流体静力学习题水静力学
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-2B、M*L2*TC、M*L*T(-2)D、L(-1)*T10.单位体积液体的重量称为液体的______，其单位。
A、容重N/m2B、容重N/M3C、密度kg/m3D、密度N/m311.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_____。
流体力学第二章习题解答
第 2 章流体静力学大气压计的读数为100.66kPa(755mmHg)，水面以下 7.6m 深处的绝对压力为多少？知： P a a水1000 kg / m3求：水下h 处绝对压力PP P a gh 解：1000175KP a烟囱高H=20m，烟气温度t s=300℃，压力为p s，确立惹起火炉中烟气自动流通的压力差。
烟气的密度可按下式计算： p=（1.25-0.0027t s）kg/m3，空气ρ3。
解：把 t s300 C 代入s s)kg / m3得s(1.25 0.0027t s) kg / m30.0027 300)kg / m30.44kg / m3压力差p=（a -s） gH ，把a 1.29kg / m3，s/ m3， g9.8N / kg ，H20m 分别代入上式可得p=（ a -s）gH=(1.29-0.44)9.8 20Pa2已知大气压力为。
求以水柱高度表示时：（1）绝对压力为22时的相对压力；（2）绝对压力为时的真空值各为多少？解：p =p-p m2（1）相对压力：a大气以水柱高度来表示：a/g =19.62*1033）h= p/（ 9.807*10（2）真空值：p v=p a68.5=29.6 KN / m 2以水柱高度来表示：h= a/g =29.6*103/ （9.807*103）p以下图的密封容器中盛有水和水银，若A 点的绝对压力为300kPa ，表面的空气压力为 180kPa ，则水高度为多少？压力表B 的读数是多少？解：水的密度1000 kg/m3，水银密度13600 kg/m3A 点的绝对压力为：p Ap 0h 2o ghHgg(0.8)300 10 3 =180103 +1000 9.8 h+13600求得： h=压力表 B 的读数p g p p a (300 101)KPa 199KPa以下图，在盛有油和水的圆柱形容器的盖上加载F=5788N 已知 h 1 =50cm ，h 2=30cm ，，油密度ρ 油=800kg/m 3 水银密度ρ Hg =13600kg/m 3，求 U 型管中水银柱的高度差 H 。
流体力学课后习题答案
5.17解：总扬程包括抬水高度及水头损失，
....
5-2有一平底空船，其船底面积Ω为8m2，船舷高h为0.5m，船自重G为9.8kN。现船底破一直径10cm的圆孔，水自圆孔漏入船中，试问经过多少时间后船将沉没。
题5-4图
解：在船沉没的过程中存在
得
∴船沉没过程中水自圆孔漏入的流量是不变的。
另外，当h2=0时，h1’=0.125，则
5-10工厂供水系统，由水泵向A、B、C三处供水，管道均为铸铁管，已知流量Qc=10L/s，qB=5L/s，qA= 10L/s，各管段长l1=350m，l2= 450m，l3=100m，各段直径d1=200mm，
d2=150mm，d3=100mm，整个场地水平，试求水泵出口压强。
闸门右侧水压力：
作用点：
总压力大小：
对B点取矩：
2-16．如图， ，上部油深h1＝1.0m，下部水深h2＝2.0m，油的重度 =8.0kN/m3，求：平板ab单位宽度上的流体静压力及其作用点。
[解]合力
作用点：
2-19．已知曲面AB为半圆柱面，宽度为1m，D=3m，试求AB柱面所受静水压力的水平分力Px和竖直分力Pz。
自由下落时：
第二章流体静力学
2-1．一密闭盛水容器如图所示，U形测压计液面高于容器内液面h=1.5m，求容器液面的相对压强。
[解]
2-3．密闭水箱，压力表测得压强为4900Pa。压力表中心比A点高0.5m，A点在液面下1.5m。求液面的绝对压强和相对压强。
[解]
