流体力学习题三答案
《流体力学》所有做过的习题答案
第一章习题简答1-3 为防止水温升高时，体积膨胀将水管胀裂，通常在水暖系统顶部设有膨胀水箱，若系统内水的总体积为10m 3，加温前后温差为50°С，在其温度范围内水的体积膨胀系数αv＝0.0005/℃。
求膨胀水箱的最小容积V min 。
题1-3图解：由液体的热胀系数公式dTdVV 1V =α ， 据题意， αv ＝0.0005/℃，V=10m 3，dT=50°С 故膨胀水箱的最小容积325.050100005.0m VdT dV V =⨯⨯==α1-5 如图，在相距δ＝40mm 的两平行平板间充满动力粘度μ＝0.7Pa·s 的液体，液体中有一长为a ＝60mm 的薄平板以u ＝15m/s 的速度水平向右移动。
假定平板运动引起液体流动的速度分布是线性分布。
当h ＝10mm 时，求薄平板单位宽度上受到的阻力。
解：平板受到上下两侧黏滞切力T 1和T 2作用，由dyduAT μ=可得 12U 1515T T T AA 0.70.06840.040.010.01U N h h μμδ⎛⎫=+=+=⨯⨯+= ⎪--⎝⎭（方向与u 相反）1-7 温度为20°С的空气，在直径为2.5cm 的管中流动，距管壁上1mm 处的空气速度为3cm/s 。
求作用于单位长度管壁上的黏滞切力为多少？解：温度为20°С的空气的黏度为18.3×10-6 Pa·s 如图建立坐标系，且设u=ay 2+c 由题意可得方程组⎪⎩⎪⎨⎧+-=+=ca ca 22)001.00125.0(03.00125.00 解得a = -1250，c =0.195 则 u=-1250y 2+0.195则y dy y d dy du 2500)195.01250(2-=+-= Pa dyduAT 561048.4)0125.02500(1025.0103.18--⨯-=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯==∴πμ （与课本后的答案不一样。
流体力学作业3 答案
作业3 答案 (第5章、第6章)第5章一、选择题1. 管道中液体的雷诺数与（ D ）无关。
A. 温度B. 管径C. 流速D. 管长2. 某圆管直径d=30mm ，其中液体平均流速为20cm/s 。
液体粘滞系数为0.0114cm 3/s ，则此管中液体流态为（ B ）。
A. 层流B. 层流向紊流过渡C.紊流3.等直径圆管中紊流的过流断面流速分布是 （ D ）A 呈抛物线分布 B. 呈对数线分布C.呈椭圆曲线分布D. 呈双曲线分布4.等直径圆管中的层流，其过流断面平均流速是圆管中最大流速的（ C ）A 1.0倍 B.1/3倍 C. 1/4倍D. 1/2倍5.圆管中的层流的沿程损失与管中平均流速的（ B ）成正比.A. 一次方B. 二次方C. 三次方D. 四次方6.圆管的水力半径是 ( A )A. d/2B. d/3C.d/4D. d/5.7、 谢才公式中谢才系数的单位是（ C ）A. 无量纲B.s m 21C. s m 23D. s m 28. 判断层流和紊流的临界雷诺数是 （ C ）A.上临界雷诺数B.下临界雷诺数C.上下临界雷诺数代数平均D.上下临界雷诺数几何平均二、判断题1. 层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。
( 正确 )2.壁面光滑的管道一定是水力光滑管。
( 错误 )3.在过流断面突变处一般发生局部水头损失。
( 正确 )4. 等直径圆管中的层流,其过流断面平均流速是圆管中最大流速的1/2倍（正确 ） 5．流体内切应力方向与流体运动方向相同。
（ 错误 ）6．阻力平方区内阻力系数与雷诺数无关。
（ 正确 ）三、简答题1. 圆管中层流与紊流，其流速分布有什么不同？答: 层流为抛物线分布,紊流为对数曲线分布.(也可以画图)2. 简述尼古拉兹实验中沿程阻力系数λ的变化规律。
