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2
5.1m 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 0
20
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 ??=-3
10
1μ
20℃，3
/856m kg =ρ， 原油：s Pa ??='-3
102.7μ
水：
2
3
3
/410416101m N u
=??=?
=--δμτ 油： 23
3
/8.2810
416102.7m N u =??=?'=--δμτ 1-4 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。
1）当mm h 10=时，求薄板运动的液体阻力。
2）如果h 可改变，h 为多大时，薄板的阻力最小？并计算其最小阻力值。
题1-4图
解：1)
2
3
/35010)1040(157.0m N h u =?-?=-?
=-δμτ上
2) h
h u h h h h u h u h u )()()(-?=--+?=+-+δδ
μδδμδμτττ）（
＝＝下上 要使τ最小，则分母最大，所以：
02][])[(2=-='-='-h h h h h δδδ， 2
δ
=
h
1-5 直径mm d
400=，长m l 2000=输水管作水压试验，管内水的压强加至Pa 6105.7?时封闭，经
h 1后由于泄漏压强降至Pa 6100.7?，不计水管变形，水的压缩率为19105.0--?Pa ，求水的泄漏量。
解：dp
dV
V 1-
=κ
19105.0--?=Pa κ， 26/105.0m N dp ?-=， 3225120200044
1m V =?=π
1-6 一种油的密度为3
851m kg ，运动粘度为s m 26
1039.3-?，求此油的动力粘度。
解：s Pa ??=??==
--361088.21039.3851ρυμ
1-7 存放3
4m 液体的储液罐，当压强增加MPa 5.0时，液体体积减少L 1，求该液体的体积模量。
解：196
3
105.010
5.0101411----?=???=-=Pa dp dV V κ 1-8 压缩机向气罐充气，绝对压强从MPa 1.0升到MPa
6.0，温度从C 0
20升到C 0
78，求空气体积缩小百分数为多少。 解：MRT pV =
111MRT V p =，222MRT V p =
)20273(101.016+=?MR V ，)78273(106.026+=?MR V MR V 311093.2-?=，MR V 3210585.0-?=
第二章 流体静力学
2-1 如图所示为一复式水银测压计，用来测水箱中的表面压强0p 。试求：根据图中读数（单位为m ）计算水箱中的表面绝对压强和相对压强。
题2-1图
解：加0-0，1-1，2-2三个辅助平面为等压面。
表压强：
绝对压强（大气压强Pa p a 101325=）
2-2 如图所示，压差计中水银柱高差m h 36.0=?，A 、B 两容器盛水，位置高差m z
1=?，试求A 、
B 容器中心压强差B A p p -。
题2-2图
解：作辅助等压面0-0，1-1。
2-3 如图2-45所示，一开口测压管与一封闭盛水容器相通，若测压管中的水柱高出容器液面m h 2=，求容器液面上的压强。
题2-3图
解：Pa gh p 19620298100=?==ρ 米水柱2/0=g p ρ
2-4 如图所示，在盛有油和水的圆柱形容器的盖上加荷重
N F 5788=。已知：cm h 301=，
cm h 502=，m d 4.0=，3800m kg =油ρ。求U 形测压管中水银柱高度H 。
题2-4图
解：油表面上压强：
列等压面0-0的方程：
2-5 如图所示，试根据水银测压计的读数，求水管
A 内的真空度及绝对压强。已知：m h 25.01=，
m h 61.12=，m h 13=。
题2-5图
解：a A p h h g h h g p =-+--)()(3212汞水ρρ
2-6 如图所示，直径m D 2.0=，高度m H
1.0=的圆柱形容器，装水32容量后，绕其垂直轴旋转。
1）试求自由液面到达顶部边缘时的转速1n ；2）试求自由液面到达底部中心时的转速2n 。
题2-6图
解：（1）4
222
22
2D g g
R H ?=
=
?ωω
由旋转抛物体体积＝相应柱体体积的一半
又 H g D H x H 31163122+=
+=?ω H g D D g 3
1
16422222+=?ωω （2）???????'+?'-=?=''）（）（2 21])2([41324
11 222222
2H R H R D H D H g
R πππω
原体积 抛物体外柱体 抛物体
式（2） 代入（1）
H D g =?'6
22
2ω
2-7如图所示离心分离器，已知：半径cm R 15=，高cm H 50=，充水深度cm h 30=，若容器绕z 轴
以等角速度ω旋转，试求：容器以多大极限转速旋转时，才不致使水从容器中溢出。
题2-7图
解：超高 g
R H 22
2ω=
?
由：原体积＝旋转后的柱体体积+抛物体体积 由g
R H 22
2ω=
?得
空的体积＝)(2
h H R ?-π
空的旋转后体积＝有水的旋转抛物体体积＝g
R R 2212
22ωπ
2-18 如图所示，一盛有液体的容器以等加速度a 沿x 轴向运动，容器内的液体被带动也具有相同的加速度a ，液体处于相对平衡状态，坐标系建在容器上。液体的单位质量力为
a f x -=，0=y f ，g f z -=
求此情况下的等压面方程和压强分布规律。
题2-8图
1）等压面方程 2）压强分布规律 又
00
p p
z x ===，0p c =
2-19 如图所示矩形闸门AB 宽m b 3=，门重N G 9800=，060=α，m h 11=，m h 73.12=。试
求：
1）下游无水时的启门力T 。
2）下游有水时，即223h h =时的启门力T 。
题2-9图
解：1）2/21h h h c +=
对转轴
A 求矩可得T ：
2）下游水压力P '
作用点：离下底29.03
2
/73.13/3
==
h （垂直距离） 离A ：m h 66.160sin /29.060sin /2=?-? 对A 求矩得T '
2-10 如图2-52所示为一溢流坝上的弧形闸门。已知：m R 10=，门宽m b 8=，0
30=α。试求：作用在该弧形闸门上的静水总压力。
题2-10图
解：x c x A gh P ρ=
5.6==c c h y ,240m b H A x =?=,335812
1
121??==
bH I cx =83.3 求z P ：
3.02550600
774990
===
x z P P tg θ，?=9.16θ 2-11 绕轴O 转动的自动开启式水闸，当水位超过m H 2=时，闸门自动开启。若闸门另一侧的水位
m h 4.0=，角060=α，试求铰链的位置x 。
题2-21图
解：b H
H g
A gh P c ?==α
ρρsin 211
1 （取1=b ）
第三章 流体运动学基础
3-1 已知不可压缩流体平面流动的流速场为y xt v x 2+=，yt xt v y
-=2，试求在时刻s t 1=时点
()2 ,1A 处流体质点的加速度。
解：y
v
v x v v t v a x y x x x x ??+??+??=
将2 ,1 ,1===y x t 代入得：4=x a ，6=y a
3-2 用欧拉观点写出下列各情况下密度变化率的数学表达式： 1）均质流体；2）不可压缩均质流体；3）定常运动。 解：1）均质流体 2）不可压缩均质流体
0=dt
d ρ
，
0=??=??=??z y x ρρρ，即c =ρ 3）定常流动
2-3 已知平面不可压缩流体的流速分量为
y v x -=1，t v y =
试求：1）0=t
时过()0 ,0点的迹线方程。2）1=t 时过()0 ,0点的流线方程。
解：1）???????=-=t dt
dy y dt
dx
1
??
?
??+=+-=22
1
21)1(C t y C t y x 将0=t
时0,0==y x 代入得021==C C ，将二式中的t 消去为：
0)1(222=--y y x ， 0242232=-+-y y y x
2）
y x v dy v dx =， t
dy y dx =-1， dy y tdx )1(-= 积分得
C y y tx +-
=2
2
1 将0,0,1===y x t 代入0=C ，得1=t 时的流线为：
3-4 如图所示的一不可压缩流体通过圆管的流动，体积流量为q ，流动是定常的。 1）假定截面1、2和3上的速度是均匀分布的，在三个截面处圆管的直径分别为A 、B 、C ，求三个截面
上的速度。2）当s m
q 3
4.0=，m A 4.0=，m B 2.0=，m C 6.0=时计算速度值。3）若截面1处的流量
m q 34.0=，但密度按以下规律变化，即126.0ρρ=，132.1ρρ=，求三个截面上的速度值。
题3-4图
解：1）
2141A q
v π=
，22
41B q
v π=
，2
3
41C q
v π=
2） s m v /18.34.0414.021==π，s m v /74.122.0414.022==π，s m v /41.16.04
14
.023==π
3） s m v /18.31=，
11114.0ρρ=A v
222111A v A v ρρ= 即 22112.041
6.04.0πρρ?=v
333111A v A v ρρ= 即 23116.04
1
2.14.0πρρ?=v
3-5 二维、定常不可压缩流动，x 方向的速度分量为1cosh +=-y e
v x
x ，求y 方向的速度分量y v ，设
0=y 时，0=y v 。
解：二维、定常不可压的连续性方程为：
hy e x
v x x
cos -=??， hy e y v x y cos =?? 00
==y y
v ， 0=C
3-6 试证下述不可压缩流体的运动是可能存在的： 1）y x v x +=2
2，z y v y +=22，()xy z y x v z ++-=4
2）()
2
2
2
2y x
xyz
v x
+-
=，()()
2
22
22y x
z
y x
v y
+-=， 2
2y
x y
v z +=
3）yzt v x =，xzt v y =，xyt v z = 解：不可压缩流体的连续性方程为：
0=??+??+??z
v y v x v z
y x （1） 1）
x x v x 4=??，y y v y 4=??，y x z
v
z 44--=?? 代入（1）中满足。 2）()
()()
(
)
()
(
)
4222
222
22422222
22822222y
x y x yz x y x yz y x x y x xyz y x yz x v x ++-+-
=+?+?-+-=??， ()()
00
022222=+?-+?=??y x y y x z v z 代入（1）中满足。
3）
0=??x v x ，0=??y v y ，0=??z
v
z 代入（1）中满足。 3-7 已知圆管层流运动的流速分布为
()[]222
04z y r l
gh v f x +-=
μρ，0=y v ，0=z v 试分析流体微团的运动形式。
解：线变形：0=xx ε，0=yy ε，0=zz ε
纯剪切角变形： 旋转角速度：
3-8 下列两个流场的速度分布是： 1）Cy v x -=，Cx v y =，0=z v 2）22y x Cx v x +=
，2
2y
x Cy
v y +=，0=z v 试求旋转角速度（C 为常数）。 解：1）0=x ω，0=y ω，()c c c z
=--=
)(2
1
ω 2）0=x ω，0=y ω，()()
0202021222222=???
