流体流动作业及答案
流体力学作业题参考答案
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。
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。
液体的粘性主要是由分子内聚力决定的，即分子之间的引力；而气体的粘度主要是由分子的动量交换决定的。
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第一章 绪论思考题1-1 何谓流体连续介质模型？含有气泡的液体是否适用连续介质模型？ 答：所谓流体的连续介质模型，即把流体视为没有间隙地由流体质点充满它所占据的整个空间的一种连续介质其物理性质和物理量也是连续的。
若气泡相对于液体而言可以看作孤立的点的话，则含有气泡的液体可以适用连续介质模型。
习题11-3 如题图所示，设平行板间隙为0.5mm ，中间充满液体，上板以U ＝0.25m/s 的速度平移，施于单位面积的力为2Pa ，试求液体的粘度为多少？解：YU dy du A F μμτ===液体粘度s Pa AU FY ⋅⨯=⨯⨯==--3310425.0105.02μ1-4 求题图所示的轴与轴套之间的流体粘度。
解：s Pa dLU FY dLA Y U dy du A F ⋅=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==⇒====--0648.0493.010)140120(14.3102.034.863πμπμμτ第二章 流体静力学习题22-5 用多管水银测压计测压，，题图中标高的单位为m ，试求水面的压强p 0。
解：Pam g m g p pap m m g p p m m p p m m g p p m m g p p D D CC B B A A 5001065.29.298002.21334169.22.20)2.13.2()2.15.2(g )4.15.2()4.10.3(⨯=⨯-⨯=⨯-⨯=⇒⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=-+=--=-+=-+=水汞汞水汞水ρρρρρρ2-9 一盛水的敞口容器作加速运动，试求下列两种情况下容器内静压强的分布规律：（1）自由降落；（2）以等加速度a 向上运动。
解：h a g p p )sin (0αρ++=（1）0,900=∴=︒-=p p 相对压强α（2）)(,900a g h p p p p a a ++=∴=︒=ρα绝对压强2-12 试求开启题图所示水闸闸门所需的单宽拉力F 。
不计闸门自重及转轴摩擦力。
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(完整版)流体力学作业试题库及答案一、选择题1. 流体力学研究的对象是（）A. 固体B. 液体C. 气体D. 所有流体答案：D2. 下列哪个物理量表示流体的密度？（）A. 质量分数B. 体积分数C. 密度D. 比重答案：C3. 流体静力学的基本方程是（）A. 伯努利方程B. 连续性方程C. 纳维-斯托克斯方程D. 流体静力学方程答案：D4. 在理想流体中，流速与压强的关系符合（）A. 伯努利方程B. 连续性方程C. 纳维-斯托克斯方程D. 流体静力学方程答案：A5. 流体的粘性系数与温度的关系是（）A. 正比B. 反比C. 无关D. 随温度升高而减小答案：A二、填空题1. 流体的连续性方程表示流体在运动过程中，______保持不变。
答案：质量2. 流体的粘性系数与流体的______和______有关。
答案：温度、压力3. 在伯努利方程中，流速与压强的关系为：流速越大的位置，______越小。
答案：压强4. 流体力学中的雷诺数是用来判断流体流动的______。
答案：稳定性5. 流体的密度与流体的______和______有关。
答案：温度、压力三、判断题1. 流体力学是研究流体运动和平衡的科学。
（）答案：正确2. 理想流体是指粘性系数为零的流体。
（）答案：正确3. 流体的粘性系数随温度的升高而减小。
（）答案：错误（应为随温度的升高而增大）4. 在伯努利方程中，流速与压强的关系是：流速越大的位置，压强越小。
（）答案：正确5. 流体的连续性方程表示流体在运动过程中，质量保持不变。
（）答案：正确四、计算题1. 已知一流体的密度为ρ=800 kg/m³，流速为v=10 m/s，求该流体的压强。
