流体力学习题集答案
《流体力学》
习题与答案
周立强
中南大学机电工程学院液压研究所
第1章 流体力学的基本概念
1-1. 是非题(正确的打“√”，错误的打“?”)
1. 理想流体就是不考虑粘滞性的、实际不存在的，理想化的流体。（ √）
2. 在连续介质假设的条件下，液体中各种物理量的变化是连续的。（ √ ）
3. 粘滞性是引起流体运动能量损失的根本原因。（ √ ）
4. 牛顿内摩擦定律适用于所有的流体。（ ? ）
5. 牛顿内摩擦定律只适用于管道中的层流。（ ? ）
6. 有旋运动就是流体作圆周运动。（ ? ）
7. 温度升高时，空气的粘度减小。（ ? ）
8. 流体力学中用欧拉法研究每个质点的轨迹。（ ? ） 9. 平衡流体不能抵抗剪切力。（ √ ） 10. 静止流体不显示粘性。（ √ ）
11. 速度梯度实质上是流体的粘性。（ √ ）
12. 流体运动的速度梯度是剪切变形角速度。（ √ ） 13. 恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。（ ? ）
14. 牛顿内摩擦定律中，粘度系数m 和v 均与压力和温度有关。（ ? ） 15. 迹线与流线分别是Lagrange 和Euler 几何描述；它们是对同一事物的不同
说法；因此迹线就是流线，流线就是迹线。（ ? ）
16. 如果流体的线变形速度θ=θx +θy +θz =0,则流体为不可压缩流体。（ √ ） 17. 如果流体的角变形速度ω=ωx +ωy +ωz =0,则流体为无旋流动。（ √ ） 18. 流体的表面力不仅与作用的表面积的外力有关，而且还与作用面积的大小、
体积和密度有关。（ ? ）
19. 对于平衡流体，其表面力就是压强。（ √ ）
20. 边界层就是流体的自由表明和容器壁的接触面。（ ? ）
1-2已知作用在单位质量物体上的体积力分布为：x y z f ax
f b f cz
?=?
=??
=?，物体的密度
2lx ry nz ρπ=++，坐标量度单位为m ；其中，0a =，0.1b N kg =，()0.5c N kg m =?；52.0l kg m =，0r =，41.0n kg m =。试求：如图1-2所示区域的体积力x F 、
y F 、Fz 各为多少？
题1-2图
解：
V V V V
V
F f dV f dxdydz ρρ==????
00x x V
V
F f dV dxdydz ρρ∴==?=????
0x F N =
()()3
4
2
20
232220.120121210.10.132322
1323240.116.83
2y V
F dx dy b lx ry nz dz
x y z dxdydz
x yz z xy x z xyz
N
∴=++=++????
=+?=?+ ? ???????=?+?????= ????????? 16.8y F N =
()()()()3
4
2
20
232322222012
111
666
1
322324886
z V
F dx dy cz lx ry nz dz
z
x y z dxdydz x yz z xy x z z xyz
N ∴=++=++??=+=+ ???=?+???=??????
88z F N =
答：各体积力为：0x F N =、16.8y F N =、88z F N =
y
z
x
3
4
2
1-3作用在物体上的单位质量力分布为：0x y z f ax f b f ===、、，物体的密度为 ()33cx ez kg m ρ=+，如图1-3所示，其中，()10a N kg m =?， 15b N kg =，
41c kg m =；61e kg m =。试求：作用在图示区域内的质量总力？
解：
m m m V
V
F f dV f dxdydz ρρ==????
题图1-3
()()3322
30
2321010534105338322
34720x x V
V
F f dV ax cx ez dxdydz
dx dy x x z dz
x xz xyz
N
ρ==?+=+??
=+? ?????
=?+????? ???
=???????
720x F N
=
m m m V
V
F f dV f dxdydz
ρρ==????
y
z
x
3m
2m
2m
()()3322
30
3151
1152
41
11538322
2
4630y y V
V
F f dV b cx ez dxdydz
dx dy x z dz
x z xyz
N ρ∴==?+=+??=?+? ?????=??+???? ???=???????
630y F N =
m m m V
V
F f dV f dxdydz ρρ==????
()300z z V
V
F f dV cx ez dxdydz
N
ρ==?+=????
0z F N =
m m m V
V
F f dV f dxdydz ρρ==????
227206300956.7m F F N
==++=
956.7m F N
=
答：各质量力为：720x F N =、630y F N =、0z F N = ，总质量力956.7m F N =。 1-4绝对压强为52.75610Pa ?，温度21.1C ?的空气以30.48m s 的速度移动。求：
（1）空气移动的单位质量动能？ （2）空气的单位体积动能？ 解：（1）求空气移动的单位质量动能
()()2
2211130.4822
464.5464.5E m E W N m υ=
=??==
()
2464.5464.5E W kg N m ==
（2）求空气的单位体积动能
p
RT ρ
=，()287R J kg K =?
()
5
32.75610 3.26528727321.1p kg m RT ρ?∴==≈?+
m V ρ=，所以，单位体积质量为ρ
()()2232211 3.26530.482215171517E E W m m s ρυ=
=??== 31517E W m =
答：（1）空气移动的单位质量动能为464.5E W kg =；
（2）空气的单位体积动能为3
1517E W m =
1-5如题图1-5所示，两同心内、外圆筒直径为d =1000mm ，D =1002mm ，轴向长度b =1mm ，采用润滑油润滑，润滑油温度为60 C ，密度r =824kg /m 3，μ=4.17?10-3Pa ?s 。求当内筒壁以1m /s 速度时，所需要的扭矩M 及轴功率P 各为多少？
题图1-5
解：因间隙很小，所以，可以认为速度梯度成直线，符合牛顿内摩擦定律。
d
D
b
314.1710 1.002124.17du d Pa
τμ
δτ-==??-??
???
=
4.171113.1F A F N
τπ==???=
113.652.125M N m d M F =?
=?=
13.1113.1P W
F P υ
=?==∴
答：所需扭矩 6.55M N m =，轴功率13.1
P W =。 1-6如题图1-6所示，两无限大的平板、间隙为d ，假定液体速度分布呈线性分布。液体动力粘度m =0.65?10-3Pa ，密度r =879.12kg /m 3 。计算： （1）以m 2/s 为单位的流体运动粘度；
（2）以Pa 为单位的上平板所受剪切力及其方向； （3）以Pa 为单位的下平板所受剪切力及其方向。
题图1-6
解：因间隙很小，所以，可以认为速度梯度成直线，符合牛顿内摩擦定律。
（1）求以m 2/s 为单位的流体运动粘度：
v μρ
=
3720.65107.410879.12
v m s --?==?
v =0.3m/s
δ=0.3mm
y
x
727.410v m s -=?
（2）求以Pa 为单位的上平板所受剪切力及其方向：
由牛顿内摩擦定律，du
dy
τ
μ=
，
33
0.3
0.65100.650.310
du dy Pa τμ--∴=?=??
=? 0.65Pa τ=,方向与x 轴方向相反。
（3）求以Pa 为单位的下平板所受剪切力及其方向：
根据牛顿第三定律，下平板所受剪切力与上平板受力，大小相等方向相反。
0.65Pa τ=-，方向与x 轴方向相同。
答：略
1-7如题图1-7所示，两平板间充满了两种不相混合的液体，其粘度系数分别为液体动力粘度m 1=0.14Pa ?s ，m 2=0.24Pa ?s ，液体厚度分别为d 1=0.8mm , δ2=1.2mm 。假定速度分布为直线规律，试求推动底面积A =0.1m 2的上平板，以0.4m /s 速度做匀速运动所需要的力？
题图1-7
解：根据假定，速度梯度成直线，符合牛顿内摩擦定律；且由流体的性质可知：两液体之间的接触面上，速度相等，剪切力相等。 22
122
121
υυυττμμδδ-∴=?= 2
2
3
3
0.40.240.141.2100.810υυ---?