? ??+?--+?-=y x y cx y x x cy z ω 2-9 气体在等截面管中作等温流动。试证明密度ρ与速度v 之间有关系式
x 轴为管轴线方向，不计质量力。
解：1）假设所研究的气体为完全气体，符合RT p ρ=
2）等截面一维流动，符合0=??x
v 由连续性方程：
0)(=??+??x
v t ρρ （1） 得
0=??+??x
v t ρρ （2） 对（2）求t 的偏导数：
0222=???+????+??t x v x
t v t ρρρ （3）
对x 的偏导数：
0222=??+???x v x t ρρ 即 022
22=??+???x
v x t v ρρ （4） 由完全气体的一维运动方程：
x
p
x v v t v ??-=??+??ρ1 （5） 转化为： t v x v v t v x p ??-=??-??-=??ρρ （0=??x
v
） 对x 求导：
t v x x t v t v x x p ????-=???-????-=??ρρρ222 （0=??x
v
） （6）
题目中： ()[]()
x
t v x v p v x RT v x ????-??=+??=+??ρρρρ2
2222222 （7） 对比（3）和（4）发现（加上（7））
()[]
ρρRT v x
t +??=??222
2
2 得证。 第四章 流体动力学基础
3-1 不可压缩理想流体作圆周运动，当a r ≤时，速度分量为y v x ω-=，x v y ω=，0=z v 当a
r >时，速度分量为22
r y a v x
ω-=，2
2r
x a v y ω=，0=z v 式中， 222y x r +=，设无穷远处的压强为∞p ，不计质量力。试求压强分布规律，并讨论。
解：a r ≤时，y v x ω-=，x v y ω=，质点做等ω的旋转运动。 对二元流动，略去质量力的欧拉微分方程为：
???
????
??-=??+????-=??+??y
p
y v v x v v x
p
y v v x v v y y y x x y x x ρρ11 （1）
由速度分布得：
0=??x
v x
，
ω-=??y v x ，ω=??x v y ，0=??y v y 于是欧拉方程（1）成为：
上二式分别乘以dy dx ,，相加积分得：
c v c r c y x p +=
+=
++=
2
2
)(2
2
2
22
22
ρρωρω （2）
在涡核边界上0v v =，则 c v p +=
2
2
0ρ （3）
积分常数 2
20
0v p c ρ-
= （4）
于是旋涡中任一点的压强为［（4）代入（2）］：
a r >时
当a r >时，是无旋流动，由拉格朗日积分 c v p =+
2
2
ρ
当∞→r ，0=∞v ，∞=p p ，得∞=p c 。于是 2
2
v p p ρ-
=∞
涡核边界 2
20
0v p p ρ-
=∞
3-2 一通风机，如图所示，吸风量s m
q 3
35.4=，吸风管直径m d 3.0=，空气的密度
329.1m kg =ρ。试求：该通风机进口处的真空度V p （不计损失）。
题3-2图
解：1-1断面处： v v gh p 水ρ=
列0-0，1-1，B 、E
21z z =，01=p ，s m d q v /57.613.04
1
35.44
1222=?=
=
ππ，01=v
23.19381.9257.61222
22-=?-=-=g v g p ρ，2
222
1v p ρ-= Pa p 24458.929.123.1932-=??-= （真空度）
3-3 如图所示，有一管路，
A 、
B 两点的高差m z 1=?，点A 处直径m d A 25.0=，压强
Pa p A 41084.7?=，点B 处直径m d B 5.0=，压强Pa p B 4109.4?=，断面平均流速s m v B 2.1=。试
求：断面平均流速A v 和管中水流方向。
题3-3图
解：s m d v Q B B
/235.05.04
12.141322=??=??=ππ
水流方向B A →。
3-4 图所示为水泵吸水管装置，已知：管径m d
25.0=，水泵进口处的真空度Pa p V 4104?=，底阀的
局部水头损失为g v 282，水泵进口以前的沿程水头损失为g v 22.02，弯管中局部水头损失为g
v 23.02
。试求：
1）水泵的流量q ；2）管中1-1断面处的相对压强。
题3-4图
解：（1） 列水面，进口的B.E
?h g v g p z g v g p z w +++=++222
2
22221111αραρ (1)
g
v ?g v g v g v h w 25.823.022.0282
2
222222=++= (2)
(2)代入（1）
2
248.004.10v +-=， s m v /5.12=
(2) 列水面0-0,1-1处B.E 3-5 一虹吸管，已知：m a 8.1=，m b 6.3=，由水池引水至C 端流入大气。若不计损失，设大气压的
压强水头为m 10。求：
1）管中流速及B 点的绝对压强。
2）若B 点绝对压强的压强水头下降到m 24.0以下时，将发生汽化，设C 端保持不动，问欲不发生汽化，
a 不能超过多少？
题3-5图
解：1) 列水面A ，出口C 的B.E
列水面A ，顶点B 处的B.E
Pa p 52938-= (相对压强)
Pa p 48387=绝 (绝对压强，Pa p a 101325=)
2）列水面A ，顶点B 处的B.E
3-6 图为射流泵装置简图，利用喷嘴处的高速水流产生真空，从而将容器中流体吸入泵内，再与射流一起流至下游。若要求在喷嘴处产生真空压强水头为m 5.2，已知：m H 5.12=、mm d 501=、mm d 702=。求上游液面高?1=H （不计损失）
题3-6图
解：不计损失，不计抽吸后的流量增加（即抽吸开始时）
列0-0，2-2断面的B.E
g
v H 222
1=， 122gH v =
2211A v A v = ， 121
22
12gH d d v = (1)
列0-0，1-1的B.E
当m 41.1H 1＝
时，射流泵开始抽吸液体，其工作条件（不计损失）为m 41.1H 1>。 3-7 如图所示，敞口水池中的水沿一截面变化的管路排出的质量流量s kg q m 14=，若mm d 1001=、
mm d 752=、mm d 503=， 不计损失，求所需的水头H ，以及第二管段M 点的压强，并绘制压强水头
线。
题3-7图
解：s kg q m /14=
化成体积流量：
s m q /014.01000
14
3==
s m d q v /78.11.04
1014.0412211=?==ππ，s m v /17.32=， s m v /13.73=
列0-0，3-3的B.E 列0-0，M 处的B.E
3-8 如图所示，虹吸管直径cm d 101=，管路末端喷嘴直径cm d 52=，m a 3=，m b 5.4=。管中充
满水流并由喷嘴射入大气，忽略摩擦，试求1、2、3、4点的表压强。
题3-8图
解：列0-0，出口2'-2'的B.E
g
v b 222
'=， s m gb v /4.95.481.9222
=??==' 列0-0，1的B.E
g v g p 2021+=ρ， s m d v d v /35.210
4.952
2212
2
2=?='= 同理Pa p p 3.276113-== 列0-0，2的B.E
g v g p a 2022++=ρ ， s m d v d v /35.210
4
.952
2212
22=?='= 列0-0，4的B.E
kPa p 76.21-=，kPa p 2.322-=，kPa p 76.23-=，kPa p 4.411=
3-9 如图所示，一射流在平面上以s m v 5=的速度冲击一斜置平板，射流与平板之间夹角0
60=α，射
流断面积2
008.0m A =，不计水流与平板之间的摩擦力。试求：
1）垂直于平板的射流作用力。 2）流量1q 与2q 之比。
题3-9图
解：()x x x v v Q F 1122ββρ-=∑
对本题就写为：（0.1=β）
?--=60cos 02211Qv v q v q （1）
列入口，出口1；入口，出口2的B.E ，可得v v v ==21，（1）式成为： 解得：Q q 431
=
，Q q 4
1
2=，1/3/21=q q 3-10 如图所示，水流经一水平弯管流入大气，已知：mm d 1001=，mm d 752=，s m v 232=，水的密度为3
1000m kg 。求弯管上受到的力。（不计水头损失，不计重力）
题3-10图
解：（1） 列1-1，出口2-2的B.E
?g
v g p z g v g p z 222
2
222111++=++ρρ (1)
21z z =，?1=p ，02=p ，s m v /232=
s m A v Q /10.0075.041233222=???==π，s m A Q v /9.121.04110
.02
11=?==π
81
.929.1281.922398102
21?-?=p ，Pa p 1812951= 列所画控制体的动量方程：
()
()??