答案：根据伯努利方程，流速与压强的关系为：P1 + 0.5ρv₁² = P2 + 0.5ρv₂²。
由于流速v1和v2相等，因此P1 = P2。
所以，该流体的压强为P =0.5ρv² = 0.5 * 800 * 10² = 40000 Pa。
流体流动自测题及答案
流体流动一、填空题1．某设备的真空表读数为200 mmHg ，则它的绝对压强为__560__mmHg 。
当地大气压强为101.33⨯103Pa.2．在静止的同一种连续流体的内部，各截面上_静压能 与_位能_之和为常数。
3．法定单位制中粘度的单位为_pa.s_，cgs 制中粘度的单位为_cp p_，它们之间的关系是_1s Pa P cP .10110132--⨯=⨯=_。
4．牛顿粘性定律表达式为_dy du μτ=__，它适用于_牛顿型__流体呈_滞流__流动时。
5．开口U 管压差计是基于__流体动力学_原理的测压装置，它可以测量管流中__任意截面_上的__表压强__或__真空度__。
6．流体在圆形直管内作滞流流动时的速度分布是_抛物线_形曲线，中心最大速度为平均速度的_2_倍。
摩擦系数与_管壁粗糙度__无关，只随__Re__加大而___减小__。
7．流体在圆形直管内作湍流流动时，摩擦系数λ是_ε/d 及Re __函数，若流动在阻力平方区，则摩擦系数是_ε/d_____函数，与___ Re __无关。
8．流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为__0___。
邻近管壁处存在__滞流内___层，Re 值越大，则该层厚度越___薄__9．实际流体在直管内流过时，各截面上的总机械能__不_守恒，因实际流体流动时有_摩擦阻力__。
10．测速管测得的是管道中__局部_速度，孔板流量计测得的是_平均__速度。
可从__转子流量计_上直接读出被测流体的体积流量。
11．测速管和孔板流量计均属于___定节流量计__型流量计，是用___变动压强差____来反映流量的。
转子流量计属于__定压强___流量计，是通过_变动的截面积__来反映流量的。
12．涡流粘度e_不是__物质的物理性质，是__流动状态__的函数。
13．流体在一段水平管中流过，测得平均速度为0.5 m/s ，压强降为10 Pa ，Re 为1000，管中心线上速度为__1__m/s 。
流体流动答案及总结共23页文档
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
流体流动答案及总结
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
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29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
流体流动答案及总结
1、某溶液在大小管串联的管道内作稳定流动，大管直径为小管 直径的2倍，则小管内的流速为大管内流速的_4_倍。
2、液体在两截面间的管道内流动时,其流动方向是：__D__。 A 从位能大的截面流向位能小的截面； B 从静压能大的截面流向静压能小的截面； C 从动能大的截面流向动能小的截面； D 从机械能大的截面流向机械能小的截面。
C.不会改变管路所需压头. D.不会改变泵的工作点。
33、如图所示等径管路，指示液
uA
B
密度小于工作流体密度，请
指出此流程有无错误?并说明
R
理由。
（1）由于指示液密度小于 工作流体密
R
度，应采用导U形管压力计；
（2）水平管道中上游截面流体的静压力大于下游截面，指示液 面高度差方向反了。
34、流体的粘性是指流体运动时产生_内_摩__擦__力__的性质，气体 粘度随温度升高而_增__大_ ，液体的粘度随温度的升高而_减__小_ 。
3、液体在管内流动时，产生阻力的内在原因是 存在内摩擦力 。
4、液体在管径的直管中作稳定பைடு நூலகம்动, 液体流动有摩擦阻力损失，
流体的流速沿管长_不__变_（__由__连。续性方程知）。
5、对离心泵允许安装高度无影响的是__D_。
B.被AC..输泵泵送安吸液装入体地管的方的温的长度当度；地(包大括气局压部；阻力H当g允量长p0度g)p；v h
15、 离心泵启动时，应将出口阀门 关闭，目的是使轴功率最_ _小。
