流体力学与流体机械教材课后题答案
流体力学与流体机械同济大学课后答案
流体力学与流体机械同济大学课后答案一、单选题（分）1．流体的静压力国际单位是( )。
[单选题] *A、 N。
B、Pa(正确答案)C、atmD、bar。
2. 流体粘度的主要影响因素有( )。
[单选题] *A、温度和压力B、流体的种类C、温度、压力和流动状态D、温度和流体的种类(正确答案)3. 发电厂烟囱的自生抽力来源于空气和烟气的( )。
[单选题] *A、密度差(正确答案)B、流量差C、压力差D、粘度差4．形成流体流动过程中能量损失的根本原因是( )。
[单选题] *A、流体具有重量B、流体具有黏性(正确答案)C、流体具有压缩性D、流体的压力5. 流体的静压力( )。
[单选题] *A、是指静止流体内部的作用力。
B、是指流体内垂直于作用面的方向上单位面积的作用力。
(正确答案)C、既有法向力又有切向力。
D、仅出现在静止流体中。
6. 如果流动状态为层流，则该管段的阻力损失hf与流速的( )次方成正比。
[单选题] *A、0B、1/2C、1(正确答案)D、27．对于等直径直管道，其流动的能量损失( ) 。
[单选题] *A、仅有沿程损失(正确答案)B、仅有局部损失C、既有沿程损失也有局部损失D、不确定8. 绕流流动的压差阻力来源于( )。
[单选题] *A、边界层形成B、边界层分离(正确答案)C、压力差D、流体的惯性和压缩性9．对于管内流动时的能量损失，若用高度△H表示时，其物理意义是( )。
[单选题] *A、单位重量流体的能量损失(正确答案)B、单位质量流体的能量损失C、单位体积流体的能量损失D、单位时间内流体的能量损失10.流动状态为层流时，圆管过流断面最大流速是该断面平均流速的( )倍。
[单选题] *A、1/2B、1C、2(正确答案)D、411. 水力粗糙管是指( )。
[单选题] *A、内表面粗糙的管道B、内表面没有涂层的管道C、内表面腐蚀严重的管道D、层流底层不能覆盖内壁突起的管道(正确答案)12. 流体是在任何微小剪切力作用下，能够产生( )。
流体力学第1、2、3、4章课后习题答案分解
第一章习题答案选择题（单选题）1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d ）（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。
1.2 作用于流体的质量力包括：（c ）（a ）压力；（b ）摩擦阻力；（c ）重力；（d ）表面张力。
1.3 单位质量力的国际单位是：（d ）（a ）N ；（b ）Pa ；（c ）kg N /；（d ）2/s m 。
1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b ）（a ）剪应力和压强；（b ）剪应力和剪应变率；（c ）剪应力和剪应变；（d ）剪应力和流速。
1.5 水的动力黏度μ随温度的升高：（b ）（a ）增大；（b ）减小；（c ）不变；（d ）不定。
1.6 流体运动黏度ν的国际单位是：（a ）（a ）2/s m ；（b ）2/m N ；（c ）m kg /；（d ）2/m s N ⋅。
1.7 无黏性流体的特征是：（c ）（a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无黏性；（d ）符合RT p=ρ。
1.8 当水的压强增加1个大气压时，水的密度增大约为：（a ）（a ）1/20000；（b ）1/10000；（c ）1/4000；（d ）1/2000。
1.9 水的密度为10003kg/m ，2L 水的质量和重量是多少？ 解： 10000.002m V ρ==⨯=（kg ） 29.80719.614G mg ==⨯=（N ）答：2L 水的质量是2 kg ，重量是19.614N 。
1.10 体积为0.53m 的油料，重量为4410N ，试求该油料的密度是多少？ 解： 44109.807899.3580.5m G g V V ρ====（kg/m 3） 答：该油料的密度是899.358 kg/m 3。
1.11 某液体的动力黏度为0.005Pa s ⋅，其密度为8503/kg m ，试求其运动黏度。
《流体力学与流体机械》计算题及答案
Q v1A1 v2 A2
Q
v2 A2
4
0.12
3
0.0234 m3
/
s
v1
4Q
d12
4 0.0234
0.152
1.3
3
6 m
/
s
编辑ppt
• 习题3-15 判断流动 ux = xy；uy = -xy 是否满足不可压缩流动的连续性条件 。 • 解： 因为 ux = xy；uy = -xy 与时间无关，所以流动定常，根据定常不可压微分形式连续方程，
•
图示为一轴流风机，已测得进口相对压力p1= -103 Pa，出口相对压力p2 = 150 Pa。设截面
1-2间压力损失 100Pa，求风机的全压P ( P为风机输送给单位体积气体的能量 ) 。
• 解：
p1
1
2
v12
z2
z1 ga
p
p2
2
2
v22
ghw
1000 0 p 150100
P 1250 Pa
第一章 流体及其物理性质
•
• 例1－2 相距为h=10 mm的两固定平板间充满动力粘度μ=1.49 Pa·s的甘油， 若两板间甘油的速度分布为u=4000y(h-y)
•
(1) 若上板的面积A=0.2 m2，求使上板固定不动所需的水平作用力F；
•
(2) 求y=h/3和2h/3处的内摩擦应力，
并说明正负号的意义。
有一圆桶，半径R=1m，高H=3.5m，桶内盛有高度h=2.5m的水。圆桶绕中心
轴匀速旋转。问水恰好开始溢出时，转速ω为多少？而此时距中心线r=0.4m处桶底 面上A点的压力是多少?