答: 尼古拉兹实验揭示了沿程阻力系数λ的变化规律,文字表述或数学公式表述.层流:(Re)f =λ;水力光滑区: (Re)f =λ;过渡粗糙区: )(Re,d K f =λ 粗糙区(阻力平方区) : )(dK f =λ . 3.写出管流和明渠水流雷诺数的表达式，并说明其层流、紊流的判别标准？答: 管流:νvd=Re 2000Re <(层流) 2000Re > (紊流)明渠水流: νvR =Re 500Re <(层流) 500Re > (紊流)4.雷诺数Re 的物理意义？它为什么能用来判别流态？答: 雷诺数实质是反映粘性力与惯性力之比。
工程流体力学习题及答案
工程流体力学习题及答案（1）1 某种液体的比重为3，试求其比容。
（答：3.3×10-4米3/公斤）2 体积为5.26米3的某种油，质量为4480公斤，试求这种油的比重、密度与重度。
（答：0.85；851公斤/米3；8348牛/米3）3 若煤油的密度为0.8克/厘米3，试求按工程单位计算的煤油的重度、密度与比容。
（答：800公斤力/米3；81.56公斤力·秒2/米4；1.25×10-3米3/公斤力）4 试计算空气在温度t=4℃，绝对压力P=3.4大气压下的重度、密度与比容。
(答：42.4牛/米3；4.33公斤/米3；0.231米3/公斤）5 试计算二氧化碳在温度为t=85℃，绝对压力P=7.1大气压下的重度、密度与比容。
（答：104牛/米3；10.6公斤/米3；0.09厘米3/公斤 ）6 空气在蓄热室内于定压下，温度自20℃增高为400℃，问空气的体积增加了多少倍？ （答：1.3倍）7 加热炉烟道入口烟气的温度900=t 入℃，烟气经烟道及其中设置的换热器后，至烟道出口温度下降为500=t 出℃，若烟气在0℃时的密度为28.10=ρ公斤/米3，求烟道入口与出口处烟气的密度。
（答：298.0=ρ人公斤/米3；452.0=ρ出公斤/米3） 8 试计算一氧化碳在表压力为0.3大气压、温度为8℃下的重度。
（答：15.49牛/米3）9 已知速度为抛物线分布，如图示 y=0，4，8，12，17厘米处的速度梯度。
又若气体的绝对粘性系数为1013.25-⨯=μ牛·秒/米3，求以上各处气体的摩擦切应力。
9 题图10 夹缝宽度为h ，其中所放的很薄的大平板以定速v 移动。
若板上方流体的粘性系数为μ，下方流体的粘性系数为K μ，问应将大平板放在夹缝中何处，方能使其移动时阻力为最小？（答:h kk kh =++11或）11 如图所示，一正方形b ×b=67×67厘米2、质量为12公斤的平板，在厚3.1=δ毫米的油膜支承下，以匀速v=0.18米/秒沿一斜面滑下，问油的粘性系数是多少？10 题图 11 题图（答：0.728牛·秒/米2）12 如图所示，气缸直径D 1=16厘米，活塞直径D 2=16厘米，质量0.97公斤，若活塞以匀速0.05米/秒在气缺内下降，试求油的粘性系数是多少？12 题图 15 题图（答：0.63牛·秒/米2）13 直径为150毫米的圆柱，固定不动。
流体力学课后作业答案
v1
2
2g
h2
v2
2
2g
1
v1 2.572m/s, v2 =4.287m/s
F P P Q( 2v2 1v1 ) 1 2
1 2
列动量方程
P ghC1 A1 1 1 2
2
gh1 B 13.23kN P2 ghC 2 A2
gh2 B 4.763kN
26
4-20 环形断面管道中水温10℃，流量Q=400L/min， 流 当量粗糙高度K=0.15mm，d=75mm，D=100mm。求 体 在管长l=300m管段上的沿程水头损失。 力 Q 4Q 查水温得 解： v 1.94m/s 学 2 2 A (D d ) 6 2 1.308 10 m /s 2 2