16、离心泵的安装高度应__≤__允许安装高度，否则离心泵操作 时会发生_汽__蚀_现象。
17、1mm水柱等于 _9_.8_1_ N/m2; 等于_1_0_-_4 kgf/cm2。
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：221122122222112222p v p v Z Z g 2g g 2gp v p v v 6 300 3 4.837m v 9.74m/sg 2g g 2g 2g 2g lh ρρρρ++=+++++=+++=+=⇒=22221121v 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：22222220.43061.5()6m/s 0 4.900.229.8240 1.51.5 5.69m29.819.6B A A A B A A A B B B B d p H z md 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=0.79m4—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250d 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1212()()p p z z h g gρρ+-+=时，刚好才能把水吸上来，由文丘里流量计原理有Q =，其中211d k π=，代入数据，有12.7Q l s =。
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1
1某油水分离池液面上方为常压，混合液中油（o）与水（w）的体积比为5:1，油的密度为0 = 830kg·m-3，
水的密度为 = 1000kg·m-3。池的液位计读数hc=1.1m。试求混合液分层的油水界面高hw 和液面总高度(h
w
+ ho)。
解：如图所示
0gh0 + ghw = ghc
h0 : hw = 5:1
∴ 50ghw + ghw = ghc
mggghhwcw214.0100083051.1100050
h0 +hw = 6 hw = 6 × 0.214 = 1.284m
2、质量浓度为16200kg/h的25%氯化钠（NaCl）水溶液在φ50×3mm的钢管中流过。已知水溶液的密
度为1186kg/m3，粘度为2.3×10-3Pa·s。求（1）判断该水溶液的流动类型。（2）计算在滞流时的最大流
速滞maxu。
解：（1）算出Re准数后即可判断流动类型
①5.2497.21186)044.0(43600162002Asum/s ②56722103.211865.2044.03duRe ，
流型为湍流
（2）求滞maxu：滞流时，Re准数最大值为2000，相应的流速即为滞maxu 滞maxduRe代入已知值后
2000103.21186044.03max
滞u
，解得088.0max滞um/s
3、列管换热器的管束有13根25×2.5mm的钢管组成。平均温度为50℃的空气以9m·s-1的速度在
列管内流动，管内压强为1.96×105Pa(表压)，当地大气压为9.87×104Pa，标准状况下空气的密度0 =
1.293kg·m-3。试求换热器内：
(1) 空气的质量流量；
(2) 操作条件下空气的体积流量；
(3) 换算为标准状况下的体积流量。
解：操作压强 P = 1.96×105 + 9.87×104 = 2.947×105Pa
操作条件下空气的密度为355000179.310013.1)50273(27310947.2293.1mkgTPPT
(1) qm = uA = 9×13×4 ×0.022 ×3.179 = 0.117kg ·s
-1
(2) qV = uA = 9×13×4 ×0.022 = 0.0368 m3·s
-1
(3) qV,0 = qm/0 = 0.117/1.293 =0.0905 m3·s
-1
4、如图所示，将高位槽内料液向塔内加料。高位槽和塔内的压力均为大气压。要求料液在管内以0.5m/s
的速度流动。设料液在管内压头损失为1.2m（不包括出口压头损失），试求高位槽的液面应该比塔入口处
2
高出多少米？
解：取管出口高度的0－0为基准面，高位槽的液面为1－1截面，因要
求计算高位槽的液面比塔入口处高出多少米，所以把1－1截面选在此就可