=?
??
2140.186775
m s υ∴=≈
又du dy
τμ
= u =0.4m /s
x δ1=0.8mm δ2=1.2mm
μ1
μ
2
30.18660.2437.31.210Pa τ-??
∴=?≈ ?
???
F A τ=
37.30.1 3.73F N =?=∴
答：所需的力为 3.73F N =。
1-8如题图1-8所示，一块40cm ?45cm ?1cm 平板，其质量为5kg,沿润滑表面匀速下滑，已知：u =1
F A A τμ
δ
== 3
1
0.40.45180110
F μμ-=??
=? 又因为物体做匀速运动，所以有
12
18013mg μ=?
5
18059.8113
μ=??
0.105Pa s μ≈?
答：润滑油的动力粘度系数为
0.105Pa s μ≈?。
1-9如题图1-9所示，旋转圆锥体，底边直
径D =15.2mm ，高h =20cm ，油膜充满锥体和容器的隙缝，缝隙δ=0.127mm ，油的动力粘
度系数μ=1.84?10-3Pa 。求圆锥相对容器以等 题图1-9
u =1m/s
mg
N
F
12 5
13
δ
δ
D
h
角速度120r /min 旋转时所需要的力矩。
解：因油膜很薄，可以认为速度梯度成直线，符合牛顿内摩擦定律。
1202460
r r r π
υωπ?==?
= 4d r dy υυπδδ== 24r A M F r Ar πμ
τδ
=?==
()2
4dA r dM dA r πμτδ
??∴=?=
1）对于圆锥的锥表面
tan r h θ=?，其中，15.22tan 0.382220
D
D h h θ====? 2cos dh
dA r πθ
=?
,
其
中
，
2
2
2
2cos 0.9347835815.22022D h θ=
=
=????++ ? ???
??
2tan cos dh
dA h πθθ
∴=?? 2
2
33
42tan cos 8tan cos dh
dM h r h dh π
μπθδ
θ
πθ
μδθ
∴=???
?=???
求扭矩
()
2
33
02343
4
38tan cos 2tan cos 0.38155426.84 1.84100.20.93478358
0.02686h
M h dh
h N m
πθμδθπθμδθ
-=???=??=????=??
2）对于圆锥的底面
24M F r Ar r A π
τμδ
=?==
又
2dA rdr π=
32
3
428dM r dr r dr
π
πμ
δ
πμδ
∴=???=???
2
320
2
4
820.00954116
D M r dr
D
Nm πμδ
πμ
δ
=???=
?
=?
20.026860.009541 3.6410M -=+=?
答：所需要的扭矩为23.6410M -=?。 1-10以下方程规定了四个矢量：
123423223325=-+=+-=-+-=++r i j k r i j k r i j k r i j k
确定下式的标量a 、b 和c 。其中，4a b c =++123r r r r 。 解：4a b c =++123r r r r
()()()()()()442322322323a b c a b c a b c a b c =-+++-+-+-=+-+-+++--r i j k i j k i j k r i j k
又4325=++r i j k
22332235a b c a b c a b c +-=??
-++=??--=?
解之，得
213a b c =-==-，， 答：213a b c =-==-，，。
1-11台风的速度场在极坐标中可表示为：
r a b u u r r
θ=-=，。
试证明：流线的方程为对数螺线，即a
b
r ce
θ-=。
证明：因其流线方程为r dr rd u u θ
θ
=，
1dr rd a dr d a b r b r r
θθ∴
=?=-- 1ln a dr d r b a
r c
b
θ
θ=-=-+??
a
C b a b
r e
r ce
θθ-+-==
证毕
1-12速度场x y u ax u by ==-，为弯管内流体运动的表达式。求流线方程，并绘制出其在第一象限内的通过点A （0,0）和其它一些点的流线。 解：因其流线方程
dx dy ax by =- 积分得
b a
y Cx -=
答：流线方程为b a
y Cx -
=
1-13在流体流动中，任一点（x ，y ，z ）,在时间t 的压强p 可改写为()p x y z t ，，，。1）求全微分dp;2)
dp dt 和p
t
??的物理意义如何？ 解：1）求全微分：dp ()p p p p
dp dp x y z t dt dx dy dz t x y z
????==+++????，，，
2)
dp dt 和p t
??的物理意义 答：令dp dp ds dt ds dt =?，该式说明
dp dt 是指一点的压强沿其曲线的变化方向（dp
ds
）与沿此曲线的变化速率（ds
dt
）；p t ??是指压强随时间变化的速率。
1-14流场的速度分布为
2265375x y z u xy xt u y u xy zt =+=-=-，，
求流体在点（2，1，4）和时间t =3s 时的速度、加速度。 解：代入点 （2，1，4） 和时间t =3，得速度值为
22
22z
6562152342
3313
7572154346x y xy xt y xy zt ?=+=??+??=?=-=-?=-??=-=??-??=-?u u u x x x x x x x y z y y y y y
y x y z
z z z z z
z x y z du u u u u
a u u u dt t x y z du u u u u a u u u dt t x y z du u u u u a u u u dt t x y z ????==+++????????==+++????????==+++???? ()()()()()()()()()2222223 5x 6xy 5xt 6y 5t 3y 6x 7xy 5zt 0 5x 18xy 60xyt 25xt 065036750 =18x x x x x x x y z y y y y y y x
y
z
z z z x du u u u u a u u u dt t x y z
du u u u u a u u u dt t x y z
xy xt y y xy zt y du u a u dt t ????=
=+++????=++?++-?+-?=+++????=
=+++????=++?+-?-+-??=
=+?()()()()()()2222
5657314755 525z z z y z u u u u u x y z
z xy xt y y xy xy zt t z zt ???++???=-++?+-?+-?-=--
代入点（2、1、4）与t=3的值，得加速度的值
856 18920
x
x y
y z z du a dt du a dt du
a dt =
=====-
答：略
1-15如题图1-15所示，管中油的流动速度分布曲线可用公式表示为
2244A D u r μ??=- ???
其中，A 为常数，r 为离管道轴心的距离，u 为r 处的速度，D 为管道内径。已知：
D =15cm ，u max =3m /s ，求：（1）管壁上的剪切应力；（2）在2D y =处的剪应力；
（3）管道断面上的平均速度和流量；（4）流体微团在点02
r r π
θ==，的线变形
速度和角变形速度
题图1-15
解：（1）求管壁上的剪切应力：
22442A D u r du A r dr μμ
??=- ?
??∴
=-
当r =D /2时，
224du A D AD dr μμ
=-?=- 由牛顿内摩擦定律
44
du AD AD
dr τμ
μμ==-=- D
u max
u
y
215100.03754
A A τ-?=-=-
（2）求在2D y =处的剪应力；
22442A D u r du A r dr μμ
??=- ???∴=- 当y =D /2时，r =0
0du
dr
= 0τ=
（3）求管道断面上的平均速度和流量。
2244A D u r μ??=- ???
，则 平均速度：22
20
224414
D
S
A D udS r rdr
S
D πμυπ??- ???=
=
??
224222
0222421163232D
A D r A r D
D A A A D D D μμμμμ
??=?-? ???=-= 又2244A D u r μ??=- ???