流 2-7 测压管中水银柱差Δh=100mm，在水深h=2.5m处安 体 装测压表M，求其读数，并图示测压管水头线的位置。 力 学
测压管水头线 p0 h’ h M
解： p p0 w gh
Hg g h w gh (13.6 0.1 1 2.5) 9.8 37.83kPa
P Px Pz 121.85kN
2 2
=arctg
Pz Px
78.4
P指向圆柱中心
50
作图题1. 画出图中AB 面上的静压强分布图 形。 pa
ρgh1 ρgh2 ρgh3 pa+ρgh2 ρgh ρgh1 ρg(h-h2) ρgh pa+ρgh1
流 体 力 学
ρg(h-h2)
ρg(h+R)
/ 25 10
3
0.006
2 lg
高等教育-《流体力学》课后习题答案
高等教育 --流体力学课后习题答案习题【1】1-1 解：已知：120t =℃，1395p kPa '=，250t =℃ 120273293T K =+=，250273323T K =+= 据p RT ρ=，有：11p RT ρ'=，22p RT ρ'= 得：2211p T p T '='，则2211323395435293T p p kPa T ''=⋅=⨯=1-2 解：受到的质量力有两个，一个是重力，一个是惯性力。
重力方向竖直向下，大小为mg ；惯性力方向和重力加速度方向相反为竖直向上，大小为mg ，其合力为0，受到的单位质量力为01-3 解：已知：V=10m 3，50T ∆=℃，0.0005V α=℃-1根据1V V V Tα∆=⋅∆，得：30.000510500.25m V V V T α∆=⋅⋅∆=⨯⨯=1-4 解：已知：419.806710Pa p '=⨯，52 5.884010Pa p '=⨯，150t =℃，278t =℃ 得：1127350273323T t K =+=+=，2227378273351T t K =+=+= 根据mRT p V =，有：111mRT p V '=，222mRT p V '=G ＝mg自由落体： 加速度a ＝g得：421251219.8067103510.185.884010323V p T V p T '⨯=⋅=⨯='⨯，即210.18V V = 体积减小了()10.18100%82%-⨯=1-5 解：已知：40mm δ=，0.7Pa s μ=⋅，a =60mm ，u =15m/s ，h =10mm根据牛顿内摩擦力定律：uT Ayμ∆=∆ 设平板宽度为b ，则平板面积0.06A a b b =⋅= 上表面单位宽度受到的内摩擦力：1100.70.06150210.040.01T A u b N b b h b μτδ-⨯-==⋅=⨯=--/m ，方向水平向左 下表面单位宽度受到的内摩擦力：2200.70.061506300.010T A u b N b b h b μτ-⨯-==⋅=⨯=--/m ，方向水平向左 平板单位宽度上受到的阻力：12216384N τττ=+=+=，方向水平向左。
流体力学习题解答3
习 题 三1． 平面流动的速度为u=x 2y ，v=xy 2，求证任一点的速度和加速度方向相同。
2． 试证明，变截面管道中的连续性方程为：t ∂∂ρ+xA uA ∂∂)(ρ=0 3． 流进入一段管道，入口处速度均匀分布，V 0=0.5m/s ，出口处速度分布为u(r)=u m [1-(Rr )2], R 为管半径，r 是点到管轴线的距离，u m 为轴线（r=0）处的流速度，求u m 的值。
4． 如图，用水银压差计测量油管中的点速度，油的密度ρ=800kg/m 3，当读数h ∇=60mm时，油的速度u 为多少？ 10题图5． 文丘里管测流量。
已知D=25mm ，d=14mm ，喉部与其上游的压差为883Pa ，流量系数μ=0.96，求管中水的流量Q 。
6． 为了测量矿山排风管道的气体流量Q ，在其出口处装有一个收缩，扩张的管嘴，在喉部处安装一个细管，下端插如水中，如图。
