工程流体力学A第1次作业
东北大学 20年7月考试《工程流体力学》考核作业 答案工程流体力学 A卷 黄永刚
东北大学继续教育学院工程流体力学试卷（作业考核线上2） A 卷（共 3 页）一、判断题（20分，每小题1分）1．流体质点是指宏观上足够小，而微观上又足够大的流体微团。
（对）2．液体的粘性随温度的升高而减小。
（对）3．气体的粘性随温度的升高而增大。
（对）4．牛顿流体的粘性切应力与速度梯度，即角变形速率成正比。
（对）5．流体微元的运动包括：平移、转动和变形。
（对）6．在描述流体运动中欧拉法没有直接给出流体质点的运动轨迹。
（对）7．定常流动，流线与迹线重合。
（对）8．应用伯努利方程解题，两个断面间不一定是缓变流，方程也成立。
（错）9．流体粘性使流体呈现两种不同的流态，就是层流和紊流。
（对）10．雷诺数是表征惯性力与粘性力的比值。
（对）11．静止的流体中各个点的压强值均相等。
（错）12．静止液体的等压面一定是一个水平面。
（错）13．大气层中的压强与密度、温度的变化无关，不受季节、气候等因素的影响。
（错）14．压力体的体积表示一个数学积分，压力体内一定充满流体。
（错）15．理想流体就是不考虑重力影响的流体。
（错）16．不可压缩流体的流动一定是无旋流动。
（错）17．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。
（错）18．如果流场中存在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。
（错）19．速度势函数满足拉普拉斯方程，速度势函数是调和函数。
（对）20．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。
（对）二、单选题（20分，每小题2分）1.气体的粘性作用主要取决于：（ C ）（A ）气体的密度； （B ）气体分子内聚力； （C ）气体分子间的动量交换。
（D ）弹性模量2.作用在流体上的力包括两大类，一类是表面力，另一类是：（C ） （A ）压力；（B ）摩擦阻力；（C ）质量力；（D ）表面张力。
3.平板挡水，面积为A ，形心淹深为h ，水平倾角为B ，该板受静水压力：（ C ） （A ）B ghA sin ρ；（B ）B ghA cos ρ；（C ）ghA ρ；（D ）B ghA tan ρ4.相对压强的起算基准是：（ C ）（A ）绝对真空；（B ）标准大气压；（C ）当地大气压；（D ）液面压强。
工程流体力学习题
工程流体力学习题(D O C)(总22页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-工程流体力学习题第一部分 流体及其物理性质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。
2、 与牛顿内摩擦定律有关的因素是：A 、压强、速度和粘度；B 、流体的粘度、切应力与角变形率；C 、切应力、温度、粘度和速度；D 、压强、粘度和角变形。
3、 在研究流体运动时，按照是否考虑流体的粘性，可将流体分为：A 、牛顿流体及非牛顿流体；B 、可压缩流体与不可压缩流体；C 、均质流体与非均质流体；D 、理想流体与实际流体。
4、 理想液体的特征是：A 、粘度为常数B 、无粘性C 、不可压缩D 、符合RT p ρ=。
5、流体运动黏度υ的国际单位是： A 、m 2/s ； B 、N/m 2； C 、 kg/m ； D 、N·s/m 2。
6、 液体黏度随温度的升高而____，气体黏度随温度的升高而_____。
A 、减小，升高；B 、增大，减小；C 、减小，不变；D 、减小，减小7、 下列说法正确的是：A 、液体不能承受拉力，也不能承受压力B 、液体不能承受拉力，但能承受压力C 、液体能承受拉力，但不能承受压力D 、液体能承受拉力，也能承受压力。
8、 下列流体哪个属牛顿流体：A 、汽油；B 、纸浆；C 、血液；D 、沥青。
9、 液体的黏性主要来自于液体：A 、分子热运动；B 、分子间内聚力；C 、易变形性；D 、抗拒变形的能力。
10、 流体是 一种物质。
A 、不断膨胀直到充满容器的；B 、实际上是不可压缩的；C 、不能承受剪切力的；D 、在任一剪切力的作用下不能保持静止的。
11、 如图所示为压力表校正器。
器内充满压缩系数为βp ＝×10－10 1/Pa 的油液，器内压力为105Pa 时油液的体积为200mL 。
