流体力学课后习题习题答案
2-1 2.94f
w
d ρρ=
= 2-2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
0.135 1.976 2.9270.003 1.4290.052 1.2510.760.8040.051.341/CO CO SO SO O O N N H O H O
kg m ρραραραραρα=++++=?+?+?+?+?= 2-330
273273
0.8109/101325273101325273170
10085814321.341p kg m t ρρ=?=++-=?
2232
50273()10273 1.57CO CO S T Pa s T S μμ-+=+=?
2232
50273()10273 1.854SO SO S T Pa s T S μμ-+=+=?
2232
50273()10273 2.781O O S T Pa s T S μμ-+=+=?
22350273()10273
2.365N N S T Pa s T S μμ-+=+=?
2232
50273()10273 1.62H O H O S T Pa s T S μμ-+=+=?
1212121212222222222222221212121212
222222222252.2310CO CO CO SO SO SO O O O N N N H O H O H O CO CO SO SO O O N N H O H O
M M M M M M M M M M Pa s
αμαμαμαμαμμααααα-++++=++++=? 5210/2.75m s μ
νρ
-=
=? 2-4 850000
2.5100.0002
dp dp Pa dV V d ρρK =-
===? 2-5(1)52 3.92310(/)dp dp dp
P Pa RT dV V d RT p V dp p V
K =-
=-=-=-=?
(2)等熵过程有pv C γ=
15
11 5.492101(/)/dp dp dp Pa dV V d C p V p dp V
p γγγ
γ--K =-
=-===? 2-6 m
V ρ
??=
3153//p V m V V p V
?K K =-
?=-=???
2-13 轴承和轴之间间隙很小，可近似认为速度在此处呈直线分布，由牛顿内摩擦定律，有
()2250.760du r F A
dl dy D d n P kW P Fv F r ωμμππωω?==?
-?
?=?=??==?
??
2-14 本题中飞轮受到惯性力和轴承中摩擦力的作用，对飞轮列出定轴转动微分方程，有 d J M dt
ω'=- （J 为飞轮矩，M '为摩擦力矩，G 为飞轮重力，r 为轴半径） 260
4n GD d du
A r
g dt dy
r
dl
r
π
ωμμπδ
=-=-
代入相应数值后得0.2328Pa s μ=
5-2 （1）3
0.1520
l l h h h m h k k ''=?===
? （2）这是重力作用下的不可压流动了，此时满足Fr 数相等。有 12121v
v l l
k k
k k ==?
25352339.9/v
v q v l l v
v v l
q k k q q q m s
k k k '===
'
==
（3）此时欧拉数相等，且模型和原型中用的是同种流体，有1k ρ=
则
22
1p
e p v l v e
p k k k p k k '===
=? 39200e
e l
p p Pa k '=--
5-5 不计粘性影响，此时满足Fr 数相等。有
112
121 3.415/v
v l l l
v k k v
v v m s
k k k '==
'
===?
模型和原型中用的是同种流体，有1k ρ= 所以 223v F l l F k k F
k k '===
370400l
F F N k '
=
= 70400 3.415240.4P Fv kW ==?=
5-7这是粘性流动，此时有Re 数相等
1v l
v l k v k k k v
k k νν
'
===?
因为k ν=1，所以1l v v H k v H
k '
==
=
' 3
108101.51360045
l v H Hk H m v ?'===?='?
2211500v
F l F k k F F F N k k ρ'
===
'==
5-10 (1)这是粘性流动，此时有Re 数相等
1v l
v l k v k k k v
k k νν
'==
=? 查表插值得6210,1m /s 14.210C ν-=?个标准大气压下， 6225,1m /s 15.510C ν-'=?个标准大气压下，
180100015.5
164/360014.21l v v k k m s ν??'==
=??
风速很大，使风洞的初投资和运行成本大大提高
（2）此时同样有Re 数相等
1v l
v l k v k k k v
k k νν
'==
=?
63
0273273
30,11.47/10132527310132527330
101.29p C kg m t ρρ''=?=++=?此时 62m /s 1.610μνρ-''
''=''
=
? 1801000 1.6
16.5/360014.21l v v k k m s ν??'==
=??
5-13 由题意和π定理，有(,,,,,,)0F v d H g ρμσ= 取H,g ，ρ为基本量纲，则有
010
01220130
-=-≠-，所以所取基本量纲合理 111
11111321111111
1
112
,()()00
31122112()a b c a b c v
H g
ML L LT a a a b c b c c v gH πρπ---=
===????
??
-++=?=??????-=-=???=
由量纲一致性有LT 222
22223222222222
2,()()3100120
0a b c a b c d
H g
ML L LT a b c a a b c c d H
πρπ--=
=-++==????
??
=?=??????-==??
?=
由量纲一致性有L
3
3
3
333311323333333
3
31232
,()()11
31322112a b c
a b c H g ML L LT a a a b c b c c g H πρμπρ----=
===????
??
-++=-?=??????-=-=???=
由量纲一致性有
ML T 4
4
4
44442324444444
4
42
,()()11302221a b c a b c H g
ML L LT a a a b c b c c gH σπρσπρ---=
===????
??
-++=?=??????-=-=???=
由量纲一致性有
MT
所以
1/23/21/22
(,,)(,Re,)()v d d
f f We gH H H
g H g H
μσρρ==
整理得(
,Re,d
v f We H
=5-14由题意和π定理，有(,,,,)0D F F d v ρμ= 取d,v ，ρ为基本量纲，则有
113
01010001
--=-≠，所以所取基本量纲合理 111
11112131111111
1
122,()()312
1221D
a b c a b c D
F d v L LT ML c a b a c b b c F d v πρπρ
---=
=-++==????
??
=?=??????==???=由量纲一致性有
MLT
222
222211132222222
2
2,()()3111111a b c a b c d v T L LT ML a b c a c b b c dv πρμπρ
----=
=+-==????
??