2-13．如图所示盛水U形管，静止时，两支管水面距离管口均为h，当U形管绕OZ轴以等角速度ω旋转时，求保持液体不溢出管口的最大角速度ωmax。
大学流体力学知识考试练习题及答案621
大学流体力学知识考试练习题及答案61.[单选题]说法正确的是 （ ）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。
答案:C解析:2.[单选题]测量液体的流量，孔板流量计取压口应放在( )。
A)上部B)下部C)中部答案:B解析:3.[单选题]液体的汽化压强随温度升高而( )A)增大B)减小C)不变答案:A解析:4.[单选题]离心泵启动通常采用关阀启动，即( )。
A)泵启动后再打开出口阀$B)$先开出口阀再启动泵$C)$同时打开答案:A解析:5.[单选题]轴流泵启动通常采用开阀启动，即( )。
A)泵启动后再打开出口阀$B)$先开出口阀再启动泵$C)$同时打开答案:B解析:6.[单选题]流体静力学方程式的物理意义是( )。
A)在重力作用下同种、连通、静止的液体中各点的位置能头和压力能头之间可以互相转换但是液体点都在同一个水平面上。
C)在重力作用下同种、连通、静止的液体中各点对同一基准面的比位能与比压能之间可以互相转换但各点的总比能都相等为一个常数。
答案:C解析:7.[单选题]总流四周不与固体接触称为( )。
A)有压流B)无压流C)射流D紊流答案:C解析:8.[单选题]总流四周全部被固体边界限制的流动称为( )。
A)有压流B)无压流C)射流D紊流答案:A解析:9.[单选题]流体静力学方程式的几何意义是（ ）。
A)在重力作用下同种、连通、静止的液体中各点的位置能头和压力能头之间可以互相转换但是液体的静力能头面S-S一定是一条水平面。
B)在重力作用下同种、连通、静止的液体中表示各点位置高度和绝对压力高度之和的垂直线段的顶点都在同一个水平面上。
C)在重力作用下同种、连通、静止的液体中各点对同一基准面的比位能与比压能之间可以互相转换但各点的总比能都相等为一个常数。
答案:B解析:10.[单选题]圆管断面直径由D1突然扩大为D2，若将一次扩大改为两级扩大，则该扩大的局部水头损失( )。
流体静力学
结论： 1）仅在重力作用下，静止流体中某一点的静水压强随 深度按线性规律增加。 2）仅在重力作用下，静止流体中某一点的静水压强等 于表面压强加上流体的容重与该点淹没深度的乘积。
3）自由表面下深度h相等的各点压强均相等—只有重力 作用下的同一连续连通的静止流体的等压面是水平面。 4）推广：已知某点的压强和两点间的深度差，即可求另 外一点的压强值。
3-3－2 静止流体平衡的微分方程式
欧拉运动方程
V 1 (V )V F grad p t F 1
V=0
grad p
一、流体平衡微分方程——欧拉平衡方程
图示，在平衡流体中取一微元六面体，边长分别为dx， dy，dz，设中心点的压强为p(x,y,z)=p，对其进行受力 分析,以y方向为例
2008年01月07日08:45
液压机械的工作原理液压机Leabharlann 液力倍压器液压千斤顶
二、液体静压强分布的基本规律
1、重力作用下，静止液体中等压面是一个水平面。
2、两种液体的分界面既是水平面，又是等压面。
3、静止的非均质液体，水平面既是等压面，又是等 密度面和等温面。 4、液体静压强的大小与容器的形状无关。
绝对静止 相对静止 流动的理想流体 (流体质点间可能有相对运动） 理想流体动压强呈静水压强分布特性， 即：px=py=pz=pn=p p表示静止流体中作用在该点任意取向的面积元上压应力的大 小，叫做流体静力学压强，简称压强． 压强是流体力学中—个很重要的参数．在国际单位制中压 强的单位是帕(Pa)，这是为了纪念法国数学家帕斯卡(Pascal) 对流体静力学的贡献而命名的．1Pa＝1N／m2．
p1 pa 3332 Pa
p 2 pa p1 水g h水 3332 1000 9.8 0.09 4214 Pa
《水力学》第一章 水静力学
理论证明静水压力具有各项同性
四面体体积：V 1 xyz
6
总质量力在三个坐标
方向的投影为：
Fpx
1 6
xyzf x
Fpy
1 6
xyzf y
按照平衡条件，所有
Fpz
1 6
xyzf z
作用于微小四面体上
的外力在各坐标轴上
