流体力学作业2
石大远程奥鹏-工程流体力学(含模拟实验)-第二次在线作业-参考答案
B、必须是均流断面
C、之间可以有急变流
D、之间必须是缓变流
我的答案：C此题得分：2.5分
5.（2.5分）在安排水池中的船舶阻力试验时，首先考虑要满足的相似准则是________。
A、雷诺数Re
B、弗鲁德数Fr
C、斯特罗哈数St
D、欧拉数Eu
我的答案：B此题得分：2.5分
6.（2.5分）从力学的角度分析，一般流体和固体的区别在于流体________。
中国石油大学（北京）
石大远程
工程流体力学（含模拟实验）-第二次在线作业
参考答案
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工程流体力学（含模拟实验）-第二次在线作业
1.（2.5分）流体的压缩性不能用_____直接描述。
A、体积压缩系数
B、弹性模量
C、声速
D、密度。
我的答案：D此题得分：2.5分
2.（2.5分）按定义，牛顿粘性定律
A、只适用于牛顿流体。
A、理想流体
B、粘性流体
C、可压缩流体
D、不可压缩流体
我的答案：D此题得分：2.5分
9.（2.5分）在安排管道阀门阻力试验时，首先考虑要满足的相似准则是________。
A、雷诺数Re
B、弗鲁德数Fr
C、斯特罗哈数St
D、欧拉数Eu
我的答案：A此题得分：2.5分
10.（2.5分）欧拉数Eu代表的是之比。
B、只适用于部分牛顿流体。
C、也适用于非牛顿流体。
D、适用于所有流体。
我的答案：A此题得分：2.5分
3.（2.5分）单位时间内，控制体内由于密度变化引起的质量增量等于从控制面。
A、流入的质量
B、流出的质量
C、流入与流出质量之和
流体力学课后习题答案第二章
第二章 流体静力学2-1 密闭容器测压管液面高于容器内液面h=1.8m,液体密度为850kg/m3, 求液面压强。
解：08509.8 1.814994Pa p gh ρ==⨯⨯=2-2 密闭水箱，压力表测得压强为4900Pa,压力表中心比A 点高0.4米，A 点在液面下1.5m ，液面压强。
解：0()490010009.8(0.4 1.5) 49009800 1.15880PaM B A p p g h h ρ=+-=+⨯⨯-=-⨯=-2-3 水箱形状如图，底部有4个支座。
试求底面上的总压力和四个支座的支座反力，并讨论总压力和支座反力不相等的原因。
解：底面上总压力（内力，与容器内的反作用力平衡）()10009.81333352.8KN P ghA ρ==⨯⨯+⨯⨯=支座反力支座反力（合外力）3312()10009.8(31)274.4KN G g V V ρ=+=⨯⨯+=2-4盛满水的容器顶口装有活塞A ，直径d=0.4m ，容器底直径D=1.0m ，高h=1.8m 。
如活塞上加力为2520N(包括活塞自重)。
求容器底的压强和总压力。
解：压强2252010009.8 1.837.7kPa (0.4)/4G p gh A ρπ=+=+⨯⨯= 总压力 237.71/429.6KN P p A π=⋅=⨯⋅=2-5多管水银测压计用来测水箱中的表面压强。
图中高程单位为m ，试求水面的绝对压强。
解：对1-1等压面02(3.0 1.4)(2.5 1.4)p g p g ρρ+-=+-汞对3-3等压面 2(2.5 1.2)(2.3 1.2)a p g p g ρρ+-=+-汞将两式相加后整理0(2.3 1.2)(2.5 1.4)(2.5 1.2)(3.0 1.4)264.8kPap g g g g ρρρρ=-+-----=汞汞绝对压强 0.0264.8+98=362.8kPa abs a p p p =+=2-6水管A 、B 两点高差h 1=0.2m ，U 形管压差计中水银液面高差h 2=0.2m 。
流体力学第二章
姓名： 作业成绩： 姓名： 班级： 评阅成绩： 班级： 学号： 学号：流体力学第二章作业1、一矩形平板闸门AB ，门的转轴位于A 端，已知闸门宽3m ，门重9.8kN ，门与水平面夹角030α=，闸门左右水位分别为11m h =，23 1.73m h h ==，若不计门轴的摩擦，在门的B 点用钢索起吊，试求闸门启动时所需的拉力F 。
2、如图示，一直角形闸门，已知闸门的宽度1m B =， 1m h =，试求关闭闸门受需的垂直作用力。
3、圆柱形锅炉直径为3m D =，右端为焊接的盖板，水深为1.5m ，锅炉内气体压力可通过U 型管水银压差计来量测。
若测得压差计两只管内水银面高差为0.6m h ∆=，试求作用在锅炉盖板上的静水总压力大小。
（注：①水银密度3313.610kg/m Hg ρ=⨯；②水面上压强不为零）4、某竖直隔板上开有矩形孔口，如图所示，高1m a =，宽3m b =。