=?=??????-=-=???=
由量纲一致性有
ML
22()D F f d v dv μ
ρρ
= 整理得22(
)4
2
D d v F f dv πρ
μ
ρ
=
第六章复习题
1. 圆管流动中，层流的断面流速分布符合（ ），紊流的断面流速分布符合（ ） a. 均匀规律 b.直线变化规律 c. 抛物线规律 d. 对数曲线规律
2.理想流体在流动过程中，流层之间的切应力为（ ）
a. 0
b.粘性切应力
c. 湍流附加切应力
d. 粘性与湍流附加切应力的和
3.实际流体在湍流状态，其流层间的切应力为（ ）
a. 0
b.粘性切应力
c. 湍流附加切应力
d. 粘性与湍流附加切应力的和
4.湍流附加切应力是由于（ ）而产生的
a.分子内聚力
b.分子间的动量交换
c.重力
d. 湍流元脉动速度引起的动量交换
两根直径相同的圆管，以同样的速度输送水和空气，不会出现（ ） a. 水管内为层流，气管内为湍流 b. 水管气管内都为层流 c. 水管内为湍流，气管内为层流 d. 水管气管内都为湍流
圆管湍流过渡区的沿程损失系数（ ）；它在湍流粗糙区的沿程损失系数（ ） a.与雷诺数有关 ｂ.与管壁相对粗糙度有关 c. 与雷诺数和管壁相
对粗糙度有关 ｄ与雷诺数和管长有关
工业管道的沿程损失系数在湍流过渡区随雷诺数的增加而（ ） ａ. 增加 b. 减小 c. 不变 ｄ. 前三种情况都有可能
6-1、层流管流中，流速分布式为
22200max 2
0max ()(),441
()28x x x x r r r d p gh d p gh v v dl dl
r d p gh v v dl
ρρμμρμ-++=-=-
+==-
依题意，有,x x v v =即22200max ()(),48x r r r d p gh d p gh v dl dl
ρρμμ-++-=-
求解得0
r 2r =
6-2、由已知得，
2
2
s 9000
0.088/36009000.780.2
4
Re 1622000,Re 4962000,m
w q v m s d d
d πρυνυν
=
=
=???=
=<==<冬季管内为层流夏季管内为层流
6-7、Re 10002000,d
υν
=
=<管内为层流 2
5.22/m 2f l v h d g
λ==流体柱
6-13、 15℃时空气的ν由插值法
152015
13.2150
νν--=--得，6214.5510/m s ν-?=
0.0008d
ε
=，试取λ=0.02，此时52.410Re ?=
2(1)19.5/2f m s l v h v g
d λ==?=
，此时61.710Re ?=
由莫迪图查得λ=0.018，代入（1）得v=20.5m/s, 此时61.7610Re ?=
由莫迪图查得λ=0.018, λ取值合理，
2325.1/4
V q d m s v π
==
6-17 设管道内流体的流速为v ，右侧容器的自由液面为基准面，对两容器自由液面列伯努利方程，有
22
22
(221003324l v v H d g g
v v g g
ζζλλ++=+
=入出（1)
）
代入数据，得
试取λ=0.025，此时4210Re ?=，代入（1）式得，v=3.83m/s ， 进行Re 数计算得Re=41.310?，查得λ=0.028，代入（1）得v=3.69m/s ，Re=41.2810?，查得λ=0.028，取值合理， 所以230.26/4
V
q d m s v π==
6-26取两容器自由液面为两缓变流截面1和2，以右侧容器的自由液面为基准面，
由题意知
12
1 6.4/4v
m s q v d π==
22
2
2.8/4
v
m s q v d π==
对两容器自由液面列伯努利方程，
2
2222
112211212(2222v l v l v v H d g d g g g
ζζζζλλ++++=入门出扩+）
新低碳钢管绝对粗糙度为0.046mm ，则61
0.00023Re 1.2710d ε
=?=，
查莫迪图得1λ=0.015 同理可得20.0145λ=
22
1
1)=1.563A A ζ=-扩（
代入数据得H=9.4m 列伯努利方程
6-27铸铁管的绝对粗糙度为0.45mm ，右侧容器的自由液面为基准面，对两容器自由液面列伯努利方程
22
112212
12=22l v l v H d g d g
λλ= 试取λ1=0.015，此时V 1=1.5m/s ，
61.810Re ?=，11
0.0004d ε=
查莫迪图得1λ=0.016，此时V 1=1.45m/s ，
61.710Re ?=，
查莫迪图得1λ=0.016合理，所以V 1=1.45m/s 试取λ2=0.02，此时V 2=1.33m/s ，
61.310Re ?=，22
0.00045d ε=
查莫迪图得1λ=0.017，此时V 2=1.44m/s ，
61.410Re ?=，
查莫迪图得1λ=0.017合理，所以V 2=1.44m/s Qv= Q v1+ Q v2=2.77m 3/s
第8章 复习题 1. 连续性方程
v 0d dt
ρρ
+?=只适用于（ ） a. 不可压流体 b.不定常流动 c. 任何流体 d. 定常流动
2.河水在重力作用下沿斜坡向下流动，水深为h ，液面上是大气，要求解其速度分布时液面上的运动学边界条件可取为（ ）
a. u=常数
b. p=常数
c. 0u
y
?=? 3.请指出下列说法中正确的说法：动量方程中F ∑是指
a. 流体对固壁的作用力合力
b. 固壁对流体的作用力合力
c. 作用在控制体上的作用力合力
4.将伯努利方程从沿流线成立推广到全流场成立的附加条件是（ ） a. 将不可压流体推广到正压流体 b. 将重力推广到有势的体积力 c. 涡量处处为0
5.在满足质量力有势，正压和无粘性条件下的单连通区域（区域内无固体边界存在）上，按汤姆孙定理和斯托克斯定理，以下说法正确的有（ ） （1）若曲线上环量不等于零，曲线内必有涡旋存在 （2）若曲线上环量等于零，曲线内必无旋
（3）若曲线上环量等于零，曲线内可能无旋也可能有旋。
6.平面涡流的流动结构可分为（ ）区和（ ）区，这两个区的总压降（ ）
7.速度势函数存在的条件是（ ）
A ．不可压流体 B. 无粘流体 C. 无旋流动 D. 平面流动 8.流函数存在的条件是（ ）
（1）不可压缩流体（2）无粘流体（3）无旋流动（4）平面流动 A ．（1） （2） B. （1） （3）C. （1） （4） D. （2） （4） 9.作为平面势流的一个基本解，由直线涡诱导的点涡流场是指（ ） A 包含直线涡在内的全流场 B 以直线涡为中心的某一圆内流场 C 不包含直线涡的全部流场
8-3（1）把,0x y v k v ==代入不可压平面流动连续性方程有
00y x k
x y x
v v ???++???== 所以满足连续性条件
此时只可能存在绕z 轴的旋转角速度，计算得
11(
)()2200z y x k
x y y
v v ω???=-???=-= 所以是无旋流动 （2）把2222
,x y
kx ky x y x y v v ++=
=代入不可压平面流动连续性方程有 2222222222()()()()
0y x k y x k x y x y x y x y v v ??--++??++==，满足连续性条件
222222
1()2()()0z y x kxy kxy x y x y x y v v ω??=-+??++=-=所以是无旋流动
（3）把222,2x y x xy y xy v v +=+=代入连续性方程，有
22224()y
x x x y
v v y y x x y ??+??=+++=+ 不满足连续性条件 （4）把,,x y z y z z x x y v v v +=+=+=代入连续性方程有
0y x z
x y z v v v ???++???=满足连续性条件 11()(22
11)0x y z y z v v ω??=-??=-=
11
(
)(22
11)0y x z z x v v ω??=-??=-= 11()(2211)0z y x x y v v ω??=-??=-= 所以流动无旋
8-6 111
()(222
21)x y z y z v v y y ω??=-
??=-=- 11
(
)(22
02)y x z z x v v x x ω??=-??=-=- 111()(222
01)z y x x y v v ω??=-??=-=-
所以在点（2,2,2）处31,2,22
x y z ωωω==-=-
8-7111
()(222
32)x y z y z v v ω??=-??=-= 111
(
)(222
32)y x z z x v v ω??=-??=-= 111
(
)(222
32)z y x x y v v ω??=-??=-=
2
ω==
115
(
)(222
32)x y z y z v v γ??=+??=+=
115
(
)(222
32)y x z z x v v γ??=+??=+= 115
(
)(222
32)z y x x y v v γ??=+??=+= 涡线方程为
x y z
dx dy dz
ωωω==
121212
dx dy dz == 积分得涡线方程为
x=y=z=c;c 取0不影响流动，所以涡线方程为x=y=z
8-10 由已知得
21x x x y
v ?ψ??=
=+=??， 积分得2()xy y f x ψ=++ 又由22()y y y f x y x
v ?ψ
??'=
=-=-=-+?? 得()0,()f x f x C '==
不妨令C=0，则有2xy y ψ=+ 8-14对于流场22x x y ?=+-，有21,2x y x y x y
v v ??
