流体力学计算题
流体力学计算题及答案.docx
例 1：用复式水银压差计测量密封容器内水面的相对压强，如图所示。
已知：水面高程z0=3m,压差计各水银面的高程分别为z1=0.03m, z 2=0.18m, z 3=0.04m, z 4=0.20m,水银密度ρ13600kg / m3，水的密度ρ 1000kg / m3。
试求水面的相对压强p0。
解：p0γ(z0 z1 ) γ'( z2z1) γ'(z4z3 ) p ap0γ'(z2z1 z4z3 ) γ(z0 z1 )例 2：用如图所示的倾斜微压计测量两条同高程水管的压差。
该微压计是一个水平倾角为θ的Π形管。
已知测压计两侧斜液柱读数的差值为L=30mm，倾角θ=30 °，试求压强差p1– p2。
解：p1γ(z3z1 )γ(z4z2 ) p2p1p2γ(z3z4 )γL sinθ例 3：用复式压差计测量两条气体管道的压差（如图所示）。
两个U形管的工作液体为水银，密度为ρ2，其连接管充以酒精，密度为ρ 1 。
如果水银面的高度读数为z1、 z 2、 z 3、z4，试求压强差p A– p B。
解：点 1 的压强： p A点2的压强： p2p Aγ2( z2z1 )点 3的压强： p3 p Aγ2( z2z1 )γ1( z2 z3 )p4p Aγ2( z2z1 ) γ1(z2z3 ) γ2( z4z3 ) p Bp A p Bγ2(z2 z1 z4z3 ) γ1( z2z3 )例 4：用离心铸造机铸造车轮。
求A-A 面上的液体总压力。
解：p 1 2r2gz C p 1 2r2gz p a22在界面 A-A 上： Z = - hp 1 2r2gh p a F( p p a ) 2 rdr 21 2 R41ghR2R2082例 5：在一直径 d = 300mm，而高度 H= 500mm的园柱形容器中注水至高度h1 = 300mm，使容器绕垂直轴作等角速度旋转。
如图所示。
(1) 试确定使水之自由液面正好达到容器边缘时的转数n1；(2)求抛物面顶端碰到容器底时的转数 n2，此时容器停止旋转后水面高度 h2将为多少？解： (1)由于容器旋转前后，水的体积不变( 亦即容器中空气的体积不变 ) ，有：图1d 2L1 d 2 (H h1 )424L 2( H h1 ) 400 mm0.4 m在 xoz 坐标系中，自由表面2 r 2 1 的方程：z02g对于容器边缘上的点，有：d0.15m z0 r22gz0 2 9.80.4 r 20.152∵ 2 n / 60L0.4m18.67( rad / s)n1606018.672178.3 (r / min)2(2) 当抛物面顶端碰到容器底部时，这时原容器中的水将被甩出一部分，液面为图中2所指。
工程流体力学经典计算题
工程流体力学经典计算题1、相对密度0.89的石油，温度20ºC 时的运动粘度为40cSt ，求动力粘度为多少？解：89.0==水ρρd ν＝40cSt ＝0.4St ＝0.4×10-4m 2/s μ＝νρ＝0.4×10-4×890＝3.56×10-2 Pa ·s2、图示一平板在油面上作水平运动，已知运动速度u=1m/s ，板与固定边界的距离δ=1，油的动力粘度μ＝1.147Pa ·s ，由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布，求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少？解：233/10147.11011147.1m N dy du ⨯=⨯⨯==-μτ 3、如图所示活塞油缸，其直径D ＝12cm ，活塞直径d ＝11.96cm ，活塞长度L ＝14cm ，油的μ＝0.65P ，当活塞移动速度为0.5m/s 时，试求拉回活塞所需的力F=？解：A ＝πdl , μ＝0.65P ＝0.065 Pa ·s ,Δu ＝0.5m/s , Δy=(D-d)/2，()N dy du AF 55.821096.11125.010141096.1114.3065.0222=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯==---μ4、在一直径D ＝300mm 、高H ＝500mm 的圆柱形容器中注入水至高度h 1＝300mm ，然后使容器绕其垂直轴旋转。
