流体力学习题集

第1章绪论

习题

1-1 从力学分析意义上说流体和固体有何不同

1-2 量纲与单位是同一概念吗

1-3 流体的容重和密度有何区别与联系

1-4水的密度为1000 kg/m3，2升的水的质量和重量是多少

1-5 体积为0.5m3的油料，重量为4410N，该油料的密度是多少

1-6 水的容重= kN/m3，= 103 Pas，求它的运动粘滞系数。

1-7 如图所示为一0.2m的平板，在油面

上作水平运动，已知运动速度u= 1m/s，平板

与固定边界的距离= 1mm，油的动力粘滞系数

为= Pas，由平板所带动的油的速度成直线分

布，求平板所受的阻力。

1-8 旋转圆筒粘度计，悬挂着的内圆筒半径r = 20cm，高度h = 40cm，内筒不动，外圆筒以角速度= 10 rad/s旋转，两筒间距= 0.3cm，内盛待测液体。此时测得内筒所受力矩M = Nm。求油的动力粘滞系数。（内筒底部与油的相互作用不计）1-9 一圆锥体绕其中心轴作等角速度= 16 rad/s旋转，锥体与固定壁面的间隙= 1mm，其间充满= Pas的润滑油，锥体半径R = 0.3m，高R = 0.5m，求作用于圆锥体的阻力矩。

1-10 如图所示为一水暖系统，为了防止水温升高时体积膨胀将水管胀裂，在系统顶部设一膨胀水箱。若系统内水的总体积为8m3，加温前后温差为50?C，在其温度范围内水的膨胀系数为，求膨胀水箱的最小容积。（水的膨胀系数为/C）

1-11 水在常温下，由5at压强增加到10at压强时，密度改变多少

1-12 容积为4的水，当压强增加了5at时容积减少1升，该水的体积弹性系数为多少为了使水的体积相对压缩1/1000，需要增大多少压强

题1-7图

u

题1-8图

题1-9图题1-10图

第2章 流体运动学基础

习 题

2-1 给定速度场u x = x + y ，u y = x y ，u z = 0，且令t = 0时x = a ，y = b ，z = c ，求质点空间分布。

2-2 已知拉格朗日速度分布u x = (a sin t b cos t ) ，u y = (a cos t b sin t ) ，u z = 。如t = 0时x = a ，y = b ，z = c ，试用欧拉变量表示上述流场速度分布，并求流场加速度分布，式中，，a ，b ，c 为常数。

2-3 已知平面速度场u x = x + t ，u y = y + t ，并令t = 0时x = a ，y = b ，求（1）流线方程及t = 0时过（1，1）点的流线；（2）迹线方程及t = 0时过（1，1）点的迹线。

2-4设0≠u ?

，说明以下三种导数

)(,0,0=??=??=u u t

u dt

u d ????

的物理意义。

2-5 给定速度场u x = k y ，u y = k x ，u z = 0，求通过x = a ，y = b ，z = c 点的流线，式中k 为常数。

2-6已知有旋流动的速度场为u x = 2y +3z ，u y = 2 z +3x ，u z = 2x +3y 。试求旋转角速度，角变形速度和涡线方程。

2-7 求出下述流场的角变形速度，涡量和线变形速度。并说明运动是否有旋

u x =U （h 2 y 2），u y = u z = 0 。

第3章 流体静力学

习 题

3-1 某水塔，若z = 3m ，h = 2m ，p 0 = 2at

，以地面为基准面，求水塔底部的绝对压强、相对压强和测压管水头。

3-2 图示复式水银测压计，液面高程如图中所示，单位为m 。试计算水箱表面的绝对压强值p 0。

3-3 密封容器内注有三种互不相混的液体，求压力表读数为多少时，测压管中液面可上升到容器顶部。

3-4 图示贮液容器左侧是比重为的油，其上真空计读数为p v =cm 2；右侧为水，其上压

力表读数p =2N/cm 2。压差计中工作液体的比重为，

求A 点的高程。图中高程以m 计。

3-5

盛同种液体的两容器，用两根U 形管连

接。上部压差计A 内盛重度为A γ

的液体，读数为h A ；下部压差计B 内盛重度为B γ的

液体，读数为h B 。求容器内液体的重度γ。

3-6 一容器内盛有重度3

N/m 9114=γ的液

体，该容器长度L 为1.5m ，宽为1.2m ，液体深度

h 为0.9m

。试计算下述情况下液体作用于容器底部的总压力：（1）容器以等加速度9.8m/s 2垂直向上运动；（2）容器以9.8m/s 2的等加速度垂直向下运动。

3-7 一圆柱形容器静止时盛水深度H =0.225m ，筒深度为0.3m ，内径D =0.1m ，若把圆筒绕中心轴作等角速度旋转。求：（1）不使水溢出容器的最大角速度；（2）不使器底中心露

题3-1图

h 4

γ1

题3-2图

题3-3 图

题3-4 图

题3-5 图

出的最大角速度。

3-8 圆柱筒盛有重度 = KN/m 3的液体，今绕铅垂中心轴作等角速度旋转，转速n =200 rpm 。已知液体内A 点压强p A = KN/cm 2，至旋转轴的水平距离A = 20cm ；B 点至旋转轴的水平距离为B =30cm ，B 点高出A 点的铅垂距离为40cm 。求B 点的压强。