2
max 316AD u m s μ
∴==
1.5m s υ∴=
流量：()23211.515100.0254
6m Q S s υπ-==??= （4）求流体微团在点02
r r π
θ==，的线变形速度和角变形速度
答：略
1-16已知二维流速场为：2x u xy =，2y u xy =-。求：（1）经过点（3，2）的流线方程；（2）微团在点（3，2）旋转角速度；（3）微团在点（3.2）的线变形速度
和角变形速度。
解：（1）求经过点（3，2）的流线方程：
x y
dx dy
u u = 22dx dy dx dy
x y xy x y
=?=-- xy C ∴=
当32x y ==，时
6xy ∴=
（2）求微团在点（3，2）旋转角速度：
()()222212111323222
y x z u u x y y x ω????=- ?
????
=--=-+=-
（3）求微团在点（3.2）的线变形速度和角变形速度： ()()22212
212
x x y y u x y xy x x
u xy xy y y θθ??
====????==-=-=-??
答：略
1-17 在二维定常流中，流速场的方程式为：x y u Ax u Ay ==-，，其中：A 为常数。求：（1）流场的流线方程；（2）流动的加速度场。 解：（1）求流场的流线方程：
x y dx dy dx dy
u u x y xy C
=?=-∴= （2）流动的加速度场。
x x x x x x x y z y y y y y y y y z
du u u u u a u u u dt t x y z du u u u u a u u u dt t x y z ?????==+++??????
?
?????==+++??????
22
x y a A x
a A y
?=??=?? 答：略
1-18 如题图1-18所示，圆筒绕z 轴等角速度旋转，筒内流体跟随圆筒转动，流体的速度场可表示为：
00r z u u r u θω==?=，，。求：流体中任意一点的旋转
角速度。
解：()1121
2
r
z u u u r r r θθωθωωω
????
=-+ ?
????
=+=
题图1-18 1-19 给出如下速度场，其中a 、b 、c 为常数，试确定：（1）是几维流动？为什么？（2）是定常流动，还是不定常流动？为什么？
①200bt
x y z u ax e u u -===，，； ②2ct
x y u ax u bx e
-==，；
③x y u ax u by ==-，； ④2
x y z u ax u by u cx ===，，； ⑤2
x y z u ax u by u cxz ===，，； ⑥x y z u ax u by u t cz ==-=-，，
答：①②一维，不定常流动；③④二维，定常流动；⑤三维，定常流动；⑥三维、不定常流动。
1-20 已知一流场速度分布为x y u ay u b ==，，其中，速度单位是m s ，y 的单位是m ，a =2（1/s ）、b =1m /s 。问：（1）速度场是几维流动？为什么？（2）求点（1，2，0）处的速度分量x y z u u u ，，；（3）过点（1，2，0）流线和斜率。 解：（1）速度场是几维流动？为什么？
一维速度场。速度的变化只与y 轴方向有关。 （2）求点（1，2，0）处的速度分量x y z u u u ，，：
22410
x y z u ay u b u ==?====
x y dx dy dx dy
u u ay b
=?= ω
r
2
2202dx dy ay x C ay bx C ay b b =?=+?--= 当x =1，y =2时，C=6
222030ay bx C y x --=?--=
2302111224
y x dy
y
dx
dy dx --=∴===? 答：略
1-21 发电厂附近排出气体的空气密度场可近似为：
()001222
02kz r e
r x y ρρρ-??
???=++??++????
， 问：密度场是几维的？是定常的、还是非定常的？ 答：三维定常的。
1-22 内燃机的排气管中，密度场可近似为：
1cos cx
a be t ρω-??=+??，
问：密度场是几维的？是定常的、还是非定常的？ 答：一维、非定常的。
1-23已知流场速度分布为x y z u ay u bx u c ===，，，其中， a =2（1/s ）、b =1（1/s ）、c =2m/s 。（1）试确定流场的维数，是定常的吗？（2）求在点（1，2，0）的速度分量x y z u u u ，，；（3）求过点（1，2，0）处的流线方程。 解：（1）二维定常流动。
（2）求在点（1，2，0）的速度分量x y z u u u ，，：
2241112
x y z u ay u bx u c ==?===?=== （3）求过点（1，2，0）处的流线方程：
x y dx dy dx dy u u ay bx =?= 22222ay bx C y x C -=?-= 当x =1，y =2时，7C =
过点（1，2，0）处的流线方程为：
2227y x -=
1-24某一区域的流场速度分布为23x y z u x u ay u t bz ==-=-，，。（1）试确定流场的维数，是定常的吗？（2）求在t =0及t =1时，通过点（1，1，3）的流线方程。
解：（1）试确定流场的维数，是定常的吗？
答：三维、不定常。
（2）求在t =0及t =1时的流线方程：
23x y z dx dy dz dx dy dz u u u x ay t bz
==?==-- 23dx
dy x ay dy dz ay t bz ?=?-?
?
?=?--? 由2dx dy x ay =-得： 2
1a y C x -=
在点（1，1，3）处，C 1=1 由
3dy dz
ay t bz
=--得： ()()2
3ln ln 333b
a
d bz t bdy b
y bz t c ay bz t a y bz t C -=?=-+-?=-+
2
12
3a b
a y C x y bz t C -?
=???=-+? 当t =0时，在点（1，1，3）处， C 2=1-3b
2
313a
b
a y x y bz t
b -?
=???=-+-?
当t =1时，在点（1，1，3）处， C 2=4-3b
2
343a b
a y x y bz t
b -?
=???=-+-?