已知ρ=1.25kg/m 3， ρˊ=1000 kg/m 3,h=45mm ，d 1=400mm ，d 2=600mm ，求Q 。
7．池的水位高h=4m ，池壁有一小孔，孔口到水面高差为y ，如图。
如果从孔口射出的水流到达地面的水平距离x=2m ，求y 的值。
16题图8．旋转洒水器两臂长度不等，,5.1,2.121m l m l ==若喷口直径d=25mm ，每个喷口的水流量为Q s m /10333-⨯=，不计摩擦力矩，求转速。
3-18 管流的速度分布为：u=u nm Rr )1(-式中，R 为管道半径，r 是点到轴线距离，u m 是轴线上的速度，n 为常数。
试计算动能修正系数和动量修正系数α和β。
如果n=1/6和1/7，α和β的值为多少？ 10．在开口水箱液面下h=2m 处的壁面开孔并接一条长l=0.5m 的水平水管，当管出口阀门打开时，小管的出流速度随时间变化，求出流速从零到0.95gh 2所经历的时间是多少？11．水流从水库的一条长l=1000m ，管径d=1.2m 的水平管道引至水轮发电机，水位h=50m 。
流体力学三课后答案
流体力学三课后答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第一章 流体的基本概念1-1 单位换算：1.海水的密度ρ=1028公斤/米3，以达因/厘米3，牛/米3为单位，表示此海水的重度γ值。
解：2.酒精在0℃时的比重为0.807，其密度ρ为若干公斤/米3 ? 若干克/厘米3 ? 其重度γ为若干达因/厘米3 ? 若干牛/米3 ?解：l-2 粘度的换算：1.石油在50℃时的重度γ=900达因/厘米3，动力粘度μ=58.86×10-4牛.秒/米2。
求此石油的运动粘性系数ν。
解：2.某种液体的比重为1.046，动力粘性系数μ=1.85厘泊，其运动粘性系数为若干斯?3323333w w/8.790/7908/8.9/807 0.807g/cm 807kg/m 1000kg/m 0.807; cm dy m N s m m kg g ==⨯===⨯=⨯=∴==γρρργρρ比重比重酒精酒精√s m s cm cmdy s cm cm s dy g g /104.6/1064 /900/)/980101086.58(; 26233224--⨯=⨯=⨯⋅⨯==∴==γμνργρμν33235/44.1007/4.10074/8.9/1028 101 ; cm dy m N s m m kg dyN g ==⨯=∴==γργ解：3.求在1大气压下，35℃时空气的动力粘性系数μ及运动粘性系数ν之值。
解：1-3 相距10毫米的两块相互平行的板子，水平放置，板间充满20℃的蓖麻油(动力粘度μ=9.72泊)。
下板固定不动，上板以1.5米/秒的速度移动，问在油中的切应力τ是多少牛/米2?解：1-4 直径为150毫米的圆柱，固定不动。
内径为151.24毫米的圆筒，同心地套在圆柱之外。
二者的长度均为250毫米。
柱面与筒内壁之间的空隙充以甘油。
流体力学习题及答案-第三章
第三章 流体运动学3-1粘性流体平面定常流动中是否存在流函数？ 答：对于粘性流体定常平面流动，连续方程为：()()0=∂∂+∂∂yv x u ρρ； 存在函数：v t y x P ρ-=),,(和()u t y x Q ρ=,,，并且满足条件：()()yP x Q ∂∂=∂∂。
因此，存在流函数，且为：()()()dy u dx v Qdy Pdx t y x ρρψ+-=+=⎰⎰,,。
3-2轴对称流动中流函数是否满足拉普拉斯方程?答：如果流体为不可压缩流体，流动为无旋流动，那么流函数为调和函数，满足拉普拉斯方程。
3-3 就下面两种平面不可压缩流场的速度分布分别求加速度。