3-9 直径D =2m 的圆柱筒容器内盛有不相混的两种液体：重度 1 = 8 KN/m 3， 2 = 9

KN/m 3，h 1=20cm ，h 2=30cm 。容器运动时液体不溢出。求：

（1）容器以等加速度a = 0.1g 沿水平方向直线运动，容器壁单宽所受的最大静水压力；

（2）容器以转速n = 30 rpm 绕铅直中心轴旋转运动，容器底的压强分布规律，并求出其最大和最小压强值。

3-10 某物体在空气中重G = 400N ，而在水中重

250='G N 。求该物体的体积和它的比重。

3-11 图示平板闸门，已知水深H = 2m ，门宽b = 1.5m ，门重G = 2000 N 。门与门槽的摩擦系数为f = ，求启门力F 。

3-12 图示矩形闸门，高a = 3m ，宽b = 2m ，其上端在水下的深度h = 1m ，求作用在闸门上的静水总压力及其作用点的位置。

3-13 某倾斜装置的矩形闸门，宽b = 2m ，倾角α= 60°，铰链o 点位于水面以上a = 1m 处，水深h = 3m 。求开启闸门所需之拉力T （闸门自重为G = kN ，摩擦阻力不计）。

3-14 容器内注有互不相混的两种液体：h 1= 2m ， 2 = 8 KN/m 3，；h 2 = 3m ， 2 = 9 KN/m 3。求作用在宽度b = 1.5m ，倾角 = 60°的斜平面壁ABC 上的静水总压力P 及其作用点。

题3-9题

γ2

γ1

题3-16

图

题3-15 图

h h

题3-14 图

题3-11 图

题3-12 图

3-15 已知弧形闸门上游水深H1 = 4m，下游水深H2 = 2m，闸门轴心O距地面H1/2，求单位宽度闸门上所受静水总压力的大小、方向及作用点。

3-16 由两个空心半球组成的密封水箱，球直径d = 2.0m，用螺栓固接。在水箱进口的下方a = 20cm处，压力表读数为cm2。求螺栓所受总拉力T。

3-17 容器内有一隔板，隔板下部为宽b =1.2m的正方形孔，恰好被直径D = 1.2m的圆

柱体堵塞。隔板两侧注有两种液体：

3

1

KN/m

9

=

γ，h

1

=1.8m；

3

2

KN/m

8

=

γ，h

2

=1.5m。求

圆柱体所受静水总压力。

第4章流体动力学基本方程习题

4-1 试证下述不可压流体的运动是可能存在的：

（1）u x = 2x2 + y，u y = 2y2 + z，u z = 4 (x + y) z + xy；

（2）

;

,

)

(

)

(

,

)

(

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2y

x

y

u

y

x

z

y

x

u

y

x

xyz

u

z

y

x+

-

=

+

-

-

=

+

-

=

（3）u x = yzt，u y = xzt，u z = xyt。

4-2 试证不可压流体的运动u x = x，u y = y，u z = z不可能存在。

4-3 求使下列速度场成为不可压缩流体流动的条件：

（1）u x = a1x + b1y + c1z，u y = a2x + b2y + c2z ，u z = a3x + b3y + c3z；

（2）u x = a xy，u y = b yz，u z = c yz + dz2。

4-4 设某一流体流场：u x = 2y + 3z，u y = 3z + x ，u z = 2x + 4y ，该流场的粘性系数

= Pas，求其切应力。

4-5 设两无限大平板之间的距离为2h，其间充满不可压缩流体，如图所示，试给出其运动所满足的微分方程。

4-6 试述满足伯努利方程

C

g

u

p

z=

+

+

2

2

γ的条件。

题3-17 图

第5章 相似原理与量纲分析

习 题

5-1 试将下列各组物理量组合成无量纲量：

（1）0 、 、 ； （2）p 、 、 、 g ； （3）F 、 、l 、 ； （4） 、l 、 、 ； （5） 、l 、t ； （6） 、 、 、l ； （7） 、 、 、l 。

5-2 如果一个球通过流体时的运动阻力是流体的密度 、粘度 、球的半径r 及速度的函数，试用量纲分析法证明阻力R 可由下式给出：

)

(2μρυρμr F R =

5-3 假设流量Q 与管径D 、喉道直径d 、流体密度、压强差p 及流体的动力粘滞系数有关，试用 定理分析文丘里管的流量表达式。

5-4 若模型流动与原型流动同时满足Re 相似律和Fr 相似律，试确定两种流动介质运动粘性系数的关系。

5-5 一个圆球放在流速为1.6 m/s 的水中，受到的阻力为。另一个直径为其两倍的圆球置于一风洞中。在动力相似条件下风速的大小及圆球所受到的阻力。（v 空气/v 水 = 13， = 1.28 kg/m 3）

5-6 当水温为20?C ，平均速度为4.5 m/s 时，直径为0.3m 水平管线某段的压强降 kN/m 2为。如果用比例为6的模型管线，以空气为工作流体，当平均流速为30 m/s 时，要求在相应段产生 kN/m 2的压强降。计算力学相似所要求的空气压强，设空气温度为20?C 。