• 解：(1) 求旋转速度ω
流体力学第1、2、3、4章课后习题答案
第一章习题答案选择题（单选题）1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d ）（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。
1.2 作用于流体的质量力包括：（c ）（a ）压力；（b ）摩擦阻力；（c ）重力；（d ）表面张力。
1.3 单位质量力的国际单位是：（d ）（a ）N ；（b ）Pa ；（c ）kg N /；（d ）2/s m 。
1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b ）（a ）剪应力和压强；（b ）剪应力和剪应变率；（c ）剪应力和剪应变；（d ）剪应力和流速。
1.5 水的动力黏度μ随温度的升高：（b ）（a ）增大；（b ）减小；（c ）不变；（d ）不定。
1.6 流体运动黏度ν的国际单位是：（a ）（a ）2/s m ；（b ）2/m N ；（c ）m kg /；（d ）2/m s N ⋅。
1.7 无黏性流体的特征是：（c ）（a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无黏性；（d ）符合RT p=ρ。
1.8 当水的压强增加1个大气压时，水的密度增大约为：（a ）（a ）1/20000；（b ）1/10000；（c ）1/4000；（d ）1/2000。
1.9 水的密度为10003kg/m ，2L 水的质量和重量是多少？ 解： 10000.0022m V ρ==⨯=（kg ）29.80719.614G mg ==⨯=（N ）答：2L 水的质量是2 kg ，重量是19.614N 。
1.10 体积为0.53m 的油料，重量为4410N ，试求该油料的密度是多少？ 解： 44109.807899.3580.5m G g V V ρ====（kg/m 3） 答：该油料的密度是899.358 kg/m 3。
1.11 某液体的动力黏度为0.005Pa s ⋅，其密度为8503/kg m ，试求其运动黏度。
常村流体力学与流体机械答案任广增
干部学历教育《流体力学与流体机械》试卷答案一、填空题1液体的黏性随温度的升高而下降。
2.汽包内工质的绝对压力为13.25Mpa,大气压力为101.3kPa，汽包上压力表的读数为 13.15 Mpa。
3．只受重力作用的静止液体中，水平面是等压面的条件是均质、连续。
4．泵与风机运行中存在的损失按其性质分为机械损失、容积损失和水力损失。
5．对于离心式泵，提高单级叶轮的扬程，在入口条件一定的条件下，通常采取增大叶轮外径_和提高转速的方法；其中提高转速的方法可使泵保持较高效率。
6．流量增加时，泵发生汽蚀的可能性增大；当水温升高时，泵发生汽蚀的可能性增大。
7．流体的粘性是引起运动流体产生能量损失的根本原因。
转动设备润滑油油温过高会导致粘性降低而使轴与轴瓦形成干摩擦。
8．泵与风机是将原动机的机械能转变为流体的动能和压力能。
9．泵与风机采用串联运行方式的主要目的是提高扬程（风压）。
二、名词解释：1．全风压2．单位体积的气体通过风机所获得的机械能，称为全风压。
3．扬程单位重量液体通过泵所获得的机械能，称为扬程。
4．汽蚀现象在泵内反复出现水汽化、凝结、冲击而导致材料受破坏的现象，称为汽蚀现象。
4.流体的黏性流体抵抗剪切变形的能力。
三、问答题：1、管内流体流动产生的阻力损失有哪几种？如何减少？答案：管内流体流动产生的阻力损失有沿程阻力损失和局部阻力损失。
1 ．从公式分析减小阻力损失的措施( 1 ）减小沿程阻力损失。
1 ）减小管长 L 。
沿程阻力损失的大小与管路长度成正比，在满足需要和保证安全的基础上，尽量减小管道长度。
2 ）选用合理的经济流速，适当增大管径 d 。
3）减小管壁的绝对粗糙度4）提高液体温度，以减小动力粘滞系数 5）使用圆管。
（2）减小局部阻力损失减少局部阻件个数；改善局部阻件形状例如管道进口采用圆弧光滑过渡；改突然变径管为渐变管；采用较大的转弯半径；减小三通阻力从运行角度考虑减小阻力损失主要是保持各管路部件处于合理的运行状态。