（1）22222 ,2yx ym v y x x m u +⋅=+⋅=ππ （2）()()()222222222 ,yxKtxyv yxx y Kt u +-=+-=，其中m ，K 为常数。
答：（1）流场的加速度表达式为：yv v x v u t v a y u v x u u t u a x ∂∂+∂∂+∂∂=∂∂+∂∂+∂∂=y ,。
由速度分布，可以计算得到：0 ,0=∂∂=∂∂tvt u ，因此： ()222222y x x y m x u +-⋅=∂∂π，()22222y x xy m y u +-⋅=∂∂π；()22222y x xy m x v +-⋅=∂∂π，()222222y x y x m y v +-⋅=∂∂π。
代入到加速度表达式中：()()()22222222222222222222220y x x m y x xym y x y m y x x y m y x x m a x +⋅⎪⎭⎫⎝⎛-=+-⋅⋅+⋅++-⋅⋅+⋅+=πππππ()()()22222222222222222222220y x y m y x y x m y x y m y x xym y x x m a y +⋅⎪⎭⎫⎝⎛-=+-⋅⋅+⋅++-⋅⋅+⋅+=πππππ（2）由速度分布函数可以得到：()()()322222222 ,y x Kxyt v y x x y K t u +-=∂∂+-=∂∂ ()()3222232y x y x Ktx x u +-⋅=∂∂，()()3222232y x y x Kty y u +-⋅=∂∂； ()()3222232y x x y Kty x v +-⋅-=∂∂，()()3222232yx y x Ktx y v +-⋅-=∂∂。
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《流体力学》习题三
一选择题（本大题共25小题，每小题2分，共50分）
1．温度升高，空气的黏度系数：( B )
A．减小 B．变大 C．不变
2．流体黏度系数的国际单位：( D )
A．m2/s B．N/m2 C．kg/m D．N•s/m2
3．通过一个曲面上的体积流量与( B )有关。
A．切向速度 B．法向速度
C．密度分布 D．压强
4．恒定流是：( B )
A．流动随时间按一定规律变化 B．各空间点上的要素不随时间变化C．各过流断面的速度分布相同 D．迁移加速度为零
5．一维流动限于：( C )
A．运动参数不随时间变化的流动 B．速度分布按直线分布C．运动参数可视为一维空间坐标和时间坐标的函数 D．流线是直线6．一维流动的连续性方程VA=C成立的必要条件：( D )
A．理想流体 B．黏性流体
C．可压缩流体 D．不可压缩流体
7．均匀流是：( B )
A．当地加速度为零 B．迁移加速度为零
C．向心加速度为零 D．合加速度为零
8．平面流动具有流函数的条件是：( D )
A．理想流体 B．无旋流动
C．具有速度势 D．满足连续性方程
9．在( C )流动中，流线和迹线是重合的。
A．无旋流动 B．有旋流动
C．恒定流动 D．非恒定流动
10．流体微团的运动和刚体运动相比，多了一项( C )运动。
A．平移 B．旋转
C．变形 D．加速
11．变直径管，直径d1=320mm，d2=160mm，流速V1=s。
则V2为：( C )
A．3m/s B．4m/s
C．6m/s D．9m/s
12．流线与流线在通常情况下：( C )
A．能相交，也能相切 B．仅能相交，但不能相切
C．仅能相切，但不能相交 D．既不能相交也不能相切
13．欧拉法( B )描述流体质点的运动。
A．直接 B．间接
C．不能 D．只在恒定时能
14．非恒定流动中，流线与迹线：( C )
A．一定重合 B．一定不重合
C．特殊情况下可能重合 D．一定正交
