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工程流体力学习题分解

工程流体力学习题

第一部分流体及其物理性质

1、按连续介质的概念，流体质点是指：

A 、流体的分子；

B 、流体内的固体颗粒；

C 、几何的点；

D 、几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。

2、与牛顿内摩擦定律有关的因素是：

A 、压强、速度和粘度；

B 、流体的粘度、切应力与角变形率；

C 、切应力、温度、粘度和速度；

D 、压强、粘度和角变形。

3、在研究流体运动时，按照是否考虑流体的粘性，可将流体分为：

A 、牛顿流体及非牛顿流体；

B 、可压缩流体与不可压缩流体；

C 、均质流体与非均质流体；

D 、理想流体与实际流体。

4、理想液体的特征是：

A 、粘度为常数

B 、无粘性

C 、不可压缩

D 、符合RT p ρ=。 5、流体运动黏度υ的国际单位是：

A 、m 2/s ；

B 、N/m 2；

C 、 kg/m ；

D 、N·s/m 2。

6、液体黏度随温度的升高而____，气体黏度随温度的升高而_____。

A 、减小，升高；

B 、增大，减小；

C 、减小，不变；

D 、减小，减小

7、下列说法正确的是：

A 、液体不能承受拉力，也不能承受压力

B 、液体不能承受拉力，但能承受压力

C 、液体能承受拉力，但不能承受压力

D 、液体能承受拉力，也能承受压力。

8、下列流体哪个属牛顿流体：

A 、汽油；

B 、纸浆；

C 、血液；

D 、沥青。

9、液体的黏性主要来自于液体：

A 、分子热运动；

B 、分子间内聚力；

C 、易变形性；

D 、抗拒变形的能力。

10、流体是一种物质。

A 、不断膨胀直到充满容器的；

B 、实际上是不可压缩的；

C 、不能承受剪切力的；

D 、在任一剪切力的作用下不能保持静止的。 11、如图所示为压力表校正器。器内充满压缩系数为βp ＝4.75×10－10 1/Pa 的油液，器内压力为105Pa 时油液的体积为200mL 。现用手轮丝杆和活塞加压，活塞直径为1cm ，丝杆螺距为2mm ，当压力升高至20MPa 时，问需将手轮摇多少转？

12、在相距1mm的两平行平板之间充有某种黏性液体，当其中一板以1.2m/s

的速度相对于另一板作等速移动时，作用于板上的切应力为3 500 Pa。试求该液体的黏度。

13、有一块30×40cm2的矩形平板，浮在油面上，其水平运动的速度为

10cm/s，油层厚度δ＝10mm，油的动力粘度μ＝0.102Pa·s，求平板所受的

阻力。

第二部分流体静力学

1、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

2、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。 3、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。

4、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。

5、图示容器内盛有两种不同的液体，密度分别为1ρ，2ρ，则有

A 、g

p z g p z B B A A 11ρρ+=+ B 、g p z g p z C C A A 21ρρ+=+ C 、g p z g p z D D B B 21ρρ+=+ D 、g

p z g p z C C B B 21ρρ+=+

6、图示盛水封闭容器中，1、2、3在同一水平面上，则：

A 、321p p p >>

B 、321p p p <<

C 、312p p p >>

D 、321p p p <=

7、用U 形水银测压计测A 点压强，m m 5001=h ，m m 3002=h ，A 点的压强是：

A 、637002m N ；

B 、666402m N

C 、695802m N

D 、 607602m N

8、对于相对平衡液体，有：

A 、等压面不一定是水平面；

B 、液体内部同一等压面上各点，处在自由液面下同一深度的面上；

C 、g

p z g p z ρρ2211+=+（对于任意的21,z z ）； D 、)d d d (d z Z y Y x X p ++=ρ不成立。

9、对于相对平衡液体，说法正确的是：

A 、等压面与质量力不正交；

B 、等压面不可能为水平面；

C 、等压面的形状与液体密度有关；

D 、两种液体的交界面为等压面。

10、等压面与质量力关系是： A 、平行 B 、斜交 C 、正交 D 、无关

11、露天水池，水深5m 处的相对压强为：

A 、5kPa 、

B 、49kPa

C 、147kPa

D 、205kPa

12、流体处于平衡状态的必要条件是：

A 、流体无粘性；

B 、流体粘度大；

C 、质量力有势；

D 、流体正压。

13、液体在重力场中作加速直线运动时，其自由面与处处正交。

A 、重力；

B 、惯性力；C

、重力和惯性力的合力；D 、压力。

14、图示封闭容器中有空气、油和水三种流体，压力表A 读数为－1.47N/cm 2。

(1)试绘出容器侧壁上的静压力分布图；(2)求水银测压计中水银柱高度差。

15、U形水银压差计中，已知h1＝0.3m，h2＝0.2m，h3＝0.25m。A点的相对

压力为p A＝24.5kPa，酒精的比重为0.8，试求B点空气的相对压力。

16、如图所示，在蓄水容器垂直壁的下面有一1／4圆柱面的部件AB，该部

件的长度l=1.0m，半径R=0.4m，水深h=1.2m，试求作用在部件AB上的静水总压力，要求绘制水平分力的压强分布图和铅垂分力的压力体图。

17、蓄水容器上有三个半球形的盖，容器中装满水，如图下所示。已知：液

面高H＝2.5m，容器高h＝1.5m，盖的半径R＝0.5m。求：作用于三个半球形盖的水静压力。

18、矩形闸门AB宽为1.0m，左侧油深h1=1m ，水深h2=2m，油的比重为

0.795，闸门倾角α=60o，试求闸门上的液体总压力。

第三部分流体动力学1、用欧拉法表示流体质点的加速度a等于：

A、

d t

；B、

?；C、()

v v

??；D、

()

+??