投影的代数和应分别 为零。
即在绕中心轴作等角速旋转的液体中有：只有r值相同的 那些点，即位于同心圆柱面上的各点 z p 才保持不变。
g
29
例1-1 有一圆柱形容器，内径为R，原
盛水深度为H，将容器以等角速度
绕中心轴oz旋转，试求运动稳定后容器 中心及边壁处的水深。
30
解 ： 在 容 器 边 壁 处 r ＝ R ， Zs=Zw ，
1－3 等压面
等压面：静水压强值相等的点连接成的面（可
能是平面也可能是曲面）。
等压面性质：
1．在平衡液体中等压面即是等势面。 2．等压面与质量力正交。
15
1－3 等压面
等压面性质： dp ( U dx U dy U dz) dU
x
y
dz
1．在平衡液体中等压面即是等势面。
17
等压面性质2：等压面与质量力正交。
力 F 沿 ds 移动所做的功可写作矢量F与ds的数性积：
W F ds ( fxdx f ydy fzdz)dm W dUdm
因等压面上 dU=0 ，所以W=F*ds=0。也即质量力必 须与等压面正交。
注意: (1) 静止液体质量力仅为重力时，等压面必定 是水平面;
以 p' 表示绝对压强，p表示相对压强，pa 则表示当地
流体力学复习题
流体力学复习题绪论2.流体的压缩性与热胀性用什么表示？他们对液体的密度和容重有何影响？答：流体的压缩性用压缩系数表示.流体的热胀性用热胀系数表示影响：①流体在压力作用下，体积减小，密度增大，容重增大，由于液体的压缩系数很小，故工程上一般液体视为不可压缩的，但是在瞬间压强变化很大的特殊场合，则必须考虑其压缩性②温度升高，流体体积增大，密度减小，容重减小，液体热胀性非常小，一般工程中也不考虑液体的热胀性。
但是在热水采暖工程中或其他特殊情况下，需考虑热胀性。
3.当气体远离液相状态时，可以近似看成理想气体，写出理想气体状态方程。
当压强与温度改变时，对气体的密度有何影响？答：（1）理想气体状态方程：（2）理想气体从一个状态到另一个状态下的压强，温度，密度间的关系为：①压强不变时，即则。
气体密度与温度成反比，温度升高密度减小；温度降低，密度增大；但温度降低到液化温度时不成立。
②温度不变时,即则气体密度与压强成正比关系，压强增加，密度增大。
压强达到极限压强后不再适用。
4.什么是流体的粘滞性？它对流体的运动有何影响？动力粘滞系数与运动粘滞系数有何区别于联系？液体与其体的粘滞性随温度的变化相同吗？为什么？答：（1）在流体内部产生内摩擦力以阻抗流体运动的性质称为流体的粘滞性。
（2）粘滞性阻碍了流体的相对运动。
（3）①联系：都是反映流体粘滞性的参数，表明流体的粘滞性越强。
②区别：工程中大多数流体的动力粘滞系数与压力变化无关。
但是对气体而言，压力变化，密度变化，故运动粘度随压力变化。
（4）①变化不相同。
温度升高时，所有液体粘滞性是下降的。
而所有其体的粘滞性是上升的。
②粘性取决于分子间的引力和分子间的动量交换，液体的粘滞性主要取决于分子间的引力，其体的黏性取决于分子间的动量交换。
温度升高，分子间的引力减小而动量交换加剧，故变化规律不相同。
5.液体气化压强的大小与液体的温度和外界压强有无关系？根据液体气化压强的特性，流体在什么情况下会产生不利因素/答：①分子的活动能力随温度升高而升高，随压力的升高而减小，气化压强也随温度的升高而增大，随外界的压强的增大而减小。
流体静力学 习题
当Q=5.7l / s时：
Q 5700 5000 = 0.99 K h 1535 11 5750
取两次的平均得
0.985
题目
为将水库中的水引至堤外灌溉，安装了一根直径 d为15cm的 虹吸管（如图），当不计水头损失时，通过虹吸管的流量 Q为多少？在虹吸管顶部S点处压强为多少？
p2 p1 于是 g z g hw
解题步骤
将 hw 0.1m
p1 117.6kN/m 2
Δz 2m 代入上式
p2 136.2kN/m 2 得
（3）弯头内水重
π 2 3.14 G ρgV ρg L d 1 9.8 3.14 0.22 0.97 kN 4 4
解题步骤
v2 则 3 0 0 0 0 0 2g v 3 2 g 58.8 7.67m/s
通过管道量
3.14 0.152 Q=v.A=7.67 0.135m3/s 4