工程流体力学习题及答案1
则
【2.15】设U形管绕通过AB的垂直轴等速旋转，试求当AB管的水银恰好下降到A点时的转速。
解：U形管左边流体质点受质量力为
惯性力为 ，重力为
在 坐标系中，等压面 的方程为
两边积分得
根据题意， 时 故
因此等压面方程为
U形管左端自由液面坐标为
，
代入上式
故
【2.16】在半径为 的空心球形容器内充满密度为ρ的液体。当这个容器以匀角速ω绕垂直轴旋转时，试求球壁上最大压强点的位置。
解：根据阿基米德原理，浮力的大小等于该物体所排开液体的重量，故浮力的大小与液体的密度成正比。（b）
【2.8】静止流场中的压强分布规律：（ ）仅适用于不可压缩流体；（b）仅适用于理想流体；（c）仅适用于粘性流体；（d）既适用于理想流体，也适用于粘性流体。
解：由于静止流场均可作为理想流体，因此其压强分布规律既适用于理想流体，也适用于粘性流体。（d）
解：空气的运动黏度比水大近10倍，但由于水的密度是空气的近800倍，因此水的黏度反而比空气大近50倍，而黏性力除了同流体的黏度有关，还和速度梯度有关，因此它们不能直接比较。（ ）
【1.9】液体的黏性主要来自于液体：（ ）分子热运动；（b）分子间内聚力；（c）易变形性；（d）抗拒变形的能力。
解：液体的黏性主要由分子内聚力决定。（ ）
【2.17】如图所示，底面积为 的方口容器，自重G=40N，静止时装水高度h=0.15m，设容器在荷重W=200N的作用下沿平面滑动，容器底与平面之间的摩擦因数f=0.3，试求保证水不能溢出的容器最小高度。
解：先求容器的加速度
设绳子的张力为
则 （ ）
（ ）
故解得
代入数据得
在容器中建立坐标如图。（原点在水面的中心点）
工程流体力学-第一次习题课
一、填空题 1.当流体的体积流量一定时,流动截面扩大,则流速__________,动 压头___________,静压头___________。 答案：减少， 减少， 增加。 2.孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒______, 变_____；后者是恒_________,变_________。 答案：截面；压差；压差；截面 3.流体在管路中作连续稳态流动时，任意两截面流速与管径的关 系为______________，所以,流速随着管径的减小而________ 。 答案：υ /υ =d 2 /d 2 增大
（2）C点压强p3 ? 2,3间列柏努利方程 p3 ?
2 3
p3 p2 p3 z3 z2 6m 2g g 2 g g g
2 2
(3)当虹吸管伸入B池水中后，管内流量由 两液位差决定。 限制条件： h H 10m
2.某厂如图所示的输液系统将某种料液由敞口高位槽A输送至一 敞口搅拌反应槽B中,输液管为φ38×2.5mm的铜管,已知料液在 管中的流速为u m/s,系统的Σhf=20.6u2/2 [J/kg ],因扩大生 产，须再建一套同样的系统, 所用输液管直径不变，而要求的 输液量须增加30%,问新系统所设的高位槽的液面需要比原系统 增高多少?
【解】∵u1≈0≈u2
p1=p2
（z1 z 2）g
H
f 1 2
u 20.6 u 2.39m / s 2
2
u2 z1 z 2 20.6 z1 15.14m 2g z z1 z1 4.14m
3.如图所示，水以3.78升/秒的流量流经一扩大管段，已知d1＝ 40mm，d2＝80mm，倒U形压差计中水位差R＝170mm， 试求：水流经扩大管段的摩擦损失hf。
流体力学标准化作业答案1
流体力学标准化作业〔二〕——流体静力学本次作业知识点总结1. 流体静压强的特性流体静压强有两个重要特性：〔1〕大小性；〔2〕方向性.2. 流体平衡的一般方程〔1〕流体平衡微分方程〔欧拉平衡微分方程〕101010p X x p Y y p Z z ρρρ⎧∂-=⎪∂⎪⎪∂-=⎨∂⎪⎪∂-=⎪∂⎩〔2〕欧拉平衡微分方程的全微分〔3〕等压面衡微分方程0Xdx Ydy Zdz ++= 或 0B f dl ⋅=等压面是压强相等的空间点构成的面〔平面或曲面〕,有两个重要性质：① 等压面与质量力正交；②等压面与等势面重合,即0dp dU ρ==.3. 重力场中流体静压强的分布规律〔1〕流体静力学基本方程重力场中,液体的位置水头与压强水头之和等于常数如果液面的压强为0p ,则液深h 处的压强为〔2〕绝对压强、相对压强和真空度本书的压强p 一律指绝对压强,单位是2N/m 或Pa .