①试求能使水的自由液面到达容器上部边缘时的转数n 1。
②当转数超过n 1时，水开始溢出容器边缘，而抛物面的顶端将向底部接近。
试求能使抛物面顶端碰到容器底时的转数n 2，在容器静止后水面高度h 2将为多少？解：自由液面方程：gr z s 222ω=注：抛物体的体积是同底同高圆柱体体积的一半gR R g R V 422142222πωπω=⋅=抛① ()12122h H R V h R V H R -=⇒=-πππ抛抛()()11112421244n Rh H g h H R gR πωππω=-=⇒-=()()min /34.178/97.21015014.3103005008.93311r s r Rh H g n =⨯⨯⨯-⨯=-=--π ② 2/2H R V π=抛()min/4.199/323.31015014.32105008.922423322422r s r RgH n H R gR n ==⨯⨯⨯⨯==⇒=--ππππ③mm H h 250250022===附证明：抛物体的体积是同底同高圆柱体体积的一半gR R g R V 422142222πωπω=⋅=抛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=======⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==⎰⎰⎰⎰g r g r r z r V V gr r gdr r gdr g r r gr d r dz r V r r r z z 2221442224022********020423022202220200πωωπππωπωπωωπωππ柱柱抛5、某处装置一安全闸门，门宽B 为0.6米，门高H 为1.0米。
《流体力学》试题及答案
《流体力学》试题及答案一、选择题（每题5分，共25分）1. 下列哪个选项不属于流体力学的三大基本方程？A. 连续性方程B. 动量方程C. 能量方程D. 牛顿第二定律答案：D2. 在不可压缩流体中，流速和压力之间的关系可以用下列哪个方程表示？A. 伯努利方程B. 欧拉方程C. 纳维-斯托克斯方程D. 帕斯卡方程答案：A3. 下列哪个现象表明流体具有粘性？A. 流体流动时产生涡旋B. 流体流动时产生湍流C. 流体流动时产生层流D. 流体流动时产生摩擦力答案：D4. 在下列哪种情况下，流体的动能和势能相等？A. 静止流体B. 均匀流动的流体C. 垂直下落的流体D. 水平流动的流体答案：C5. 下列哪个因素不会影响流体的临界雷诺数？A. 流体的粘度B. 流体的密度C. 流体的流速D. 流体的温度答案：D二、填空题（每题5分，共25分）6. 流体力学是研究______在力的作用下运动规律的科学。
答案：流体7. 不可压缩流体的连续性方程可以表示为______。
答案：ρV = 常数8. 在恒定流场中，流体质点的速度矢量对时间的导数称为______。
答案：加速度矢量9. 伯努利方程是______方程在不可压缩流体中的应用。
答案：能量10. 流体的湍流流动特点为______、______和______。
答案：随机性、三维性、非线性三、计算题（每题25分，共50分）11. 一个直径为10cm的管道，流体的流速为2m/s，流体的密度为800kg/m³，求管道中流体的流量。
解：流量Q = ρvA其中，ρ为流体密度，v为流速，A为管道截面积。
A = π(d/2)² = π(0.05)² = 0.00785m²Q = 800kg/m³ 2m/s 0.00785m² = 12.44 kg/s答案：管道中流体的流量为12.44 kg/s。
12. 一个直径为20cm的圆柱形储罐，储罐内充满水，水面高度为1m。
《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
流体力学计算题练习及答案
练习题1. 如右图所示，在一密闭容器中，上部装有密度ρ1=0.8×103kg/m 3的油，下部为密度ρ2=103 kg/m 3的水，已知h 1=0.4m ，h 2=0.2m 。