?-=∑-=∑y y y
x x x v v Q F v v Q F 11221122ββρββρ 取0.121==ββ N F x 3.721=，N F y 1150=
3-11 图所示的一洒水器，其流量恒定，m q 34
10
6-?=，每个喷嘴的面积20.1cm A =，臂长
cm R 30=，不计阻力。求
1）转速为多少？
2）如不让它转动，应施加多大力矩？
题3-11图
解：1）出口相对流速 s m A Q w /310
12106244
=???==-- 取固定于地球坐标系：()1122v v Q F
ββρ-=∑
对系统而言
0=∑F ，
R w v ωα-=sin 2，01=v
代入动量方程： 0sin =-R w ωα，s rad R w /07.73
.045sin 3sin =?
?==
αω 2）不转动
动量方程两端R ?，得动量矩方程：
()11122r v R v Q R F ββρ-=?∑ 取0.121==ββ，01=r ，w v
=2
或：1） 由于无阻力，则出口速度w 的切向分量＝洒水器的圆周速度
R w ωα=sin ，s rad R
w /07.7sin ==
α
ω 3-12 图为一水泵的叶轮，其内径cm d 201=，外径cm d 402=，叶片宽度（即垂直于纸面方向）
cm b 4=，水在叶轮入口处沿径向流入，在出口处与径向成030流出，已知质量流量s kg q m 92=，叶轮转
速m in 1450r n =。求水在叶轮入口与出口处的流速1v 、2v 及输入水泵的功率（不计损失）。
题3-12图
解：1）如图示叶片进出口速度三角形
进口：11u v m ⊥，11v v m =，01=u v 出口：22u v m ⊥，2230cos v v m =
?，?
=30cos 2
2m v v 泵体积流量：s m q Q m
/092.01000
3==
s m S Q v m /68.3025.0092.011===
，s m S Q v m /84.105
.0092.022=== s m v v m /68.311==，s m v v m /126.260cos 2
2=?
=
2）泵扬程：由泵基本方程式
()11221
u u v u v u g
H -=
, 01=u v , s m Dn
u /369.3060
2==
π, s m v v m u /062.160cot 22=??=
功率kW gQH p 986.2==ρ
第四章 相似理论与量纲分析
4-1 相似流动中，各物理量的比例系数是一个常数，它们是否都是同一个常数？又，是否各物理量的比例系数值都可以随便取吗？
解：相似流动中，各物理量的比例是一个常数，其中l k ，v k ，ρk 是各自独立的，基本比例尺确定之后，其它一切物理量的比例尺都可以确定。
基本比例尺之间的换算关系需满足相应的相似准则（如Fr ，Re ，Eu 相似准则）。线性比例尺可任意选择，视经济条件、场地等条件而定。
4-2 何为决定性相似准数？如何选定决定性相似准数？
解：若决定流动的作用力是粘性力、重力、压力，则只要满足粘性力、重力相似准则，压力相似准则数自动满足。
所以，根据受力情况，分别确定这一相似相似流动的相似准则数。
对主要作用力为重力，则决定性相似准则数为Fr 相似准则数，其余可不考虑，也能达到近似相似。 对主要作用力为粘性力，则其决定性相似准则数为Re 相似准则数。
4-3 如何安排模型流动？如何将模型流动中测定的数据换算到原模型流动中去？ 解：1.模型的选择
为了使模型和原型相似，除要几何相似外，各主要相似准则应满足，如Fr ，Re 相似准则。 2.模型设计
通常根据实验场地、经费情况、模型制作和量测条件，定出线性比例尺l k ，再以l k 缩小原型的几何尺寸，得出模型的几何边界。
选定模型相似准则，由选定的相似准则确定流速比尺及模型的流量。 3.数据换算
在模型上测量的数据由各种比尺换算至原型中。
4-4 何谓量纲？何为基本量纲？何谓导出量纲？在不可压缩流体流动问题中，基本量纲有哪几个？量纲分析法的依据是什么？
解：物理量单位的种类称量纲。物理量的量纲分为基本量纲和导出量纲，在流体力学中，长度、时间和质量的量纲][L 、][T 、][M 为基本量纲，在与温度有关的问题中，还要增加温度量纲○。导出量纲有：][v ，
][a ，][ρ，][F 等。
量纲分析法的依据是：量纲和谐性原理。
4-5 用量纲分析法时，把原有的n 个有量纲的物理量所组合的函数关系式转换成由m n i -=个无量纲量（用π表示）组成的函数关系式。这“无量纲”实是由几个有量纲物理量组成的综合物理量。试写出以下这些无量纲量Fr 。Re ，Eu ，Sr ，Ma ，L C （升力系数），P C （压强系数）分别是由哪些物理量组成的？
解：gl v Fr 2=，υvl =Re ，2v p Eu ρ=，vt
l
Sr =，
c v Ma =
，221∞=v L C L ρ，221∞=v D C D ρ，22
1∞∞-=v p p C p ρ
4-6 Re 数越大，意味着流动中粘性力相对于惯性力来说就越小。试解释为什么当管流中Re 数值很大时（相当于水力粗糙管流动），管内流动已进入了粘性自模区。
解：当雷诺数超过某一数值后，由流动阻力实验可知，阻力系数不随Re 而变化，此时流动阻力的大小与
Re 无关，这个流动范围称为自动模型区。
若原型与模型流动都处于自动模型区，只需几何相似，不需Re 相等，就自动实现阻力相似。工程中许多明渠水流处于自模区。按弗劳德准则，设计的模型只要进入自模区，便同时满足阻力相似。
4-7 水流自滚水坝顶下泄，流量s m q /323
=，现取模型和原型的尺度比4/1/==p m l l l k ，问：模型流动中的流量m q 应取多大？又，若测得模型流动的坝顶水头m H m 5.0=，问：真实流动中的坝顶水头p H 有多大？
解：用Fr 相似准则1）2
5l q k k =
2）l H k k =
4
1
==p m p m l l H H m H H m p 25.044=?== 4-8 有一水库模型和实际水库的尺度比例是225/1，模型水库开闸放水4min 可泄空库水，问：真实水库将库水放空所需的时间p t 多大？
解：用Fr 相似准则：
21
l t k k =
4-9 有一离心泵输送运动粘度s m p /108.1825-?=υ的油液，该泵转速min /2900r n p =，若采用叶轮
直径为原型叶轮直径3/1的模型泵来做实验，模型流动中采用C ?20的清水（s m m /10126
-?=υ），问：所采
用的模型的离心泵的转速m n 应取多大？
解：采用Re 相似准则
速度比尺：188
3
3/1108.18/10156=
??==--l v k k k υ v n l k k k =，1889
3/11883===l v n k k k
1889=p m n n ，min /1392900188
9r n m =?= 4-10 气流在圆管中流动的压降拟通过水流在有机玻璃管中实验得到。已知圆管中气流的s m v p /20=，
m d p 5.0=，3/2.1m kg p =ρ，s m p /101526-?=υ；模型采用m d m 1.0=，3/1000m kg m =ρ，
s m m /10126-?=υ。试确定：（1）模型流动中水流m υ；（2）若测得模型管流中2m 管流的压降
2/5.2m kN p m =?，问：气流通过20m 长管道的压降p p ?有多大？
解：1）采用Re 相似准则：
p
p
p m
m
m l v l v υυ=
2）采用欧拉相似准则：
2
2p
p p m m m
v p v p ρρ?=? 4-11
Re 数是流速v ，物体特征长度l ，流体密度ρ，以及流体动力粘度μ这四个物理量的综合表达，试
用π定理推出雷诺的表达式。 解：),,,(Re μρv l f =
取l ，ρ，v 为基本量，则：γ
βαρμπv
l =
][ 3-ML ρ；][ L l ；][ 1-LT v ；][ 11--T ML μ
解得：1=α
，1=β，1=γ vl vl υρμπ==
， υ
vl
=Re 4-12 机翼的升力L F 和阻力D F 与机翼的平均气动弦长l ，机翼面积
A ，飞行速度v ，冲角α，空气密度