答：略
1-25假设不可压缩流体通过喷嘴时流动如题图1-25所示。截面面积为
()
01A A bx =-，入口速度按
()01U at υ=+变化，其中2
01A m =，
4L m =，10.1b m -=，12a s -=，10U m s =。该流动可假定为一维的，求
0t =，0.5t s =时，在2x L =处的流体
质点的加速度。 解：因流体不可压缩，有 题图1-25
00x x A A υυ=
()()101210.1x t x υ+=-
()
()
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流体力学试题及答案
全国2015年4月高等教育自学考试 --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.若流体的密度仅随( )变化而变化，则该流体称为正压性流体。 A.质量 B.体积 C.温度 D.压强 2.亚声速流动，是指马赫数( )时的流动。 A.等于1 B.等于临界马赫数 C.大于1 D.小于1 3.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 4.混合气体的密度可按各种气体( )的百分数来计算。 A.总体积 B.总质量 C.总比容 D.总压强 5.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 6.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p0=1个大气压时，两测压计水银柱高之差△h=h1-h2=760mm(Hg)，如果顶部再压入一部分空气，使p0=2个大气压时。则△h应为( )
C.△h=760mm(Hg) D.△h=1520mm(Hg) 7.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( ) A.定常流 B.非定常流 C.非均匀流 D.均匀流 8.流体在流动时，根据流体微团( )来判断流动是有旋流动还是无旋流动。 A.运动轨迹是水平的 B.运动轨迹是曲线 C.运动轨迹是直线 D.是否绕自身轴旋转 9.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 10.图示三个油动机的油缸的内径D相等，油压P也相等，而三缸所配的活塞结构不同，三个油动机的出力F1，F2，F3的大小关系是(忽略活塞重量)( ) A.F1=F2=F3 B.F1>F2>F3 C.F1
流体力学课后习题第四章作业答案
第四章作业答案 4-3水在变直径竖管中流动，已知粗管直径 d 1=300mm ，流速v 1=6m/s 。两断面相距3m,为使两断面的压力表读值相同。试求细管直径（水头损失不计）。 解： 221122122222 112222p v p v Z Z g 2g g 2g p v p v v 6 300 3 4.837m v 9.74m/s g 2g g 2g 2g 2g l h ρρρρ++=+++++=+++=+=?= 2 2 2211 21v d v d d 300235.5mm ==== 4—4变直径管段AB ，d A =0.2m,d B =0.4m ，高差△h=1.5m，测得p A =30kPa ，p B =40kPa ，B 点处断面平均流速v B =1.5m/s ，试判断水在管中的流动方向。 解： 222 2222 0.43061.5()6m/s 0 4.900.229.8240 1.51.5 5.69m 29.819.6 B A A A B A A A B B B B d p H z m d g g g p H Z g g υυυρυρ==?==++=++==++=++= H B >H A , 水由B 流向A; 水头损失5.69-4.90=0.79m 4—5用水银压差计测量水管中的点流速u ，如读值 △h=60mm ，（1）求该点流速；（2）若管中流体是30.8/kg m ρ=的油，△h 不变，不计水头损失，则该点的流速是多少？ 解： (1) 3.85m/s u === (2) 4.34m/s u === 4—6 利用文丘里管的喉管处负压抽吸基坑中的积水，已经知道管道直径1100d mm =， 喉管直径2 50d mm =，2h m =，能量损失忽略不计。试求管道中流量至少为多大， 才能抽出基坑中的积水？ 解：由题意知，只有当12 12()()p p z z h g g ρρ+-+=时，刚好才能把水吸上来，由文丘里流 量计原理有Q =， 其中211 d k π=， 代入数据，有12.7Q l s =。
(完整版)流体力学练习题及答案
流体力学练习题及答案 一、单项选择题 1、下列各力中，不属于表面力的是（ ）。 A ．惯性力 B ．粘滞力 C ．压力 D ．表面张力 2、下列关于流体粘性的说法中，不准确的说法是（ ）。 A ．粘性是实际流体的物性之一 B ．构成流体粘性的因素是流体分子间的吸引力 C ．流体粘性具有阻碍流体流动的能力 D ．流体运动粘度的国际单位制单位是m 2/s 3、在流体研究的欧拉法中，流体质点的加速度包括当地加速度和迁移加速度，迁移加速度反映（ ）。 A ．由于流体质点运动改变了空间位置而引起的速度变化率 B ．流体速度场的不稳定性 C ．流体质点在流场某一固定空间位置上的速度变化率 D ．流体的膨胀性 4、重力场中平衡流体的势函数为（ ）。 A ．gz -=π B ．gz =π C ．z ρπ-= D ．z ρπ= 5、无旋流动是指（ ）流动。 A ．平行 B ．不可压缩流体平面 C ．旋涡强度为零的 D ．流线是直线的 6、流体内摩擦力的量纲 []F 是（ ）。 A . []1-MLt B . []21--t ML C . []11--t ML D . []2-MLt 7、已知不可压缩流体的流速场为xyj zi x 2V 2+= ，则流动属于（ ）。 A ．三向稳定流动 B ．二维非稳定流动 C ．三维稳定流动 D ．二维稳定流动 8、动量方程 的不适用于( ) 的流场。 A ．理想流体作定常流动 in out QV QV F )()(ρρ∑-∑=∑
B．粘性流体作定常流动 C．不可压缩流体作定常流动 D．流体作非定常流动 9、不可压缩实际流体在重力场中的水平等径管道内作稳定流动时，以下陈述错误的是：沿流动方向( ) 。 A．流量逐渐减少B．阻力损失量与流经的长度成正比C．压强逐渐下降D．雷诺数维持不变 10、串联管道系统中,其各支管内单位质量流体的能量损失（）。 A．一定不相等B．之和为单位质量流体的总能量损失C．一定相等D．相等与否取决于支管长度是否相等 11、边界层的基本特征之一是（）。 A．边界层内流体的流动为层流B．边界层内流体的流动为湍流 C．边界层内是有旋流动D．边界层内流体的流动为混合流 12、指出下列论点中的错误论点：（） A．平行流的等势线与等流线相互垂直B．点源和点汇的流线都是直线 C．点源的圆周速度为零D．点源和点涡的流线都是直线 13、关于涡流有以下的论点，指出其中的错误论点：涡流区域的( )。 A．涡流区域速度与半径成反比B．压强随半径的增大而减小 C．涡流区域的径向流速等于零D．点涡是涡流 14、亚音速气体在收缩管中流动时，气流速度（）。 A．逐渐增大，压强逐渐增大B．逐渐增大，压强逐渐减小 C．逐渐减小，压强逐渐减小D．逐渐减小，压强逐渐增大 15、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生（）现象。 A．离心泵内液体温度上升B．气缚 C．离心泵内液体发生汽化D．叶轮倒转
流体力学例题
第一章 流体的性质 例1：两平行平板间充满液体，平板移动速度0.25m/s ，单位面积上所受的作用力2Pa(Ｎ／m2>，试确定平板间液体的粘性系数μ。 例2 ：一木板，重量为G ，底面积为 S 。此木板沿一个倾角为，表面涂有润滑油的斜壁下滑，如图所示。已测得润滑油的厚度为，木板匀速下滑的速度为u 。试求润滑油的动力粘度μ。 b5E2RGbCAP 例3：两圆筒，外筒固定，内筒旋转。已知：r1=0.1m ，r2=0.103m ，L=1m 。 。 求：施加在外筒的力矩M 。 例4：求旋转圆盘的力矩。如图，已知ω， r1，δ，μ。求阻力矩M 。 第二章 流体静力学
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, z2 = 0.18m, z3 = 0.04m, z4 = 0.20m,水银密度p1EanqFDPw ρ′=13600kg/m3，水的密度ρ=1000kg/m3 。试求水面的相对压强p0。 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 。DXDiTa9E3d 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ρ1 。如果水银面的高度读数为z1 、 z2 、 z3、 z4 ，试求压强差pA –pB 。RTCrpUDGiT 例4：用离心铸造机铸造车轮。求A-A 面上的液体 总压力。 例5：已知：一块平板宽为 B ，长为L,倾角 ，顶端与水面平齐。求：总压力及作用点。 例7：坝的园形泄水孔，装一直径d = 1m 的 平板闸门，中心水深h = 3m ，闸门所在斜面与水平面成，闸门A 端设有铰链，B 端钢索