5-7 用水校验测量空气流量的孔板，孔板直径d = 100mm ，管道直径D = 100mm ，由试验得到孔板流量系数固定不变时的最小流量为

Q = 1.6 l /s ，水银压差计读数为h = 45mm 。试确定：

（1） 当孔板用来测定空气流量时，最小流量是多少

（2） 相应该流量下的水银压差计的读数是多少设水与空气的温度都是20?C 。 5-8 为了决定吸风口附近的流速分布，取比例为10作模型设计。模型吸风口的流速为13 m/s ，距风口轴线0.2m 处测得流速为0.5 m/s 。若实际风口速度为18 m/s ，怎样换算为原型流动的流速

题5-7图

5-9 溢水堰模型设计比例为20。当在模型上测得模型流量为Q m = 300 l /s 时，水流推力

为P m = 300 N ，求实际流量Q n 和推力P n 。

5-10 采用长度比尺为1：25的模型来研究弧形闸下出流，重力为主要作用力。如在模型上量得出口流速为m = 2.3 m/s ，流量为Q m = 45 l /s ，作用力为P m ，求原型相应的流速n 、流量Q n 和作用力P n 。

5-11 一建筑物模型在风速为10 m/s 时，迎风面压强为50 N/m 2，背风面压强为30 N/m 2。若气温不变，风速增至15 m/s 时，试求建筑物迎风面和背风面的压强。

第6章 理想流体的平面无旋运动

习 题

6-1 给定平面流速度场u x = x 2y + y 2，u y = x 2 y 2x ，问： （1） 是否存在不可压缩流函数和速度势函数； （2） 如存在，给出它们的具体形式；

（3） 写出微团变形速率各分量和旋转角速度各分量。

6-2 已知不可压缩流体平面流在y 方向的速度分量为u y = y 2 2x + 2y ，求速度在x 方向的分量。

6-3 对平面不可压缩流体的运动，试证明：

（1） 如运动为无旋运动，则必满足2u x = 0，2u y = 0； （2） 满足2u x = 0，2u y = 0的流动不一定是无旋流。

6-4 已知平面流动的速度分布为2222,y x cx u y x cy u y

x +=+=

其中c 为常数。求流函数并

画出若干条的流线。

6-5 已知平面流动流函数

)(283

)22arctan 22(arctan 222y x x y x y Q ++-+++-=

πψ

判断是否是无旋流动。

6-6 已知速度势 ，求相应的流函数 ：

题5-9图

题5-10图

（1） = xy ； （2） = x 3 3xy 2 ；

（3）

22y x x

+=

?。

6-7 证明 = 1/2(x 2 y 2) + 2x 3y 所表示的流场和 = xy + 3x + 2y 所表示的流场完全相同。

6-8 强度为60 m 2/s 的源流和汇流位于x 轴，各距原点为

a=3m 。计算坐标原点的流速，计算通过（0，4）点的流线的流函数值，并求该点流速。

6-9 在速度为 = 0.5 m/s 的水平直线流中，在x 轴上方2单位处放一强度为Q = 5m 2/s 的源流。求此流动的流函数，并绘出

此半物体的形状。

6-10 如图所示，等强度两源流位于x 轴，距原点为a 。求流函数，并确定滞止点位置。

第7章 粘性管流

第8章 边界层与绕流阻力

习题

8-1 设平板层流边界层中流速分布为线性关系，即δy

U u x =

，用动量方程求边界层特性 /

1， 1/ 2 。

8-2 空气以30 m/s 的速度平行流过平板，温度为25?C ，求离平板前缘200mm 处边界层的厚度。

8-3 光滑平板宽1.2m ，长3m ，潜没在静水中以速度u = 1.2m/s 沿水平方向拖曳，水温10?C ，求：（1）层流边界层的长度；（2）平板末端的边界层的厚度；（3）所需水平拖曳力。

8-4 求平板绕流层流边界层的总阻力系数C D ，及， 1， 2。设边界层中的速度分布为

3)()(δβδαy y U u x += 。[提示：先根据速度分布边界条件决定、值]

8-5 一平行放置于流速为60m/s 的空气流中的薄平板，长1.5m ，宽3m ，空气绝对压强为105 N/m 2，温度为25?C ，求平板末端的边界层厚度及平板两侧的总阻力：

（1） 设为层流边界层； （2） 设为紊流边界层。

8-6 在Re 数相等的条件下，20?C 的水和30?C 的空气流过同一绕流体时，其绕流阻力之比为多少

8-7 汽车以60 km/hr 的速度行驶，在运动方向的投影面积为2m 2，绕流阻力系数为C D = ，空气温度为0?C ，求汽车克服空气阻力所消耗的功率。

8-8 球形尘粒的密度为2500 kg/m 3，在温度为20?C 大气中等速沉降，可使用斯托克斯公式计算沉降速度的最大粒径为多少

8-9 已知煤粉炉炉膛中上升烟气流的最小速度为0.5 m/s ，烟气密度为0.2 kg/m 3，运动粘滞系数为230106m 2/s ，煤粉密度为1300 kg/m 3，问直径为0.1mm 的煤粉将沉降还是被上升气流带走

8-10 在气力输送管道中，为了输送一定量的悬浮砂粒，要求风速u 0为悬浮速度的5倍，已知砂粒粒径d = 0.3mm ，密度m = 2650 kg/m 3，空气温度为20?C ，求风速u 0值。