ρ，动力粘度μ，以及c 等因素有关。试用量纲分析法求出与诸因素的函数关系式。
解：),,,,,,(C V A L f F μρα= 各物理量的量纲为：
1
取l ，v ，ρ为基本量
2=α，2=β，1=γ ρ
π2
2v L A
=
21=α，01=β，01=γ 2
L A A =π 12=α，12=β，12=γ vL
ρμπμ=
03=α，13=β，03=γ v
C C =
π 第六章 流动阻力与水头损失
3-1 试判别以下两种情况下的流态： 1）某管路的直径cm d
10=，通过流量s m q 33104-?=的水，水温C T 020=。
2）条件与上相同，但管中流过的是重燃油，运动粘度s m 26
10150-?=ν。
解：1）s m A Q v /51.01.04
11042
3
=??==
-π，s m /10126-?=υ 2320Re >紊流
2）s m /101502
6
-?=υ
3-2 1）水管的直径mm 10，管中水流流速s m v 2.0=，水温C T 0
10=，试判别其流态。 2）若流速与水温同上，管径改为mm 30，管中流态又如何？ 3）流速与水温同上，管流由层流转变为湍流的直径多大？ 解：水C T
?=10，s m /10308.126-?=υ
1）2320152910308.101
.02.0Re 6<=??=
=
-υvd ，层流
2）2320458710308.103
.02.0Re 6
>=??==-υvd ，湍流
3）υ
c
c v
d =R
e ，mm m v d c c 15015.02.010308.12320Re 6
==??=?=-υ 3-3 一输水管直径mm d
250=，管长m l 200=，测得管壁的切应力2046m N =τ。试求： 1）在m 200管长上的水头损失。 2）在圆管中心和半径mm r 100=处的切应力。
解：1）如图示控制体
2）R r
ττ
=，0=r ，m r 1.0=时 0046=?=R τ，2/8.362
/25.01
.046m N =?=τ
或d L
p τ4=?，2/8.36200
21.01472002 m N L r p =??=?=τ
3-4某输油管道由
A 点到
B 点长m l 500
=，测得A 点的压强Pa p A 5103?=，B 点压强Pa p B 5102?=，通过的流量s m q 3016.0=，已知油的运动粘度s m 2610100-?=ν，
3930m kg =ρ。试求管径d 的大小。
解：设流动为层流，则由流量公式：l
pd Q μπ1284
?=
υ
vd
=
Re ，s m d Q
v /169.1132.04
1016
.04122=?=
=
ππ
2320154310
100132.0169.1Re 6
<=??=-，层流 3-5 如图3-31所示，水平突然缩小管路的cm d 151=，cm d 102=，水的流量min 23
m
q =，用水银
测压计测得cm h 8=，试求突然缩小的水头损失。
图3-31 题3-5图
解：列1-1，2-2的B.E
第七章 有压管路、孔口、管嘴的水力计算
7-1如图所示的实验装置，用来测定管路的沿程阻力系数λ和当量粗糙度?，已知：管径mm d 200=，
管长m l
10=，水温C T 020=，测得流量s m q 315.0=，水银测压计读数m h 1.0=?。试求：
1）沿程阻力系数λ。2）管壁的当量粗糙度?。
题7-1图
解：1) ()()Pa gh p 6.123601.081.9100013600=??-=-'=?ρρ
g v d l h f 22
λ=， 022.078.41081.922.026.122
2=????=??=lv g d h f λ
2）尼古拉兹阻力平方区公式 或由00155.0/=?→d
λ，mm 31.0=?
7-2 在图所示的管路中，已知：管径cm d 10=，管长m l 20=，当量粗糙度mm 20.0=?，圆形直角
转弯半径cm R 10=，闸门相对开度6.0=d h ，水头m h 5=，水温C T 0
20=，试求管中流量q 。
题7-2图
解：列0-0，1-1的B.E
λ：由d /?查阻力平方区λ：
002.0100
20.0==?d ，023.0=λ ξ：5.0=进ξ，29.0=弯ξ（0.1=R
d
），06.1=阀ξ
7-3 如图所示，用一根普通旧铸铁管由A 水池引向B 水池，已知：管长m l 60=，管径mm d 200=。
有一弯头，其弯曲半径
m R 2=，有一阀门，相对开度5.0=d h ，当量粗糙度mm 6.0=?，水温
C T 020=。试求当水位差m z 3=时管中的流量q 。
题7-3图
解：列上下水池水面的B.E
λ：
003.0200
6.0==?d ，026.0=λ ξ：5.0=进ξ，29.0=弯ξ，06.2=阀ξ，1=出ξ 代入：
7-4 如图所示，水由具有固定水位的贮水池中沿直径mm d 100=的输水管流入大气。管路是由同样长
度m l
50=的水平管段AB 和倾斜管段BC 组成，m h 21=，m h 252=。试问为了使输水管B 处的真空压
强水头不超过m 7，阀门的损失系数?应为多少？此时流量q 为多少？取035.0=λ
，不计弯曲处损失。
题7-4图
解：列水池水面－出口C 的B.E
()g
v 235272
阀ξ+= （1）
列水池水面－B 处的B.E
289.09v = s m v /17.3= （2）
代入（1）：7.17=阀ξ s m Q /025.03
= 7-5 如图所示，要求保证自流式虹吸管中液体流量s m q 33
10-=，只计沿程损失，试确定：
1）当m H
2=，m l 44=，s m 2410-=ν，3900m kg =ρ时，为保证层流，d 应为多少？
2）若在距进口2l 处断面A 上的极限真空的压强水头为m 4.5，输油管在上面贮油池中油面以上的最大允
许超高m ax z 为多少？
题7-15
解：1）列上－下水面的B.E
g v d l H 22λ=，Re 64=λ υvd =Re 24
1d Q v π=
541014.9-?=d ，m d 055.0=
或：层流流量公式
l
pd Q μπ1284
?=
，
2=?g
p
ρ 4
128d gl pg Q υρπ?=
，4
42128gd
lQ d πυ=， m d 055.0= 校核：231Re = 2）列上水池水面－A 的B.E
m g p 4.5-=ρ，28.0231
64Re 64===λ，s m v /42.0= 7-6 如图所示，水从水箱沿着高m l 2=及直径mm d 40=的铅垂管路流入大气，不计管路的进口损失，
取04.0=λ
。试求：
1）管路起始断面A 的压强与箱内所维持的水位h 之间的关系式，并求当h 为若干时，此断面绝对压强等于MPa 098.0（1个工程大气压）。
2）流量和管长l 的关系，并指出在怎样的水位h 时流量将不随l 而变化。
题7-6图
解：列0-0，1-1的B.E
g
v g v d l l h 222
2+=+λ （1）
列0-0，A 的B.E
g v g p h A 22
+=ρ （2）
从（1）中解出g
v 22
，则为
d
l l h g v λ++=122 （3）
代入（2）得：
要使Pa Pa p A 4
6
108.910098.0?=?=（绝对压强），求
?=h ，即0=A p （相对压强）代入
065406540=-=h p A ，m h 1=
2）由式(3)解出 d l l h g
v λ++=12 d
l l
h g d vA Q λπ++==12412 要使Q 与l 无关，则l l h +=+1，m h 1=，此时
7-7 两容器用两段新的低碳钢管连接起来，已知：cm d 201=，m l 301=，cm d 302=，m l 602=，管1为锐边入口，管2上的阀门的阻力系数5.3=?。当流量为s m
q 3
2.0=时，求必须的总水头H 。
题7-7图
解：列上、下水池水面的B 、E
λ：
钢管
mm 05.0=?，00025.0200/05.0/1==?d
查莫迪图中的Ⅱ区，得：014.01=λ，013.01=λ
ξ：
5.0＝入口ξ，5.3＝阀门ξ，5
6.11023011A A 2
222
21222
12＝＝＝＝扩大????
?
