58.8kN（水平向右）
O
450 450
H2
B
14
单位宽度闸门上所受静水总压力的铅垂分量 压力体如图所示
A
AD
H1 C
450 O
D 450
= H1 C
H2
450 O
450
H2
B
B
A
+ H1 C
450
D450
O H2
11
例4 圆柱形压力罐，由螺栓将两半圆筒连接而成。半径
R＝0.5m，长l＝2m，压力表读数
pm 23.73 kPa
如图所示。试求：（1）端部平面盖板所受的水压力； （2）上、下半圆筒所受的水压力； （3）连接螺栓所受的总拉力。
解：（1）求端部盖板所受的力。
Hm
pm
g
23.72 103 9.8 1000
曲面上流体静压力计算
pa
Fz B A (a)
pa 延伸面
B Fz A
(b)
2
pa
B B
Fz1
FC
C
Fz2 C
A A
(c)
3
自由液面
自由液面的延长面
A A
B 实压力体
自由液面 A
B
虚压力体
自由液面 A
自由液面 A
C
C
C
B
B
B
4
三.曲面上的静水总压力
大小： F = Fx2 + Fz2
方向： θ = tan1 Fz
e
f
g
解：将受压曲面分为 ab、bc 和
cd 三个曲面分别讨论：
h
a
Fz
①水平总压力：曲面 bc 和 cd 位于相同的 水深处，所以它们的水平总压力互相抵消， 曲面ab上的水平总压力等于其竖直投影面
o
上的静水总压力，其方向向右，大小为
d
rb
c
Fx
ρg(h
r 2
)r b
103
9.8(2.4
0.8) 0.81 115.7 2
解题步骤
取1-1与2-2断面水体作为控制体，坐标方向如图示。 沿x轴方向取动量方程
（设 1=2 =1)
Fx Q(2v2 1v1)
P1-P2 -R x
9.8 9.8
1.8(2.29
1.02)
R x P1-P2 -1.81.27 705312 2.285 391.715KN
即轴向推力为 391.715KN，方向与 R x相反。
F dt 2Q2 v2 dt 1Q1 v1 dt m
19
系统与控制体
系统：是一团确定不变的流体质点的集合。 系统外的一切称为外界。
控制体：是空间的一个固定不变的区域，是根据问题的 需要所选择的固定的空间体积。它的边界面称为控制面
20
方程是以断面平均流速模型建立的，实际的流速是不均匀
Fz
=
ρgV
=
ρg
h2 R
4
R2
b
π 12
10009.831
4
1
= 21.70 kN
Fz A
R水
h1 h2
圆弧钢板AB上所受的水平压力为