9 明渠流动

习 题

9-1 梯形断面渠道，已知b=7m ，边坡系数m=。当测得流量Q=9.45m 3/s ，水深h 0=1.2m 。又知在200m 渠段内渠底落差0.16m 。求粗糙系数n 。

9-2 有一浆砌块石的矩形断面长渠道，已知底宽b=3.2m ，渠中水深h 0=1.6m ，粗糙系数n=，通过流量6m 3/s 。求渠道底坡i 。

9-3 坚实粘土的梯形断面渠道，b=8m ，h 0=2m ，n=，m=，i=。求流量Q 和断面平均流速v 。

9-4 混凝土排水管，直径d=1m ，糙率n =，底坡i =，试求 ①管道满流时的流速和流量； ②充满度7.0=α时的流速和流量。

9-5 梯形断面长渠道，流量Q=10m 3/s ，底宽b=5m ，边坡系数m=1，糙率n=，底坡i=。分别用试算法和图算法求正常水深h 0。

9-6 今欲开挖一梯形断面土渠，已知流量Q=10m 3/s ，边坡系数m=，粗糙系数n=，为防止冲刷取最大允许流速为1m/s ，求水力最优断面尺寸和底坡i 。

9-7 梯形断面渠道，Q=12m 3/s ，m=，n=，i=。按宽深比5=β设计渠道断面尺寸。 9-8 情况良好的梯形断面土渠，流量Q=35m 3/s ，边坡m=，糙率n=，i =。已知土壤的不冲允许流速[v ]max =0.80m/s ，设计断面尺寸。

9-9 一小河的断面形状及

尺寸如图示。流动近似为均匀流，底坡i =，边滩糙率n 1=，主槽糙率n 2=，求通过流量（边

滩与主槽分别看成矩形断面）。

题9-9 图

9-10 渠道某断面的过水面积2

m 84.35=A ，最大水深h =2.76m ，断面平均水深

h m =1.56m ，通过流量Q =50m 3/s ，求断面比能e 并判别流态。

9-11 等腰三角形断面的灌溉渠道，水深为H 时，流速gH v 2283.0=。求临界水深和临界流速。

9-12 梯形断面长渠道，已知流量Q=20m 3/s ，底宽b=10m ，边坡系数m=，底坡i =，粗糙系数n =，动能修正系数1.1=α。用几种方法判别流态。

9-13 矩形断面棱柱形渠道，底宽b=8m ，底坡0≈i ，当流量Q=15m 3/s 时，测得跃后水深50.1=''h m 。试计算跃前水深h '和水跃能量损失。 9-14 定性分析棱柱形长渠道中可能产生的水面曲线。

9-15 有一梯形断面渠道，长度s=500m ，底宽b=6m ，边坡系数m=2，底坡i =，粗糙系

数n =。当通过流量Q=10m 3/s 时，闸前水深H=1.5m 。用分段求和法计算并绘制水面

曲线。

第10章孔口管嘴、堰流与闸孔出流

习题

10-1 两水箱用一直径d1＝40mm的薄壁孔口连通，下水箱底部又接一直径d2＝30mm 的圆柱形管嘴，长l＝100mm，若上游水深H1＝3m保持恒定，求流动恒定后的流量Q和下游水深H2。

10-2 管道直径D＝200mm，末端装一直径d＝120mm薄壁孔板，用以测定管道中的流量。已知压力计中心比管轴线高h＝1.5m，读数p M＝98 KN/m2，求流量Q。

10-3 应用描述气体的能量方程，求解厂房自然通风换气质量流量。已知室内空气温度为30?C，室外空气温度为20?C，厂房上下部各开有8m2的窗口，量得窗口中心高程差为7m，窗口流量系数为，气流在必然压头作用下流动。

10-4 矩形断面水槽宽B =2m ，末端设矩形薄壁堰，堰宽b =1.2m ，堰高m 5.0='=p p ，

求水头H =0.25m 时自由式堰的流量。

10-5 已知完全堰的堰宽b =1.5m ，堰高p =0.7m ，流量

Q =0.5m 3/s ，求水头H 。

10-6 直角三角堰自由出流，若堰顶水头增加一倍，流量如何变化

10-7 直角进口无侧收缩宽顶堰，堰宽b =4m ，堰高

m 6.0='=p p ，水头H =1.2m ，堰下游水深h =0.8m ，求过

堰流量Q 。当下游水深增大到h =1.7m 时，流量Q 是多少

10-8 圆角进口无侧收缩宽顶堰，堰高m 4.3='=p p ，堰顶水头H =0.86m ，通过流量Q =22m 3/s ，求堰宽b 及不使堰流淹没的下游最大水深。

10-9 圆角进口无侧收缩宽顶堰，流量Q =12m 3/s ，堰宽b =1.8m ，堰高m 8.0='=p p ，下游水深h =1.73m ，求堰前水头H 。

10-10 平底平板闸门。已知水头H =4m ，闸孔宽b =5m ，闸门开启高度e =1m ，行近流速0=1.2m/s 。求自由出流时的流量。

10-11 某水利枢纽设平底冲沙闸，用弧形闸门控制流量，如图10-17。闸孔宽b =10m ，弧门半径R =15m ，门轴高E =10m ，上游水深H =12m ，闸门开启度e =2m ，上游渠宽B =11m 。试计算下游水深分别为2.5m 和8m 时，通过闸孔的流量。