?-???? ??-???? ??-d d ξ，1＝进口ξ 1v ，2v ：
7-8 一水泵向如图所示的串联管路的B 、C 、D 点供水，D 点要求自由水头m h F 10=。已知：流量
m q B 3015.0=，m q C 301.0=，s m q D 33105-?=；管径mm d 2001=，mm d 1502=，mm d 1003=，管长m l 5001=，m l 4002=，m l 3003=。试求水泵出口A 点的压强水头)g p A ρ。
工程流体力学全试题库完整
水力学练习题及参考答案 一、是非题(正确的划“√”，错误的划“×) 1、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。（√） 2、图中矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合。(×) 3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。(×) 4、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的，当 Fr＞1为急流。 (√) 5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。（×） 6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。（×） 6、达西定律适用于所有的渗流。（×） 7、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。（√） 8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。 (√) 9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。 (√) 10、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。（×） 11、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。(√) 12、陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。 (√) 13、在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。 (×) 14、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等，但底坡不同，因此它们 的正常水深不等。 (√) 15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。（√） 16、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。(×) 17、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。 (√) 18、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。 (×) 19、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。（√） 20、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。(×) 21、缓坡上可以出现均匀的急流。 (√) 22、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50 kPa。 (√) 24、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。 (√) 25、水深相同的静止水面一定是等压面。 (√) 26、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。（×） 27、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。(√) 28、陡坡上可以出现均匀的缓流。 (×) 29、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。 (√) 30、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。 (×)
工程流体力学及水力学实验报告及分析讨论
工程流体力学及水力学实验报告及分析讨论
工程流体力学及水力学实验报告及分析讨论 实验一流体静力学实验 验原理 重力作用下不可压缩流体静力学基本方程 (1.1) 中： z被测点在基准面的相对位置高度； p被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同； p0水箱中液面的表面压强； γ液体容重； h被测点的液体深度。 对装有水油（图1.2及图1.3）U型测管，应用等压面可得油的比重S0有下列关系： (1.2) 此可用仪器（不用另外尺）直接测得S0。 验分析与讨论 同一静止液体内的测管水头线是根什么线？ 测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。测头线指测压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根。 当P B<0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。 ，相应容器的真空区域包括以下三部分：
)过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真。 )同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区)在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。这段高度与测压管2液面低液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定γ0。 最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油 至油面的垂直高度h和h0，由式，从而求得γ0。 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？ 设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛由下式计算 中，为表面张力系数；为液体的容量；d为测压管的内径；h为毛细升高。常温(t=20℃，=7.28dyn/mm，=0.98dyn/mm。水与玻璃的浸润角很小，可认为cosθ=1.0。于是有 单位为mm) 一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm时，毛细影响可略而不计。另外，当水质，减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角较大，其h较普管小。 如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、时均有毛细现象，但在计算压差时，互相抵消了。 过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面？
工程流体力学试题库
工程流体力学试题库 工程流体力学试题一、单项选择题(每小题1分，共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字 母填在题后的括号内。 1.气体温度增加，气体粘度( ) A.增加 B.减小 C.不变 D.增加或减小 2.某单位购买了一台提升汽车的油压升降机(如图一所示)，原设计操纵方法是:从B管进高压油，A管排油时平台上升(图 一的左图);从A管进高压油，B管排油时平台下降。在安装现场工人不了解原 设计意图，将A、B两管联在一起成为 C管(图一的右图)。请你判断单靠一个C管通入高压油或排油，能操纵油压机 升降吗?你的判断:( ) A.可以 B.不能动作 C.能升不能降 D.能降不能升 3.在一个储水箱的侧面上、下安装有两只水银U形管测压计(如图二)，当箱顶部压强p=1个大气压时，两测压计水银柱高0之差?h=h-h=760mm(Hg)，如果顶部再压入一部分空气，使p=2个大气压时。则?h应为( ) 120 A.?h=-760mm(Hg) B.?h=0mm(Hg)
C.?h=760mm(Hg) D.?h=1520mm(Hg) .流体流动时，流场各空间点的参数不随时间变化，仅随空间位置而变，这种流动称为( ) 4 A.定常流 B.非定常流 C.非均匀流 D.均匀流 5.在同一瞬时，流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线( ) A.重合 B.相交 C.相切 D.平行 6.下列说法中，正确的说法是( ) A.理想不可压均质重力流体作定常或非定常流动时，沿流线总机械能守恒 B.理想不可压均质重力流体作定常流动时，沿流线总机械能守恒 C.理想不可压均质重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒 D.理想可压缩重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒 7.当圆管中流体作层流流动时，动能修正系数α等于( ) A.1 B.2 C.3 D.2000 8.如图所示，容器若依次装着水与汽油，假定二者均为理想流体，且H=常数，液面压强为大气压，则从管口流出的水与汽油之间的速度关系是( )
流体力学实验报告
流体力学 实验指导书与报告 静力学实验 雷诺实验 中国矿业大学能源与动力实验中心
学生实验守则 一、学生进入实验室必须遵守实验室规章制度，遵守课堂纪律，衣着整洁，保持安静，不得迟到早退，严禁喧哗、吸烟、吃零食和随地吐痰。如有违犯，指导教师有权停止基实验。 二、实验课前，要认真阅读教材，作好实验预习，根据不同科目要求写出预习报告，明确实验目的、要求和注意事项。 三、实验课上必须专心听讲，服从指导教师的安排和指导，遵守操作规程，认真操作，正确读数，不得草率敷衍，拼凑数据。 四、预习报告和实验报告必须独自完成，不得互相抄袭。 五、因故缺课的学生，可向指导教师申请一次补做机会，不补做的，该试验以零分计算，作为总成绩的一部分，累计三次者，该课实验以不及格论处，不能参加该门课程的考试。 六、在使用大型精密仪器设备前，必须接受技术培训，经考核合格后方可使用，使用中要严格遵守操作规程，并详细填写使用记录。 七、爱护仪器设备，不准动用与本实验无关的仪器设备。要节约水、电、试剂药品、元器件、材料等。如发生仪器、设备损坏要及时向指导教师报告，属责任事故的，应按有关文件规定赔偿。 八、注意实验安全，遵守安全规定，防止人身和仪器设备事故发生。一旦发生事故，要立即向指导教师报告，采取正确的应急措施，防止事故扩大，保护人身安全和财产安全。重大事故要同时保护好现场，迅速向有关部门报告，事故后尽快写出书面报告交上级有关部门，不得隐瞒事实真相。 九、试验完毕要做好整理工作，将试剂、药品、工具、材料及公用仪器等放回原处。洗刷器皿，清扫试验场地，切断电源、气源、水源，经指导教师检查合格后方可离开。 十、各类实验室可根据自身特点，制定出切实可行的实验守则，报经系(院)主管领导同意后执行，并送实验室管理科备案。 1984年5月制定 2014年4月再修订 中国矿业大学能源与动力实验中心
工程流体力学试题含答案