如果p 高于当地大气压a p ,则a p p p '=-称为相对压强,也称为表压强或计示压强.如果p 低于当地大气压a p ,则v a p p p =-称为真空压强,即真空度.4. 静止液体作用在平面上的总压力〔1〕解析法总压力的大小： C C P gh A p A ρ==总压力的方向：总压力的方向垂直于受压的平面总压力的作用点： C D C C J z z z A=+ 〔2〕图算法图算法的步骤是：先绘出压强分布图,总压力的大小等于压强分布图的面积S乘以受压面的宽度b,即总压力的作用线通过压强分布图的形心,作用线与受压面的交点就是总压力的作用点.※压强分布图是在受压面承压的一侧,以一定比例尺的矢量线段表示压强大小和方向的图形,是液体压强分布规律的几何图示.对于通大气的开敞容器,液体的相对压强,沿水深直线分布,只要把上、下两点的压强用线段绘出,中间以直线相连,就得到压强分布图.绘制压强分布图时应注意矢量线段的大小和方向.5. 静止液体作用在曲面上的总压力作用在二维曲面上的静水总压力的计算分成水平方向分力和铅垂方向分力.水平方向的分力：铅垂方向的分力：静水总压力的大小与方向：※压力体是由三种曲面所围成的体积：①受压曲面本身〔压力体的底面〕.②受压曲面相自由液面或兹自由面的延长面上投影形成的投影面〔压力体的顶面〕.③受压曲面的边界向自由液面或其延长面投影时形成的柱面〔压力体的侧面〕.随曲面承压位置的不同,压力体可分为实压力体和虚压力体.当液体和压力体P向下,此时的压力体为实压力体.当液体和压力体在曲面的异侧在曲面的同侧时,zP向上,此时的压力体为虚压力体.正确地识别压力体可以使铅垂方向的总压力时,z的计算得到简化.对于复杂曲面,压力体应分段计算,然后迭加.标准化作业<2>——静力学基本方程一、选择题1.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 .65000PaB .55000PaC .35000PaD .165000Pa2. 流体处于平衡状态的必要条件是〔 〕.A .流体无黏性B .流体粘度大C ．质量力有势D .流体正压.3. 金属测压计的读数为〔 〕.A .绝对压强pB .相对压强p 'C .当地大气压a pD .a p p '-4. 如图1所示,封闭盛水容器壁上装有一U 形水银测压计,若A-A 为水平面,则1、2、3点的压强关系为< >.A .321p p p ==B .321p p p <<C .321p p p >>D .321p p p <>5. 图2所示封闭盛水容器内的水面绝对压强85kPa p =,中间细玻璃管两端开口.试问当既无空气通过细玻璃管进入容器,又无水进入细玻璃管时,玻璃管应伸入水下的深度h =< >m .A .0.85B .1.33C .8.5D .1.5图1 图26. 在平衡液体中质量力恒与等压面< >.A .重合B.平行 C .相交D .正交7.在重力作用下静止液体中,等压面是水平面的条件是< >.A .同一种液体B .相互连通C .不连通D .同一种液体,相互连通8. 圆形水桶盛满液体,顶部与底部用环箍紧,顶箍与底箍所受X 力之比为〔 〕.A .21；B ．1.0；C ．2；D ．3.9. 绝对压强p ,相对压强p ',真空度V p ,当地大气压a p 之间的关系是〔 〕.A .V p p p '=+B .a p p p '=+C .v a p p p =-D .v a p p p '=+10. 图3所示容器内盛有两种不同的液体,密度分别为1ρ,2ρ,则有< >.A .gp z g p z B B A A 11ρρ+=+ B .gp z g p z C C A A 21ρρ+=+ C .gp z g p z D D B B 21ρρ+=+ 图3D ．gp z g p z C C B B 21ρρ+=+ 11.图4容器内盛有两种不同的液体()12ρρ<,则图中测压管内液体高度h =< >.A .21h h +B .21h h 21ρρ+C .21h h +21ρρD .21h h 12ρρ+ 二、填空题 1.相对压强的起算基准是.2.若某盛水封闭容器内液面的绝对压强为kPa 8.58,则水面下m 4处的相对压强 为kPa ,或O m H 2,或个工程大气压.3.均质连续静止液体的等压面为.4. 液体随容器做等角速度旋转时,重力和惯性力的合力总是与液体自由表面.5.图5所示左边开口测压管和右边真空测压管的水柱高度之差约为.三、判断题1. 流体静压强的方向沿着受力面的法线方向.< >2. 