??==+==-?? 对于流场2xy y ψ=+，有21,2x y x y y x
v v ψψ??=
=+=-=-?? 由于这两个流场的速度分布相同，因此这两个流场是等同的。
所以得证。
8-14 由题意，得势函数为(ln ln )2v A B q
r r ?π
=+
2222[()],[()]A B r x a y r x a y =++=-+
22222222224ln[()][()]4ln[()2()]4v
v q x a y x a y q
x a y x a y ?ππ
=
++-+=-+++
2222222
2
3
22222()24[()][()]4()4[()][()]
x y x a x xy v x x a y x a y y x a y v y x a y x a y ???-+==
?++-+?++=
=
?++-+
把（0,0），（0,1），（0，-1），（1，1）代入速度分布式，得相应点处的速度值为 （0,0），（0,2），（0，-2），（4/5,12/5）
8-16
2
22224
9022 1.221.3/604
n n
A
d dA m s πωωππ
Γ==?=?
??=??
圆柱单位长度上的升力3
80101.20521.3570.37/3600
L F v N m ρ∞?=Γ=?
?= 总升力50570.3728518.3L L F LF N ==?=总 圆柱表面上的速度分布为0
0,2sin 2r v v v r θθπ∞Γ==-+
此时04,sin 1r v πθ∞Γ<<，两驻点左右对称地位于第三、第四象限 对于驻点，有
0,02sin 2sin =0.0636=3.65
r v v v r θθπθθ∞Γ===-+
代入数值后有
0sin 0.08y
r y m
θ==此时有
驻点位于距x 轴0.08m 的第三和第四象限圆柱表面上，其角度为
183.65356.35和
第三章习题答案
3-2 22422
1112a H O a air H O CH p gh p gH gh p p gH p p ρρρρ?+?
++??
+?
===
2
4123()
0.53/air H O CH H h h kg m H
ρρρ+-?=
=
3-3过与A 点所在容器连接的U 形管左侧支管水-水银交界面作等压面1-1,2-2，有
22112112()A H O B H O Hg p gh p g h h gh p p p p ρρρ-?
?
-++??
?
===
2()(136001000)9.80.1518522A B Hg H O gh Pa p p ρρ?-=-=-??=
3-4取水与水银交界面为等压面1-1,2-2，则有 212123212
()()A H O Hg a p g h h g h h p p p p p ρρ--+-?
?
???
===
22321()()
101325136009.8(1.611)10009.8 1.3633352.2A a Hg H O g h h g h h Pa
p p ρρ?=--+-=-??-+??= 2
2321()()67972.8Ae A a Hg H O g h h g h h Pa p p p ρρ=-=---=
3-5 由题意知圆柱形容器盖底部的压强为
2
2
3.140.444
5788
46082.8b d F Pa p π??===
2
12b oil H O Hg gh gh gH p ρρρ++=
2
12
0.4b oil H O Hg gh gh H m g
p ρρρ++=
=
3-7 由题意，有
2
1212()e oil H O Hg gh gh g h h h p ρρρ++=+-
2
1212()46060e Hg oil H O g h h h gh gh Pa p ρρρ=+---=
3-9设两种液体分界面上升到00''-位置时，A 中液面下降了h 1，B 中液面上升了h 2，分界面在0-0线上时。A 中压强为p 1，B 中压强为p 2，分界面在00''-线上时。A 中压强为1p '，B 中压强为2p '，则有
分界面在0-0时
1112220p gH p gH p ρρ++?
???
==
1222110p gH gH p p ρρ?-=?=-=
分界面在00''-时，22
2112 2.84
4
d h d mm h h ππ==
=
由等压面方程有 111122
22()()g H h h g H h h p p ρρ
''+--=++- 1222211122112211()()
()()156.4g H h h gh g H h h gH gH g h h g h h Pa
p p p ρρρρρρ''-=+----=-+-++=?=
3-10取各分界面为等压面，从左往右依次为1-1，2-2，3-3
22112312212323343()()()()()H O Hg Hg H O a Hg p p g H h g h h p g h h p g h h p p g h h p p ρρρρρ--+-?
?
+-?
?
--?
?+-?