v v

。

2、恒定流是：

A、流动随时间按一定规律变化；

B、各空间点上的运动要素不随时间变化；

C、各过流断面的速度分布相同；

D、迁移加速度为零。

3、一元流动限于：

A、流线是直线；

B、速度分布按直线变化；

C、运动参数是一个空间坐标和时间变量的函数；

D、运动参数不随时间变化的流动。

4、均匀流是：

A、当地加速度为零；

B、迁移加速度为零；

C、向心加速度为零；

D、合成加速度为零。

5、变直径管，直径D1=320mm，D2=160mm，流速v1=1.5m/s，v2为：

A、3m/s

B、4m/s

C、6m/s

D、9m/s

6、恒定流动中，流体质点的加速度：

A、等于零；

B、等于常数；

C、随时间变化而变化；

D、与时间无关。

7、在流动中，流线和迹线重合。

A、无旋；

B、有旋；

C、恒定；

D、非恒定。

8、粘性流体总水头线沿程的变化是：

A、沿程下降

B、沿程上升

C、保持水平

D、前三种情况都有可能

9、粘性流体测压管水头线的沿程变化是：

A、沿程下降

B、沿程上升

C、保持水平

D、前三种情况都有可能

10、流线与流线，在通常情况下：

A、能相交，也能相切；

B、仅能相交，但不能相切；

C、仅能相切，但不能相交；

D、既不能相交，也不能相切。

11、欧拉法描述流体质点的运动：

A、直接；

B、间接；

C、不能；

D、只在恒定时能。

12、一维流动中，“截面积大处速度小，截面积小处速度大”成立的必要条件

是：

A、理想流体；

B、粘性流体；

C、可压缩流体；

D、不可压缩流体。

13、伯努利方程中

p aV

g g

表示：

A、单位重量流体具有的机械能；

B、单位质量流体具有的机械能；

C 、单位体积流体具有的机械能；

D 、通过过流断面流体的总机械能。

14、水平放置的渐扩管，如忽略水头损失，断面中心的压强，有以下关系：

A 、21p p >；

B 、21p p =；

C 、21p p <；

D 、不定。

15、文丘里管用于测量（）。

A ．流体点流速；

B ．流体密度；

C ．流体流量；

D ．流体点压强。

16、

虹吸管最高处的压强_________。 A 、大于大气压 B 、等于大气压 C 、小于大气压 D 、无法确定 17、动能修正系数是反映过流断面上实际流速分布不均匀性的系数，流速分布_____，系数值_______，当流速分布_____时，则动能修正系数的值接近于____。

A 、越不均匀；越小；均匀；1。

B 、越均匀；越小；均匀；1。

C 、越不均匀；越小；均匀；零。

D 、越均匀；越小；均匀；零。

18、动量方程式中流速和作用力。

A ．流速有方向，作用力没有方向。

B ．流速没有方向，作用力有方向。

C ．都没有方向。

D ．都有方向。

19、简答题

（1）拉格朗日法与欧拉法的区别

（2）流线与迹线

（3）过流断面

（4）伯努利方程的物理意义

（5）气穴与气蚀

（6）控制体

20、图示一有压管道，小管直径d A =0.2m ，大管直径d B =0.4m ，A 点压强水头为7mH 2O ，B 点压强水头为4mH 2O ，已知大管断面平均流速v B =1m/s ，B 点比A 点高1m 。求管中水流的方向。

21、水管直径50mm ，末端的阀门关闭时，压力表读数为21kN/m 2，阀门打开后读数降至5.5kN/m 2，如不计管中的压头损失，求通过的流量。

22、用水银压差计测量水管中的点速度u，如读数Δh＝60mm，求该点流速。

解：根据题意，由流体静力学方程，得

23、流量为0.06m3/s的水，流过如图所示的变直径管段，截面①处管径d1＝

250mm，截面②处管径d2＝150mm，①、②两截面高差为2m，①截面压力p1＝120kN/m2，压头损失不计。试求：水向下流动，②截面的压力及水银压差计的读数。

24、供水系统如图所示。已知水箱内压力P4为30米水柱，所有管道的直径

100mm。泵前真空度为6米水柱，吸入管沿程损失不计，排出管沿程损失

h L3-4=16m水柱，滤网处局部损失为4倍速度水头，每个弯头局部损失均为1

倍速度水头，排出管进入上水箱的局部损失为1倍速度水头。求：1）泵的

η，排量Q；2）泵的扬程E m；3）3-3截面处压力p3；4）若泵的效率8.0

N。

求泵的轴功率

轴

25、如图所示为离心式水泵抽水装置。已知流量Q =20 1/s ，几何给水高度

H g =18m 。吸水管长度l 1，=8m ，管径d 1=150mm ；压水管长度l 2=20m ，管径d 2=100mm 。沿程摩阻系数λ=0.042，局部水头损失系数为：进口ξe =5.0，弯头ξb =0.17。水泵的安装高度H s =5.45m ，水泵进口的允许真空度[h v ]=7mH 2O 。试校核水泵进口的真空度h v 。

26、图示装置水管链连的喷嘴，管路直径D 1=100mm ，管嘴出口直径

D 2=50mm ，流量20L/S ，不计算能量损失。试确定管道与喷嘴连接处（1-1截面）的轴向拉力。

27、如图所示的分岔管水流射入大气，干管及分岔管的轴线处于同一水平面

上。已知α=30°，v 2=v 3=12m ／s ，d 1=200mm ，d 2=d 3=100mm ，不计水头损失，求水流对分岔管的作用力。

28、如图所示，水平放置的 45弯管，入口直径m m 6001=d ，出口直径

m m 3002=d ，入口压强21m kN 140=p ，流量s m 425.03V =q ，若不计弯管

3 2

3 1

4 4

内的水头损失，试求水对弯管的作用力。

29、如图所示，将一平板垂直探入水的自由射流中，设平板截去射流的部分

流量310.012/Q m s =，并引起射流的剩余部分偏转一角度α。已知射流速度

为30m/s ，总流量

300.036/Q m s

=，不计重量及水头损失。求射流加于平板上的力和偏转角度α 。

第四部分实际流体的流动阻力与能量损失

1、输水管道在流量和水温一定时，随着直径的增大，水流的雷诺数Re 就( )