《工程流体力学》复习题及参考答案 一、名词解释。 1、雷诺数 2、流线 3、压力体 4、牛顿流体 5、欧拉法 6、拉格朗日法 7、湿周 8、恒定流动 9、附面层 10、卡门涡街11、自由紊流射流 12、流场 13、无旋流动14、贴附现象15、有旋流动16、自由射流 17、浓差或温差射流 18、音速19、稳定流动20、不可压缩流体21、驻点 22、自动模型区 二、是非题。 1.流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。（） 2.平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。（） 3.附面层分离只能发生在增压减速区。（） 4.等温管流摩阻随管长增加而增加，速度和压力都减少。（） 5.相对静止状态的等压面一定也是水平面。（） 6.平面流只存在流函数，无旋流动存在势函数。（） 7.流体的静压是指流体的点静压。（） 8.流线和等势线一定正交。（） 9.附面层内的流体流动是粘性有旋流动。（） 10.亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度增加，压力减小。（） 11.相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。（） 12.超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度减小，压力增加。（） 13.壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。（） 14.相邻两流线的函数值之差，是此两流线间的单宽流量。（） 15.附面层外的流体流动时理想无旋流动。（） 16.处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。（） 17.流体的粘滞性随温度变化而变化，温度升高粘滞性减少；温度降低粘滞 性增大。（） 18.流体流动时切应力与流体的粘性有关，与其他无关。（） 三、填空题。 1、1mmH2O= Pa 2、描述流体运动的方法有和。 3、流体的主要力学模型是指、和不可压缩性。 4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时
大学工程流体力学实验-参考答案
流体力学实验思考题 参考答案 流体力学实验室二○○六年静水压强实验1．同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？测压管水头指z p ，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面内的测压管水头线是一根水平线。 2．当p B 0 时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。 p B 0 ，相应容器的真空区域包括以下三个部分： （1）过测压管2 液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而 言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占区域，均为真空区域。 （2）同理，过箱顶小不杯的液面作一水平面，测压管 4 中，该平面以上的水体亦为真 空区域。 （3）在测压管5 中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区域。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4 液面高于小水杯液面高度相等。3．若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0 。 最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5 油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h和h0 ，由式w h w 0h0 ，从而求得0 。4．如测压管太细，对于测压管液面的读数将有何影响？ 设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算 式中，为表面张力系数；为液体容量；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。常温的水， 0.073N m ，0.0098N m3。水与玻璃的浸润角很小，可以认为cos 1.0。 于是有 h 29.7 d （h 、d 均以mm 计） 一般来说，当玻璃测压管的内径大于10 mm时，毛细影响可略而不计。另外，当水质 不洁时，减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机下班玻璃作测压管时，浸润角较大，其h 较普通玻璃管小。如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时，互相抵消了。 5．过C 点作一水平面，相对管1、2、5 及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面？哪一部分液体是同一等压面？ 不全是等压面，它仅相对管1、2 及水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面。因为只有全部具有下列5 个条件的平面才是等压面：（1）重力液体；（2）静止；（3）连通；（4）连通介质为同一均质液体；（5）同一水平面。而管5 与水箱之间不符合条件（4），相对管5 和水箱中的液体而言，该水平面不是水平面。
北航4系
941 流体工热综合考试大纲（2012版） 01 航空发动机总体设计与 数值仿真 02 推进系统气动热力学、气 动声学 03 发动机燃烧与传热 04 发动机结构强度、振动与 可靠性 05 发动机控制、测试、状态 监视与故障诊 第一部分工程流体力学（40%，60分） 一、考试范围及内容 1、流体力学的基本概念 连续介质的概念，流体的基本性质及分类，广义牛顿内摩擦定律，流线方程。 2、流体静力学 流体静平衡方程，自由面的形状，流体静平衡规律，非惯性坐标系中的静止液体。 3、一维定常流动的基本方程 控制体和体系，连续方程，动量方程，动量矩方程，伯努利方程，能量方程。 4、粘性流体动力学基础 粘性流体运动的两种流态，微分形式的流体力学基本方程组，N-S方程的准确解，初始条件和边界条件。 5、边界层流动 附面层概念和附面层几种厚度的定义，附面层的积分方程。 6、可压缩流动 可压缩流动基本概念，音速和马赫数，几个重要的气流参数。 二、基本要求 1、对流体的力学特性（连续性、压缩性、膨胀性、粘性、静止流体和理想 流体的压强特性、粘性流体的应力）以及作用力的分类有清晰的概念。 2、学会描述流体运动的方法，能够正确地运用欧拉法计算流动参数和流线 方程。
3、会建立一维定常流动的基本方程（连续方程、动量方程、伯努利方程和能量方程）。能正确地运用上述基本方程组解决工程中简单的一维定常流动的问题。 4、能熟练地掌握判定流态（层流、紊流）的方法和紊流的基本知识，了解粘流运动的特点、紊流流动的处理方法及描述二维不可压粘性流体的N－S方程和雷诺方程。 5、掌握附面层的概念，会建立附面层积分关系式，并用平板附面层的计算方法对工程问题做近似估算，了解附面层分离的原因后果及防止分离的一般方法。 6、理解可压缩流动的特点，掌握气流滞止参数、临界参数、速度系数及气动函数的物理意义及其在气动参数计算中的作用。 三、参考书 《气体动力学基础》（流体力学部分），西北工业大学出版社（2006年 5月出版），王新月主编 第二部分工程热力学（40%，60分） 一、考试范围及内容 1 、基本概念 热力学系统；工质的热力学状态及其基本状态参数；平衡状态、状态 方程式、坐标图；工质的状态变化过程；功和热；热力循环。 2、热力学第一定律 热力学第一定律实质；热力学能和总能；能量的传递和转化；焓；热 力学第一定律基本能量方程式；开口系统能量方程式；能量方程式的应用。 3、理想气体的性质 理想气体的概念；理想气体状态方程式；理想气体的比热容；理想气 体的热力学能、焓和熵；理想气体混合物。 4、理想气体的热力过程 研究热力过程的目的及一般办法；定容过程；定压过程；定温过程； 绝热过程；多变过程 5、热力学第二定律
(完整版)工程流体力学习题及答案
(完整版)工程流体力 学习题及答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第1章 绪论 选择题 【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。 解：流体质点是指体积小到可以看作一个几何点，但它又含有大量的分 子，且具有诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。 （d ） 【1.2】 与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是：（a ）切应力和压强；（b ）切 应力和剪切变形速度；（c ）切应力和剪切变形；（d ）切应力和流速。 解：牛顿内摩擦定律是 d d v y τμ =，而且速度梯度d d v y 是流体微团的剪切变形速度d d t γ，故 d d t γ τμ =。 （b ） 【1.3】 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。 解：流体的运动黏度υ的国际单位是/s m 2 。 （a ） 【1.4】 理想流体的特征是：（a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ） 无黏性；（d ）符合 RT p =ρ 。 解：不考虑黏性的流体称为理想流体。 （c ） 【1.5】当水的压强增加一个大气压时，水的密度增大约为：（a ）1/20 000；（b ） 1/1 000；（c ）1/4 000；（d ）1/2 000。 解：当水的压强增加一个大气压时，其密度增大约95d 1d 0.51011020 000k p ρρ-==???=。 （a ） 【1.6】 从力学的角度分析，一般流体和固体的区别在于流体：（a ）能承受拉 力，平衡时不能承受切应力；（b ）不能承受拉力，平衡时能承受切应力；（c ）不能承受拉力，平衡时不能承受切应力；（d ）能承受拉力，平衡时也能承受切应力。
最新大学工程流体力学实验-参考答案
最新大学工程流体力学实验-参考答案 参考答案 流体力学实验室 二○○六年 静水压强实验 1．同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 测压管水头指γp z +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面内的测压管水头线是一根水平线。 2．当0?B p 时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。 0?B p ，相应容器的真空区域包括以下三个部分： （1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占区域，均为真空区域。 （2）同理，过箱顶小不杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。 （3）在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区域。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。 3．若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。 最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h 和0h ，由式00h h w w γγ= ，从而求得0γ。 4．如测压管太细，对于测压管液面的读数将有何影响？ 设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算 式中，σ为表面张力系数；γ为液体容量；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。常温的水，m N 073.0=σ，30098.0m N =γ。水与玻璃的浸润角θ很小，可以认为0.1cos =θ。于是有 d h 7.29= （h 、d 均以mm 计） 一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。另外，当水质不洁时，σ减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机下班玻璃作测压管时，浸润角θ较大，其h 较普通玻璃管小。