====224323211()()()()
366121a Hg H O Hg H O g h h g h h g h h g H h Pa
p p ρρρρ?=+---+---=
3-12 取U 形管玻璃管右端面作z 轴铅直向上为正，x 轴水平向右为正 A 处自由液面等压面方程为A A a x g h =-
B 处自由液面等压面方程为B B a x g
h =-
()0.0255A B A B a x x m g
h h h -=--=?=
3-14设绳子的张力为F T ,由牛顿第二运动定律，有
对容器m 1，a h b m f h gb g m F T )()(2121ρρ+=+- （a ） 对载荷m 2，a m F g m T 22=- （b ） 由（a ）式+（b ）式，整理得
2
22221212/16.615.02.010002543.0)15.02.08.910008.94(8.925)(s m h b m m f h gb g m g m a =??++????+?-?=
+++-=ρρ 在容器中以水面中心为原点建立坐标系，z 轴向上，x 轴向右。 此时等压面方程为C gz ax p ++-=)(ρ 当x=0，z=0时，p=0， 所以C=0 所以 自由液面方程为 x g
a
z -
= 在x= -b/2处，z=H-h ，代入自由液面方程，有
m b g a h H 213.02
2
.08.916.615.02=+=+
=
3-16 （1）设水正好不溢出时所形成的旋转抛物面底部到容器顶端的距离为h 0，此时以旋转抛物面最底端为坐标原点，x 轴水平向右，z 轴竖直向上建立坐标轴 旋转前后容器中水的体积不变，则有
2
22
01
0114244
2()0.4d d d H h h h H h m
πππ-==-= 压强分布为 22
(
)2e r p g z C g
ωρ=-+
在自由液面中心点处有0,0,0,0e r z p C ===∴= 自由液面压强分布为22
(
)2e r p g z g
ωρ=-
在自由液面与容器右端器壁相交处有
0002,0.4,0,602e d n r z p πω=
==∴==
178.3/min n r =
=
（2）刚好露出容器底面时，以底面中心点处为坐标原点，x 轴水平向右，z 轴竖
直向上建立坐标轴，此时等压面方程为
22
(
)2e r p g z C g
ωρ=-+
在自由液面中心点处有0,0,0,0e r z p C ===∴= 自由液面压强分布为22
(
)2e r p g z g
ωρ=-
在自由液面与容器右端器壁相交处有
0002,,0,602e d n r z H p πω=
==∴==
199.4/min n r =
=
如果此时容器静止，则水由转动到静止过程中体积保持不变，
2
22
2
214244
20.25d d d H H h h H m
πππ-=== 3-18 取容器顶盖中心点处为坐标原点，x 轴水平向右，z 轴竖直向上建立坐标轴，此时顶盖上压强分布为
22
(
)2e r p g z C g
ωρ=-+
由已知，有22
0000.43,0,,()2e r r z p gh C g h g
ωρρ===∴=-
顶盖上压强分布为22
2222
22
00()(
)22
2e r r r r p g gh g h g
g
ρωωωωρρρ-=+-
=+
顶盖所受的总压力为
2
2
2222
22
22
2000
()2(
)2242d d d e r r r F p rdr g h rdr h g
g
g
ωωωωπρπ-==+=
-
+??
据题意，有
22
2220()042260
d r F h g g n ωωπω?==-+?
??=?
代入数值，得427/min n r =
3-20 取斜壁与自由液面交点为原点o ，x 轴沿斜壁向下，y 轴垂直斜壁向上
22sin 10009.8(10.25)sin60 3.140.252082p c c F gh A gx r N ρραπ===??+???=
424
() 1.2632()2
cy
p D c c I d r F x x a m d x A a r ππ==+=++=+
3-24 过半球两端点作自由液面延长面的投影面，获得压力体ABEF 作用在左半球和右半球的水的水平分力大小相等方向相反，所以作用于半球水的总压力的水平分力为0，作用于半球上水的总压力为竖直分力。
1
102
c a c a p p gh p p h h h g ρρ=+-==+
08.6732
c a p p h
h m g ρ-=
-= 2301
(4246.372
p pz P F F gV g h R R kN ρρππ===-=，方向竖直向上。
3-27过A,B 两端点作延长线分别交球体和自由液面于C,D,M,N 点，作用在球体左左半部分和右半部分的水的水平分力大小相等方向相反，所以作用于球体水的总压力的水平分力为0，作用于球体上水的总压力为其竖直分力。
223222.5sin
0.625cos 0.78242
(cos )[3(cos )]
322
4((cos )[3(cos )] 1.29363322
P CDNM ABCD MABN MABN CEA CEA MABN p pz P V V V V V V V V a a a a
V r H R R R R R F F gV a a
g R r H R R R R R N
ππρπρππ=-=+-=-==?==+---===-----=-球缺环球缺环球
此时作用于球体上水的总压力方向向下 所以据题意有
0 1.2936 2.452 3.746p p T F G T F G N --=?=+=+=
第四章习题答案
4-2 将已知速度分布代入流线微分方程，得
22
22
22dx dy y x x y x y ππ=
ΓΓ-
++
整理，得0xdx ydy += 积分，得22x y C +=
此时流线为以原点为圆心的一簇同心圆。
4-4 二维流动 由题意有
4
2231()2033x u u u a u
v w x y z
xy xy y y xy xy ???=++???=+-+=
5
23210033y v v v a u
v w x y z
y xy y y xy ???=++???=++=
3
2312()033
z w w w a u
v w x y z
xy xy y y x xy ???=++???=+-+=
所以 在（x ，y ，z ）=（1，2，3）点的加速度为（16/3，32/3，16/3）
4-6 三维流动 由题意有
5232232348241626223x u u u a u
v w x y z
x x y x y y xy x y z x xy xz ???=++???=+++++-++-+
32521263933y v v v a u
v w x y z
x y xy xy y y z
???=++???=++-+-
所以（x ，y ，z ）=（2，2，3）点的加速度为（2004，108） 4-7 2
2
3850/oil
oil h o h o
d d kg m ρρρρ=
?==
由不可压流体平面流动的连续性方程，有
1
2
2
111112222232/v d v A v A v A v m s A d =?===
1153.4/m v A kg s ρ==
4-9 设流体从大内径一端流向小内径一端，x 方向沿轴线向右为正，设x 位置处内半径为r ，流速为
v
由已知，有
0.010.030.030.030.04r x
r x
--=?=- 此时由连续性方程，有
11222
0.01
0.01(0.04)vA v A v A v x π===?=
-
4-11 由题意得
273
101325273p t
ρρ=+ 4000673
8.85/3600 1.292730.40.6
m m A v A
m s
ρρ=?=
?==????