A 、增大

B 、减小

C 、不变

D 、不定 2、圆管流动的下临界雷诺数cr Re 为( ) A 、300

B 、1200

C 、3600

D 、12000

E 、这些都不是 3、雷诺实验中，由层流向紊流过渡的临界流速cr v 和由紊流向层流过渡的临界流

速cr v 之间的关系是( ) cr cr cr cr cr cr )C ( )B ( )A (v v v v v v =<> (D)不确定

4、管流的雷诺数Re 是( )

A 、νvd

B 、ρμ

vd C 、νρ

vd D 、μvd

5、雷诺数Re 反映了( )的对比关系

A 、粘滞力与重力

B 、重力与惯性力

C 、惯性力与粘滞力

D 、粘滞力与动水压力

6、圆管流动中，过流断面上切应力分布为( )

(a)(b)(c)(d)

7、输送流体的管道，长度及两段的压强差不变，层流流态，欲使管径放大一倍，

122d d =，则流量12

Q Q 应为（） A 、2；B 、4；C 、8；D 、16

8、圆管层流流量变化与（）

A 、粘度成正比；

B 、管道半径的平方成正比；

C 、压降成反比；

D 、粘度成反比；

E 、管道直径的立方成正比

9、管道中紊流运动，过水断面流速分布符合（）

A 、均匀分布

B 、直线变化规律

C 、抛物线规律

D 、对数曲线规律

10、水流在管道直径、水温、沿程阻力系数都一定时，随着流量的增加，粘性底层的厚度就（）

A 、增加

B 、减小

C 、不变

D 、不定

11、在紊流粗糙管中，（） A 、与紊流光滑区的阻力系数相同； B 、粘性底层覆盖粗糙凸起高度；

C 、阻力系数只取决于雷诺数；

D 、水头损失与断面平均流速的平方成正比；

E 、阻力系数λ与相对粗糙无关。

12、圆管紊流过渡区的沿程摩阻因数λ：

A 、与雷诺数Re 有关；

B 、与管壁相对粗糙

d k s /有关； C 、与R

e 及

d k s /有关；D 、与R

e 及管长l 有关。 13、沿程摩阻因数不受Re 数影响，一般发生在。

A 、层流区；

B 、水力光滑区；

C 、粗糙度足够小时；

D 、粗糙度足够大时。

14、水力半径是（）

A 、湿周除以过水断面积

B 、过水断面积除以湿周的平方

C 、过水断面积的平方根

D 、过水断面积除以湿周

15、圆管突然扩大的水头损失可表示为（）

A 、g v v 222

21- B 、g v v 221- C 、()g v v 2221- D 、g v v 22122-

16、两根相同直径的圆管，以同样的速度输送水和柴油，不会出现情况。

A ．水管内为层流状态，油管内为紊流状态；

B ．水管，油管内都为层流状态；

C ．水管内为紊流状态，油管内为层流状态；

D ．水管，油管内都为紊流状态。

17、简答题

（1）湿周、水力半径和当量直径的关系

（2）水力光滑和水力粗糙

（3）产生沿程水头损失和局部水头损失的原因

（4）上临界雷诺数和下临界雷诺数

（5）水流经变截面管道，已知细管直径d 1，粗管直径d 2＝2d 1，试问哪个截

面的雷诺数大?两截面雷诺数的比值Re 1/Re 2是多少？

18、

铸铁输水管长l ＝1000m ，直径d ＝300mm ，管材的绝对粗糙度Δ＝1.2mm ，水温10℃，通过流量Q ＝100L/s ，试求沿程压头损失。

19、做沿程水头损失实验的管道直径5.1=d cm ，测量段长度4=l m ，水的密度 ρ=1000kg/m 3，动力粘性系数μ=1.518310-?N?s/m 2。试求：（1）当流量

03.0=Q l/s 时，管中的流态? （2）为保持管中为层流，测量段最大水头差

20、

推导圆管层流v 、V q 和λh 的计算公式。 21、一段直径d = 100mm 的管路长=l 10m 。其中有两个900的弯管（ζ900 = 0.294），管段的沿程阻力系数λ= 0.037。如拆除这两个弯管而管段长度不变，作用于管段两端的总水头也维持不变，问管段中的流量能增加百分之几？

22、如图所示，两水池水位恒定，已知水池水面高差m 50=H ，管道直径

cm 15=d ，管长m 25=l ，沿程阻力系数03.0λ=，局部阻力系数8.0ζ=弯，4.0ζ=阀，5.0ζ=入，1ζ=出。试求管道中通过的流量V q 。（公式：沿程损失

g V d l h f 22λ=，局部损失g V h j 22

ζ=）

23、在如图所示的弯管中，水流量q v = 15m 3/h ，管径d = 50mm ，沿程阻力系数λ = 0.0285，AB 段长度L AB = 0.8m ，比压计中水银面高度差Δh = 20mm 。求弯管的局部阻力系数。

24、如图所示有压涵管穿过路基，管长m 50=l ，管径m 0.1=d ，上下游水位

差m 3=H ，管路沿程阻力系数03.0=λ，局部阻力系数：进口5.0=e

ζ，弯

管65.0=b ζ，水下出口0.1=se ζ，求通过流量？

25、如图所示一输水系统，已知120.2d d m

== ，吸入段长度15l m =，水的

运动粘度621.810/m s ν-=?，水池液面表压强09800p Pa = ，过滤器两端接

汞-水压差计，0.05h m ?=，设流动状态在水力光滑区，，

30.03/Q m s =。求：（1）过滤器的局部阻力系数3ζ ？（2）吸入段水头损失

w h 吸？（3）泵前真空表读数为多少？（4）设泵出口泵压620.810p Pa =?，求泵的有效功率。

注：1——带保险活门 2——弯头

3——过滤器 4——闸门

26、虹吸管将A 池中的水输入B 池，已知长度1l ＝3m ，2l ＝5m ，直径d ＝75mm ，两池水面高差H ＝2m ，最大超高h ＝1.8m ，沿程阻力系数λ＝0.02，局部阻力系数：进口Ke ＝0.5，转弯Kb ＝0.3，出口Ko ＝1，试求流量及管道最大超高截面的真空度。