测压管中水银柱的读数h =0.5m ，水银的密度为ρ1=13.6×103 kg/m 3。
求密闭容器中油液面上的压强p 0。
2. 图示为一水暖系统，为了防止水温升高时体积膨胀将水管胀裂，在系统顶部设一膨胀水箱，使水有膨胀的余地。
若系统内水的总体积为8m3，加温前后温差为50℃，在其温度范围内水的膨胀系数为βT ＝9×10－4 1/℃，求膨胀水箱的最小容积。
3. 当温度不变，压强从0.20 MPa 增加到10 MPa 时，某种液体的体积减小0.49%，求该液体的体积模量。
4. 两个充满空气的封闭容器互相隔开，左边压力表M 的读数为100kPa ，右边真空计V 的读数为 3.5mH2O ，试求连接两容器的水银压差计中h 的读值。
5. 已知流体运动的速度场为：3231yv xy v y x ==，，试求t=2时过点()()x y z ，，，，=312处的流线方程。
hp ap 0h 1h 2ρ1ρ2ρ36. 如图所示，水在压强作用下从密封的下水箱沿竖直管道流入上水箱中，已知h ＝50cm ，H ＝3m ，管道直径D ＝25mm ，λ＝0.02，各局部阻力系数分别为ζ1＝0.5，ζ2＝5.0，ζ3＝1.0，求：为维持稳定的管中流速V ＝1m/s ，下水箱的液面压强应保持在多少Pa?7. 右图为毕托管示意图。
液体自左向右流动，直管和直角弯管直接插入管道内的液体中，弯管开口迎着流动方向。
测得A 点的液柱高度为hA =170 mm ，B 点的液柱高度为hB = 230 mm ，已知液体的密度为 =990 kg/m3，忽略阻力损失，试计算管内液体的流速uA 。
8. 如右图所示为一壁厚可以忽略的大容器，在其下部开一直径为d =12mm 的小孔口，水自孔口流出后进入另一液面比大容器液面低H =1.2m 的容器中，两容器内的水位始终保持不变。
多套完整流体力学试卷及答案
多套完整流体⼒学试卷及答案流体⼒学试卷及答案⼀⼀、判断题1、根据⽜顿内摩擦定律，当流体流动时，流体内部内摩擦⼒⼤⼩与该处的流速⼤⼩成正⽐。
2、⼀个接触液体的平⾯壁上形⼼处的⽔静压强正好等于整个受压壁⾯上所有各点⽔静压强的平均值。
3、流体流动时，只有当流速⼤⼩发⽣改变的情况下才有动量的变化。
4、在相同条件下，管嘴出流流量系数⼤于孔⼝出流流量系数。
5、稳定（定常）流⼀定是缓变流动。
6、⽔击产⽣的根本原因是液体具有粘性。
7、长管是指运算过程中流速⽔头不能略去的流动管路。
8、所谓⽔⼒光滑管是指内壁⾯粗糙度很⼩的管道。
9、外径为D ，内径为d 的环形过流有效断⾯，其⽔⼒半径为4d D -。
10、凡是满管流流动，任何断⾯上的压强均⼤于⼤⽓的压强。
⼆、填空题1、某输⽔安装的⽂丘利管流量计，当其汞-⽔压差计上读数cm h 4=?，通过的流量为s L /2，分析当汞⽔压差计读数cm h 9=?，通过流量为 L/s 。
2、运动粘度与动⼒粘度的关系是，其国际单位是。
3、因次分析的基本原理是：；具体计算⽅法分为两种。
4、断⾯平均流速V 与实际流速u 的区别是。
5、实际流体总流的伯诺利⽅程表达式为，其适⽤条件是。
6、泵的扬程H 是指。
7、稳定流的动量⽅程表达式为。
8、计算⽔头损失的公式为与。
9、⽜顿内摩擦定律的表达式，其适⽤范围是。
10、压⼒中⼼是指。
三、简答题1、稳定流动与不稳定流动。
2、产⽣流动阻⼒的原因。
3、串联管路的⽔⼒特性。
4、如何区分⽔⼒光滑管和⽔⼒粗糙管，两者是否固定不变？5、静压强的两个特性。
6、连续介质假设的内容。
7、实际流体总流的伯诺利⽅程表达式及其适⽤条件。
8、因次分析⽅法的基本原理。
9、欧拉数的定义式及物理意义。
10、压⼒管路的定义。
11、长管计算的第⼀类问题。
12、作⽤⽔头的定义。
13、喷射泵的⼯作原理。
14、动量⽅程的标量形式。
15、等压⾯的特性。
16、空间连续性微分⽅程式及其物理意义。
17、分析局部⽔头损失产⽣的原因。
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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6．高压管末端的喷嘴如图，出口直径d=10cm，管端直径D=40cm，流量Q=0.4m3/s，喷嘴和管以法兰盘连接，共用12个螺栓，不计水头损失，不计水和管嘴的重量，求每个螺栓受力为多少。