10-12 实用堰顶部设平板闸门以调节上游水位。闸门底缘的斜面朝向上游倾斜角为 60°，如图10-16。试求所需的闸孔开度。已知流量Q =30m 3/s ，堰顶水头H =3.6m ，闸孔净宽b =5m （下游水位低于堰顶，不计行近流速）。

10-13 一溢流坝为曲线型实用堰，今在坝顶设弧形闸门。已知闸前水头H =3m ，闸孔净宽b =5m ，下游为自由出流，不计行近流速。试求闸孔开度e =0.9m 时的流量。

第12章 紊流射流

习 题

12-1 一直径D = 0.4m 圆孔射流沿水平方向射入密度相同的静止水体中，出口流量Q 0

=

题10-1图

题10-2图

p 2

p 1

7m 30?C 20?C

Q m 2

Q m 1 题10-3图

0.35m3/s，试求射流中心流速达到的距离。

12-2 某体育馆圆柱形送风口，d0 = 0.6m，风口至比赛区为60m。要求比赛区风速（质量平均风速）不得超过0.3m/s。求送风口的送风量应不超过多少m3/s

12-3 有一个两面收缩均匀的矩形孔口，截面面积2m2，出口速度0 = 10m/s。求距孔口2.0m处射流轴心速度m，质量平均流速2及流量Q。

12-4 已知空气淋浴喷口直径D = 0.3m，要求工作区的射流半径为，质量平均流速为3m/s，设紊流系数a为，求喷口和工作区的距离S，以及喷口流量Q。

12-5 车间高11.5m，宽30m，长70m，在端部布置圆形送风口，风口高为6m，直径为1m，紊流系数为，若要求工作区最大回流速度为0.6m/s，求射流流量，并计算质量平均流速为0.2m/s的射流长度。

12-6 某锅炉喷燃气的圆形喷嘴，直径为500mm，喷嘴风速为30m/s，求离喷嘴2m，2.5m，和5m处的轴线流速。若喷嘴为高500mm的平面射流，上述各点的轴线流速又为多大设圆喷嘴的a为，平面喷嘴的a为。

12-7 温度为40?C的空气，以速度0 = 3m/s从直径d0 = 100mm的圆喷口沿水平射出，周围空气的温度为18?C，求射流轴线的轨迹方程。

12-8 高出地面5m处设一孔口d0为0.1m，以速度2m/s向房间水平送风。送风温度10?C，室内温度27?C，求距出口3m处的质量平均流速2、温度t2及弯曲轴心坐标。

12-9 喷出清洁空气的平面射流，射入含尘浓度为mg/l的静止空气中。要求距喷口2m 处造成宽度为2b= 1.2m的射流区。试设计喷口尺寸b0，并求工作区轴心处灰尘浓度。

12-10 试求距R0 = 0.5m的圆断面射流出口断面为20m，距轴心距离为y =1m处射流速度与出口速度之比。

第13章一元气体动力学基础

习题

13-1 空气的压强为，温度为15?C，若通过某装置将其等熵地加速至M =1时，气流的速度和密度为多少理论上所能达到的最大速度为多少

13-2 空气从储气罐出流，气罐内压力105Pa，温度为15?C，已知出口为亚音速流动，大气压力为1105，求气流出口速度及温度。

13-3 某一绝热气流的马赫数M = ，并已知其滞止压力p0= 598100Pa，温度t0= 20?C，试求滞止音速a0，当地音速a，气流速度，和气体绝对压强p。

13-4喷管中空气流的速度为500m/s，温度为300K，密度为2 kg/m3，若要进一步加速气流，喷管面积应如何变化

13-5设某储气箱在抽风机作用下保持箱内压强p ＝99 kPa ，外部大气（p 0＝ kPa ，T 0＝300 K ，R ＝ J/kg K ）通过d ＝13cm 的圆断面喷嘴进入气箱，流量系数＝，求喷嘴进气质量流量。

13-6空气通过等截面短管被吸入容器内，流动条件如图所示，求短管与容器的交接面

13-7 压缩空气从气罐进入管道，已知气罐中的绝对压强p 0＝7个大气压，t 0＝70?C ，气罐出口处M ＝，试求气罐出口处的速度、温度、压强和密度。

13-8一收缩形喷管用来使容器内空气等熵地膨胀到大气压。容器内的压强和温度分别为147 kPa 和5?C ，且保持为定值。若要求得到质量流量为0.5kg/s ，求喷管出口面积为多大(设大气压为101 kPa)

13-9 16?C 的空气在D = 20cm 的钢管中作等温流动，沿管长3600m 压降为1at ，假如初始绝对压强为5at ，设＝，求质量流量。

13-10 空气温度为16?C ，在1at 压力下，从内径为D = 10cm 的保温绝热管道中流出。上游马赫数为M = 1，压强比p 1/ p 2 = ，求管长，并判断是否可能的最大管长。

13-11 空气在水平管中流动，管长200m ，管径5cm ，阻力系数 = ，进口处绝对压强106N/m 2，温度20?C ，流速30m/s ，试分别用气体作为不可压缩流、可压缩等温流、可压缩绝热流，求沿此管压降为多少