测压管通常用于测量小于0.2工程大气压的压强.< >3. 连通管中的任一水平面都是等压面.< >4.当平面水平放置时,压力中心与平面形心重合.< >5. 静止流场中的压强分布规律既适用于理想流体,也适用于黏性流体.< >6.一个工程大气压等于98kPa ,相当于10m 水柱的压强.< >7.静止流体内各点的测压管水头等于常数.< >8.相对压强恒为正值,而绝对压强和真空压强则可正可负.< >9.若x 、y 、z 方向的单位质量力ααsin 0cos a g f f a f z y x --==-=；；,则等压面方程为c z a g x a =++⋅)sin (cos αα.< >10.静止液体自由表面的压强,一定是大气压.< >四、计算题1.图6所示为两点压强差的两种压差计,其中下部为U 形水银压差计,上部为倒U 形管空气压差计,试证明h H ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=1－水水银ρρ.图62.试确定图7所示装置中,A B 两点间的压强差.已知1500mm h =,2200mm h =,3150mm h =,4250mm h =,5400mm h =,酒精图4 图5317848N/m γ=,水银32133400N/m γ=,水339810N/m γ=.图7 3.图8所示水压机的大活塞直径5.0=D m,小活塞直径2.0=d m,25.0=a m,0.1=b m,4.0=h m,试求当外加压力200=P N 时,A 块受力为多少？〔活塞重量不计〕 图8标准化作业<3>——平面壁上的总压力一、选择题1.静止液体作用在平面上的总压力A p F C p =,这里C C gh p ρ=为< >.A.受压面形心处的绝对压强B.受压面形心处的相对压强C.压力中心处的绝对压强D.压力中心处的相对压强2.如图1所示,4个开口盛水容器的底面积A 和盛水高度h 均分别相同,但由于其形状不同,故4个盛水容器所盛水量却各不相同.试问作用在各容器底面上的静水总压力大小关系为< >.A.4p p3p2p1F F F F >>>B.4p p3p2p1F F F F <<<C.4p p3p2p1F F F F >><D.4p p3p2p1F F F F ===图13. 倾斜放置平板的形心淹没深度C h 与静水压力中心D h 的关系为C h 〔 〕D h .A .＞B .＝C .＜D .不确定4. 图2所示的矩形闸门仅在上游受静水压力作用,若该闸门绕中心轴旋转某一角度α,则旋转前后作用在闸门上的静水总压力大小关系为< >.A .后前p p F F <B .后前p p F F =C .后前p p F F > D.后前p p F F ≥5.一铅直矩形闸门如图3所示,已知m 0.11=h ,m 0.22=h ,m 5.1=b ,则作用在闸门上的静水总压力为< >kN .A.78.8B.98.8C.58.8D.68.8图2 图34.垂直放置的矩形平板闸门,闸前水深3m ,静水总压力P 的作用点到水面的距离为〔 〕.A.1.0mB.1.5mC.2.0mD.2.5m二、判断题1.只有作用在规则平面上的静水总压力才等于受压面形心处的压强与受压面面积的乘积.〔 〕2. 作用在壁面上流体静压力的铅值分力z F 等于曲面上方压力体体积的液重.< >3. 当平面水平放置时,压力中心与平面形心重合.< >4 .连通管中的任一水平面都是等压面.< >5.压力中心不一定在形心之下.< >三、绘出图4所示AB 壁面上的相对压强分布图.图4四、计算题1. 有一倾斜矩形闸门如图5,其宽度m 2=b ,倾斜角60=α,铰链中心A 位于水面以上m 1=h ,水深m 3=H .设闸门自重N 10196.05⨯=G ,求闸门开启时所需铅垂向上的拉力T.图5 2. 图6所示矩形平板闸门AB,一侧挡水,已知长m 2=l ,宽m 1=b ,形心点水深m 2=C h ,倾角 45=α,闸门上缘A 处设有转轴,忽略闸门自重与门轴摩擦力,试求开启闸门所需拉力T.图63. 如图7所示,矩形闸门AB 宽m 1=b ,左侧油深m 11=h ,水深m 22=h ,油的比重为0.795,闸门倾角60=α,试求闸门上的液体总压力与作用点的位置.图7 4. 图8所示表示一个两边都承受水压的矩形水闸,如果两边的水深分别为12m h =、m 42=h ,试求每米宽度水闸上所承受的净水总压力与作用点的位置.图85. 图9所示矩形闸门已知a 与h ,求证1415H a h >+时,闸门可自动打开. 