流体力学作业题参考题答案
流体力学网上作业题参考答案 第一章：绪论（56） 一、名词解释 1. 流体：在任何微小剪切力的持续作用下能够连续不断变形的物质/液体和气体统称为流体。 2. 流体质点：质点亦称为流体微团，其尺度在微观上足够大，大到能包含大量的分子，使得在统计平均 后能得到其物理量的确定值；而宏观行又足够小，远小于所研究问题的特征尺度，使其平均物理量可看成是连续的。 3. 惯性：惯性是物体维持原有运动状态的能力的性质。 4. 均质流体：任意点上密度相同的流体，称为均质流体。 5. 非均质流体：各点密度不完全相同的流体，称为非均质流体。 6. 粘性：流体在运动状态下具有抵抗剪切变形能力的性质，成为粘性或者粘滞性。 7. 内摩擦力：流体在流动时，对相邻两层流体间发生的相对运动，会产生阻碍其相对运动的力，这种力称为内摩擦力。 8. 流体的压缩性：流体的宏观体积随着作用压强的增大而减小的性质，称为流体的压缩性。 9. 不可压缩流体：流体密度随压强变化很小，流体的密度可视为常数的流体。 10. 可压缩流体：流体密度随压强变化不能忽略的流体。 11. 表面张力：表面张力是液体自由表面在分子作用半径范围内，由于分子引力大于斥力而在表层沿表面方向产生的拉力。 12. 表面力：作用在所研究流体外表面上，与表面积大小成正比的力。 13.质量力：作用在液体每一个质点上,其大小与液体质量成正比。 14．牛顿流体：把在作剪切运动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 二、选择题 1. 理想流体是指可以忽略（ C ）的流体。A 密度 B 密度变化 C 粘度 D 粘度变化 2. 不可压缩流体是指忽略（ B ）的流体。A 密度 B 密度变化 C 粘度 D 粘度变化 3. 关于流体粘性的说法中，不正确的是（ D ）。 A 粘性是流体的固有属性 B 流体的粘性具有传递运动和阻碍运动的双重性 C 粘性是运动流体产生机械能损失的根源 D 流体的粘性随着温度的增加而降低 4．下列各种流体中，属于牛顿流体的是（ A ） A 水、汽油、酒精 B 水、新拌混凝土、新拌建筑砂浆 C 泥石流、泥浆、血浆 D 水、泥石流、天然气 5. 单位质量力的量纲与（ B ）的量纲相同。A 速度 B 加速度 C 粘性力 D 重力 6、在水力学中，单位质量力是指（ C ） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力； d、单位重量液体受到的质量力。 7、运动粘度与动力粘度的关系是（ A ） A μ υ ρ = B g μ υ= C υ μ ρ = D g υ μ=
流体力学典型例题及答案
1.若流体的密度仅随( )变化而变化，则该流体称为正压性流体。 A.质量 B.体积 C.温度 D.压强 2.亚声速流动，是指马赫数( )时的流动。 A.等于1 B.等于临界马赫数 C.大于1 D.小于1 3.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 4.混合气体的密度可按各种气体( )的百分数来计算。 A.总体积 B.总质量 C.总比容 D.总压强 7.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( ) A.定常流 B.非定常流 C.非均匀流 D.均匀流 8.流体在流动时，根据流体微团( )来判断流动是有旋流动还是无旋流动。 A.运动轨迹是水平的 B.运动轨迹是曲线 C.运动轨迹是直线 D.是否绕自身轴旋转 9.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 10.图示三个油动机的油缸的内径D相等，油压P也相等，而三缸所配的活塞结构不同，三个油动机的出力F1，F2，F3的大小关系是(忽略活塞重量)( ) A.F 1=F2=F3 B.F1>F2>F3 C.F1
流体力学题及答案
C (c) 盛有不同种类溶液的连通器 D C D 水 油 B B (b) 连通器被隔断 A A (a) 连通容器 1. 等压面是水平面的条件是什么 2. 图中三种不同情况，试问：A-A 、B-B 、C-C 、D-D 中哪个是等压面哪个不是等压面为什么 3 已知某点绝对压强为80kN/m 2，当地大气压强p a =98kN/m 2。试将该点绝对压强、相对压强和真空压强用水柱及水银柱表示。 4. 一封闭水箱自由表面上气体压强p 0=25kN/m 2，h 1=5m ，h 2＝2m 。求A 、B 两点的静水压强。
答：与流线正交的断面叫过流断面。 过流断面上点流速的平均值为断面平均流速。 引入断面平均流速的概念是为了在工程应用中简化计算。8．如图所示，水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道，试问： (1)当阀门开度一定，上游水位保持不变，各段管中，是恒定流还是非恒定流是均匀流还是非均匀流
(2)当阀门开度一定，上游水位随时间下降，这时管中是恒定流还是非恒定流 (3)恒定流情况下，当判别第II 段管中是渐变流还是急变流时，与该段管长有无关系 9 水流从水箱经管径分别为cm d cm d cm d 5.2,5,10321===的管道流 出，出口流速s m V /13=，如图所示。求流量及其它管道的断面平 均流速。 解：应用连续性方程 （1）流量：==33A v Q s l /10 3 -?
(2) 断面平均流速s m v /0625.01= , s m v /25.02=。 10如图铅直放置的有压管道，已知d 1=200mm ，d 2=100mm ，断面1-1处的流速v 1=1m/s 。求（1）输水流量Q ；（2）断面2-2处的平均流速v 2；（3）若此管水平放置，输水流量Q 及断面2-2处的速度v 2是否发生变化（4）图a 中若水自下而上流动，Q 及v 2是否会发生变化 解：应用连续性方程 （1）4.31=Q s l / （2）s m v /42= （3）不变。 （4）流量不变则流速不变。 11. 说明总流能量方程中各项的物理意义。 12. 如图所示，从水面保持恒定不变的水池中引出一管路，水流在管路末端流入大气，管路由三段直径不等的管道组成，其过水面积分别是A 1=，A 2=，A 3=，若水池容积很大，行近流速可以忽
流体力学期末考试题(题库+答案)
1、作用在流体的质量力包括 （ D ） Ａ压力Ｂ摩擦力Ｃ表面张力Ｄ 惯性力 2、层流与紊流的本质区别是： （ D ） A. 紊流流速>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<紊流的雷诺数； D. 层流无径向脉动，而紊流 有径向脉动 3、已知水流的沿程水力摩擦系数 只与边界粗糙度有关，可判断 该水流属于（ D ） A 层流区； B 紊流光滑区； C 紊流过渡粗糙区； D 紊流粗糙区。 4、一个工程大气压等于( B )Pa; ( C )Kgf.cm-2。 A 1.013×105 B 9.8×104 C 1 D 1.5 5、长管的总水头线与测压管水头线 （ A ） A相重合； B相平行，呈直线； C相平行，呈阶梯状； D以上答案都不对。 6、绝对压强p abs、相对压强p 、真空值p v、当地大气压强p a之间的 关系是（ C ） Ａ p abs=p+p v Ｂ p=p abs+p a Ｃ p v=p a-p abs Ｄ p
= p a b s - p V 7、将管路上的阀门关小时,其阻力系数（ C ） A. 变小 B. 变大 C. 不变 8、如果忽略流体的重力效应，则不需要考虑哪一个相似性参数？( B ) A弗劳德数 B 雷诺数 C.欧拉数 D马赫数 9、水泵的扬程是指 （ C ） A 水泵提水高度； B 水泵提水高度+吸水管的水头损失； C 水泵提水高度 + 吸水管与压水管的水头损失。 10、紊流粗糙区的水头损失与流速成（ B ） A 一次方关系； B 二次方关系； C 1.75～2.0次方关系。 11、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数( C ) A 急流和缓流； B 均匀流和非均匀流； C 层流和紊流； D 恒定流和非恒定流。 12、离心泵的性能曲线中的H－Q线是在( B )情况下测定的。 A. 效率一定； B. 功率一定； C. 转速一定； D. 管路（ｌ＋∑ｌe）一定。
流体力学作业答案
流体力学作业答案-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
例题1：如下图所示，一圆锥体绕自身轴线等速旋转，锥体与固定壁面间的距离为K ，空隙全部被动力粘滞系数为 μ的牛顿流体所充满。当旋转角速度为ω，锥体底部半径 为R ，高为H ，求作用于圆锥的阻力矩。 解：M= ????====K dh r K dA r K dAr K u dAr 3 22cos 2πμω απμωωμμτ= H K R α πμωcos 23 而 22cos R H H +=α;故：M=223 2R H K R +?πμω 例题2：涵洞进口处，装有与水平线成600倾角而边长为1m 的正方形平板闸门（AB=1m ），求闸门所受静水总压力的大小及作用点。