现用一直径2m d =的圆柱筒将其堵塞。
隔板两侧充水，左侧2m h =，水位高差0.6m z =。
求作用于该圆柱筒的静水总压力。
注：（1）计算水平压力时左侧投影面积的抵消关系；（2）计算铅垂压力时的压力体（浮力定律）5、如图所示，闸门AB 宽 1.2m b =，A 点为铰链连接，闸门可以绕A 点转动。
左边容器压力表G 的读数为014.7kPa p =-，右边容器中油的密度为'3850kg/m ρ=，问在B 点作用多大的水平力F 才能使闸门AB 保持平衡。
（16分）注：液面存在气压0p 时，压力中心公式为：0sin sin xC D C C g I y y p A gy A ραρα=++6、如图示，在一蓄水容器垂直壁的下面有一1/4圆柱面部件AB ，其长度为1m l =，半径为0.4m R =，容器中水深为 1.2m h =，试求作用在部件AB 上的总压力。
（请大家作图，并在图上标注压力体）答案是按l=1.5m 做的。
化工原理--流体力学习题及答案 (2)
欢迎共阅一、单选题1．层流与湍流的本质区别是（ ）。
DA 湍流流速＞层流流速；B 流道截面大的为湍流，截面小的为层流；C 层流的雷诺数＜湍流的雷诺数；D 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。
2．以绝对零压作起点计算的压力，称为（ ）。
A A 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。
3 A4 A 5. 6. 7.8. A. C. 9.的（ 10.11. ）。
AA. 1/4；B. 1/2；C. 2倍。
12．柏努利方程式中的项表示单位质量流体所具有的（ ）。
BA 位能；B 动能；C 静压能；D 有效功。
13．流体在管内作（ ）流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动。
A A 层流；B 湍流；C 过渡流；D 漩涡流。
14．流体在管内作（ ）流动时，其质点作不规则的杂乱运动。
BA 层流；B 湍流；C 过渡流；D 漩涡流。
15.在层流流动中，若流体的总流率不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的倍。
CA. 2；B. 6；C. 4；D. 1。
二、填空题1. 雷诺准数的表达式为_____ Re=dｕρ/μ_____。
当密度ρ＝1000kg.m,粘度μ=1厘泊的水,在内径为d=100mm,以流速为1m.s,其雷诺准数等于__10____,其流动类型为__湍流__。
平均流速的__2倍__倍。
16.流体在管内作完全湍流流动，其他不变，当速度提高到原来的2倍时，阻力损失是原来的（ 4 ）倍；若为层流流动，其他不变，当速度提高到原来的2倍时，阻力损失是原来的（ 2 ）倍。
17、若要减小流体在管道内的流动阻力，可采取哪些措施？答：大直径管道、少拐弯、缩短管路长度、少用管件18、用内径为158mm的钢管输送运动粘度为9.0×10-5m2/s。
若保持油品在管内作层流流动，则最大流速不能超过 1.8 m/s。
19、在流体阻力实验中，以水作为工质所测得的λ=（Re,e/d）关系式不适用于非牛顿型流体在直管中的流动。
船舶流体力学第二次作业及答案
u v w 1, 1, 0 x y z
因有
u v w 1 1 0 0 ，故流动是连续的。 x y z w v u w v u 1, 1, 1, 1, 1, 1 y z z x x y
将（b）式代入（a）式得分速度
（b）
v xt y g t
（c）
代入已知条件， x y 0 ， v 0 ，得 g t 0 ，有：
v xt y
我们由流函数求流线方程，流函数为：
xt y dx yt x dy tx 2
y x dx 2 dy 2 r r x y y 0 2 dx dy 2 0 x y 0 0 y2 1 x y ( arctan ) C y y x arctan C y
3.2 问下列速度场中，哪些可以构成不可压缩流体的连续流动？哪些流动是无旋的？
因满足 3.5 理想不可压缩流体平面无旋运动的分速度 u yt x ，若 x y 0 处， v 0 。试求
r cos cos r2 r cos sin vr 2 , v 2 r r r r (rvr ) cos cos v cos ( ) 2 , 2 r r r r r
所有流动是有旋的，绕 z 轴的旋转角速度为 。
(b) V y / r 2i x / r 2 j 0k ，其流线方程为
dx dy dz 2 2 y / r x / r 0