第五部分有压流动、孔口和管嘴出流

1、在相同水头H 0的作用下，管嘴出流量Q 1与同样断面面积的孔口出流量Q 2的关系为

A 、21Q Q <

B 、21Q Q =

C 、21 Q Q >

D 、0212gH Q Q == 2、在孔口外接一管嘴，管嘴的出流量比同样断面积的孔口出流量大，其主要原

因是_______。

A 、管嘴阻力增加；

B 、管嘴收缩系数增大；

C 、管嘴收缩断面处产生了真空；

D 、孔口收缩断面处产生了真空。

3、在并联管道上，因为流量不同，所以虽然各单位重量液体_____相同，但通过各管的水流所损失机械能总量却不相同。

A 、表面张力；

B 、粘滞力；

C 、测压管水头线；

D 、水头损失。

4、在并联管路问题中，有。

A 、流经每一短管路的水头损失相加得总水头损失；

B 、流经所有管路的流量相同；

C 、流经管路的水头损失相同；

D 、当总流量已知时，可直接解得各管的流量。

5、串联管路作为长管计算，忽略局部水头损失与流速水头则。

A 、测压管水头线与管轴线重合；

B 、测压管水头线与总水头线重合；

C 、测压管水头线是一条水平线；

D 、测压管水头线位于总水头线上方。

6、简答题

（1）管路特性

（2）并联管路特征

（3）串联管路特征

7、今欲以长800m l =，内径50mm d =的水平光滑管道输油，问输油流量欲达

135L/min ，用以输油的油泵扬程为多大（设油的密度3920kg /m ρ=，粘度0.056Pa s μ=?）。

8、长度L=1000m ，内经d=200mm 的普通镀锌钢管，用来输送运动粘度s m 2410355.0-?=ν的重油，已经测得其流量q =0.0383m s 。求沿程损失为多少。当4000

＜Re ＜100000时，λ=25.0Re 3164.0，当100000＜Re ＜3000000时，λ=0.0032+237.0Re

221.0。 9、15℃的水流过内径0.3m d =的铜管。若已知在100m l =的长度内水头损失

f 2m

h=。试求管内的流量Q（设铜管的当量粗糙3mm

k=）。

10、并联管道的总流量为Q＝25L/s，其中一根管长l1＝50m、直径d1＝

100mm，沿程阻力系数λ1＝0.03，阀门的局部阻力系数K＝3.0；另一根管长l2＝30m，直径d2＝50mm，沿程阻力系数λ2＝0.04，试求各管段的流量及并联管道的压头损失。

11、水从密闭容器A沿直径d＝25mm、长度l＝10m的管道流入容器B，已

知容器A水面的相对压力p1＝2at，水面高H1＝1m，H2＝5m，沿程阻力系数λ＝0.025，局部阻力系数：阀门K v＝4.0，弯头K b＝0.3，试求流量。

12、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

Q C＝10L/s，q B＝5L/s，q A＝10L/s，各段管长l1＝350m，l2＝450m，l3＝100m，各段直径d1＝200mm，d2＝150mm，d3＝100mm，整个场地水平，试求水泵出口压力。

13、如图所示一密闭水箱，箱壁上连接一圆柱形外管嘴。已知液面压强

p0=14.7kPa，管嘴内径d=50mm，管嘴中心线到液面的高度H=1.5m，管嘴流量系数μ=0.82，试求管嘴出流量Q。

14、有一薄壁圆形孔口，直径d为10mm，水头H为2m，现测得射流收缩断

面的直径d c为8mm，在32.8s时间内，经孔口流出的水量为0.01m3，试求该

孔口的收缩系数，流量系数μ，流速系数φ及孔口局部损失系数。

第六部分明渠与堰流

1、有两条梯形断面渠道1和2，已知其流量、边坡系数、糙率和底坡相同，但底坡i 1>i 2，则其均匀流水深h 1和h 2的关系为（）

A ．h 1>h 2 B. h 1

2、有一明渠均匀流，通过流量s m Q /553=，底坡0004.0=i ，则其流量模数

K = 。

3、水力最优断面是：

A 、造价最低的渠道断面

B 、壁面粗糙系数最小断面

C 、对一定的流量具有最大断面积的断面

D 、对一定的面积具有最小湿周的断面

4、明渠均匀流有那些特性？

5、堰流的类型有哪些？它们有哪些特点？

答：堰流分作薄壁堰流、实用堰流、宽顶堰流三种类型。

薄壁堰流的特点：当水流趋向堰壁时，堰顶下泄的水流形如舌状，不受堰顶厚度的影响，水舌下缘与堰顶只有线接触，水面呈单一的降落曲线。

实用堰流的特点：由于堰顶加厚，水舌下缘与堰顶呈面接触，水舌受到堰顶的约束和顶托，越过堰顶的水流主要还是在重力作用下自由跌落。

宽顶堰流的特点：堰顶厚度对水流的顶托作用已经非常明显。进入堰顶的水流，受到堰顶垂直方向的约束，过流断面逐渐减小，流速增大，在进口处形成水面跌落。此后，由于堰顶对水流的顶托作用，有一段水面与堰顶几乎平行。

6、一铅垂三角形薄壁堰，夹角=θ90°，通过流量Q 05.0=m 3/s ，求堰上水头H 。 (H=0.05~0.25m 时, 2

H 4.1Q =；H=0.25~0.55m ，47.2H 343.1Q =)