解：坐标只能建在水面上。 a A kp p 807.91807.9=?= a B kp p 300.18)2 3 1(807.9=+?=
KN p p P B A 050.14112 =??+= h h A y I y y C C C C C D 6.160sin 433.1121 60sin 433.1160 sin 121160sin 00 30=+=??+=+= 0=D x 矩形和圆形的 C y 和C I 值 矩形： 2h y C = 123 bh I C =
圆形： r y C = 4 4 r I C π= 例题3：一直立矩形闸门，用三根工字梁支撑，门高及上游水深H 均为3m,把此闸门所受静水压强分布图分为三等份，每根工字梁分别设在这三等份的重心，求三个工字梁的位置？ 解：设静水压力分布图的面积为A ，则每一等份为A/3
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第一章绪论 思考题 1- 1何谓流体连续介质模型？含有气泡的液体是否适用连续介质模型？ 答： 所谓流体的连续介质模型，即把流体视为没有间隙地由流体质点充满它所占据的整个空 间的一种连续介质其物理性质和物理量也是连续的。 若气泡相对于液体而言可以看作孤立的点的话， 则含有气泡的液体可以适用连续介质模 型。 习题1 1-3如题图所示，设平行板间隙为 0.5mm ，中间充满液体，上板以 U = 0.25m/s 的速度 平移，施于单位面积的力为 2Pa ,试求液体的粘度为多少？ 解： F A 液体粘度 1-4求题图所示的轴与轴套之间的流体粘度。 解： F du A dy A dL FY dLU 第二章流体静力学 习题2 2-5用多管水银测压计测压，，题图中标高的单位为 m ,试求水面的压强 p o 。 解： P A P 0 水 g(3.0m 1.4m) P A P B 汞 g(2.5m 1.4m) P B P C 水 g(2.5m 1.2 m) P C P D 汞 g(2.3m 1.2m) P D 0 pa du U dy Y 3 FY 2 0.5 10 4 10 3Pa s AU 0.25 8.34 0.2 10 3 6 0.0648Pa s 3.14 (120 140) 10 0.493
2-9 —盛水的敞口容器作加速运动，试求下列两种情况下容器内静压强的分布规律: (1) P0汞g 2.2m 水g5 2.9m 133416 2.2 9800 2.9 2.65 10 Pa
自由降落; 解： （2） 以等加速度a 向上运动。 p P 0 (g a si n )h （1） 90 ,相对压强P 0 P 0 （2） 90 ,绝对压强P 0 P a P P a h(g a) 2- 12试求开启题图所示水闸闸门所需的单 宽拉力 F 。不计闸门自重及转轴摩擦力。 解： 闸门所受的单宽静压力 F 1 b 一2—9800[3 (3 2)] 1 2 二 2 4 9.05 10 N F i 作用点 y c 匹 h1 2(h1 h2) 1.25m 3si n60 h (h 1 h 2) F 1 y c F 2 理，F 2 F cos60 所求拉力 F 98.05kN sin60 2-16试定性绘出题图中各 ABC 曲面的压力体图。 答： h 2 2si n60 g[hi (h i h 2)] b C
流体力学标准化作业答案
流体力学标准化作业（三） ——流体动力学 本次作业知识点总结 1.描述流体运动的两种方法 （1）拉格朗日法；（2）欧拉法。 2.流体流动的加速度、质点导数 流场的速度分布与空间坐标(,,)x y z 和时间t 有关，即 流体质点的加速度等于速度对时间的变化率，即 投影式为 或 ()du u a u u dt t ?==+??? 在欧拉法中质点的加速度du dt 由两部分组成， u t ??为固定空间点，由时间变化引起的加速度，称为当地加速度或时变加速度，由流场的不恒定性引起。()u u ??为同一时刻，由流场的空间位置变化引起的加速度，称为迁移加速度或位变加速度，由流场的不均匀性引起。 欧拉法描述流体运动，质点的物理量不论矢量还是标 量，对时间的变化率称为该物理量的质点导数或随体导数。例如不可压缩流体，密度的随体导数 3.流体流动的分类 （1）恒定流和非恒定流 （2）一维、二维和三维流动 （3）均匀流和非均匀流 4.流体流动的基本概念 （1）流线和迹线 流线微分方程 迹线微分方程 （2）流管、流束与总流 （3）过流断面、流量及断面平均流速
体积流量 3(/)A Q udA m s =? 质量流量 (/)m A Q udA kg s ρ=? 断面平均流速 A udA Q v A A ==? （4）渐变流与急变流 5. 连续性方程 （1）不可压缩流体连续性微分方程 （2）元流的连续性方程 （3）总流的连续性方程 6. 运动微分方程 （1）理想流体的运动微分方程（欧拉运动微分方程） 矢量表示式 （2）粘性流体运动微分方程（N-S 方程） 矢量表示式 21()u f p u u u t νρ?+?+?=+??? 7.理想流体的伯努利方 （1）理想流体元流的伯努利方程 （2）理想流体总流的伯努利方程 8.实际流体的伯努利方程 （1）实际流体元流的伯努利方程 （2）实际流体总流的伯努利方程 10.恒定总流的动量方程 投影分量形式
流体力学作业题库及答案
第一章 绪论 思考题 1-1 何谓流体连续介质模型？含有气泡的液体是否适用连续介质模型？ 答： 所谓流体的连续介质模型，即把流体视为没有间隙地由流体质点充满它所占据的整个空间的一种连续介质其物理性质和物理量也是连续的。 若气泡相对于液体而言可以看作孤立的点的话，则含有气泡的液体可以适用连续介质模型。 习题1 1-3 如题图所示，设平行板间隙为0.5mm ，中间充满液体，上板以U ＝0.25m/s 的速度平移，施于单位面积的力为2Pa ，试求液体的粘度为多少？ 解： Y U dy du A F μμτ=== 液体粘度s Pa AU FY ??=??==--33 10425 .0105.02μ 1-4 求题图所示的轴与轴套之间的流体粘度。 解： s Pa dLU FY dL A Y U dy du A F ?=??????==?==== --0648.0493 .010)140120(14.3102.034.863 πμπμμτ 第二章 流体静力学 习题2 2-5 用多管水银测压计测压，，题图中标高的单位为m ，试求水面的压强p 0。 解： Pa m g m g p pa p m m g p p m m p p m m g p p m m g p p D D C C B B A A 5001065.29.298002.21334169.22.20) 2.1 3.2()2.15.2(g ) 4.1 5.2()4.10.3(?=?-?=?-?=?????? ?? ??=-+=--=-+=-+=水汞汞水汞水ρρρρρρ
2-9 一盛水的敞口容器作加速运动，试求下列两种情况下容器内静压强的分布规律：（1）自由降落；（2）以等加速度a 向上运动。 解： h a g p p )sin (0αρ++= （1） 0,900=∴=?-=p p 相对压强α （2）) (,900a g h p p p p a a ++=∴=?=ρα绝对压强 2-12 试求开启题图所示水闸闸门所需的单宽拉力F 。不计闸门自重及转轴摩擦力。 解： N b h h h g h b F 42112 11005.91 )]23(3[98002 322 )]([60sin 2?=?++? =?++? = ?Ω=ρ闸门所受的单宽静压力 m h h h h h h h y F c 25.1) () (260sin 321121121=++++??=作用点 kN F F F h F y F c 05.9860cos ,60sin 22 2 1=??=? =所求拉力 2-16 试定性绘出题图中各ABC 曲面的压力体图。 答：
流体力学例题
第一章 流体及其主要物理性质 例1： 已知油品的相对密度为0.85，求其重度。 解： 例2： 当压强增加5×104Pa 时，某种液体的密度增长0.02%，求该液体的弹性系数。 解： 例3： 已知：A ＝1200cm 2，V ＝0.5m/s μ1＝0.142Pa.s ，h 1＝1.0mm μ2＝0.235Pa.s ，h 2＝1.4mm 求：平板上所受的内摩擦力F 绘制：平板间流体的流速分布图 及应力分布图 解：（前提条件：牛顿流体、层流运 动） 因为 τ1＝τ2 所以 3 /980085.085.0m N ?=?=γδ0=+=?=dV Vd dM V M ρρρρρ d dV V -=Pa dp d dp V dV E p 84105.2105% 02.01111?=??==-==ρρβdy du μ τ=??????? -=-=?2221110 h u h u V μτμτs m h h V h u h u h u V /23.02 112212 2 11 =+= ?=-μμμμμN h u V A F 6.41 1=-==μ τ