故有 dz 0 ，即 z C1 ，则
x y dx 2 dy ，消去 / r 2 并积分得 2 r r
1 3 1 1 x xy 2 x 2 y 2 C 3 2 2
工程流体力学习题课2
h
p0
14700 1.5m 9800
相当于液面下移1.5m，如图示虚构液面 则左侧：
P 1.2 2 70560 N 1 hc A 9800 2 1
hD1 1.2 2 3 J 12 hc c 2 1 3 0.11 3.11m 压力中心距A点：3.11－2＝1.11m hc A 3 1.2 2
解：以0－0断面为基准面，列1－1、2－2两断面的能量方程：
V12 p2 V22 0 z h 2g 2g p1
p1 p2
又由连续性方程：
Q 4 0.1 V1 1.42m / s 2 A1 3.14 0.3
V22 V12 z h 2g
6
习题课
6
工程流体力学
1.实际流体在等直管道中流动，在过流断面1， 2上有A，B，C点，则下面关系式成立的是：
A B √ C D
7
B
习题课
7
工程流体力学
2.如图所示管路系统中流体作实际运动，恒 定。圆管等直径，则下述判断正确的是：
A.该管路系统上点3和5的测压管水头相等；
√
B.该管路系统上点3的测压管水头与点4的测压管水头相等； C.该管路系统上点1的 动水压强p1=g水· h1； D.该管路系统上点1和8 的动水压强p1=p8=pa。
10
习题课
10
工程流体力学
• 5.水流一定方向应该是（
• A、从高处向低处流；
）
• B、从压强大处向压强小处流；
• C、从流速大的地方向流速小的地方流； • D、从单位重量流体机械能高的地方向低的地方 流。
流体力学第二章作业答案
2.3 如图，用U 型水银测压计测量水容器中某点压强，已知H 1=6cm ，H 2=4cm ，求A 点的压强。
解：选择水和水银的分界面作为等压面得11222()γγ++=+a A p H H p H故A 点压强为：511212() 1.1410Pa γγγ=++-=⨯A a p p H H2.5 水压机是由两个尺寸不同而彼此连通的，以及置于缸筒内的一对活塞组成，缸内充满水或油，如图示：已知大小活塞的面积分别为A 2，A 1，若忽略两活塞的质量及其与圆筒摩阻的影响，当小活塞加力F 1时，求大活塞所产生的力F 2。
帕斯卡定律：加在密闭液体上的压强，能够大小不变地由液体向各个方向传递。
根据静压力基本方程(p=p 0+ρgh),盛放在密闭容器内的液体，其外加压强p 0发生变化时，只要液体仍保持其原来的静止状态不变，液体中任一点的压强均将发生同样大小的变化。
这就是说，在密闭容器内，施加于静止液体上的压强将以等值同时传到各点。
这就是帕斯卡原理，或称静压传递原理。
解：由111F p A =，222Fp A =，根据静压传递原理：12p p =1221F A F A ⇒=2.6如图示高H =1m 的容器中，上半装油下半装水，油上部真空表读数p 1=4500Pa ，水下部压力表读数p 2=4500Pa ，试求油的密度ρ。
解：由题意可得abs1a 1p p p =-，abs2a 2p p p =+abs1abs222H H p gp ργ++= 解得abs2abs1213()()22836.7kg/m 22a a H Hp p p p p p gH gH γγρ--+---===2.7 用两个水银测压计连接到水管中心线上，左边测压计中交界面在中心A 点之下的距离为Z ，其水银柱高度为h 。
右边测压计中交界面在中心A 点之下的距离为Z+∆Z ，其水银柱高为h+∆h 。
（1）试求∆h 与∆Z 的关系。
（2）如果令水银的相对密度为13.6，∆Z=136cm 时，求∆h 是多少？解：（1）分别取测压计中交界面为等压面得，a 12AA 2a 1()()p h z p p z z p h h γγγγ+=+⎧⎨++∆=++∆⎩ 解得∆h 与∆Z 的关系为：h z ∆=∆12γγ （2）当∆Z=136cm 时，cm 1012=∆=∆γγzh 2.9 如图示一铅直矩形平板AB 如图2所示，板宽为1.5米，板高h =2.0米，板顶水深h 1=1米，求板所受的总压力的大小及力的作用点。
流体力学-习题2
2-36 如图所示，用倾斜式微压计测量烟道中烟气的真空度，已 知测量管的倾角α=30o。微压计所用工作液体酒精的密度ρ =800 kg/m3，测量管读值n =200mm，当地大气压pa =0.1MPa 。试求 该测点烟气的真空度和绝对压强。 解:
解:
p0 p表 g (h1 h2 )
4900 1000 9.8 (1.5 0.4) 5880Pa
2-22
解: (1)
p pC gH 1 9.8 12 117.6 kPa