第七部分气体的一元流动

1、在完全气体中，声速正比于气体的：

（a）密度；（b）压强；（c）热力学温度；（d）以上都不是。

2、马赫数Ma等于：

（a）v

c；（b）

v；（c

）（d

）

3、在变截面喷管内，亚声速等熵气流随截面面积沿程减小：（a）v减小；（b）p增大；（c）ρ增大；（d）T下降。

4、超声速气体在收缩管中的流动时，速度。

（a）逐渐增大；（b）保持不变（c）逐渐减小；

（d）无固定变化规律。

5、简答题

（1）气流流速与密度变化的关系

（2）气流流速与过流断面大小的关系

第八部分相似原理与量纲分析

1、动力粘度的量纲是

A 、T L 2-M ；

B 、11T L --M ；

C 、2LT -M ；

D 、2LT M

2、由功率P 、流量Q 、密度ρ、重力加速度g 和作用水头H 组成一个无量纲数是

gH Q P A ρ .； gH PQ B ρ.； gH P Q C ρ.； g

PQ H D ρ. 3、流体运动粘度ν的量纲是

].[FL 2-A ； ]T L M .[11--B ； ]T .[L 22-C ； ]T .[L 12-D

4、单位长电线杆受风吹的作用力F 与风速v 、电线杆直径D 、、空气的密度ρ以及粘度μ有关，F 可表示为

A 、)(2Re f v F =α

ρ； B 、dRe v F 2ρ=； C 、)(22Re f d v F ρ=； D 、)(Re f F =； E 、0

,2=???? ??vd d v F f ρμρ 5、下面各种模型试验分别应采用哪一个准则，将其序号填入括号内：（1）雷诺准则；(2)欧拉准则；（3）佛劳德准则。

A 、测定管路沿程阻力系数；（）

B 、堰流模型实验；（）

C 、水库经水闸放水实验；（）

D 、气体从静压箱中流至同温大气中；（）

E 、船的波浪阻力实验。（）

6、长度比尺λl =50的船舶模型，在水池中以1m/s 的速度牵引前进，测得波浪阻力为0.02N ，则原型中需要的功率N n =_______。

A 、2.17kw ；

B 、32.4kw ；

C 、17.8kw ；

D 、13.8kw

7、设模型比尺为1：100，符合重力相似准则，如果模型流量为1000m/s ，则原型流量为_____m/s.

A 、0.01；

B 、108；

C 、10；

D 、10000

8、速度v 、长度l 、重力加速度g 的无量纲集合是：

（a ）g lv ；（b ）gl v ；（c ）gv l

；（d ）gl v 2。

9、速度v 、密度ρ、压强p 的无量纲集合是：

（a ）v p ρ；（b ）p v ρ；（c ）ρ2

pv ；（d ）2v p

ρ。

工程流体力学试题及答案1

一\选择题部分（1）在水力学中，单位质量力是指（答案：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。（2）在平衡液体中，质量力与等压面（答案：d） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。（3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b （4）水力学中的一维流动是指（答案：d ） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。（5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（答案：b） a、8； b、4； c、2； d、1。（6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于答案：c a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区（7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为答案：c a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m （8）在明渠中不可以发生的流动是（答案：c ） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。（9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（答案：b）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。（10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为答案：b a、缓流； b、急流； c、临界流；（11）闸孔出流的流量Q与闸前水头的H（答案：d ）成正比。 a、1次方 b、2次方 c、3/2次方 d、1/2次方（12）渗流研究的对象是（答案：a ）的运动规律。 a、重力水； b、毛细水； c、气态水； d、薄膜水。（13）测量水槽中某点水流流速的仪器有答案：b a、文丘里计 b、毕托管 c、测压管 d、薄壁堰（14）按重力相似准则设计的水力学模型，长度比尺λL=100，模型中水深为0.1米，则原型中对应点水深为和流量比尺为答案：d a、1米，λQ =1000； b、10米，λQ =100；

工程流体力学练习题计算题答案

四、计算题： 1、【解】 s m V D D V s m A Q V A V A V Q /02.13.25.11/3.2114.38.142 22 212 222211=???? ??=??? ? ??==??== ==（3分）对1－1、2－2列伯努利方程： Pa g V V p p g V p g V p 3898558.923.219800108.9422222422 2 1 122 22211 =??? ? ???-?+??=-+=+=+γγγ（3分）由动量方程： ()122211V V Q R A p A p -=--ρ () ()() ←=-??-??-???=---=N V V Q A p A p R 825.38399313.28.110004 114.338985545.114.39800042 2122211ρ（4分）支座所承受的轴向力为384KN ，方向向右。（2分） 2、【解】（0－0为水池液面；1－1为泵前；2－2为泵后）（2分）（2分）（1）（2分）（2）吸入段沿程水头损失：（2分）（1分）局部水头损失：

（1分）（2分）（3）列0－0、1－1两断面伯努利方程：即泵前真空表读数为（2分）（4）列1－1、2－2两断面伯努利方程：（2分） 3、【解】由已知条件，s m A Q v /66.515 .01 .0*4/2 =?==π（1分）雷诺数：5 6 105.810 115.066.5Re ?=??= = -υ vd （1分）相对粗糙度001.015.0/1015.0/3 =?=?-d （1分）从莫迪图上可查出，沿程损失系数023.0=λ （2分） 1）在1km 管道中的沿程阻力损失为：m g v d L h f 6.2508.9266.515.01000023.022 2=?? ?=??=λ 压降损失Mpa gh p f 456.26.2508.91000=??==?ρ （3分） 2）10km 管道上的损失为：m g v d L h f 25068.9266.515.010000023.022 2=?? ?=??=λ （1分）进出口两截面建立伯努利方程： m h g p Z g p f 253625068.9100098000 2021=+?+=++?=ρρ （1分）