上海理工大学考博复习参考书目
上海理工大学考博复习参考书目 考试科目代码 考试科目名称 参考书目 1001 英语 《新世纪研究生英语教材－－阅读B,C》戴炜栋，柴小平编，上海外语教育出版社 1002 俄语 ①《基础俄语》(1-3册)北京外语学院编，外语教学与研究出版社 ②《大学俄语基础教程》(1-3册)张智罗，高等教育出版社 1003 日语 《新编日语》(1-3册)周平、陈小芬，上海外语教育出版社 1004 德语 ①《大学德语》戴鸣钟，高等教育出版社②《新编大学德语》朱建华编，外语教学与研究出版社，2002年9月第一版 1005 法语 《法语》(1-3册)马晓宏，外语教育出版社 2001 工程流体力学 ①《工程流体力学》，归柯庭 汪军 王秋颖，科学出版社，2004年 ②《工程流体力学》(第二版)，孔珑，中国电力出版社，2007年 2002 传热学 《传热学》杨世铭，高等教育出版社，2006年 2003 计算方法 《数值分析》李庆杨等编著，清华大学出版社，2008年 2004 高等光学 《近代光学》袁一方译，高等教育出版社，1987年 2005 物理光学 《物理光学》梁铨庭，机械工业出版社 2006 传感器技术及应用 ①《传感器》 强锡富 主编，机械工业出版社，2004年7月第三版 ②《非电量电测技术》严钟豪等主编，机械工业出版社，2003年1月第二版 2007 激光原理 《激光原理及应用》(第1-4章，6章)清华大学出版社 2008 普通物理(光学) 《普通物理学》(光学部分)程守洙，人民教育出版社 2009 仪器电路原理与应用 ①《仪器电路设计与应用》，郝晓剑等编著，电子工业出版社，2007年6月②《基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计》，赛尔吉欧。佛朗哥著西安交通大学出版社，2004年8月第1版 2010 最优化方法 《最优化方法》，解可新等，天津出版社，1997年8月 2011 泛函分析 《泛函分析》，刘炳初，北京：科学出版社，2004年7月，第二版 2012 系统工程 《系统工程》，严广乐，张宁，刘媛华编，机械工业出版社，2008年09月 2013 常微分方程 《常微分方程》，王高雄等编，高等教育出版社，2006年07月
工程流体力学试题库
六、根据题目要求解答下列各题 1、图示圆弧形闸门AB(1/4圆), A 点以上的水深H ＝1.2m ，闸门宽B =4m ，圆弧形闸门半径R =1m ，水面均为大气压强。确定圆弧形闸门AB 上作用的静水总压力及作用方向。 解：水平分力 P x =p c ×A x =74.48kN 铅垂分力 P y =γ×V=85.65kN, 静水总压力 P 2= P x 2+ P y 2, P=113.50kN, tan = P y /P x =1.15 ∴ =49° 合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。 2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径d ＝0.8m ，长 l =50 m ，两个 30 。 折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系 数λ=0.024，上下游水位差 H =3m 。若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量Q 。 解： 按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道的计算断面建立能量方程 g v R l h H w 2)4(2 ∑+==ξλ 计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数 9.10.15.022.0 , m 2.04/=++?==== ∑ξχ d A R 将参数代入上式计算，可以求解得到 /s m 091.2 , m /s 16.4 3 ===∴ vA Q v 即倒虹吸管通过的流量为2.091m 3/s 。 3、某水平管路直径d 1=7.5cm ，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径d 2=2.0cm 。用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p =49kN /m 2，管路流速v 1=0.706m/s 。求水流对喷嘴的水平作用力F (可取动量校正系数为1) 解：列喷嘴进口断面1—1和喷嘴出口断面2—2的连续方程：
工程流体力学及水力学实验报告(实验总结)
工程流体力学及水力学实验报告实验分析与讨论 1.同一静止液体内的测管水头线是根什么线？ 测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测 压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2.当P B <0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。 ，相应容器的真空区域包括以下三部分： (1)过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。 (2)同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。 (3)在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。 3.若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定γ 。 最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂 直高度h和h 0，由式，从而求得γ 。 4.如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？ 设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算 式中，为表面张力系数；为液体的容量；d为测压管的内径；h为毛细升高。常温(t=20℃)的水，=7.28dyn/mm， =0.98dyn/mm。水与玻璃的浸润角很小，可认为cosθ=1.0。于是有(h、d单位为mm) 一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm时，毛细影响可略而不计。另外，当水质不洁时，减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角较大，其h较普通玻璃管小。 如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时，互相抵消了。 5.过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面？哪一部分液体是同一等压面？ 不全是等压面，它仅相对管1、2及水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面。因为只有全部具备下列5个条件的平面才是等压面：（1）重力液体；（2）静止；（3）连通；（4）连通介质为同一均质液体；（5）同一水平面。而管5与水箱之间不符合条件（4），因此，相对管5和水箱中的液体而言，该水平面不是等压面。 6.用图1.1装置能演示变液位下的恒定流实验吗？ 关闭各通气阀门，开启底阀，放水片刻，可看到有空气由c进入水箱。这时阀门的出流就是变液位下的恒定流。因为由观察可知，测压管1的液面始终与c点同高，表明作用于底阀上的总水头不变，故为恒
流体力学-伯努利方程实验报告
中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告 实验日期：2014.12.11成绩： 班级：石工12-09学号：12021409姓名：陈相君教师：李成华 同组者：魏晓彤，刘海飞 实验二、能量方程（伯诺利方程）实验 一、实验目的 1．验证实际流体稳定流的能量方程； 2．通过对诸多动水水力现象的实验分析，理解能量转换特性； 3．掌握流速、流量、压强等水力要素的实验量测技能。 二、实验装置 本实验的装置如图2-1所示。 图2-1 自循环伯诺利方程实验装置 1.自循环供水器； 2.实验台； 3.可控硅无极调速器；4溢流板；5.稳水孔板； 6.恒压水箱； 7.测压机；8滑动测量尺；9.测压管；10.试验管道； 11.测压点；12皮托管；13.试验流量调节阀 说明 本仪器测压管有两种： （1）皮托管测压管（表2-1中标﹡的测压管），用以测读皮托管探头对准点的总水头； （2）普通测压管（表2-1未标﹡者），用以定量量测测压管水头。 实验流量用阀13调节，流量由调节阀13测量。
三、实验原理 在实验管路中沿管内水流方向取n 个过水断面。可以列出进口断面（1）至另一断面（i ）的能量方程式（i =2,3,…,n ） i w i i i i h g v p z g p z -++ + =+ + 1222 2 111 1αγυαγ 取12n 1a a a ==???==，选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出 z+p/r 值，测 出透过管路的流量，即可计算出断面平均流速，从而即可得到各断面测压管水头和总水头。 四、实验要求 1．记录有关常数实验装置编号 No._4____ 均匀段1d = 1.40-210m ?；缩管段2d =1.01-210m ?；扩管段3d =2.00-2 10m ?； 水箱液面高程0?= 47.6-2 10m ?；上管道轴线高程z ?=19 -2 10m ? （基准面选在标尺的零点上） 2．量测（p z γ + ）并记入表2-2。 注：i i i p h z γ =+ 为测压管水头，单位：-2 10m ，i 为测点编号。 3．计算流速水头和总水头。
天津大学本科教材书目
计算机软件： 微型计算机技术基础冯博琴高教版IBM_PC微机原理及接口技术西交大版计算机硬件技术基础/朱卫东/高教 数字逻辑电路刘常澍国防 数字系统逻辑设计技术刘锡海天大 计算机组织与结构－性能设计（５）电子工业 计算机图形学（３）清华大学出版社，数据库系统概念（４）高等教育出版社软件工程（英文８版）机械工业出版社计算机网络高等教育出版社， C++程序设计（２）高教， 软件需求管理用例方法（英文２版机械工业版 实时系统高教， SQLSERVER2000与https://www.360docs.net/doc/5f2041997.html,编程清华版IT项目管理机械， 数据库算法与应用（C++语言描述）机械，现代操作系统（英文2版）机械， 人工智能机械， 信息技术与应用导论（7 高教， 系统分析与设计方法（5）高教，结构化计算机组成（英文4版）机械，IBM－PC汇编语言程序设计（5）清华， 微型计算机原理（2）电子工业出版社，微型计算机技术与应用（3）清华， 信息论与编码基础机械， 计算机硬件技术基础高教， VB6.X程序设计铁道， IBMPC微机原理及接口技术西交大， 面向对象与传统软件工程（5）机械， 计算机软件测试（2）机械， 计算机组成原理天大， 编译原理吕映芝清华， 微型计算机接口技术及应用华中科技大学计算机导论袁方清华， VB程序设计教程周霭如清华， 微型计算机接口技术张弥左机械，LINUx操作系统， 计算机组成结构化方法（英文5版）机械，微型计算机嵌入式系统设计西安电子科大数字图像处理（2）电子工业， 编译技术（2）东南大学， 软件人员沟通（上中下）， 统计自然语言处理基础 机械： 精密机械设计庞振基机械, 机械设计基础（多学时）, 燃气轮机与涡轮增压内燃及原理与应用, 工厂动力机械 热能与动力机械测试技术 热能与动力机械制造工艺学 热能与动力机械基础 液压传动与控制 机械基础 机械工程测试技术基础 计算机辅助设计与制造 机械制造装备及其设计 现代设计方法 机械设计基础（少学时） 控制工程基础 工程材料及成型技术基础 动力控制工程 供热工程 热力发电厂 电站锅炉原理力学： 材料力学天大赵志岗， 土力学原理天大王成华， 结构力学高教李家宝， 水力学中国建筑出版社高学平， 理论力学（中、多学时）机械贾启芬，液体力学（2）高教张也影， 工程流体力学高教陈卓如， 水力学同济大学出版社柯葵， 弹性力学（3）徐芝纶高教， 结构力学（下）天大刘昭培， 材料力学天大苏翼林 材料： 无机材料性能清华关振铎 材料物理性能天大郑义， 材料科学基础天大靳正国， 材料分析方法天大杜希文， 金属工艺学（上、下）高教邓文英，计算机在材料科学中的应用机械许欣华，材料科学基础上海交大胡赓祥， 无机非金属材料专业实验天大曲远方，