流体力学判断按章节

绪论 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。（√ ） 2、在连续介质假设的条件下，可以不研究液体分子的运动。（√） 3．连续介质概念的意义在于将液流中的一切物理量都可视为空间和时间的不连续函数。（√） 4、流体质点指流体内的固体颗粒。（×） 5、无论液体处于何种状态下，其粘滞性是存在的。（√） 6、流速梯度du/dy发生变化时，动力黏度不变的液体均属于牛顿液体。（√） 7、对于不可压缩液体，动力黏度相等的液体，其运动黏度也相等。（√） 8、液体的内摩擦力与液体的速度呈正比。（×） 9、牛顿液体是液体的切应力与剪切变形速度呈线性关系的液体。（√） 10、无论是静止的还是运动的液体，都不存在切力。（×） 11、凡是切应力与剪切变形速度不呈线性关系的液体，都是非牛顿液体。（√） 12、在常温、常压下水的运动黏度比空气的运动黏度大。（×） 13、两种不同种类的液体，只要流速梯度相等，它们的切应力也相等。（×） 14、液体和气体的运动黏度均随温度的升高而减小。（×） 15、液体的粘性是液体具有抵抗剪切变形的能力。（√） 16、液体剪切变形的大小与剪切作用时间的长短无关。（√） 17、公式适用于牛顿液体和非牛顿液体。（×） 18、液体在静止状态下和运动状态下都能具有粘滞性（√） 19、理想液体是自然界中存在的一种不具有粘性的液体。（×） 20、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。（√） 21．液体的粘滞系数值随温度的升高而增大。（×） 22、体积模量K值越大，液体越容易压缩。（×） 23、通常情况下研究液体运动时，可不考虑表面张力的影响。（√） 24、液体表面的曲率半径越大，表面张力的影响越大。（×） 25、选择测压管管径的大小，要考虑液体表面张力的影响。（√） 26、作用在液体上的力分为质量力和面积力两大类。（√） 27．重力、惯性力是常见的表面力。（╳） 28、作用于两种不同液体接触面上的压力是质量力。（╳） 29．静止液体内可能存在切应力。（╳） 流体静力学 1、静水压强的大小与受压面的方位无关。（√） 2、静水压强的方向与受压面平行。（╳） 3、由于静水压力具有大小和方向，所以静水压强是液体空间坐标和方向的矢量函数。（╳） 4、静水压强的方向指向受压面，因而静水压强是矢量。（╳） 5、当液体中某点的绝对压强小于当地大气压强时必定存在真空。（√） 6、静水压强的方向一定垂直指向受压面。（√） 7、静水压强仅是由质量力引起的。（√） 8．静水压强的方向指向受压面，故静水压强是矢量。（╳） 9、相对压强可以大于、等于或小于零。（√ ） 10．相对压强必为正值。（╳） 11、水力学的真空现象是指该处没有任何物质。（╳） 12、当液体发生真空时，其相对压强必小于零。（√） 13、某点相对压强为-5千帕、真空度为千帕是可能的。（╳） 14、绝对压强可以为正值也可以为负值。（╳） 15、某点存在真空，是指该点的绝对压强小于大气压强。（√） 16、真空压强可以为正值也可以为负值。（╳） 17、静水压强仅仅是空间坐标的函数。（√） 18、等压面必为等势面，等压面与质量力正交。（√） 19、相对静止液体中的等压面可以是倾斜平面或曲面。（√ ） 20、相对静止液体的等压面一定是水平面。（╳） 21、重力与其它质量力同时作用时，等压面为水平面。（╳） 22、静止液体的等压面一定是水平面。（√） 23、等压面与质量力垂直。（√） 24、同一种液体的同一水平面都是等压面。（╳） 25．同一种静止液体中，某点的测压管水头值将随该点的位置变化。（× ） 26、静止液体中任一点的机械能相等。（前提条件：静止、同种、连续）（× ） 27、某轻质油（牛顿液体）处于静止状态，则液体内各点的为常数。（╳） 28、重力和其他质量力同时作用时，相对静止液体中的任一点的压强可用公式表示。（╳） 29、均质、连通的静止液体内任何一点的测压管水头等于常数。（√） 30、在重力作用下平衡的液体中，各点的单位势能相等。（╳）