工程流体力学课后习题答案

工程流体力学（第二版）习题与解答

1 2 p p 2 1 V 第 1 章流体的力学性质 1-1 用压缩机压缩初始温度为 20℃的空气，绝对压力从 1 个标准大气压升高到 6 个标准大气压。试计算等温压缩、绝热压缩、以及压缩终温为 78℃这三种情况下，空气的体积减小率?V = (V 1 - V 2 )/V 1 各为多少？解：根据气体压缩过程方程： pV k = const ，有(V /V ) = ( p / p )1/ k ，所以 2 1 1 2 (V -V ) V ? p ?1/ k ? = 1 2 = 1 - 2 = 1 - 1 ? V V V p 1 1 ? 2 ? 等温过程 k =1，所以 ?V = 1 - p 1 / p 2 = 1 -1/ 6 =83.33% 绝热过程 k =1.4，所以 ? = 1 - ( p / p )1/1.4 = 1 - (1/ 6)1/1.4 =72.19% 压缩终温为 78℃时，利用理想气体状态方程可得 ? = 1 - V 2 = 1 - p 1T 2 = 1 - 1? 78 =80.03% V 1 p 2T 1 6 ? 20 1-2 图 1-12 所示为压力表校验器，器内充满体积压缩系数 β = 4.75 ?10-10 m 2/N 的油，用手轮旋进活塞达到设定压力。已知活塞直径 D =10mm ，活塞杆螺距 t =2mm ，在 1 标准大气压时的充油体积为 V 0=200cm 3。设活塞周边密封良好，问手轮转动多少转，才能达到 200 标准大气压的油压（1 标准大气压=101330Pa ）。解：根据体积压缩系数定义积分可得： β = - 1 d V → V = V exp[-β ( p - p )] p V d p p 因为 nt π D 2 4 = V 0 - V = V 0 ??1 - e x p - β p ( p - p 0 ) ?? 所以 n = 4 V ?1 - e - β ( p - p ) ? = 12.14 rpm π D 2t 0 ? ? 0.05mm 1kN 20° 图 1-12 习题 1-2 附图图 1-13 习题 1-3 附图 1-3 如图 1-13 所示，一个底边为200mm ? 200mm 、重量为 1kN 的滑块在 20°斜面的油膜上滑动，油膜厚度 0.05mm ，油的粘度μ= 7 ?10-2 Pa·s 。设油膜内速度为线性分布，试求滑块的平衡速度u T 。 V

工程流体力学习题全解

工程流体力学习题全解 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

第1章绪论选择题【】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 ）【】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 ）【】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 ）【】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 ）【】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 ）【】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

工程流体力学第二版习题答案_(杜广生)

《工程流体力学》习题答案（杜广生主编）第一章习题 1. 解：依据相对密度的定义：13600 13.61000 f w d ρρ===。式中，w ρ 表示4摄氏度时水的密度。 2. 解：查表可知，标准状态下：2 31.976/CO kg m ρ=，2 32.927/SO kg m ρ=，2 31.429/O kg m ρ=， 2 31.251/N kg m ρ=，2 30.804/H O kg m ρ= ，因此烟气在标准状态下的密度为： 11223 1.9760.135 2.9270.003 1.4290.052 1.2510.760.8040.051.341/n n kg m ρραραρα=++=?+?+?+?+?=L 3. 解：（1）气体等温压缩时，气体的体积弹性模量等于作用在气体上的压强，因此，绝对压强为4atm 的空气的等温体积模量： 34101325405.310T K Pa =?=? ；（2）气体等熵压缩时，其体积弹性模量等于等熵指数和压强的乘积，因此，绝对压强为4atm 的空气的等熵体积模量： 31.44101325567.410S K p Pa κ==??=? 式中，对于空气，其等熵指数为1.4。 4. 解：根据流体膨胀系数表达式可知： 30.0058502V dV V dT m α=??=??= 因此，膨胀水箱至少应有的体积为2立方米。 5. 解：由流体压缩系数计算公式可知： 392 5 11050.5110/(4.90.98)10 dV V k m N dp -?÷=-=-=?-? 6. 解：根据动力粘度计算关系式： 74678 4.2810 2.910Pa S μρν--==??=?? 7. 解：根据运动粘度计算公式：

工程流体力学习题全解

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 1 d 0.51011020 000k 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。解：满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。（a ）【1.8】 15C o 时空气和水的运动黏度6215.210m /s υ-=?空气，62 1.14610m /s υ-=?水，这说明：在运动中（a ）空气比水的黏性力大；（b ）空气比水的黏性力小；（c ）空气与水的黏性力接近；（d ）不能直接比较。解：空气的运动黏度比水大近10倍，但由于水的密度是空气的近800倍，因此水的黏度反而比空气大近50倍，而黏性力除了同流体的黏度有关，还和速度梯度有关，因此它们不能直接比较。（d ）【1.9】液体的黏性主要来自于液体：（a ）分子热运动；（b ）分子间内聚力；（c ）易变形

工程流体力学教学--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 020的水和C 0 20时密度为3 856m 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： 23 3 /410 416 101m N u =??=? =--δμτ N A F 65.14=?=?=τ