4-14 u 型管压差计左端的水和空气的交界面为3-3截面，右端的水和空气的交界面为4-4截面，这两个截面到文丘里流量计轴线的垂直距离分别为z 3和z 4，在文丘里流量计收缩段前面和喉部的大小直圆管的截面为1-1截面和2-2截面，其上的平均速度为v 1和v 2，u 型管压差计左端与文丘里流量计收缩段相交处到文丘里流量计轴线的垂直距离为z 1，u 型管压差计左端与文丘里流量计喉部相交处到文丘里流量计轴线的垂直距离为z 2，对1-1截面和2-2截面列伯努利方程，有
工程流体力学(沈小雄版)课后习题答案
工程流体力学（沈小雄）课后习题答案 第1章 绪论 【1-1】500cm 3的某种液体，在天平上称得其质量为0.453kg ，试求其密度和相对密度。 【解】液体的密度 3340.4530.90610 kg/m 510 m V ρ-= ==?? 相对密度 3 3 0.906100.9061.010w ρδρ?===? 【1-2】体积为5m 3的水，在温度不变的条件下，当压强从98000Pa 增加到4.9×105Pa 时，体积减少1L 。求水的压缩系数和弹性系数。 【解】由压缩系数公式 10-15 10.001 5.110 Pa 5(4.91098000)p dV V dP β-=- ==???- 910 1 1 1.9610 Pa 5.110 p E β-= = =?? 【1-3】温度为20℃，流量为60m 3/h 的水流入加热器，如果水的体积膨胀系数βt =0.00055K -1，问加热到80℃后从加热器中流出时的体积流量变为多少？ 【解】根据膨胀系数 1t dV V dt β= 则
211 3600.00055(8020)6061.98 m /h t Q Q dt Q β=+=??-+= 【1-4】用200升汽油桶装相对密度0.70的汽油。罐装时液面上压强为98000Pa 。封闭后由于温度变化升高了20℃，此时汽油的蒸汽压力为17640Pa 。若汽油的膨胀系数为0.0006K -1，弹性系数为13.72×106Pa ，（1）试计算由于压力温度变化所增加的体积，（2）问灌装时汽油的体积最多不应超过桶体积的百分之多少？ 【解】（1）由1β =- =P p dV Vdp E 可得，由于压力改变而减少的体积为 6 20017640 0.257L 13.7210??=-= ==?P p VdP V dV E 由于温度变化而增加的体积，可由 1β= t t dV V dT 得 0.000620020 2.40L β?===??=t t t V dV VdT （2）因为??t p V V ?，相比之下可以忽略由压力变化引起的体积 改变，则 由 200L β+=t V V dT 得 1198.8%200110.000620 β===++?t V dT 【1-5】图中表示浮在油面上 的平板， 其水平运动速度为u =1m/s ，δ=10mm ，油品的粘度μ=0.9807Pa ·s ，求作用在平板 单位面积上的阻力。 【解】根据牛顿内摩擦定律 习题1-5图
工程流体力学课后作业答案-莫乃榕版本
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；40C 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0.18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 =?== δμτ 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： gz gh p z H g p a 2121)(ρρρ+-=++
流体力学习题解答
《流体力学》选择题库 第一章 绪论 1．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。 2．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。 3．下面四种有关流体的质量和重量的说法，正确而严格的说法是 。 A 、流体的质量和重量不随位置而变化； B 、流体的质量和重量随位置而变化； C 、流体的质量随位置变化，而重量不变； D 、流体的质量不随位置变化，而重量随位置变化。 4．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。 5．流体的切应力 。 A 、当流体处于静止状态时不会产生； B 、当流体处于静止状态时，由于内聚力，可以产生； C 、仅仅取决于分子的动量交换； D 、仅仅取决于内聚力。 6．A 、静止液体的动力粘度为0； B 、静止液体的运动粘度为0； C 、静止液体受到的切应力为0； D 、静止液体受到的压应力为0。 7．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=。 8．水力学中，单位质量力是指作用在单位_____液体上的质量力。 A 、面积 B 、体积 C 、质量 D 、重量
9．单位质量力的量纲是 A、L*T-2 B、M*L2*T C、M*L*T(-2) D、L(-1)*T 10.单位体积液体的重量称为液体的______，其单位。 A、容重N/m2 B、容重N/M3 C、密度kg/m3 D、密度N/m3 11.不同的液体其粘滞性_____，同一种液体的粘滞性具有随温度______而降低的特性。 A、相同降低 B、相同升高 C、不同降低 D、不同升高 12.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 13.运动粘滞系数的量纲是： A、L/T2 B、L/T3 C、L2/T D、L3/T 14.动力粘滞系数的单位是： A、N*s/m B、N*s/m2 C、m2/s D、m/s 15.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。 第二章流体静力学 1．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。 2．压力表的读值是 A、绝对压强； B、绝对压强与当地大气压的差值； C、绝对压强加当地大气压； D、当地大气压与绝对压强的差值。 3．相对压强是指该点的绝对压强与的差值。 A、标准大气压； B、当地大气压； C、工程大气压； D、真空压强。
流体力学课后答案
1-2 一盛水封闭容器从空中自由下落，则器内水体质点所受单位质量力等于多少 解：受到的质量力有两个，一个是重力，一个是惯性力。 重力方向竖直向下，大小为mg ；惯性力方向和重力加速度方向相反为竖直向上，大小为mg ，其合力为0，受到的单位质量力为0 1-5 如图，在相距δ＝40mm 的两平行平板间充满动力粘度μ＝0.7Pa·s 的液体，液体中有一长为a ＝60mm 的薄平板以u ＝15m/s 的速度水平向右移动。假定平板运动引起液体流动的速度分布是线性分布。当h ＝10mm 时，求薄平板单位宽度上受到的阻力。 解：平板受到上下两侧黏滞切力T 1和T 2作用，由dy du A T μ=可得 12U 1515T T T A A 0.70.06840.040.010.01U N h h μμδ? ?=+=+=??+= ?--?? （方向与u 相 反） 1-9 某圆锥体绕竖直中心轴以角速度ω＝15rad/s 等速旋转，该锥体与固定的外锥体之 间的间隙δ＝1mm ，其间充满动力粘度μ＝0.1Pa ·s 的润滑油，若锥体顶部直径d ＝0.6m ，锥体的高度H ＝0.5m ，求所需的旋转力矩M 。 题1-9图 解：取微元体，微元面积： θ ππcos 22dh r dl r dA ? =?= 切应力： θ πσωμμ τcos 2rdh r dA dy du dA dT ?=?=?= 微元阻力矩： dM=dT·r