工程流体力学全试题库11
六、根据题目要求解答下列各题 1、图示圆弧形闸门AB(1/4圆), A 点以上的水深H ＝1.2m ，闸门宽B =4m ，圆弧形闸门半径R =1m ，水面均为大气压强。确定圆弧形闸门AB 上作用的静水总压力及作用方向。 解：水平分力 P x =p c ×A x =74.48kN 铅垂分力 P y =γ×V=85.65kN, 静水总压力 P 2 = P x 2+ P y 2, P=113.50kN, tan = P y /P x =1.15 ∴ =49° 合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。 2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径d ＝0.8m ，长 l =50 m ，两个 30。 折角、进口和出口的 局部水头损失系数分别为 ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系数λ=0.024，上下游水位差 H =3m 。若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量Q 。 解： 按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内的计算断面建立能量方程 g v R l h H w 2)4(2 ∑+==ξλ 计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数 9.10.15.022.0 , m 2.04/=++?==== ∑ξχ d A R 将参数代入上式计算，可以求解得到 /s m 091.2 , m /s 16.4 3 ===∴ vA Q v H R O B R
即倒虹吸管内通过的流量为2.091m 3 /s 。 3、某水平管路直径d 1 =7.5cm ，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径 d 2 =2.0cm 。用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p =49kN m 2，管路内流速v 1 =0.706m/s 。 求水流对喷嘴的水平作用力F (可取动量校正系数为1) 解：列喷嘴进口断面1—1和喷嘴出口断面2—2的连续方程： 得喷嘴流量和出口流速为： s m 00314.03 11==A v Q s m 9.92 2==A Q v 对于喷嘴建立x 方向的动量方程 )(1211x x v v Q R A p -=-ρβ 8.187)(3233=--=v v Q A p R ρN 水流对喷嘴冲击力:F 与R , 等值反向。 4、有一矩形断面混凝土渡槽，糙率n =0.014，底宽b ＝1.5m ，槽长L ＝120m 。进口处槽底高程Z 1 =52.16m ，出口槽底高程Z 2 ＝52.04m ，当槽中均匀流水深h 0 =1.7m 时，试求渡槽 底坡i 和通过的流量Q 。 解： i=（Z 1 -Z 2 ）/L =0.001 55.2==bh A m 2 9.42=+=h b x m 52.0== x A R m s /m 06.641216 1==R n C d 1 v 1 P x 2 2 1 1 R
土木工程流体力学实验报告谜底
实验一 管路沿程阻力系数测定实验 1．为什么压差计的水柱差就是沿程水头损失？如实验管道安装成倾斜，是否影 响实验成果？ 现以倾斜等径管道上装设的水银多管压差计为例说明（图中A —A 为水平线）： 如图示O—O 为基准面，以1—1和2—2为计算断面，计算点在轴心处，设 ，，由能量方程可得 21v v =∑=0j h ? ?? ? ??+-???? ?? +=-γγ221121p Z p Z h f 1 112222 1 6.136.13H H h h H h h H p p +?-?-?+?+?-?+-= γ γ 1 12226.126.12H h h H p +?+?+-=γ ∴()()1 22211216.126.12h h H Z H Z h f ?+?++-+=-) (6.1221h h ?+?=这表明水银压差计的压差值即为沿程水头损失，且和倾角无关。 2．据实测m 值判别本实验的流动型态和流区。 ～曲线的斜率m=1.0～1.8，即与成正比，表明流动为层流 f h l g v lg f h 8.10.1-v （m=1.0）、紊流光滑区和紊流过渡区（未达阻力平方区）。 卷连接管口处理高中资电保护进行整核对定值试卷破坏范围，或者对某
3．本次实验结果与莫迪图吻合与否？试分析其原因。 通常试验点所绘得的曲线处于光滑管区，本报告所列的试验值，也是如此。但是，有的实验结果相应点落到了莫迪图中光滑管区的右下方。对此必须认真分析。 如果由于误差所致，那么据下式分析 d和Q的影响最大，Q有2%误差时，就有4%的误差，而d有2% 误差时，可产 生10%的误差。Q的误差可经多次测量消除，而d值是以实验常数提供的，由仪器制作时测量给定，一般< 1%。如果排除这两方面的误差，实验结果仍出现异常，那么只能从细管的水力特性及其光洁度等方面作深入的分析研究。还可以从减阻剂对水流减阻作用上作探讨，因为自动水泵供水时，会渗入少量油脂类高分子物质。总之，这是尚待进一步探讨的问题。
最新北航流体力学、工程热力学综合考试考研大纲(版
北航流体力学、工程热力学综合考试考研大纲（版）
北航流体力学、工程热力学综合考试大纲（2011版） 第一部分工程流体力学（40%，60分） 一、考试范围及内容 1、流体力学的基本概念 连续介质的概念，流体的基本性质及分类，广义牛顿内摩擦定律，流线方程。 2、流体静力学 流体静平衡方程，自由面的形状，流体静平衡规律，非惯性坐标系中的静止液体。 3、一维定常流动的基本方程 控制体和体系，连续方程，动量方程，动量矩方程，伯努利方程，能量方程。 4、粘性流体动力学基础 粘性流体运动的两种流态，微分形式的流体力学基本方程组，N-S方程的准确解，初始条件和边界条件。 5、边界层流动 附面层概念和附面层几种厚度的定义，附面层的积分方程。 6、可压缩流动
可压缩流动基本概念，音速和马赫数，几个重要的气流参数。 二、基本要求 1、对流体的力学特性（连续性、压缩性、膨胀性、粘性、静止流体和理想流体的压强特性、粘性流体的应力）以及作用力的分类有清晰的概念。 2、学会描述流体运动的方法，能够正确地运用欧拉法计算流动参数和流线方程。 3、会建立一维定常流动的基本方程（连续方程、动量方程、伯努利方程和能量方程）。能正确地运用上述基本方程组解决工程中简单的一维定常流动的问题。 4、能熟练地掌握判定流态（层流、紊流）的方法和紊流的基本知识，了解粘流运动的特点、紊流流动的处理方法及描述二维不可压粘性流体的N－S方程和雷诺方程。 5、掌握附面层的概念，会建立附面层积分关系式，并用平板附面层的计算方法对工程问题做近似估算，了解附面层分离的原因后果及防止分离的一般方法。 6、理解可压缩流动的特点，掌握气流滞止参数、临界参数、速度系数及气动函数的物理意义及其在气动参数计算中的作用。 三、参考书 《气体动力学基础》（流体力学部分），西北工业 大学出版社（2006年5月出版），王新月主编
工程流体力学(含实验演示)
工程流体力学（含实验演示） 一、选择题 (共26题) 1、 以下物理量中,量纲与运动粘度相同的是（） A、 动力粘度 B、 粘性力 C、 压强与时间的乘积 D、 面积除以时间 考生答案：D 2、 在源环流动中,等势线是（） A、 平行直线 B、 同心圆 C、 过圆心的半辐射线 D、 螺旋线 考生答案：D 3、 己知某井筒环形截面管路的内径d1为10cm,外径d2为15cm,则水力半径与之相等的圆形截面的管路半径为（） A、 2.5 B、 5 C、 7.5 D、 10 考生答案：B 4、
并联管段AB有3条管线并联,设流量Q1>Q2>Q3,则三段管路水头损失的关系为（）A、 B、 C、 D、 考生答案：B 5、 以下物理量中,量纲与动力粘度相同的是（） A、 运动粘度 B、 粘性力 C、 密度 D、 压强与时间的乘积 考生答案：D 6、 在点汇流动中,等势线是（） A、 平行直线 B、 同心圆 C、 过圆心的半辐射线 D、 螺旋线 考生答案：B 7、 己知某管路截面为正方形,边长为12cm,其水力半径为（） A、 12cm B、 6cm C、 4cm D、 3cm
考生答案：D 8、 理想流体是一种通过简化得到的流体模型,在理想流体中不存在（） A、 体积力 B、 惯性力 C、 压力 D、 粘性力 考生答案：D 9、 以下物理量中,量纲与应力相同的是（） A、 动力粘度 B、 总压力 C、 压强 D、 表面张力 考生答案：C 10、 在纯环流中,等势线是（） A、 平行直线 B、 同心圆 C、 过圆心的半辐射线 D、 螺旋线 考生答案：C 11、 己知某管路截面为正方形,边长为10cm,则其水力半径为（） A、 2.5 B、 5 C、 7.5
2012-2013年第二学期工程流体力学期中(北航)试题(附答案)
2012－2013第二学期期中考试《工程流体力学》 考试卷 班级____________ 学号____________ 姓名____________ 成绩____________ 注意事项： 1. 考试时间为两节课。 2. 开卷，但要求独立完成，不得上网和交流。 3. 请将所有答案写（画）在答题纸上。 能源与动力工程学院 2013年04月15日
一、 （本题10分）草坪上的自驱动旋转喷头出来的螺旋水流，是迹线还是流线？ 为什么？ 二、 （本题15分）水沿水平放置的等截面直管定常流动，受到壁面的摩擦阻碍 作用，水的压力沿流向如何变化？为什么？ 三、 （本题15分）水沿管道定常无粘流动，分别根据图中已经给出的B 处两管 内的液面位置，在A 处两管上标出液面位置（要求准确表示出其与B 处水位的高低关系）。 (1) 倾斜放置的匀直管道 (2) 水平放置的收缩管道 四、 （本题15分）如图，水箱以恒定的加速度a 沿30°的斜面向上运动，计 算：(a) 加速度a 的值；(b) 该加速度是向上还是向下？(c) 点A 处的表压。 五、 （本题15分）如图所示，水从面积为A 的出水口流出，打在一个直径为R A B B A
的大圆盘上后四外散开，出水口的面积相比容器自由液面很小，试计算： (1)圆盘中心O点处的压力（表压）。 (2)保持圆盘静止需要的力F。 六、（本题30分）如图所示，水火箭又称气压式喷水 火箭，具体方法是在空饮料瓶内灌入一定量的水， 利用打气筒充入压缩空气，达到一定压力后，冲开 瓶塞，水从瓶口向下高速喷出，火箭（饮料瓶）在 反作用下快速上升。理论和经验已经证明，为使火 箭获得最大高度，灌水量应为瓶容量的1/3左右。 现假设充气压力为三个大气压（表压），瓶塞冲开 后的一小段时间按定常不可压流动估算，并忽略水 的重力作用，试计算： (1)如果不灌水，瓶内都是空气，瓶塞冲开时喷出的空气可能达到的最 大瞬时速度； (2)灌1/3水时，瓶塞冲开时喷出水可能达到的最大瞬时速度； (3)对于(1)和(2)，假设火箭固定不动，火箭受到的推力哪个大？ (4)试解释为什么用水做推进剂比单纯空气火箭飞得高。 （大气压力为101325Pa，空气密度为1.225kg/m3，水密度为1000kg/m3）
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，