第二章 流体静力学 例1： 如图，汽车上有一长方形水箱，高H ＝1.2m ，长L ＝4m ，水箱顶盖中心有一供加水用的通大气压孔，试计算当汽车以加速度为3m/s 2向前行驶时，水箱底面上前后两点A 、B 的静压强（装满水）。 解： 分析：水箱处于顶盖封闭状态，当加速时，液面不变化，但由于惯性力而引起的液体内部压力分布规律不变，等压面仍为一倾斜平面，符合 等压面与x 轴方向之间的夹角 例2： （1）装满液体容器在顶盖中心处开口的相对平衡 分析：容器内液体虽然借离心惯性力向外甩，但由于受容器顶限制，液面并不能形成旋转抛物面，但内部压强分布规律不变： 利用边界条件：r ＝0，z ＝0时，p ＝0 作用于顶盖上的压强： （表压） （2）装满液体容器在顶盖边缘处开口的相对平衡 压强分布规律： =+s gz ax g a tg = θPa L tg H h p A A 177552=??? ?? ?+==θγγPa L tg H h p B B 57602=??? ?? ?-==θγγC z g r p +-?=)2( 2 2ωγg r p 22 2ωγ =C z g r p +-?=)2( 2 2ω γ
工程流体力学课后练习题答案
工程流体力学练习题 第一章 1-1解：设：柴油的密度为ρ，重度为γ；40 C 水的密度为ρ0，重度为γ0。则在同一地点的相对密度和比重为： 0ρρ=d ，0 γγ=c 30/830100083.0m kg d =?=?=ρρ 30/81348.9100083.0m N c =??=?=γγ 1-2解：336/1260101026.1m kg =??=-ρ 3/123488.91260m N g =?==ργ 1-3解：269/106.191096.101.0m N E V V V V p p V V p p p ?=??=?-=?-=????-=ββ 1-4解：N m p V V p /105.210 41010002956 --?=?=??-=β 299/104.0105.211m N E p p ?=?==-β 1-5解：1）求体积膨涨量和桶内压强 受温度增加的影响，200升汽油的体积膨涨量为： ()l T V V T T 4.2202000006.00=??=?=?β 由于容器封闭，体积不变，从而因体积膨涨量使容器内压强升高，体积压缩量等于体积膨涨量。故： 26400/1027.16108.9140004 .22004.2m N E V V V V V V p p T T p T T ?=???+=?+?-=?+?-=?β 2）在保证液面压强增量个大气压下，求桶内最大能装的汽油质量。设装的汽油体积为V ，那么：体积膨涨量为：
T V V T T ?=?β 体积压缩量为： ()()T V E p V V E p V T p T p p ?+?=?+?=?β1 因此，温度升高和压强升高联合作用的结果，应满足： ()()???? ? ??-?+=?-?+=p T p T E p T V V T V V 1110ββ ()())(63.197108.9140001018.01200006.012001145 0l E p T V V p T =???? ?????-??+=???? ???-?+=β ()kg V m 34.1381063.19710007.03=???==-ρ 1-6解：石油的动力粘度：s pa .028.01.010028=?= μ 石油的运动粘度：s m /1011.39 .01000028.025-?=?==ρμν 1-7解：石油的运动粘度：s m St /1044.0100 4025-?===ν 石油的动力粘度：s pa .0356.010 4100089.05=???==-ρνμ 1-8解：2/1147001 .01147.1m N u =?==δμ τ 1-9解：()()2/5.1621196.012.02 15.0065.021m N d D u u =-?=-==μδμτ N L d F 54.85.16214.01196.014.3=???=???=τπ 第二章 2-4解：设：测压管中空气的压强为p 2，水银的密度为1ρ，水的密度为2ρ。在水银面建立等压面1-1，在测压管与容器连接处建立等压面2-2。根据等压面理论，有 21p gh p a +=ρ （1） gz p z H g p 2221)(ρρ+=++（2） 由式（1）解出p 2后代入（2），整理得：
工程流体力学习题及答案
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）m2/s；（b）N/m2；（c）kg/m；（d）N·s/m2。 解：流体的运动黏度υ的国际单位是/s m2。（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 95 d1 d0.510110 20 000 k p ρ ρ - ==???= 。（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。 解：流体的特性是既不能承受拉力，同时具有很大的流动性，即平衡时不能承受切应力。 （c） 【1.7】下列流体哪个属牛顿流体：（a）汽油；（b）纸浆；（c）血液；（d）沥青。
《流体力学》典型例题
《例题力学》典型例题 例题1：如图所示，质量为m ＝5 kg 、底面积为S ＝40 cm ×60 cm 的矩形平板，以U ＝1 m/s 的速度沿着与水平面成倾角θ＝30的斜面作等速下滑运动。已知平板与斜面之间的油层厚度 δ＝1 mm ，假设由平板所带动的油层的运动速度呈线性分布。求油的动力粘性系数。 解：由牛顿摩擦定律，平板所受的剪切应力du U dy τμ μδ =＝ 又因等速运动，惯性力为零。根据牛顿第二定律：0m ==∑F a ，即： gsin 0m S θτ-?= ()3 24 gsin 59.8sin 301100.1021N s m 1406010 m U S θδμ--?????==≈????? 例题2：如图所示，转轴的直径d ＝0.36 m 、轴承的长度l ＝1 m ，轴与轴承的缝隙宽度δ＝0.23 mm ，缝隙中充满动力粘性系数0.73Pa s μ=?的油，若轴的转速200rpm n =。求克服油的粘性阻力所消耗的功率。 解：由牛顿摩擦定律，轴与轴承之间的剪切应力 ()60d d n d u y πτμ μδ =＝ 粘性阻力（摩擦力）：F S dl ττπ=?= 克服油的粘性阻力所消耗的功率： ()()3 223 22 3 230230603.140.360.732001600.231050938.83(W) d d n d n n l P M F dl πππμωτπδ -==??=??= ???= ? ?= 例题3：如图所示，直径为d 的两个圆盘相互平行，间隙中的液体动力黏度系数为μ，若下
盘固定不动，上盘以恒定角速度ω旋转，此时所需力矩为T ，求间隙厚度δ的表达式。 解：根据牛顿黏性定律 d d 2d r r F A r r ω ωμ μ πδ δ== 2d d 2d r T F r r r ω μπδ =?= 4 2 420 d d 232d d d T T r r πμωπμωδδ===? 4 32d T πμωδ= 例题4：如图所示的双U 型管，用来测定比水小的液体的密度，试用液柱高差来确定未知液体的密度ρ（取管中水的密度ρ水＝1000 kg/m 3）。 水 解：根据等压面的性质，采用相对压强可得： ()()()123243g g g h h h h h h ρρρ---=-水水 1234 32 h h h h h h ρρ-+-= -水
流体力学试题及答案
流体力学复习题 -—－—－ 2013制 一、填空题 1、1mｍH2Ｏ= 9。80７Pa 2、描述流体运动得方法有欧拉法?与拉格朗日法、 3、流体得主要力学模型就是指连续介质、无粘性与不可压缩性。 4、雷诺数就是反映流体流动状态得准数,它反映了流体流动时粘性力与惯性力得对比关系。 5、流量Q1与Ｑ2,阻抗为S１与S2得两管路并联,则并联后总管路得流量Q为Ｑ= Q1 ＋ Q２,总阻抗S为。串联后总管路得流量Ｑ为Q= Q１＝Q2,总阻抗Ｓ为S1+S2 。 ６、流体紊流运动得特征就是脉动现行 ,处理方法就是时均法。 ７、流体在管道中流动时,流动阻力包括沿程阻力与局部阻力。 ８、流体微团得基本运动形式有: 平移运动、旋转流动与变形运动。 9、马赫数气体动力学中一个重要得无因次数,她反映了惯性力与弹性力得相对比值。
１０、稳定流动得流线与迹线重合。 11、理想流体伯努力方程常数中,其中称为测压管水头。 12、一切平面流动得流场,无论就是有旋流动或就是无旋流动都存在流线,因而一切平面流动都存在流函数 ,但就是,只有无旋流动才存在势函数。 13、雷诺数之所以能判别流态,就是因为它反映了惯性力与粘性力得对比关系、 14、流体得主要力学性质有粘滞性、惯性、重力性、表面张力性与压缩膨胀性、 15、毕托管就是广泛应用于测量气体与水流一种仪器、 16、流体得力学模型按粘性就是否作用分为理想气体与粘性气体。作用与液上得力包括质量力, 表面力。1７、力学相似得三个方面包括几何相似、运动相似与动力相似。 １8、流体得力学模型就是连续介质模型。 19、理想气体伯努力方程中,称势压,全压,称总压 2０、紊流射流得动力特征就是各横截面上得动量相等。 2１、流体得牛顿内摩擦定律得表达式 ,ｕ得单位为p ａ、s 。
最新流体力学试题及答案..