图9 6. 绕铰链轴D 转动的自动开启水闸如图10所示,挡水位超过2m H =时,闸门自动开启.若闸门另一侧的水位0.4m h =,角60α=,试求铰链的位置x .图10标准化作业<4>——曲面壁总压力一、选择题1. 图1所示MN 曲面上的静水总压力图为< >.图12.图2所示MN 曲面上的静水总压力图为< >.图24. 图3所示一圆柱体,其左半部在静水作用下受到浮力pz F ,则圆柱体在该浮力作用下将< >.A.匀速转动B.加速转动C.减速转动D.固定不动3.图4所示一圆柱体,其直径m 2=d ,左侧水深m 21=h ,右侧水深m 12=h ,,则该圆柱体单位长度上所受到的静水总压力的水平分力和铅垂分力为< >.A.)(kN 09.23),(kN 7.14↑=←=pz px F FB.)(kN 09.23),(kN 7.14↓=→=pz px F FC.)(kN 09.23),(kN 7.14↓=←=pz px F FD.)(kN 09.23),(kN 7.14↑=→=pz px F F4. 图5所示一充满水的球形容器,球顶点处的压强等于当地大气压,如过球心的水平面将其剖分,则作用在上下半球面上的静水总压力之比＝下上p p F F < >.A.1/5B.2/5C.3/5D.4/5图4 图55.浮体稳定平衡的条件为< >.A .定倾半径小于偏心距B .定倾半径等于偏心距C .定倾半径大于偏心距D .重力小于浮力三、判断题1. 当压力体与液体在曲面的一侧时,此压力体为虚压力体.ⅹ2. 实压力体,z F 的方向向上.3. 压力体内至少部分有液体.ⅹ4. 作用在潜体或浮体上的浮力或者说物体在液体中所减轻的重力等于它所排开的同体积的液重.√四、试绘出图6中各曲面的压力体.图6五、计算题1.一弧形闸门如图7,宽2m ,圆心角30=α,半径m 3=R ,闸门转轴于水面齐平,求作用在闸门上的静水总压力的大小与方向.图7 2.如图8所示的容器,壁面上有两个半球形的盖子.已知m 5.0=d ,m 5.11=h ,m 22=h .求水作用于每个球形盖子上的液体总压力.图83. 如图9所示一圆柱形闸门,直径4=d m,长度10=L m,上游水深41=H m,下游水深22=H m,求作用于闸门上的静水总压力.图94. 挡水建筑物一侧挡水,如图10该建筑物为二向曲面〔柱面〕,2z ax =,a 为常数,试求单位宽度曲面上静水总压力的水平分力x P 和铅垂分力z P .图10。
工程流体力学基础作业答案(完整资料).doc
【最新整理，下载后即可编辑】工程流体力学基础作业1-9 已知椎体高为H ，锥顶角为α2，锥体与锥腔之间的间隙为δ，间隙内润滑油的动力黏度为μ，锥体在锥腔内以ω的角速度旋转，试求旋转所需力矩M 的表达式。
解：以锥顶为原点，建立向上的坐标zδμτv=αωωtan z r v ==4cos tan 2d cos tan 2d tan cos tan 2d cos 24303302202H z z z z z zr M H H Hααδωπμαδαπμωδαωμααπταπ====⎰⎰⎰1-10 已知动力润滑轴承内轴的直径2.0=D m ，轴承宽度3.0=b m ，间隙8.0=δmm ，间隙内润滑油的动力黏度245.0=μPa ·s ，消耗的功率7.50=P kW ，试求轴的转速n 为多少？解：力矩ωδμππδωμτ422223b D D Db D D A D F T =••===角速度 ωμπδω143b D PTP==μπδωb D P34=转速 283042602603===μπδπωπb D P n r/min2-10 如果两容器的压强差很大，超过一个U 形管的测压计的量程，此时可以将两个或两个以上的U 形管串联起来进行测量。
若已知601=h cm ，512=h cm ，油的密度8301=ρkg/m 3，水银的密度136002=ρkg/m 3。
试求A 、B 两点的压强差为多少？解：A 1A 1gh p p ρ+=1212gh p p ρ-=C 123gh p p ρ+= 2234gh p p ρ-=()2B 14h h g p p B --=ρ C 1B A h h h h -=-()2B 122C 112A 1A B h h g gh gh gh gh p p ---+-+=ρρρρρ()()()()()()kPa006.1392112211212212C A 2B 1B A =+-=+-+=++---=-h h g h h g h h g h h g h h h h g p p ρρρρρρ2-22 一矩形闸门AB 可绕其顶端A 点旋转，由固定在G 点的重物控制闸门的开闭。