流体力学课后习题与解答资料
流体力学课后习题与解答资料流体力学课后习题与解答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。
1.2 作用于流体的质量力包括：（）（a ）压力；（b ）摩擦阻力；（c ）重力；（d ）表面张力。
1.3 单位质量力的国际单位是：（）（a ）N ；（b ）Pa ；（c ）kg N /；（d ）2/s m 。
1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（）（a ）剪应力和压强（b ）剪应力和剪应变率（c ）剪应力和剪应变（d ）剪应力和流速1.5 水的动力黏度μ随温度的升高：（）（a ）增大；（b ）减小；（c ）不变；（d ）不定。
1.6 流体运动黏度ν的国际单位是：（）（a ）2/s m ；（b ）2/m N ；（c ）m kg /；（d ）2/m s N ?。
1.7 无黏性流体的特征是：（）（a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无黏性；（d ）符合RT p =ρ。
1.8 当水的压强增加1个大气压时，水的密度增大约为：（）（a ）1/20000；（b ）1/10000；（c ）1/4000；（d ）1/2000。
2.1 静止流体中存在：（）（a ）压应力；（b ）压应力和拉应力；（c ）压应力和剪应力；（d ）压应力、拉应力和剪应力。
2.2 相对压强的起算基准是：（）（a ）绝对真空；（b ）1个标准大气压；（c ）当地大气压；（d ）液面压强。
2.3 金属压力表的读值是：（）（a ）绝对压强（b ）相对压强（c ）绝对压强加当地大气压（d ）相对压强加当地大气压2.4 某点的真空度为65000Pa ，当地大气压为0.1MPa,该点的绝对压强为：（）（a ）65000Pa ；（b ）55000Pa ；（c ）35000Pa ；（d ）165000Pa 。
2.5 绝对压强abs p 与相对压强p 、真空度V p 、当地大气压a p 之间的关系是：（）（a ）abs p =p +V p ；（b ）p =abs p +a p ；（c ）V p =a p -abs p ；（d ）p =V p +V p 。
流体力学参考答案李玉柱(汇总).
高等学校教学用书流体力学习题参考答案主讲：张明辉高等教育出版社李玉柱，苑明顺编.流体力学与流体机械, 北京：高等教育出版社，2008.1（2009重印）《流体力学》第一章 绪论1-1 空气的密度31.165kg/m ρ=，动力粘度51.8710Pa s μ-=⨯⋅，求它的运动粘度ν。
解：由ρμ=v 得，55231.8710Pa s 1.6110m /s 1.165kg/m v μρ--⨯⋅===⨯ 1-2 水的密度3992.2kg/m ρ=，运动粘度620.66110m /s v -=⨯，求它的动力粘度μ。
解：由ρμ=v 得，3624992.2kg/m 0.66110m /s 6.5610Pa s μρν--==⨯⨯=⨯⋅ 1-3 一平板在油面上作水平运动，如图所示。
已知平板运动速度V ＝lm/s ，板与固定边界的距离δ＝5mm ，油的粘度0.1Pa s μ=⋅，求作用在平板单位面积上的粘滞阻力。
解：假设板间流体中的速度分布是线性的，则板间流体的速度梯度为13d 1m/s 200s d 510mu V y δ--===⨯ 由牛顿内摩擦定律d d u yτμ=，可得作用在平板单位面积上的粘滞阻力为 -1d 0.1Pa s 200s 20Pa d u yτμ==⋅⨯= 1-4 有一底面积为40cm ×60cm 矩形木板，质量为5kg ，以0.9m/s 的速度沿着与水平面成30倾角的斜面匀速下滑，木板与斜面之间的油层厚度为1mm ，求油的动力粘度。
解：建立如下坐标系，沿斜面向下方向为x 轴的正方向，y 轴垂直于平板表面向下。