阻力矩： 2-12 圆柱形容器的半径cm R 15=，高cm H 50=，盛水深cm h 30=，若容器以等 角速度ω绕z 轴旋转，试求ω最大为多少时不致使水从容器中溢出。 解：因旋转抛物体的体积等于同底同高圆柱体体积的一半，因此，当容器旋转使水上升到最高时，旋转抛物体自由液面的顶点距容器顶部 h’= 2(H-h)= 40cm 等角速度旋转直立容器中液体压强的分布规律为 0222p gz r p +??? ? ??-=ωρ 对于液面，p=p 0 , 则g r z 22 2ω=，可得出2 2r gz =ω 将z=h ’,r=R 代入上式得s R gh /671.1815.04 .08.92' 22 2=??== ω 2-13 装满油的圆柱形容器，直径cm D 80=，油的密度3 /801m kg =ρ，顶盖中心点装有真空表，表的读数为Pa 4900，试求：（1）容器静止时，作用于顶盖上总压力的大小和方向；（2）容器以等角速度1 20-=s ω旋转时，真空表的读数值不变，作用于顶盖上总压力的大小和方向。
流体力学课后习题答案
【2012年】《液压与气压传动》继海宋锦春高常识-第1-7章课后答案【最新经典版】 1.1 液体传动有哪两种形式？它们的主要区别是什么？ 答：用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。按照其工作 原理的不同，液体传动又可分为液压传动和液力传动，其中液压传动是利用在密封容器 液体的压力能来传递动力的；而液力传动则的利用液体的动能来传递动力的。 1.2 液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？ 答：（1）动力装置：动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置，它是 液压系统的动力源。 （2）控制调节装置：其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量，以 保证执行元件和工作机构的工作要求。 （3）执行装置：是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在工作介质的推动下输出 力和速度（或转矩和转速），输出一定的功率以驱动工作机构做功。 （4）辅助装置：除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置，如油箱、过滤器、蓄 能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作
用的元件，在系统中是必不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。（5）工作介质：工作介质指传动液体，在液压系统常使用液压油液作为工作介质。 1.3 液压传动的主要优缺点是什么？ 答：优点：（1）与电动机相比，在同等体积下，液压装置能产生出更大的动力，也就 是说，在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑，即：它具有大的功率密度 或力密度，力密度在这里指工作压力。 （2）液压传动容易做到对速度的无级调节，而且调速围大，并且对速度的调节还可 以在工作过程中进行。 （3）液压传动工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。 （4）液压传动易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长。 （5）液压传动易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调 节和控制，并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来，实现复杂的运动和 操作。 （6）液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造和推广使用。答：缺点：（1）由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格
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
流体力学课后习题答案
5.1题 5.3题 解：按小孔出流计算出口流量为： 则每水面下降的微段需要的时间为： 故需要时间为： 5.4解：依据题意，为短管出流水力计算问题。 可以先计算短流量，则灌水时间可求。 2 0.62 1.218/4d Q L s πμ==? =20.82 1.612/4 N N d Q L s πμ==? =0.756 1.512p H m γ = =2 30.62/4 d Q s πμ==? =40bldH dH dT Q = = 2.8 0.5 04080 6900.1939 dH T H s === ? Q =253280.0768V T s Q == =230.0768/m s π==
5.5解：水面最终保持平衡，即说明自流管的流量最终将与两台水泵的抽水量相同。 5.14设并联前的流量为 Q1，并联后左管的流量为Q2 ，则并联后的右管流量为1/2Q2。 利用长管出流方程H=ALQ 平方 有： 5.17解：总扬程包括抬水高度及水头损失， .... 流入 吸出Q Q =A Q = 流入 161C R n == 221133889.80.0110.02580.2 ()4gn R λ???== =25023600d Q π?∴===流入 0.57H m ?=2222112222152()24H ALQ H ALQ AL Q ALQ ===+ = 22 1122520.794Q ALQ ALQ Q =?==2 2g f g l v H H h H d g λ =+=+22 40.07 1.42/0.254 Q v m s d ππ?===?221500 1.42200.02535.5620.2529.8g l v H H m d g λ ∴=+=+??=?98000.0735.56 443.50.55a a QH QH N kW N γγ η η ??=?===
流体力学习题及答案
流体力学与叶栅理论 课程考试试题 一、 选择题（每小题1分，共10分） 1、在括号内填上“表面力”或“质量力”： 摩擦力（ ）； 重力（ ）； 离心力（ ）； 浮力（ ）； 压力（ ）。 2、判断下列叙述是否正确（对者画√，错者画╳）： (a) 基准面可以任意选取。（ ） (b) 流体在水平圆管内流动，如果流量增大一倍而其它条件不变的话，沿程阻力也将增大一倍。（ ） (c) 因为并联管路中各并联支路的水力损失相等，所以其能量损失也一定相等。（ ） (d) 定常流动时，流线与迹线重合。（ ） (e) 沿程阻力系数λ的大小只取决于流体的流动状态。（ ） 二、 回答下列各题（1—2题每题5分，3题10分，共20分） 1、什么是流体的连续介质模型？它在流体力学中有何作用？ 2、用工程单位制表示流体的速度、管径、运动粘性系数时，管流的雷诺数410Re ，问采用国际单位制时，该条件下的雷诺数是多少？为什么？ 3、常见的流量的测量方法有哪些？各有何特点？ 三、计算题（70分） 1、如图所示，一油缸及其中滑动栓塞，尺寸D =120.2mm ，d =119.8mm ，L =160mm ，
间隙内充满μ=·S的润滑油，若施加活塞以F=10N的拉力,试问活塞匀速运动时的速度是多少？（10分） 题1图 2、如图所示一盛水容器，已知平壁AB=CD=2.5m，BC及AD为半个圆柱体，半径R=1m，自由表面处压强为一个大气压，高度H=3m，试分别计算作用在单位长度上AB面、BC面和CD面所受到的静水总压力。（10分） 题2图 3、原型流动中油的运动粘性系数υp=15×10-5m2/s，其几何尺度为模型的5倍，如确定佛汝德数和雷诺数作为决定性相似准数，试问模型中流体运动粘性系数υm=？（10分） 4、如图所示，变直径圆管在水平面内以α=30。弯曲，直径分别为d1=0.2m，d2=0.15m，过水流量若为Q=0.1m3/s，P1=1000N/m2时，不计损失的情况下，求水流对圆管的作用 力及作用力的位置。（20分）
流体力学课后习题答案