(2)
pB g ( H h) 1 9.8 10.2 99.96 kPa
解: 先求水作用在平板上的总压力
F ghC bl 9.8 2 1 2 39.2 kN
再求作用点
hC 2 yC 2 2 2.828 m sin sin 45
bl I xC l2 yD yC 0.118m yC A yC bl 12yC
1 12
2
3
解: 先求水平分力
再求竖向分力
h1 h2 Fx pC A g b(h1 h2 ) 2 22 9. 8 1 (2 2) 78.4 kN 2
h1 (h1 h2 ) Fz gV g bh2 c tan 2 6 9.8 1 2 1 58.8 kN 2 Fz 3 2 2 F Fx Fz 98 kN tan Fx 4
T Fz上 49.55 kN
2-19 如图所示，水管A、B两点高差h1 =0.2m，U形压差计中水 银液面高差h2 =0.2m 。试求A、B两点的压强差。
解:
A
h1
pA 水 g (h1 x h2 ) pB 水 gx 水银 gh2
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第二章 流体的平衡
2.2 给出如下体力场，分别在均质或正压流体斜压流体情况下说明流场能否静止：
()()()()
;1222222k y xy x j x zx z i z yz y f
++++++++=
()k r r k
f
,23
-
=为常数，r 是内径。
[解答] （1）流体平衡的基本方程为P F b ∇=ρ
对于正压流体（含均质流体）平衡的必要条件是体力有势，即体力无旋0=⨯∇b F 。
对于斜压流体在有势力作用下不可能处于平衡态。
()()()k y x j x z i z y y xy x x zx z z
yz y z y x k
j
i F b -+-+-=⎥⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢
⎢⎣⎡++++++∂∂
∂∂∂∂
=⨯∇222222
222则当z y x ==时，正压流体平衡；当不满足此条件时，斜压流体才有可能平衡。
（2）000
3=⎥⎥⎥⎥⎥
⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎢
⎢⎢⎣
⎡-∂∂∂∂∂∂
=⨯∇r k r k j
i F b ϑθ，∴正压流体平衡，斜压流体不能平衡。
2.3 图示一种酒精和水银的双液测压计，细管上端为大气压时酒精液面高度为零，当细管上端的表压为p 时，酒精的液面下降h,试用321,,d d d 和h 来表示p 。
酒精和水银密度均为已知。
[解答] 设开始时酒精液面高度（即液面上端距酒精水银的分界面）为H ，则有流体静力学规律知，分界面即等压面，从而有
H g P gH P atm atm ∆+=+mercury alcohol ρρ
（1）
施加表压P 后，同理可得 )()(21mercury 1alcohol h h H g P h h H g P P atm atm ++∆+=+-++ρρ
（2）
其中1h 为分界面下降高度，2h 为水银面上升高度，由液体排开体积相等得：
()
22
223
12
22
14
4
4
h d d h d h d -=
=
π
π
π
（3）
解之得h d d d h h d d h 2
2
2
32
1
22
2
211,-=
=
（4）
()(),12-并将（4）代入得)()(21mercury 1alcohol h h g h h g P ++-=ρρ
)11()1(2
2
23222
1mercury 222
1alcohol d d d ghd d d gh -++-=ρρ 2.4 如图的微测压计用来测量两容器E 和B 中的气体压强差，试用21,,,ρρδd 表示
,B E p p -并说明当横截面积,A a 〈〈，而且两种液体1ρ和2ρ相近似，很小的B E p p -就能
引起很大的液面高差d ，从而提高了测量精度。
[解答] 根据流体静力学规律，()δρρρ-+-++=d d g gd gd P P B E 11211
δρρρg gd P B 112)(+-+=
即δρρρg gd P P B E 112)(+-=-
由图示可知，ad A =δ
d A
a =
∴δ
d A a g
gd P P B E 112)(ρρρ+-=-∴gd A a gd 211ρρ+⎪⎭
⎫
⎝⎛-= 当,A a 〈〈,0≈A
a
gd P P B E )(12ρρ-≈-∴
g
P P d B
E )(12ρρ--≈
∴
故当两种液体的密度相差很近时，很小的B E p p -就能引起很大的液面高差d 。