设油膜内速度为线性分布，则油膜内的速度梯度为：330.9m /s 0.910110mu y -∂==⨯∂⨯，1s - 由牛顿内摩擦定律知，木板下表面处流体所受的切应力为：30.910u yτμμ∂==⨯∂，Pa 木板受到的切应力大小与τ相等，方向相反，则匀速下滑时其受力平衡方程为：30.9100.40.659.8sin 30μ︒⨯⨯⨯=⨯从而可得油的动力粘度：0.1134Pa s μ=⋅1-5 上下两个平行的圆盘，直径均为d ，间隙厚度为δ，间隙中的液体动力黏度系数为μ，若下盘固定不动，上盘以角速度ω旋转，求所需力矩M 的表达式。
流体力学与流体机械
第四章管路,孔口和管嘴的计算4-1（自编）根据造成液体能量损失的流道几何边界的差异，可以将液体机械能的损失分为哪两大类? 各自的定义是什麽? 发生在哪里?答:可分为沿程损失和局部损失两大类。
沿程损失指均匀分布在流程中单位重量液体的机械能损失，一般发生在工程中常用的等截面管道和渠道中。
局部损失指单位重量液体在流道几何形状发生急剧变化的局部区域中损失的机械能，如在管道的入口、弯头和装阀门处。
4-2粘性流体的两种流动状态是什么？其各自的定义是什么？ 答：粘性流体的流动分为层流及紊乱两种状态。
层流状态指的是粘性流体的所有流体质点处于作定向有规则的运动状态，紊流状态指的是粘性流体的所有流体质点处于作不定向无规则的混杂的运动状态。
4-3流态的判断标准是什么？解：流态的判断标准是雷诺数Re 。
由于实际有扰动存在，故一般以下临界雷诺数Re c 作为层紊流流态的判断标准，即Re<2320, 管中流态为层流，Re>2320，管中流态为紊流.。
4-4某管道直径d=50mm ，通过温度为10℃的中等燃料油，其运动粘度m 261006.5-⨯=ν。
试求：保持层流状态的最大流量Q 。
解：由Re νdv 有v=dνRe =（2320×5.06×610-）/0.05=0.235m/s ，故有Q=A v=π×0.05×0.05×0.235/4=m 34106.4-⨯。
4-5(自编) 一等径圆管内径d=100mm ，流通运动粘度ν=1.306×10-6m2/s 的水，求管中保持层流流态的最大流量Q 。
解：由νvd=Re ，有sm dv /03.01.0232010306.1Re6=⨯⨯==-ν此即圆管中能保持层流状态的最大平均速度，对应的最大流量Q 为s m vA Q /1036.24/1.003.0342-⨯===π4-6利用毛细管测定油液粘度，已知毛细管直径d=4.0mm ，长度L=0.5m ，流量Q=1.0cm3/s 时，测压管落差h=15cm 。
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第一章 流体及其物理性质
1-4.解： 由已知可知：△P=20000Pa
%02.0d =ρ
ρ
由m=ρV 可得：dm=ρdV+Vd ρ，
在压强变化时，质量没有变化， 则dm=0，即ρdV+Vd ρ=0，则V
d -
d V
=ρ
ρ
所以体积压缩系数8-10d dp 1d dp 1-=⨯==ρ
ρ
κV V 1-5.解：由体积膨胀系数：V
V
T d d 1k =
α可得： 所以说膨胀水箱的最小体积应该是0.41m 3。
第二章 流体静力学
2-2.解：由gh ρ=V P 可得
2-3解：如图所示：同种液体能够互相连通位于同一高度处是等压面，分析可知：
图2-3
2-11解：由题意可知：
侧面BC 的总压力大小为：
2-14解：真空表C 的读数是1.49×104Pa ，则自由液面在原来的基础上还要补充一段h ： 左侧水对闸门AB 的压力： 左侧压力中心：
右侧油对闸门AB 的压力： 右侧压力中心：
根据力矩平衡得：（假设作用于B点力的方向向左）
F左×L左= F右×L右+F B×L
可得：F B=39893.79N
[其中L左=y D左—（H1+h-H2）]
2-15解：曲面ab的压力:
水平方向分力：
竖直方向分力：
则曲面所受合力：
受力方向：
2-17解：曲面abcd所受的静水压力：
水平方向分力为：
竖直方向分力为：
则曲面所受合力为：
受力方向为：
2-19解：这道题关键是自由液面的选取：