【2012年】《液压与气压传动》姜继海宋锦春高常识-第1-7章课后答案【最新经典版】 液体传动有哪两种形式？它们的主要区别是什么？ 答：用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。按照其工作 原理的不同，液体传动又可分为液压传动和液力传动，其中液压传动是利用在密封容器内 液体的压力能来传递动力的；而液力传动则的利用液体的动能来传递动力的。液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？ 答：（1）动力装置：动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置，它是 液压系统的动力源。 （2）控制调节装置：其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量，以 保证执行元件和工作机构的工作要求。 （3）执行装置：是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在工作介质的推动下输出 力和速度（或转矩和转速），输出一定的功率以驱动工作机构做功。 （4）辅助装置：除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置，如油箱、过滤器、蓄 能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作 用的元件，在系统中是必不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。（5）工作介质：工作介质指传动液体，在液压系统中通常使用液压油液作为工作介 质。 液压传动的主要优缺点是什么？ 答：优点：（1）与电动机相比，在同等体积下，液压装置能产生出更大的动力，也就 是说，在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑，即：它具有大的功率密度 或力密度，力密度在这里指工作压力。 （2）液压传动容易做到对速度的无级调节，而且调速范围大，并且对速度的调节还可 以在工作过程中进行。 （3）液压传动工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。 （4）液压传动易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长。 （5）液压传动易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调 节和控制，并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来，实现复杂的运动和 操作。
流体力学课后作业
1、1 A prｅｓsure oｆ２10６Ｎ/ｍ2 is apｐlｉed ｔo a maｓs ｏf wａt ｅr that ｉｎitially fｉlled a 1,０00cm3 volume、Ｅｓｔiｍaｔe iｔｓvoｌume ａfter the prｅssｕｒe isａpplied、 将2１０６N/ｍ２得压强施加于初始体积为1,000ｃｍ3得水上，计算加压后水得体积。 (999、1cｍ3) 1、２As shown ｉn Fig、1－9，iｎa heａ ｔinｇsyｓtｅmｔhｅｒe is a dilatatioｎwate ｒtａｎk、Tｈe wｈolｅvolｕme oｆｔｈｅ waｔer inｔhe ｓｙｓｔem ｉｓ8m3、The largｅｓt tempeｒatｕre rise is 5０0C and tｈe coefficient of volume expanｓion iｓv＝0、0 ００５１/K，whａt ｉs tｈe smallesｔcｕ bage ｏf thｅwater bank？ 如图1-10所示,一采暖系统在顶部设一膨胀水 箱,系统内得水总体积为8m３,最大温升500Ｃ,膨胀系数v=0、0０51/K,求该水箱得最小容积？（0、2ｍ３）Ｆiｇ、1-9 Prｏｂｌem 1、2 1、3 Wｈｅn thｅinｃrement ｏf presｓuｒe is ５０kＰa，ｔｈe deｎsｉty of ａcerｔaｉn liquｉd is ０、0２%、Find thｅｂulｋｍodulus ｏf tｈe ｌiquid、 当压强增量为５0ｋPa时,某种液体得密度增加０、０２%。求该液体得体积模量。( ２、51０8Pa) 1、4 Fig、1-10 sｈows the cｒoss－seｃｔ ion of ａｎｏｉｌtａnｋ, its diｍenｓ ions ａｒｅlength a=0、6m, width b=０、4m, heigｈｔＨ=0、5m、Ｔｈe diameｔer of n ｏzｚｌe is ｄ=0、05m, heiｇht h=０、08m、 Ｏil ｆillｓto the uppｅr edge of thｅtank， finｄ: (1)Ｉｆonlｙthe tｈerｍal ｅxpansion cｏefficｉｅｎｔv=6、5１0-４1／K of ｔｈe oil tankｉs ｃonｓiderｅd, wh ａt is thｅvoluｍe Fig、1-１0Ｐｒoblｅm1、4 of oil spilleｄfrom tｈe taｎk when ｔhe temperatuｒe ofｏil iｎｃreases from t1=-200C to t２=20０C? (2)Ｉf thｅlineａr expａnsｉon coｅfficienｔl＝1、210-51/K ｏf ｔhｅoiｌtａnk is consｉdered, what is the result iｎｔhiｓｃaｓe? 图1－1０为一油箱横截面，其尺寸为长a＝0、6m、宽b＝0、４m、高H＝０、５m,油嘴直径d=0、０5ｍ,高h＝０、０８m。由装到齐油箱得上壁,求: (1)如果只考虑油液得热膨胀系数v＝6、51０－41／Ｋ时，油液从ｔ1=-２ 0０Ｃ上升到 t2＝2００Ｃ时,油箱中有多少体积得油溢出？
(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
最新流体力学课后习题答案第一章资料
第一章 1—1 水的密度为1000kg/m 3,2L 水的质量和重量是多少？ 解：31000210229.819.6m v kg G mg N ρ-==??===?= 1—2 体积为0.5 m 3的油料，重量为4410N,试求该油料的密度是多少？ 解；34410900/9.80.5 m G kg m v gv ρ====? 1—3 当空气的温度从0℃增加到20℃时，运动黏滞系数υ值增加15%，密度减少10%，问此时动力黏滞系数μ值增加多少？ 解：000000010000(1.0351)0.035(115%)(110%) 1.035v v v v v μρρρμρρ=??-==+-= 因此增加了3.5% 1—4 为了进行绝缘处理，将导线从充满绝缘涂料的模具中间拉过。已知导线直径为0.8mm,涂料的动力黏滞系数0.02Pa s μ=?，模具的直径为0.9mm ，长度为20mm ，导线的牵 拉速度为50m/s 。试求所需牵拉力？ 解：630.9500.02(2)210120.12 1.004810du T A dy N μπ--==??????=? 1—5 某底面积为6040cm cm ?的木块，质量5kg ，沿着一与水平面成20°的涂有润滑油的斜面下滑。油层厚度为0.6mm ，如以等速度U=0.84m/s 下滑时，求油的动力黏滞系数μ？ 解：3sin 20sin 20/() =59.8sin200.610/(0.840.60.4) =0.05Pa du U G A A A dy h mg h U A s τμ μμ-====?????? 1—6 温度为20℃的空气，在直径为2.5cm 的管中流动，距管壁上1mm 处的空气速度为3cm/s 。求作用于单位长度管壁上的黏滞切力为多少？ 解：因为T=200，故查表得51.8310Pa s μ -=? 2523633101.8310( 2.510)11043.10100.04310du T A dy T N μπ------?==??????=?=?