(完整版)流体力学试题及答案4

考试试卷（A B 卷） 学年第 学期 课程名称：流体力学 一、判断题（20分） 1. 流体质点只有质量没有大小。（F ） 2. 温度升高液体的表面张力系数增大。（F ） 3. 液滴内的压强比大气压小。（ F ） 4. 声音传播过程是一个等熵过程。（T ） 5. 马赫线是超音速流动中被扰动和未扰动区域的分界线。（T ） 6. 一般情况下当马赫数小于2/3时可以忽略气体的压缩性（F ） 7. 超音速气流在收缩管道中作加速运动。（F ） 8. 定常流动中，流体运动的加速度为零。（F ） 9. 气体的粘性随温度的升高而增大。（T ） 10. 牛顿流体的粘性切应力与速度梯度，即角变形速率成正比。 （T ） 11. 理想流体定常流动，流线与等势线重合。 （F ） 12. 应用总流伯努利方程解题时，两个断面间一定是缓变流，方程 才成立。（F ） 13. 雷诺数是表征重力与惯性力的比值。 （F ） 14. 静止的流体中任意一点的各个方向的压强值均相等。（T ） 15. 大气层中的压强与密度、温度的变化有关而且受季节、气候等 因素的影响。（T ） 16. 压力体的体积表示一个数学积分，压力体内一定有流体。 （F ） 17. 不可压缩流体的有旋流动由于存在速度势和流函数，故又称为位势流动。（F ） 18. 如果流场中若干流体微团无绕自身轴线旋转运动，刚称为无旋流动。（F ） 19. 如果任一条封闭曲线上的速度环量皆为零，则此区域内的流动必为无旋流动。（T ） 20. 不可压缩流体在位势流场中，任意曲线上的速度环量等于曲线两端点上速度势函数值之差，而与曲线形状无关。（T ） 二、填空题（10分） 1. 在欧拉坐标系中，流体的加速度包括时变加速度和 位变加速度 两部分，如果流场中时变加速度为零，则称流动为 定常流动 ，否则流动称为 非定常流动 。 2. 雷诺实验揭示了流体流动存在层流和 紊流 两种流态，并可用 雷诺数来判别流态，管道流动的临界雷诺数为 2320 。 3. 已知三维流场的速度分布为：0,4,2==+=w x v t y u ，试求t=0时刻,经过点（1,1）的流线方程122 2=-y x ；点（1,1）处的加速度为i ρ89+。 4. 平面流动速度分布为：2 2y ax u -=，by xy v --=，如果流体不可压缩，试求a= 0.5 ；b= 0 。 5. 子弹在15摄氏度的大气中飞行，如果子弹头部的马赫角为45度，子弹的飞行速度为 481m/s 。

流体力学基础

第二章流體力學基礎 1.流動描述法 在質點力學和固體力學的學科中，因可以很清楚看到或想像質點或固體的運動情形，所以，也就比較容易去分析。流體雖然可視為由無數的流體質點或元素(element)所組成，但是，在分析或想像流體各質點的運動時，就可能引起困難。為研究流體流動的問題，通常有兩種不同定義流場流動的描述或分析的方法，分別是拉氏描述法(Lagrangian method of description)和歐拉氏(Eulerian method of description)描述法。 甲、拉氏描述法 這種描述法的觀念和分析質點力學的問題相同，即視流體 的流動是由無數個流體質點或元素所組成。茲假設某一流 體質點(取名為A質點)的運動軌跡或路徑(pathline)為已 知，則該運動軌跡在卡氏座標(Cartesian coordinates)上可表 示為： r= r(ξA, t) = x i+ y j+ z k 式中， ξA = x A i+ y A j+ z A k =流體A質點在已知時間t時的位置向量，故為已

知值。 因此，流體A 質點隨時間而運動的軌跡r ，應僅為時間t 的函數，其分量為 x = F x (ξA , t ) y = F y (ξA , t ) (2-1) z = F z (ξA , t ) 所以，流體A 質點運動的速度(u , v, w )和加速度(a x , a y , a z )，可依定義對時間t 微分而得。即： u = (dt dx )A ξ a x = (dt du )A ξ = (22dt x d )A ξ v = (dt dy )A ξ (2-2) a y = (dt dv )A ξ = (22dt y d )A ξ (2-3) w = (dt dz )A ξ a z = (dt dw )A ξ = (22dt z d )A ξ 顯然地，這些結果和質點力學所表示的式子是完全相同的。 乙 歐拉氏描述法 這種描述法的觀念是在流場中隨意選取某定點P 或固定區域，然後注視佔據該定點P 或固定區域上的流體，注意其流動變數(flow variables)的變動情形。歐拉假設流體的流動情形，可以一速度場ν表示： ν = ν(r , t ) = u i + v j + w k 流體質點P 的運動軌跡 x

流体力学习题1

流体力学习题 一、判断题： 1.沿程水头损失源于流体的粘性切应力。（） 2.水头损失与速度的关系之不同，是因为流动存在两种不同的流态（） 3.介于有层流和紊流之间是一种相对稳临界状态。（） 4.紊流水力粗糙管的沿程水头损失系数与雷诺数无关。（） 5.流体作层流运动时，流体的质点相互掺混，但没有漩涡产生。（） 6.流体的粘性越大，其临界速度越大。（） 7.由于临界速度有上下临界速度之分，所以临界雷诺数也有上、下 临界雷诺数之分。（） 8.粘性流体在圆管中流动时，截面上的速度分布是均匀的。（） 9.在工程实际中，一些管道截面不是圆形，此时达西定律不再适用。 （） 10.在紊流中，脉动速度引起的动量交换很强烈，紊流切应力远大于 粘性切应力。（） 11.对于圆管中的紊流，切应力主要集中分布于壁面附近。（） 12.在研究水击现象时，一定要考虑流体的压缩性。（） 13.水击现象是一种定常流动。（） 14.在工程实际中并联管路通常按长管处理。（） 15.尼古拉兹曲线是由实际管路实验得到的一系列曲线。（） 16.当求解实际工程问题的沿程水头损失系数时，可以通过查莫迪图 进行计算。（） 17.水力滑管是表面比较粗糙的管。（） 18.对于层流问题，不需要判断管道是水力光滑管还是水力粗糙管。 （） 19.雷诺数是一个无量纲数，它反映流动的粘性力与重力的关系。（） 20.实际流体都具有粘性。（） 21.对于非恒定流，在不同时刻，流线在空间的位置是不同的，仅在 恒定流时，其空间位置不随时间变化。（） 22.均匀流每一个流体质点的流速(大小和方向)沿程不变。（） 23.连续性方程vA＝常数，成立条件要求流体不可压缩。对于可压 缩流体恒定流，连续性定理是质量流量沿程不变。( ) 24.理想气体状态方程在气体流动中常用到，它反映了某一状态下， 压强、密度和温度的关系，这里的温度是指绝对温度。（） 25.流体流动的方向是由总能量(总水头)大的断面流向总能量小的 断面（）