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。
工程流体力学教学课件ppt作者闻建龙工程流体力学习题+答案（部分）
工程流体力学教学课件ppt作者闻建龙工程流体力学习题+答案（部分）闻建龙主编的《工程流体力学》习题参考答案第一章绪论1-1 物质是按什么原则分为固体和液体两大类的？解：从物质受力和运动的特性将物质分成两大类：不能抵抗切向力，在切向力作用下可以无限的变形（流动），这类物质称为流体。
如空气、水等。
而在同等条件下，固体则产生有限的变形。
因此，可以说：流体不管是液体还是气体，在无论多么小的剪应力（切向）作用下都能发生连续不断的变形。
与此相反，固体的变形与作用的应力成比例，经一段时间变形后将达到平衡，而不会无限增加。
1-2 何谓连续介质假设？引入连续介质模型的目的是什么？在解决流动问题时，应用连续介质模型的条件是什么？解：1753年，欧拉首次采用连续介质作为流体宏观流动模型，即不考虑流体分子的存在，把真实的流体看成是由无限多流体质点组成的稠密而无间隙的连续介质，甚至在流体与固体边壁距离接近零的极限情况也认为如此，这个假设叫流体连续介质假设或稠密性假设。
流体连续性假设是流体力学中第一个根本性假设，将真实流体看成为连续介质，意味着流体的一切宏观物理量，如密度、压力、速度等，都可看成时间和空间位置的连续函数，使我们有可能用数学分析来讨论和解决流体力学问题。
在一些特定情况下，连续介质假设是不成立的，例如：航天器在高空稀薄气体中飞行，超声速气流中激波前后，血液在微血管（1μm）内的流动。
1-3 底面积为25.1m 的薄板在液面上水平移动（图1-3），其移动速度为s m 16，液层厚度为mm 4，当液体分别为C 020的水和C 020时密度为3856m kg 的原油时，移动平板所需的力各为多大？题1-3图解：20℃ 水：s Pa ??=-3101μ20℃，3/856m kg =ρ，原油：s Pa ??='-3102.7μ水： 233/410416101m N u=??=?=--δμτ N A F 65.14=?=?=τ油： 233/8.2810416102.7m N u =??=?'=--δμτ N A F 2.435.18.28=?=?=τ1-4 在相距mm 40=δ的两平行平板间充满动力粘度s Pa ?=7.0μ液体（图1-4），液体中有一边长为mm a 60=的正方形薄板以s m u 15=的速度水平移动，由于粘性带动液体运动，假设沿垂直方向速度大小的分布规律是直线。
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网络教育《工程流体力学》课程作业第1章 绪论一、 单项选择题1.理想流体是指忽略（ C ）的流体。
A.密度B.密度变化C.黏度D.黏度变化2.不可压缩流体是指忽略（ B ）的流体。
A.密度B.密度变化C.黏度D.黏度变化3.下列各组流体中，属于牛顿流体的是（ A ）。
A.水、汽油、酒精B.水、新拌砼、新拌建筑砂浆C.泥石流、泥浆、血浆D.水、水石流、天然气4.下列各组力中，属于质量力的是（ C ）。
A.压力、摩擦力B.重力、压力C.重力、惯性力D.黏性力、重力5.在工程流体力学中，单位质量力是指作用在单位（ C ）上的质量力。
A ．面积B ．体积C ．质量D ．重量二、 多项选择题1.下列关于流体黏性的说法中，正确的是（ ABCDE ）。
A.黏性是流体的固有属性B.流体的黏性具有传递运动和阻碍运动的双重性C.黏性是运动流体产生机械能损失的根源D.液体的黏性随着温度的升高而减小E ．气体的黏性随着温度的升高而增大2. 牛顿内摩擦定律dyd u μτ=中的（ BDE ）。
A. μ为流体的运动黏度 B. μ为流体的动力黏度 C. dy d u 为运动流体的剪切变形 D. dyd u 为运动流体的剪切变形速率 E.dyd u 为运动流体的流速梯度 三、 判断题单位质量力是指作用在单位体积流体上的质量力。
（ × ）四、 简答题简述流体的形态特征和力学特征。
形态特征：流体随容器而方圆，没有固定的形状。
力学特征：流体主要承受压力，静止流体不能承受拉力和剪力。