流体力学习题及答案-第二章
第二章 流体静力学 2-1如果地面上空气压力为0.101325MPa ，求距地面100m 和1000m 高空处的压力。 答：取空气密度为( )3 /226.1m kg =ρ，并注意到()()Pa a 6 10MP 1=。 （1）100米高空处： ()()()()()()() Pa Pa Pa m s m m kg Pa gh p p 5 23501000122.11203101325100/81.9/226.11001325.1?=-=??-?=-=ρ （2）1000米高空处： ()()() ()()()() Pa Pa Pa m s m m kg Pa gh p p 5 23501089298.0120271013251000/81.9/226.11001325.1?=-=??-?=-=ρ 2-2 如果海面压力为一个工程大气压，求潜艇下潜深度为50m 、500m 和5000m 时所承受海水的压力分别为多少？ 答：取海水密度为( )3 3 /10025.1m kg ?=ρ，并注意到所求压力为相对压力。 （1）当水深为50米时： () ( ) ()()Pa m s m m kg gh p 523310028.550/81.9/10025.1?=???==ρ。 （2）当水深为500米时： ()() ()()Pa m s m m kg gh p 623310028.5500/81.9/10025.1?=???==ρ。 （3）当水深为5000米时： ()() ()()Pa m s m m kg gh p 723310028.55000/81.9/10025.1?=???==ρ。 2-3试决定图示装置中A ，B 两点间的压力差。已知：mm 500h 1=，mm 200h 2=， mm 150h 3=，mm 250h 4=，mm 400h 5=；酒精重度31/7848m N =γ，水银重度 32/133400m N =γ，水的重度33/9810m N =γ。 答：设A ，B 两点的压力分别为A p 和B p ，1,2,3,4各个点处的压力分别为1p ，2p ，3 p 和4p 。根据各个等压面的关系有： 131h p p A γ+=， 2221h p p γ+=，
流体力学 课后答案
流体力学课后答案 一、流体静力学实验 1、同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指，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。从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2、当时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。 答：以当时，第2次B点量测数据（表1.1）为例，此时，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（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，自水面向下深度为的一段水注亦为真空区。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，均为。 3、若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定。 答：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和，由式，从而求得。 4、如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？ 答：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；为液体的容重；为测压管的内径；为毛细升高。常温（）的水，或，。水与玻璃的浸润角很小，可认为。于是有 一般说来，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。相互抵消了。 5、过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平是不是等压面？哪一部分液体是同 一等压面？ 答：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？ 答：关闭各通气阀，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，故为恒定流动。这是由于液位的的降低与空气补充使箱体表面真空度的减小处于平衡状态。医学上的点滴注射就是此原理应用的一例，医学上称之为马利奥特容器的变液位下恒定流。 ※7、该仪器在加气增压后，水箱液面将下降而测压管液面将升高H，实验时，若以时的水箱液面作为测量基准，试分析加气增压后，实际压强（）与视在压强H的相对误差值。本仪器测压管内径为0.8cm,箱体内径为20cm。
流体力学-课后习题答案
第一章习题答案 选择题（单选题） 1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d ） （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。 1.2 作用于流体的质量力包括：（c ） （a ）压力；（b ）摩擦阻力；（c ）重力；（d ）表面张力。 1.3 单位质量力的国际单位是：（d ） （a ）N ；（b ）Pa ；（c ）kg N /；（d ）2/s m 。 1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b ） （a ）剪应力和压强；（b ）剪应力和剪应变率；（c ）剪应力和剪应变；（d ）剪应力和流速。 1.5 水的动力黏度μ随温度的升高：（b ） （a ）增大；（b ）减小；（c ）不变；（d ）不定。 1.6 流体运动黏度ν的国际单位是：（a ） （a ）2/s m ；（b ）2/m N ；（c ）m kg /；（d ）2/m s N ?。 1.7 无黏性流体的特征是：（c ） （a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无黏性；（d ）符合RT p =ρ 。 1.8 当水的压强增加1个大气压时，水的密度增大约为：（a ） （a ）1/20000；（b ）1/10000；（c ）1/4000；（d ）1/2000。 1.9 水的密度为10003 kg/m ，2L 水的质量和重量是多少？ 解： 10000.0022m V ρ==?=（kg ） 29.80719.614G mg ==?=（N ） 答：2L 水的质量是2 kg ，重量是19.614N 。 1.10 体积为0.53 m 的油料，重量为4410N ，试求该油料的密度是多少？ 解： 44109.807 899.3580.5 m G g V V ρ= ===（kg/m 3） 答：该油料的密度是899.358 kg/m 3。 1.11 某液体的动力黏度为0.005Pa s ?，其密度为8503 /kg m ，试求其运动黏度。
工程流体力学课后作业答案-莫乃榕版本
工程流体力学课后作业答案-莫乃榕版本
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；40C 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： ρρ= d ，0 γγ=c 3 0/830100083.0m kg d =?=?=ρρ 3 0/81348.9100083.0m N c =??=?=γγ 1-2解：3 36 /1260101026.1m kg =??=-ρ 3 /123488.91260m N g =?==ργ 1-3 解 ：2 69/106.191096.101.0m N E V V V V p p V V p p p ?=??=?-=?-=????-=ββ 1-4解： N m p V V p /105.2104101000295 6 --?=?=??-=β 2 99 /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： 2 6400/1027.16108.9140004 .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0.18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 ()()) (63.197108.9140001018.01200006.01200 1145 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 .028.01.0100 28 =?=μ 石油的运动粘度：s m /1011.39 .01000028.025 -?=?==ρμ ν 1-7解：石油的运动粘度：s m St /1044.0100 40 25 -?===ν
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，
流体力学-课后习题答案
流体力学-课后习题答案
第一章习题答案 选择题（单选题） 1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d ） （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。 1.2 作用于流体的质量力包括：（c ） （a ）压力；（b ）摩擦阻力；（c ）重力；（d ）表面张力。 1.3 单位质量力的国际单位是：（d ） （a ）N ；（b ）Pa ；（c ）kg N /；（d ）2 /s m 。 1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b ） （a ）剪应力和压强；（b ）剪应力和剪应变率；（c ）剪应力和剪应变；（d ）剪应力和流速。 1.5 水的动力黏度μ随温度的升高：（b ） （a ）增大；（b ）减小；（c ）不变；（d ）不定。 1.6 流体运动黏度ν的国际单位是：（a ） （a ）2 /s m ；（b ）2 /m N ；（c ）m kg /；（d ）2 /m s N ?。 1.7 无黏性流体的特征是：（c ） （a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无 黏性；（d ）符合RT p =ρ 。 1.8 当水的压强增加1个大气压时，水的密度增 大约为：（a ） （a ）1/20000；（b ）1/10000；（c ）1/4000；（d ）1/2000。 1.9 水的密度为10003 kg/m ，2L 水的质量和重量
是多少？ 解： 10000.0022m V ρ==?=（kg ） 29.80719.614 G mg ==?=（N ） 答：2L 水的质量是2 kg ，重量是19.614N 。 1.10 体积为0.53 m 的油料，重量为4410N ，试求该油料的密度是多少？ 解： 44109.807 899.3580.5 m G g V V ρ====（kg/m 3） 答：该油料的密度是899.358 kg/m 3 。 1.11 某液体的动力黏度为0.005Pa s ?，其密度为8503 /kg m ，试求其运动黏度。 解：6 0.005 5.88210850μνρ-===?（m 2/s ） 答：其运动黏度为6 5.88210-? m 2 /s 。 1.12 有一底面积为60cm ×40cm 的平板，质量为 5Kg ，沿一与水平面成20°角的斜面下滑，平面与斜面之间的油层厚度为0.6mm ，若下滑速度0.84/m s ，求油的动力黏度μ。