[1]
7．矩形断面的平底渠道。已知渠道宽度B=2.7m，渠道河床在某断面有一上升坎，坎高度h1=0.5m，坎上游渐变流断面上的水深H=2m，坎后水面下降h2=0.15m，忽略边壁和底部摩擦阻力，试求水流对底坎的推力R。
[1]
10．一水平放置的突然扩大管路，直径由d1=50mm扩大到d2=100mm，在扩大前后断面接出的双液比压计中上部为水，下部为=15.7kN/m3的四氯化碳，当流量Q=16 m3/h时的比压计读数h=173mm，求突然扩大的局部阻力系数，并与理论计算值进行比较。
【题型：计算】【100分】【限300个汉字以内】
[1]
11．直径为0.5m的通风管道，流动属紊流粗糙区，当空气流量为3m3/s，在400m长的管段上的压差值为20cm水柱高，温度为10ºC时的空气密度为1.25kg/m3，沿程摩阻系数。求管壁的当量粗糙高度ks。
【题型：计算】【100分】【限300个汉字以内】
[1]
12．薄壁孔口出流，直径d=2cm，。水箱水位恒定H=2m，试求：（1）孔口流量Q；（2）此孔口外接圆形管嘴的流量Qn；（3）管嘴收缩断面的真空高度。
[1]
4．有一圆滚门，长度l=20m，直径D=4m，上游水深H1=4m，下游水深H2=2m。求作用于圆滚门上的水平和铅直分压力。
1]
5.钢储罐内装满10°C的水，密封加热到75°C，在加热增压的温度和压强范围内，水的热膨胀系数α= 4.1×10-4/°C，体积弹性模量E= 2×109 N/m2，罐体坚固，假设容积不变，试估算因加热罐壁承受的压强。
[1]
2.如图所示一贮水容器，器壁上装有a、b、c三个直径为1m的半球形盖，已知H=2m,h=2m,求这三个盖各自所受静水总压力的大小。
【题型：计算】【100分】【限300个汉字以内】
[1]
3.矩形闸门高h=3m，宽b=2m，上游水深h1= 6 m，下游水深h2= 4.5 m，试求：（1）作用于闸门的静水总压力；（2）压力中心的位置。
[1]
15．梯形断面明渠，底宽b=3m，底坡i=0.0002，边坡系数m=2.0，粗糙系数0.02，水深h=1.2m，试求通过流量。
[1]
16．一梯形断面渠道，已知通过流量Q=5 m3/s，边坡系数m=1.0，粗糙系数n=0.02，底坡i=0.0002，试按水力最优条件设计此渠道断面。
17．一梯形断面明渠，要求流量Q=1 m3/s，底坡i=0.0022，边坡系数m=1，粗糙系数n=0.03，若允许流速[v]max=0.8m/s，试求梯形断面底宽b和水深h。
【题型：计算】【100分】【限300个汉字以内】
[1]
1.密封方形柱体容器中盛水，底部侧面开0.4m高×0.6m宽的矩形闸门孔，矩形闸门形心水深为2m，水面绝对压强p0=118 kPa，当地大气压强pa=98 kPa，求作用于闸门的静水总压力及作用点。
【题型：计算】【100分】【限300个汉字以内】
[1]
8．如图所示，两水池水位恒定，水池水面高差H=43.9m，已知管道直径d=10cm，管长l=20m，沿程摩阻系数λ=0.042，局部水头损失系数ζ阀=0.26，每个ζ弯=0.8。试求通过流量Q。
[1]
9．水箱中的水经管道出流，已知管道直径为25mm，长度为6m，水位H=13m，沿程摩阻系数λ=0.02，试求流量Q及管壁切应力。
[1]
13．长管管网，三管并联，第一支路的直径是0.25m，管长是1000m，第二支路的直径是0.2m，管长是600m，各条管线沿程阻力系数均为0.025。已知管路的输入流量Q=200 L/s。求各支路流量。
1]
14．梯形断面明渠，底坡是0.0005，边坡系数1.0，粗糙系数0.02，按水力最优断面条件求均匀流流量为10m3/s时的渠道底宽和正常水深。
18．上、下游水箱中间有一连接管，水箱水位恒定，上游水箱水深h1=4 m，下游水箱水深h2=2.8m，连接管内充满两种不同的沙层（l1=1.5 m，k1=0.003 m/s；l2=2m，k2=0.001 m/s，），管道断面积为0.01m2，试求渗流量。