五、 计算题1. 某流体的温度从0℃增加至20℃时，其运动黏度ν增加了15%，密度ρ减小了10%，试求其动力黏度μ将增加多少（百分数）？【解】设0℃时，流体的动力黏度、运动黏度、密度分别为μνρ、、；20℃时，各物理量将均产生一增量，即分别为μμννρρ+∆+∆+∆、、。
联立(μρνμμρρνν=⎧⎨+∆=+∆+∆⎩（）） 得 1(11μρνμρν∆∆∆=++-（）） 将10%,15%ρνρν∆∆=-=代入上式，得110%(115%1 3.5%μμ∆=-+-=（））2. 若某流体的动力粘度μ=0.1N.s/m 2,粘性切应力5.3=τN/m 2，试求该流体的流速梯度 d d uy 。
【解】由牛顿内摩擦定律d d u yτμ=，得 d 3.535/s d 0.1u y τμ===第2章 流体静力学一、单项选择题1．金属压力表的读数为（ B ）A.绝对压强p 'B.相对压强pC.真空压强v pD.当地大气压a p2. 重力作用下的流体静压强微分方程为=p d （ A ）A. d g z ρ-B. d g z ρC. /d g z ρ-（）D./d g z ρ（）3. 静止液体作用在曲面上的静水总压力的水平分力x c x c x P p A h A γ==，式中的（ D ）A. c p 为受压面形心处的绝对压强B. c p 为压力中心处的相对压强C. x A 为受压曲面的面积D. x A 为受压曲面在铅垂面上的投影面积4. 重力作用下的流体静力学基本方程为p z γ+=（ A ） A. C B. )(x C C. )(y C D. ),(y x C5.有一倾斜放置的平面闸门，如图所示。
当上下游水位都上升1m 时（虚线位置），闸门上的静水总压力 ( A )。
A. 变大B. 变小C. 不变D. 无法确定6. p 'p v p 及当地大气压强ap 之间的关系是（ A ）A. a p p p '=+B. a p p p '=-C. v a p p p '=+D.v p p '= 7.下列关于压力体的说法中，正确的是（ A ）A. 当压力体和液体在曲面的同侧时，为实压力体，↓z PB. 当压力体和液体在曲面的同侧时，为虚压力体，↑z PC. 当压力体和液体在曲面的异侧时，为实压力体，↑z PD. 当压力体和液体在曲面的异侧时，为虚压力体，↓z P8. 如图所示圆柱体，其左半部在静水作用下受到浮力z P ，则圆柱体在该浮力作用下将（ D ）。
A. 匀速转动B. 加速转动C. 减速转动D. 固定不动二、多项选择题 1. 1个工程大气压=（ ABC ）。
A. 98kPaB. 10mH 2OC. 1.0kgf/cm 2D.101.3kN/m 2 E. 760mmHg2.下列关于流体压强的说法中，正确的有（ ABE ）。
A.绝对压强不能为负B.相对压强可正可负C.相对压强只能为正D.真空压强可正可负E.真空压强不能为负3.如图所示形状各异的盛水容器的底面积和水深均相等，但盛水量各不相同，则作用在容器底面的静水总压力相等的有（ABCDE ）。
4.图示ab曲面的压力体图中，不正确的有（ABCD ）。
三、判断题静止流体的法向应力等于零。
（×）四、简答题简述静止流体中的应力特征。
特征1：方向性，即静止流体的应力方向垂直指向作用面。
特征2：大小性，即静止流体内任一点的应力大小与作用方位无关，只与改点的空间坐标有关，(,,)=。
p p x y z五、计算分析题Pa，金1.一封闭水箱如图所示，已知金属测压计读数4900p=表属测压计中心和容器内液面分别比A点高0.5m和1.5m，试求液面的绝对压强p'和相对压强0p。
【解题要点】由0 1.50.5A p p p γγ=+=+表得水箱液面的相对压强00.5 1.549000.5 1.598004900Pa p p γ=+-=+-⨯=-表（）（）绝对压强 0049009800093100Pa a p p p '=+=-+=或93.1kPa2.如图所示为测量容器中A 点压强的真空计。
已知1.0m,2.0m z h ==，试求A 点的真空压强v p 及真空度v h 。
【解题要点】真空计的测压管中压缩空气内压强变化可忽略不计。
由题意A a p z p h γγ'-=-得A 点真空压强 ()9800(21)9800Pa v a A p p p h z γ'=-=-=⨯-=及真空度 298001mH O 9800vv p h γ===3. 如图所示绕铰链C 转动的自动开启式矩形平板闸门。
已知闸门倾角为060=θ，宽度为5m b =，闸门两侧水深分别为4mH =和2m h =，为避免闸门自动 开启，试求转轴C 至闸门下端B 的距离x 。
