学时流体力学复习题

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都会产生连续的物质。

2、牛顿内摩擦定律：，其中的比例系数称为。

3、作用在流体上的力可分为和两类。

4、水力学中，单位质量力是指作用在单位_____ 液体上的质量力。

5、单位质量力的量纲是。

6、对于不同的流体，体积弹性系数的值不同，弹性模量越，流体越不易被压缩。

7、某点处的绝对压力等于该处的减去该处的。

8、某点处的真空等于该处的减去该处的。

9、某点处的相对压力等于该处的减去该处的。

10、根据的大小，粘性流体的流动状态可分为和。

11、根据流体是否有粘性，流体可分为和。

12、根据流动参数随时间的变化，流体流动可分为流动和流动。

13、连续性方程是定律在流体力学上的数学表达形式。

14、总流伯努利方程是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、和。

17、沿程阻力主要是由于引起的，而局部阻力则主要是由于引起的。

18、连续性方程表示控制体的________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___ _ 。

20、圆管层流中断面平均流速等于管中最大流速的。

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？
2、请详细说明作用在流体上的力。

3、简述连续介质假说。

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？
5、流体静压力有哪两个重要特征？
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？
7、相对平衡的液体的等压面形状与什么因素有关？
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？
9、叙述帕斯卡原理，试举例说明它在工程中的应用。

10、何谓压力体？压力体由哪些面围成的？
11、试述文丘里管测量流量的原理，如果通过文丘里管的流量保持不变，试问管道倾斜放置与水
平放置的两种情况，测得差压计的液面高差是否会改变？为什么？
12、简述沿程阻力系数随雷诺数的变化规律，并画出其趋势图。

13、流体在渐扩管道中，从截面1流向截面2，若已知在截面1处流体作层流流动。

试问，流体
在截面2处是否仍保持层流流动？为什么？
14、在串联管道、并联管道中，各管段的流量和能量损失分别满足什么关系？
15、简述水力光滑管和水力粗糙管的定义，对一根确定的管子是否永远保持为水力光滑管或水力
粗糙管？为什么？
16、简单叙述沿程阻力和局部阻力的定义，试分析产生这两种损失的原因。

17、何谓缓变流和急变流？在缓变流截面上，压强分布有何规律？
18、写出总流伯努利方程，并简述其物理意义。

19、简述流线的定义，并写出流线方程。

20、何谓系统和控制体？它们有何区别与联系？
三、计算题
1、一块平板距离另一块固定的平板0.5mm ，两平板间充满某种流体，上平板在4.8N 的力作用下，以0.25m/s 的速度移动。

如果上平板的面积为2.4m 2，求该流体的粘度。

2、一底面积为45x50cm 2，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑 油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s
，油层厚度
1cm ，斜坡22.620 (见图示)，求油的粘度。

3、一块平板距离另一块固定的平板0.5mm ，两平板间充满粘度为0.004PaS 的某种流体，如果上
平板的面积为2. 4m 2，求使上平板以0.25m/s 的速度移动所需的作用力。

4、如图所示，U 形管压差计与容器A 连接，已知h 1=0.25m,h 2=1.61m,h 3=1m 。

求容器A 中水的绝
对压强和真空。

第4题图 第5题图
5、如图所示,直线行使的汽车上放置一内装液体的U 形管，长l=500mm 。

试确定当汽车以加速度
a =0.5m/s 2形式时两直管中的液面高度差。

6、 图所示为一圆柱形容器，直径d=300mm,高H=500mm,容器内装水，水深h 1=300mm,使容器
绕垂直轴做等角速旋转。

（1）试确定水正好不溢出时的转速n 1；（2）求刚好露出容器底面时得转速n 2；这时容器停止旋转，水静止后得深度h 2等于多少？
u θδ
第2题
第6题图 第7题图
7、如图所示为绕铰链O 转动的倾斜角α=60o 的自动开启式水闸，当水闸一侧的水位H=2，另一
侧的水位h=0.4时，若要使闸门自动开启。

试求铰链至水闸下端
的距离x 。

8、圆柱体半径m r 2=，长m l 5=，如图放置在斜面上。

求水作用在
圆柱上的力。

9、已知流场的速度分布为
（1）问属几维流动？（2）求（x,y,z ）=（2,2,3）点的加速度。

10、已知流场的速度分布为
j y x
y i y x x v ρρρ2
22244+++=，求证通过任意一个以原点为圆心的同心圆的流量都是相等的（z 方向取单位长度）[ 提示：流场速度用极坐标表示。