因为在C点的绝对压强是196120Pa，其相对压强是：作用于半球的总压力只有竖直方向的分力：
第三章流体运动学和动力学基础
3-4解：由连续方程A1V1=A2V2可得：
所以说截面2-2处的平均流速为0.5m/s。
3-7解:如图所示:
根据伯努利方程可得：
在此处Z A =Z B ，V A =0，则
ρ
B A B P P V -=2
又因为h g )(∆-=-油ρρB A P P
则s V B /m 08.1h g )1(2=∆-
=ρ
ρ油
3-8解:如图所示:
取两截面1、2列伯努利方程： 同时根据连续性方程有：2211V A V A =
可得：
()[]
212212/1)(2A A P P V --=
ρ
则()
[]
212212
/1)
(2A A P P A q v --=ρ 由U 形管压差计来测量压差h g )(21∆-=-ρρ水银P P 则q v =0.06m 3/s 3-19解:s m A q V V /02.15.14
8
.121
1=⨯==
π 同理：V 2=2.30m/s
取截面1-1、2-2列伯努利方程： 由于该管路是水平的，Z 1=Z 2则可得
水流经渐变段，动量发生变化，必然产生对镇墩产生作用力 设轴向力为F ，水平向右，则渐变段镇墩所受的力为R ，水平向左， 列动量方程可得:
P 1A 1-P 2A 2-R=ρq v （V 2-V 1)
代入数据可得：R=P 1A 1-P 2A 2-ρq v （V 2-V 1)=391.8KN
则F=-391.8KN ，方向是水平向右。
3-20解： （1）s m A q V A
V A /18.32.04
1.02=⨯==
π 同理V B =5.66m/s
（2）取两截面A-A 、B-B 列伯努利方程： 由于管路水平，Z A =Z B ，可得 （3）对控制体内流体进行受力分析
本体弯管水平放置，显然不必要考虑重力作用，对于表面力，只有进、出口控制面上的压力F A =P A A A =120×103×3.14/4×0.22=3.768KN F B =P B A B =109×103×3.14/4×0.152=1.93KN 两者方向指向控制体。
水流经弯管，动量发生变化，必然产生作用力F ，而F 与关闭对水的反作用力R 平衡。
管道水平放置在xoy 平面上，假设R 方向指向弯管处。
与x 轴夹角为α。
（4）列动量方程求解： X 轴方向：
F A -Rcosα-F B cos60=ρq v (V B cos60-V A )
Y 轴方向:
F B sin60-Rsinα=ρq v V B sin60
求解得：R=3108.6N tan α=0.41
第四章
4-2解：由已知可得：
320mmHg 所产生的压强为：P 1=13.6×103×9.8×0.32=4.3×104Pa 选0-0、1-1面列伯努利方程： 所以说：泵的吸水高度h g 为3.164m 。
4-6解：（1）在圆管中层流流动时： （3）
（4）圆管层流中切应力在有效截面上的分布规律： 水力坡度J
4-16解：（1）求雷诺数Re （2）
4-20解：解法一：以1-1,2-2截面列伯努利方程： 解法二：公式法
（5）孔口、管路流动与气体射流
5-14解：由已知可得： 5-19解.因为4
2d g d l
8πζλ
）（∑+=S ，则 在并联管路中
解得：q v1=492.31L/h q v2=307.69L/h
5-15解：
5-16解：由已知可得：
断面积A 1=2×0.04=0.08m 2 断面积A 2=3×0.04=0.12m 2
断面积A 3=0.04m 2
由表5-2查可得：
比阻A /1=0.7962 A /2=0.223 A 3=5.2628
（6）不可压缩黏性流体的外部流动
6-8解：
(1) t=20℃ υ=6
1015-⨯ m 2/s
按Re 查表得：C D =0.38 (2) 计算受力
224m 0.640d H A =⨯=⋅=
6-9 解:（1） （2）
∴ 1
11ν⋅=D F P
2
22ν⋅=D F P
∴
W
A C A C P D D 43
2
1105.12
2
11⨯=⋅⨯
=⋅⨯
=ρννρν。