又取水池水面为基准面写1-1断面与过S点断面的能量方程
2 a1v12 p2 a2 v2 z1 2 hw 2g 2g pa ps v 2 0 0 2 0 2g
d4 2 75 2 又 v3 v4 ( ) 22.2 ( ) 12.5( m/s) 3 d 100
解题步骤
2 v3 12 .52 8.0m 2 g 2 9.8
2 v4 22.22 25.1m 2 g 2 9.8
（b）计算各段的测压管水头 如图所示，以N-N为基准面，由0-0断面分别对1-1、 2-2及3-3断面列能量方程，分别得：
解题步骤
解： （1）求管中通过的流量Q 如图所示
P0 0.25 Pa 0.25 98000 24500
流体力学(罗惕乾 著)课后习题答案 机械工业出版社
闸门所受推力 R=-R’,大小为-98.35KN
按静水压力算得压力大小为
P 1 gh2B 1 1000 9.8 4 0.52 2 120.05KN
2
2
4-21
解 ： d dx dy ，
x y
由
题
有
ux
20y y
，对
y
积分有
10 y2
f
x ，又 uy
0
x
，得
f
x c ，故
2
1 x2 3x+ 1 y2 2y c
2
2
4-25 无穷远处有一速度为 U0 的均匀直线来流，坐标原点处有一 强度为-q 汇流，试求两个流动叠加后的流函数、 驻点位置及流
体流入和流过汇流的分界线方程。
解：复合流动的流函数为
u
0rcos
q 2
ln
r
速度场：
ur
r
u0
cos
q ln r 2
3-17 下列两个流动，哪个有旋？哪个无旋？哪个有角变形？哪个
无角变形？(1)ux=－ay,uy=ax,uz=0 （2）
ux
cy x2 y2
,uy
cx x2 y2
, uz
0, 式中的a、c为常数。
ux
cy x2 y2
,uy
cx x2 y2
, uz
0, 式中的a、c为常数。
解：（1）x y 0
p1
12 2
(a
) g ( z2
z1 )
p2
22 2
pl
0
0
0
0.15 103
9.8
22 2
0
=47.74m/s Q 1.5m3/s
第二章-流体静力学
第⼆章-流体静⼒学⼀、学习导引1、流体静⽌的⼀般⽅程（1）流体静⽌微分⽅程x p f x ??=ρ1，y p f y ??=ρ1，zpf z ??=ρ1 （2）压强微分)(dz f dy f dx f dp z y x ++=ρ（3）等压⾯微分⽅程0=++dz f dy f dx f z y x2、液体的压强分布重⼒场中，液体的位置⽔头与压强⽔头之和等于常数，即C pz =+γ如果液⾯的压强为0p ，则液⾯下深度为h 处的压强为h p p γ+=03、固体壁⾯受到的静⽌液体的总压⼒物体受到的⼤⽓压的合⼒为0。
计算静⽌液体对物⾯的总压⼒时，只需考虑⼤⽓压强的作⽤。
（1）平⾯壁总压⼒：A h P c γ= 压⼒中⼼Ay J y y c cc D += 式中，坐标y 从液⾯起算；下标D 表⽰合⼒作⽤点；C 表⽰形⼼。
（2）曲⾯壁总压⼒：222z y x F F F F ++=分⼒：x xc x A h F γ=，y yc y A h F γ=，V F z γ=4、难点分析（1）连通器内不同液体的压强传递流体静⼒学基本⽅程式的两种表达形式为C pz =+γ和h p p γ+=0。
需要注意的是这两个公式只适⽤于同⼀液体，如果连通器⾥⾯由若⼲种液体，则要注意不同液体之间的压强传递关系。
（2）平⾯壁的压⼒中⼼压⼒中⼼的坐标可按式Ay J y y c cc D +=计算，⾯积惯性矩c J 可查表，计算⼀般较为复杂。
求压⼒中⼼的⽬的是求合⼒矩，如果⽤积分法，计算往往还简便些。
（3）复杂曲⾯的压⼒体压⼒体是这样⼀部分空间体积：即以受压曲⾯为底，过受压曲⾯的周界，向相对压强为零的⾯或其延伸⾯引铅垂投影线，并以这种投影线在相对压强为零的⾯或其延伸⾯上的投影⾯为顶所围成的空间体积。
压⼒体内不⼀定有液体。
正确绘制压⼒体，可以很⽅便地算出铅垂⽅向的总压⼒。
（4）旋转容器内液体的相对静⽌液体随容器作等⾓速度旋转时，压强分布及⾃由⾯的⽅程式为c z gr p +-=)2(22ωγc gr z +=2220ω恰当地选取坐标原点，可以使上述表达式简化。