15．一维流动中“截面积大处速度小，截面积小处速度大”成立的必要条件：( D ) A．理想流体 B．黏性流体
C．可压缩流体 D．不可压缩流体
16．速度势函数存在于( B )流动中。
A．不可压缩流动 B．处处无旋
C．任意平面 D．平面连续
17．速度势函数和流函数同时存在的条件：( C )
A．二维不可压缩连续流动 B．二维可压缩连续流动
C．二维不可压缩连续且无旋流动 D．三维不可压缩连续流动
18．如果忽略流体黏性效应，不需要考虑哪一个相似准则( D )
A．弗劳德数 B．斯特劳哈尔数
C．马赫数 D．雷诺数
19．圆管湍流过渡区的沿程摩阻因数：( C )
A．与雷诺数有关 B．与管壁相对粗糙度有关
C．与雷诺数和管壁粗糙度均有关 D．与雷诺数和管长有关
20．两根直径相同的圆管，以同样的速度输送水和空气，不会出现( A )情况。
A．水管里为层流，气管内为湍流 B．水管、气管内都是层流状态
C．水管里为湍流，气管内为层流 D．水管、气管内都是湍流状态
21．湍流附加切应力是由于：( D )
A．分子的内聚力 B．分子间的动量交换
C．重力 D．湍流微元脉动速度引起的动量交换
22．沿程摩阻因数不受Re影响，一般发生在( D )
A．层流区 B．水力光滑区
C．粗糙度足够小 D．粗糙度足够大
23．两根直径不同的圆管，在流动雷诺数Re相等时，它们的沿程阻力因数：( C )
A．一定不相等 B．粗管的一定比细管的大
C．可能相等 D．粗管的一定比细管的小
24．在( C )流动中会出现边界层。
A．小雷诺数 B．大雷诺数
C．任何不能忽略黏性效应的 D．任何可以忽略黏性效应的
25．对于边界层流动的转捩：( C )
A．雷诺数的大小是唯一的决定因数 B．雷诺数的大小与此无关
C．雷诺数的大小、来流条件和壁面粗糙度等都是相关的影响因数
二、判断题（本大题共25小题，每小题2分，共50分，正确填“T”，错误填“F”）
1. 流体质点只有质量没有大小。
(F )
2. 温度升高液体的表面张力系数增大。
(F )
3. 液滴内的压强比大气压小。
（F )
4. 声音传播过程是一个等熵过程。
( T )
5. 马赫线是超音速流动中被扰动和未扰动区域的分界线。
( T )
6. 一般情况下当马赫数小于2/3时可以忽略气体的压缩性(F )
7. 超音速气流在收缩管道中作加速运动。
( F)
8. 定常流动中，流体运动的加速度为零。
( F)
9. 气体的粘性随温度的升高而增大。
( T )
10. 牛顿流体的粘性切应力与速度梯度，即角变形速率成正比。
( T )
11. 理想流体定常流动，流线与等势线重合。
(F )
12. 应用总流伯努利方程解题时，两个断面间一定是缓变流，方程才成立。
( F)
13. 雷诺数是表征重力与惯性力的比值。
(F )
14. 静止的流体中任意一点的各个方向的压强值均相等。
( T )
15. 大气层中的压强与密度、温度的变化有关而且受季节、气候等因素的影响。
( T )
16. 压力体的体积表示一个数学积分，压力体内一定有流体。
(F )
17. 不可压缩流体的有旋流动由于存在速度势和流函数，故又称为位势流动。
( F )
18. 如果流场中若干流体微团无绕自身轴线旋转运动，刚称为无旋流动。
( F )
19. 如果任一条封闭曲线上的速度环量皆为零，则此区域内的流动必为无旋流
动。
( T )
20. 不可压缩流体在位势流场中，任意曲线上的速度环量等于曲线两端点上速度势函数值之差，而与曲线形状无关。
( T )
21．按连续介质的概念，流体质点是指流体的分子(F )
22．水的密度为1kg/m3。
( F )
23．空气的体积弹性模量为RT。
( F )
24．静止流体中任意点的压强与方向无关。
( T )
25．液体在重力场中作加速直线运动时，其自由面与重力和惯性力的合力处处正交。
( F )。