以直接算出所求的高度x，同时在此液面处的u1及p1均为已知值。2－2截面
选在管出口处。在1－1及2－2截面间列柏努利方程：
fhupgZupgZ2222222111
式中p1=0（表压）高位槽截面与管截面相差很大，故高位槽截面的流速
与管内流速相比，其值很小，即u1≈0，Z1=x，p2=0（表压），u2=0.5m/s，Z2=0，
f
h
/g=1.2m
将上述各项数值代入，则 9.81x=25.02+1.2×9.81 x=1.2m
计算结果表明，动能项数值很小，流体位能的降低主要用于克服管路阻力。
5、若管路的长度和流体流量不变，用加粗管径来减小阻力损失。讨论下面二种情况下，当管径增大
30%时。阻力损失减少的百分比。
(1) 流体在管内层流； (2) 流体在光滑管内湍流，Re =105；
解：范宁公式）(22udlhf
(1) 层流时 du64Re64 4222243232264dBdqdludludlduhVf
35.03.11)3.1(444'dBdBhhff
(2) Re = 105时，光滑管为常数
5
/222
)4(212dBdqdludlhVf
269.03.11)3.1(55/5//dBdBhhff
6、用离心泵将贮水池中的水送到高位槽中水池液面与高位槽液面间的垂直距离为35m，定态流动。输水管
直径为φ165×4.5mm，管路中直管总长为1300m，所有局部阻力的当量长度为50m。若泵的流量为100m3/h，
泵的效率为65%，摩擦系数λ可取为0.02，水的密度取1000kg/m3。求：泵的轴功率N（kw）。
解：（1）取水池液面为1-1’截面，且定为基准水平面。取高位槽
液面为2-2’截面，如图所示。
（2）在两截面间列出柏努利方程：
212222121122fe
hPugzwPugz
各量确定：z1=0，z2=35m，u1≈0，u2≈0，P1=P2=0（表压），we待求，
必须先求出Σhf1-2及u。
（3）求u及Σhf1-2
3
smAvus/453.1)156.0(436001002
7.1822)453.1(156.050130002.022221udllh
e
f
J/kg
（4）求we、qm及P。 把各有关量代入柏式可求出we
we=z2g+Σhf1-2=35×9.81+182.7=526.05J/kg
qm=qv·ρ=100/3600×1000=27.78kg/s
5.222248365.078.2705.526meeqwPP
kw
7、某测水的转子流量计，转子为不锈钢（钢 = 7920kg·m-3），测量范围为 0.250～2.50 m3·h-1。如将转
子改为硬铅（铅 = 10670kg·m-3），保持形状、大小不变，用来测水和乙醇（乙醇 = 789kg·m-3），问转子流量
计的测量范围各为多少？
解：不锈钢转子测水的流量为qV,水，铅转子测水的流量为q/V,铅
18.110007920100010670,/,
水钢水铅水水VVq
q
q/V,水,1 = 1.18 × 0.25 =0.295 m3·h-1 q/V,水,2 = 1.18 × 2.5 = 2.95 m3·h-1
测量水的流量范围为 0.295～2.95 m3·h-1
345.1)10007920(789)78910670(1000)()(,
水钢乙醇乙醇铅水水乙醇Vq
q
q/V,乙醇,1 = 1.345 × 0.25 =0.336 m3·h-1 q/V,乙醇,2 = 1.345 × 2.5 =3.36 m3·h-1
测量乙醇的流量范围为 0.336～3.36 m3·h
-1
8、在用水测定离心泵性能实验中，流量为26m3/h时，泵出口压强表读数为152kPa，泵入口真空表读数为
24.7kPa，轴功率为2.45KW，转速为2900r/min，真空表与压强表两测压口垂直距离为0.4m，泵进出口管
径相等，两测压口间管路的流动阻力可以忽略不计，实验用水密度近似为1000kg/m3，试计算该泵效率并
列出该效率下泵的性能。
解：在真空表和压强表测压口截面间列伯努利方程可得：fHguugPPhH2-21220真表
式中h0=0.4m，u1=u2,Hf=0,P表=152000Pa,P真=-24700Pa
所以：，mH4.1881.9100010)7.24152(4.03 532.0100045.2360081.910004.1826PgHqPPVe
性能参数：%2.53,45.2,4.18,/263KWPmHhmqV