流体力学复习题 ——2013制 一、填空题 1、1mmHO= 9.807 Pa 2、描述流体运动的方法有欧拉法和拉格朗日法。 3、流体的主要力学模型是指连续介质、无粘性和不可压缩性。 4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动 时粘性力与惯性力的对比关系。 5、流量Q1和Q2,阻抗为S1和S2的两管路并联，则并联 后总管路的流量Q为Q= Q1 + Q2，总阻抗S为 __________ 。串联后总管路的流量Q为Q=Q1=Q2,总阻抗S为S1+S2 。 6、流体紊流运动的特征是脉动现行___________ ，处理方法是时均法__________ 。 7、流体在管道中流动时，流动阻力包括沿程阻力 和局部阻力。 &流体微团的基本运动形式有：平移运动、旋转流动和变形运动。 9、马赫数气体动力学中一个重要的无因次数，他反映了惯性力
与弹性力的相对比值。 10、稳定流动的流线与迹线重合__________ 。 2 11、理想流体伯努力方程z 二常数中，其中Z」称为测 r 2g r 压管水 头。 12、一切平面流动的流场，无论是有旋流动或是无旋流动都 存在流线，因而一切平面流动都存在流函数，但是， 只有无旋流动才存在势函数。 13、雷诺数之所以能判别卫态__________ ，是因为它反映了 惯性力和粘性力___________ 的对比关系。 14、流体的主要力学性质有粘滞性、惯性、重力 「表面张力性和压缩膨胀性。 15、毕托管是广泛应用于测量气体和水流一种仪器。 16、流体的力学模型按粘性是否作用分为理想气体和粘性气体。作用与液上的力包括质量力,表面力。 17、力学相似的三个方面包括几何相似__________ 、运动相似________ 与 _______ 。 18、流体的力学模型是连续介质_________ 模型。 19、理想气体伯努力方程P（Z1 -Z?（ - g）?乎中， Pll2 P（Z1-Z2）（li g）称势压 ________________________ ，P—______ 全压_______ ，- P '（乙-Z2）（1_-爲）■ —称总压
09流体力学习题1及参考答案
09流体力学习题1及参考答案 一、单项选择题（共15分， 每小题１分） 1、下列各力中，属于质量力的是（ ）。 A ．离心力 B ．摩擦力 C ．压力 D ．表面张力 2、下列关于流体粘性的说法中，不准确的说法是（ ）。 A ．粘性是实际流体的固有属性 B ．构成流体粘性的因素是流体分子间的吸引力 C ．流体粘性具有传递运动和阻碍运动的双重性 D ．动力粘度与密度之比称为运动粘度 3、在流体研究的欧拉法中，流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成，当地加速度反映（ ）。 A ．流体的压缩性 B ．由于流体质点运动改变了空间位置而引起的速度变化率 C ．流体速度场的不稳定性 D ．流体速度场的不均匀性 4、重力场中流体的平衡微分方程为（ ）。 A ． gdz dp -= B ．gdz dp ρ= C ．dz dp ρ-= D ．gdz dp ρ-= 5、无旋流动是指（ ）的流动。 A ．速度环量为零 B ．迹线是直线 C ．流线是直线 D ．速度环量不为零 6、压强的量纲 []p 是（ ）。 A . []2-MLt B . []21--t ML C . []11--t ML D . []1-MLt 7、已知不可压缩流体的流速场为 则流动不属于（ ）。 A ．非均匀流 B ．非稳定流动 C ．稳定流动 D ．三维流动 8、动量方程 的适用条件是( ) 。 0 ),,() ,(?????===w t z x f z y f u υin out QV QV F )()(ρρ∑-∑=∑
A．仅适用于理想流体作定常流动 B．仅适用于粘性流体作定常流动 C．适用于理想流体与粘性流体作定常或非定常流动 D．适用于理想流体与粘性流体作定常流动 9、在重力场中作稳定流动的系统，沿流动方向总水头线维持水平的条件是( ) 。A．管道是水平放置的B．流体为不可压缩流体 C．管道是等径管D．流体为不可压缩理想流体 10、并联管道系统中,其各支管内单位质量流体的能量损失（）。 A．不相等B．之和为总能量损失C．相等D．不确定 11、边界层的基本特征之一是（）。 A．边界层内流体的流动为层流B．与物体的特征长度相比，边界层的厚度很小C．边界层厚度沿流动方向逐渐减薄D．边界层内流体的流动为湍流 12、指出下列论点中的错误论点：（） A．平行流的等势线与流线相互平行B．涡流的径向速度为零 C．无旋流动也称为有势流动D．点源的圆周速度为零 13、关于涡流有以下的论点，指出其中的错误论点：( )。 A．以涡束诱导出的平面流动，称为涡流B．点涡是涡流 C．涡流的流线是许多同心圆D．在涡流区域速度与半径成正比 14、超音速气体在收缩管中流动时，气流速度（）。 A．逐渐增大B．不变C．不确定D．逐渐减小 15、为提高离心泵的允许安装高度，以下哪种措施是不当的？（） A．提高流体的温度B．增大离心泵吸入管的管径 C．缩短离心泵吸入管的管径D．减少离心泵吸入管路上的管件 参考答案：1.A 2.B 3.C 4.D 5.A 6.B 7.C 8.D 9.D 10.C 11.B 12.A 13.D 14.D 15.A