【解题要点】为避免闸门自动打开，由理论力学知必有关系)sin 3()sin 3(θθh x P H x P -≥-右左 式中 2221,21bh P bH P γγ==右左 故 3333222242 1.796m 3()sin 3(42)sin 60H h x H h θ--≥==--︒4.利用检查井作闭水试验检验管径1200mm d =的市政排水管道施工质量。
已知排水管堵头形心高程为256.34m ，检查井中水面高程为259.04m ，试求堵头所受的静水总压力大小。
【解题要点】排水管堵头形心处的相对压强9800(259.04256.34)26460Pa c c p h γ==⨯-=堵头所受的静水总压力226460 1.229926N 29.93kN 4c P p A π==⨯⨯=≈5．试绘制图中AB 壁面上的压力体。
（a ） (b)(c)【解】图（a ）为实压力体图(b)为虚压力体图（c ）为虚压力体6. 如图所示盛水（重度为γ）容器由半径为R 的两个半球用N 个螺栓连接而成，已知测压管水位高出球顶H ，试求每个螺栓所受的拉力F 。
压力体图【解题要点】取上半球为隔离体，由0=∑z F ，得NP T z = 式中z P 为静止液体作用在上半球面上的总压力的铅垂分力，由上半球面的压力体计算得2(/3)z P P V R H R γγπ==+故每个螺栓所受的拉力为 2(/3)R H R T N γπ+=第3章 流体动力学理论基础一、单项选择题1.在恒定流中，流线与迹线在几何上（ D ）。
A.相交B. 正交C. 平行D.重合2.均匀流过流断面上各点的（ B ）等于常数。
A.p B. g p z ρ+ C. g u g p 22+ρ D. g u g p z 22++ρ3.已知突然扩大管道突扩前后管段的管径之比5.021=d d ，则突扩前后断面平均流速之比=21v v （ A ）。
A. 4 B. 2 C. 1D. 0.54.皮托管测量测量（ A ）仪器。
A.点流速B.点压强C.断面平均流速D.流量5.文丘里管是测量（ D ）的仪器。
A.点流速B.点压强C.断面平均流速D.流量6.关于水流流向的正确说法是（ D ）。
A.水一定是从高处向低处流B.水一定是从流速大处向流速小处流C.水一定是从压强大处向压强小处流D.水一定是从机械能大处向机械能小处流7.流速水头的表达式为（ B ）A.ρ22vB.22v gC.22gvD.22v g ρ 8.应用恒定总流的动量方程2211Q v v F ρββ∑r r r （-）=解题时，F ∑r 中不应包括（ A ）。
A. 惯性力B.压力C.摩擦力D. 重力二、简答题何谓渐变流？恒定渐变流过流断面上具有哪两个重要特性？ 答案要点：渐变流是指各流线接近于平行直线的流动渐变流过流断面近似为平面恒定渐变流过流断面上流体动压强近似地按静压强分布，即同一过流断面上z+p/γ=常数三、计算分析题1.某供水系统如图所示，已知圆筒水箱直径1000D =mm ，水管直径100d =mm,若某时刻测得水管中断面平均流速22.0v =m/s ，试求该时刻水箱中水面下降的速度1v 。
【解题要点】据连续性方程221244D v d v ππ=得22120.1()() 2.00.02m/s 1.0d v v D ==⨯=2.某输水管路的过渡段如图所示。
已知管径200mm,400mm A B d d ==，相对压强98kPa,49kPa A B p p ==，断面平均流速1.0B v =m/s ，A 、B 两点高差 1.0z ∆=m 。
试判明管内水流流向，并计算管路过渡段的水头损失w h 。
【解题要点】据连续性方程2244A AB B d v d v ππ=得 220.4()() 1.0 4.0m/s 0.2B A B Ad v v d ==⨯=取0-0基准面，则A 、B 两断面的机械能分别为222298000 1.040010.82m2980029.849000 1.0 1.01.0 6.05m 2980029.8AA AA BB BB p v E g p vE z gαγαγ⨯=++=++=⨯⨯=∆++=++=⨯因A B E E >，故知水流流向为A →B 。
管路过渡段的水头损失由伯努利方程22022AA ABB Bw p v p v z h ggααγγ++=∆+++得 22(0)()10.82 6.05 4.77m 22AA ABB Bw p v p v h z ggααγγ=++-∆++=-=3. 如图所示水流流经等径直角弯管。