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，

工程流体力学习题册

（仅供参考）一、名词解释（本大题共5小题，每小题3分，共15分） 1 ?比体积：单位质量的物质所占有的体积称为比体积。 2?体膨胀系数：当压强保持不变时，单位温升所引起的体积变化率，就称为体积膨胀系数。 3?流线：某一瞬时的流线是这样的曲线，在改曲线上各点的速度矢量与该曲线相切，流线给出了同一时刻不同流体质点的运动方向。 4 ?粘性底层：由于靠近管壁湍流脉动受到限制，黏滞力的作用增强，在紧贴管壁很薄的流层中湍流脉动消失，黏滞力的阻滞作用使流速急剧下降，速度分布比较陡峭,速度梯度大?这一流体薄层称黏性底层。 5?过流断面：在流束或总流中与所有流线都想垂直的横断面称为过流断面或有效断面。 1 ?单位质量力：单位质量流体所受到的质量力称为单位质量力。 2. 体积压缩率：在温度不变时，单位压升所引起的体积变化率。 3 ?迹线：流体质点的运动的轨迹，是某一流体质点在一段时间内经过的路径，是同一流体质点在不同时刻位置的连线。 4. 相对粗糙度：绝对粗糙度与管径的比值称为相对粗糙度。（管壁粗糙凸起高度&与管子内径D的比值） 5. 湿周：在总流的截面上流体同固体边界接触部分的周长叫湿周。二、是非题（每题1分，共5分。正确的打V,错误的打X。） 1. 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。（V ） 2. 串联长管道各管段的水头损失可能相等，也可能不相等。（V ） fUx 3?不可压缩液体连续性微分方程：x 門■-z只适用于定常流。（X ） 4 .尼古拉兹试验是研究管道沿程水头损失随雷诺数和相对粗糙度的变化关系的试验。（X ）

5.当管流过水断面流速按抛物线规律分布时，管中水流为紊流。（X ）1. 牛顿内摩擦定律只适用于管道中的层流。（X ）2. 温度升高时，空气的粘度减小。（X ） 3. 伯努力方程适用于可压缩流体。 4. 水力光滑管是指管道内壁光滑。 5. 雷诺实验的目的是验证流体粘性的存在。三、填空题（本大题分6小题，1-5题每空1分，6题每空3分，共15分） 1. ______________________________ 描述流体运动的两种方法是_______ 拉格朗日法_____________________________ 和___________________ 欧拉法________ 。 2. 只要比较总流中两个缓变流过流断面上单位重量流体的总水头大小，就能判断出流动方向。 3. 在相似理论中，要保证力学相似，应该满足几何相似, ____________ 运动___ 相似和动力相似。 4. 牛顿内摩擦定律表明，决定流体内部切应力的因素是粘度和—剪切变形速度（速度梯度）________ 。（角变形速度？） 5. 尼古拉兹曲线将管内流动分为五个区域，分别为：层流区，过度区，湍流光滑管区，湍流粗糙管过渡区和湍流粗糙管平方阻力区。 6. 在堰流的模型试验中模型水流应与原型水流相似，若模型与原型的长度比例 103m 3/h。为1: 100，贝U当原型流量为1000mVh时，模型流量为__ 1 （0.01 ?） 1. 作用于静止（绝对平衡）液体上的表面力有压力，质量力有重力。

工程流体力学习题答案

第三章流体静力学【3-2】图3-35所示为一直煤气管，为求管中静止煤气的密度，在高度差H =20m 的两个截面装U 形管测压计，内装水。已知管外空气的密度ρa =1.28kg/m3，测压计读数h 1=100mm ，h 2=115mm 。与水相比，U 形管中气柱的影响可以忽略。求管内煤气的密度。图3-35 习题3-2示意图【解】 1air 1O H 1gas 2p gh p +=ρ 2air 2O H 2gas 2p gh p +=ρ 2gas gas 1gas p gH p +=ρ 2air air 1air p gH p +=ρ 2gas gas 1air 1O H 2 p gH p gh +=+ρρ gH gh p p air 2O H 1air 2gas 2ρρ-=- gH gh gH gh air 2O H gas 1O H 2 2 ρρρρ-+= H H h h gas air 2O H 1O H 2 2 ρρρρ=+- () 3air 21O H gas kg/m 53.028.120 115 .01.010002 =+-?=+-=ρρρH h h 【3-10】试按复式水银测压计（图3-43）的读数算出锅炉中水面上蒸汽的绝对压强p 。已知：H =3m ， h 1=1.4m ，h 2=2.5m ，h 3=1.2m ，h 4=2.3m ，水银的密度ρHg =13600kg/m 3。图3-43 习题3-10示意图

【解】 ()p h H g p +-=1O H 12ρ ()212Hg 1p h h g p +-=ρ ()232O H 32p h h g p +-=ρ ()a 34Hg 3p h h g p +-=ρ ()()212Hg 1O H 2 p h h g p h H g +-=+-ρρ ()()a 34Hg 232O H 2 p h h g p h h g +-=+-ρρ ()()a 3412Hg 321O H 2 p h h h h g p h h h H g +-+-=+-+-ρρ ()()()()() Pa 14.3663101013252.15.24.13807.910004.15.22.13.2807.913600a 321O H 1234Hg 2=+-+-??--+-??=+-+---+-=p h h h H g h h h h g p ρρ ()()()()()Pa 366300.683 1013252.15.24.1380665.910004.15.22.13.280665.913600a 321O H 1234Hg 2=+-+-??--+-??=+-+---+-=p h h h H g h h h h g p ρρ 【3-15】图3-48所示为一等加速向下运动的盛水容器，水深h =2m ，加速度a =4.9m/s 2。试确定：（1）容器底部的流体绝对静压强；（2）加速度为何值时容器底部所受压强为大气压强？（3）加速度为何值时容器底部的绝对静压强等于零？图3-48 习题3-15示意图【解】 0=x f ，0=y f ，g a f z -= 压强差公式 () z f y f x f p z y x d d d d ++=ρ ()()z g a z f y f x f p z y x d d d d d -=++=ρρ ()?? --=h p p z g a p a d d ρ ()()()()??? ? ??-=-=----=-g a gh a g h g a h g a p p a 10ρρρρ ??? ? ??-+=g a gh p p a 1ρ () a g h p p a -=-ρh p p g a a ρ-- = （1） ()()()Pa 111138.39.480665.921000101325=-??+=-+=a g h p p a ρ

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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1 β=-=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

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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，弹性系数为×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1 β=- =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，习题1-5