]
11、如图是离心风机的集流器，风筒直径为200mm 。

当测压管中的水柱高度为250mm 时，求集
流器的吸气量。

空气密度取1.29 kg/m 3
12、如图所示，水从井A 利用虹吸管引到井B 中，设已知体积流量q v =100m 3/h ，H 1=3m ，z=6m,
不计虹吸管中的水头损失。

试求虹吸管的管径d 及上端管中的负计示压强值p 。

第11题图 第12题图 13、如图所示，离心式水泵借一内径d=150mm 的吸水管以q=60m 3/h
的流量从一敞口水槽中吸水，并将水送至压力水箱。

设装在水泵
与吸水管接头上的真空计指示出负压值为39997Pa 。

水力损失不
计，试求水泵的吸水高度H 。

14、密度为830kg/m 3的油水平地射向直立的平板。

已知油的速度为20m/s ，油柱的直径为0.1m 。

第13题
求油对平板的打击力。

15、连续管系中的90o 渐缩弯管放在水平面上，管径d 1=15cm,d 2=7.5cm ，入口处水平均流速
v 1=2.5m/s ，静压p e1=6.86×104 Pa （计示压强）。

如不计能量损失，试求支撑弯管在其位置所需的水平力。

16、喷水泉的喷嘴为一截头圆锥体，其长度l=0.5m ，两端的直径d 1=40mm ，d 2=20mm,竖直装置。

若把计示压强p 1e =9.807×104Pa 的水引入喷嘴，而喷嘴的能量损失h w =1.6m （水柱）。

如不计空气阻力，试求喷出的流量qv 和射流的上升高度H 。

17、沿直径d=200mm 的管道输送润滑油，流量q m =9000kg/h ，润滑油的密度ρ=900kg/m 3，运动
粘度冬季为ν=0.0001092m 2/s ，夏季为ν=0.0000355 m 2/s 。

试分别判断冬夏两季润滑油在管中的流动状态。

18、在一水箱距离水面3m 处开一个直径为6cm 的小孔，为了使水
箱内的水面保持不变，问每秒必须向水箱内加多少水？
19、在直径为30cm 的水平管道上用水作沿程损失实验，在相距120m 的两点用水银差压计（上面为水）测得的水银柱高度差为33cm ，
已知流量为0.23m 3/s ，问沿程损失系数等于多少？
20、如图，一股射流以速度V 水平射到倾斜平板上，体积流量为Q 。

求射流对平板的打击力和上
下两股分射流的流量。

21、如图，有一圆柱形闸门。

已知H=5m ，θ=600，闸门宽度为
B=10m 。

求作用在闸门上的总压力的大小及方向。

22、如图，圆柱体直径4m ，两边均有水作用，水深如图所示。

如
果圆柱体长度为12m ，试求作用在圆柱体上合力的大小和方
向。

第22题图 第23题图
23、如图所示，求斜壁上圆形闸门上的总压力及压力中心。

已知闸门直径d=0.5m, a =1m,α=60o 。

24、水从水箱沿着长为L = 2 m,直径 d = 40 mm 的竖直管流入大气，不计管道的入口损失，管道
沿程损失系数λ= 0.04，试求管道中起始断面A 的压强与水箱内的水位h 之间的关系式。

并求当h 为多少时，此断面的压强与水箱外的大气压强相等。

第24题图 第25题图
25、直径76mm 的轴在同心缝隙为0.03mm ，长度为150mm 的轴承中旋转，轴的转速为226r/min,
测得轴径上的摩擦力矩为76N.m ，试确定缝隙中油液的动力粘度。

第20题 第21题
26、水泵系统如图，管径mm d 200=，流量为s m Q /1.03
=，吸水管与压水管的总长为30m ，
沿程阻力系数02.0=λ；吸水管设有带阀门的莲蓬头0.2=阀ζ，所有弯头3.0=弯ζ，两水面高差m z .10=，求水泵扬程。

第26题图 第27题图 27、有一矩形底孔闸门，高m h 3=，宽m b 2=，上游水深m h 61=，下游水深m h 52=，求作
用于闸门上的静水压力和作用点。