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【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13.72×106 Pa ，（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1 β=-=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 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 200L β+=t V V dT 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 =du dy τμ 则 21 =0.980798.07N/m 0.01 u τμ δ=? = 【2-1】容器中装有水和空气，求A 、B 、C 和D 各点的表压力？【解】空气各点压力相同，与空气接触的液面压力即为空气的压力，另外相互连通的同种液体同一高度压力相同，即等压面 3434222 3232() ()()(2) MA MB MA MC MB MD MC p g h h p p g h h h gh p p gh p p g h h g h h ρρρρρρ=+=-++=-==-=-+=-+ Pmc=Pmd+ρg(h1+h2+h3) Pmd= -ρg （h1+2h2+h3）【2-5】图示两水管以U 形压力计相连，A 、B 习题1-5图

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第一章绪论 1-1．20℃的水，当温度升至80℃时，其体积增加多少？ [解] 温度变化前后质量守恒，即2211V V ρρ= 又20℃时，水的密度3 1/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 32 1 125679.2m V V == ∴ρρ 则增加的体积为3 120679.0m V V V =-=? 1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度ν增加15%，重度γ减少10%，问此时动力粘度μ增加多少（百分数）？ [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+==Θ 原原原μρν035.1035.1== 035.0035.1=-=-原原原原原μμμμμμΘ 此时动力粘度μ增加了% 1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02 y hy g u -=，式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。 [解] μρ/)(002.0y h g dy du -=Θ )(002.0y h g dy du -==∴ρμ τ 当h =，y =0时 )05.0(807.91000002.0-??=τ Pa 807.9= 1-4．一底面积为45×50cm 2 ，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角（见图示），求油的粘度。 [解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时，等速下滑

y u A T mg d d sin μθ== 001 .0145.04.062 .22sin 8.95sin ????= = δθμu A mg s Pa 1047.0?=μ 1-5．已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律y u d d μ τ=，定性绘出切应力沿y 方向的分布图。 [解] 1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。已知导线直径，长度20mm ，涂料的粘度 μ=．s 。若导线以速率50m/s 拉过模具，试求所需牵拉力。（） [解] 2 53310024.51020108.014.3m dl A ---?=????==πΘ N A h u F R 01.110024.510 05.05002.053=????==∴--μ 1-7．两平行平板相距，其间充满流体，下板固定，上板在2Pa 的压强作用下以s 匀速移动，求该流体的动力粘度。 [解] 根据牛顿内摩擦定律，得 dy du / τμ=

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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。 dv dv 解：牛顿内摩擦定律是 dy ，而且速度梯度 dy 是流体微团的剪切变形速度 dd dt ，故 dt 。 a ）m 2/s ；（ b ） N/m 2；（ c ）kg/m ；（ d ） N ·s/m 2。 2 解：流体的运动黏度 υ 的国际单位是 m /s 。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。说明：在运动中（ a ）空气比水的黏性力大；（ b ）空气比水的黏性力小；（c ）空气与水的黏性力接近；（ d ）不能直接比较。解：空气的运动黏度比水大近 10 倍，但由于水的密度是空气的近 800 倍，因此水的黏度反而比空气大近 50 倍，而黏性力除了同流体的黏度有关，还和速度梯度有关，因此它们不能直接比较。（d ） 1.9 】液体的黏性主要来自于液体：（ a ）分子热运动；（b ）分子间内聚力；（ c ）易变形性；（d ）抗拒变形的能力。解：液体的黏性主要由分子内聚力决定。 b ）第 2 章流体静力学选择题： 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 d kdp 0.5 10 9 1 105 1 20 000 。。（a ）解：不考虑黏性的流体称为理想流体。 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 b ） a ） 1.4 】理想流体的特征是： p a ）黏度是常数；（ b ）不可压缩；（ c ）无黏性；（ d ）符合 RT 。 1.3 】流体运动黏度 υ 的国际单位是： c ）解：满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 a ） 1.8 】 15o C 时空气和水的运动黏度空气 15.2 10 6m 2/s 水 1.146 10 6m 2 /s ，这

工程流体力学课后习题答案1-3

第一章流体及其主要物理性质 1-1. 轻柴油在温度15oC 时相对密度为0.83，求它的密度和重度。解：4oC 时所以，3 3/8134980083.083.0/830100083.083.0m N m kg =?===?==水水γγρρ 1-2. 甘油在温度0oC 时密度为1.26g/cm 3，求以国际单位表示的密度和重度。 333/123488.91260/1260/26.1m N g m kg cm g =?==?==ργρ 1-3. 水的体积弹性系数为1.96×109N/m 2，问压强改变多少时，它的体积相对压缩1％？ MPa Pa E E V V V V p p 6.191096.101.07=?==?= ?=?β 1-4. 容积4m 3的水，温度不变，当压强增加105N/m 2时容积减少1000cm 3，求该水的体积压缩系数βp 和体积弹性系数E 。解：1956 105.210 4101000---?=?--=??-=Pa p V V p β Pa E p 89 10410 5.21 1 ?=?= = -β 1-5. 用200L 汽油桶装相对密度为0.70的汽油，罐装时液面上压强为1个大气压，封闭后由于温度变化升高了20oC ，此时汽油的蒸气压为0.18大气压。若汽油的膨胀系数为0.0006oC －1，弹性系数为14000kg/cm 2。试计算由于压力及温度变化所增减的体积？问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜？解：E ＝E ’·g ＝14000×9.8×104 Pa Δp ＝0.18at dp p V dT T V dV ??+??= 00V T V T V V T T ββ=?????= 00V p V p V V p p ββ-=?????-= 所以，dp V dT V dp p V dT T V dV p T 00ββ-=??+??=

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【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13.72×106 Pa ，（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1 β =- =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 11200110.000620 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】根据牛顿摩擦定律 =du dy τμ 则 21 =0.980798.07N/m 0.01 u τμδ=? = 【1-6】已知半径为R 圆管中的流速分习题1-6图习题1-5图

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