流体力学试题和答案

流体力学复习题 -----2013制 一、填空题 1、1mmH 2O= 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 。 8、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 。 11、理想流体伯努力方程=++g 2u r p z 2常数中.其中r p z +称为 测

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 流态 .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 性 、 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 动力相似 。 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 2u z -z p 2g 21ργγα+-+））（（中.））（（g 21z -z p γγα-+称 势压 .2u p 2ρ+ 全压 . 2u z -z p 2 g 21ργγα+-+））（（称总压 20、紊流射流的动力特征是 各横截面上的动量相 等 。 21、流体的牛顿内摩擦定律的表达式 s ?+=-pa dy du u ；τ .u 的单

流体力学基础知识

流体力学基础知识 第一节流体的物理性质 一、流体的密度和重度 流体单位体积内所具有的质量称为密度，密度用字母T表示，单位为kg/m3。流体单位体积内所具有的重量称为重度，重度用表示，单位为N/m?,两者之间的关系为 =「g , g 为重力加速度，通常g = 9. 806m/s2 流体的密度和重度不仅随流体种类而异，而且与流体的温度和压力有关。因为当温度和压力不同时，流体的体积要发生变化，所以其密度和重度亦随之变化。对于液体来讲，密度和重度受压力和温度变化的影响不大，可近似认为它们是常数。对于气体来讲，压力和温度对密度和重度的影响就很大。 二、流体的粘滞性 流体粘滞性是指流体运动时，在流体的层间产生内摩擦力的一种性质。 所谓动力粘度系数是指流体单位接触面积上的内摩擦力与垂直于运动方向上的速度变化率的比值，用」来表示。 所谓运动粘度是指动力粘度」与相应的流体密度「之比，用、来表示。 运动粘度或动力粘度的大小与流体的种类有关，对于同一流体，其值又随温度而异。气体的粘性系数随温度升高而升高，而液体的粘性系数则随温度的升咼而降低。 液体粘滞性随温度升高而降低的特性，对电厂锅炉燃油输送和雾化是有利的，因此锅炉燃用的重油需加热到一定温度后，才用油泵打出。但这个特性对水泵和风机等转动机械则是不利的，因为润滑油温超过60C时，由于粘滞性下 降，而妨碍润滑油膜的形成，造成轴承温度升高，以致发生烧瓦事故。故轴承回油温度一般保持在以60C下。 第二节液体静力学知识 一、液体静压力及其特性 液体的静压力是指作用在单位面积上的力，其单位为Pa。 平均静压力是指作用在某个面积上的总压力与该面积之比。点静压力是指在该面积某点附近取一个小面积△卩，当厶F逐渐趋近于零时作用在厶F面积上的平均静压力的极限叫做该面积某点的液体静压力。 平均静压力值可能大于该面积上某些点的液体静压力值，或小于另一些点的液体静压力值，因而它与该面积上某点的实际静压力是不相符的，为了表示 某点的实际液体静压力就需要引出点静压力的概念。

流体力学考试判断(附答案)教学文案

流体力学考试判断(附 答案)

1、相对压强可以大于、等于或小于零。（√） 2、水流总是从单位机械能大的断面流向单位机械能小的断面。( √ ) 3、相对静止液体中的等压面可以是倾斜平面或曲面。（√） 4、重力与其它质量力同时作用时，等压面为水平面。（╳） 5、平面上静水总压力的大小等于压力中心点的压强与受压面面积的乘积。（╳） 6、泵与风机在管路系统中工作时，必须满足能量的供求平衡。（√） 7、静止液体的等压面一定是水平面。（√） 8、物体的浮力就是作用在该物体上的静水总压力的水平分力。（╳） 9、水力学的真空现象是指该处没有任何物质。（╳） 10、当管流过流断面流速符合对数规律分布时，管中水流为层流。( × ) 11、曲面上静水总压力的水平分力等于曲面的铅垂投影面上所受静水总压力。（√） 12、物体的浮力就是作用在该物体上的静水总压力的垂直分力。（√） 13、当液体发生真空时，其相对压强必小于零。（√） 14、均质、连通的静止液体内任何一点的测压管水头等于常数。（√） 15、某点相对压强为-5千帕、真空度为4.9千帕是可能的。（╳） 16、作用在任意平面上的静水总压力的作用点与平面的形心重合。（╳） 18、任意受压面上的平均压强等于受压面形心点的压强。（╳） 19、静止液面下的矩形平板的总压力作用中心与闸板形心重合。（╳） 20、圆柱曲面上静水总压力的作用点就是曲面的中心。（╳） 21、等压面与质量力垂直。（√） 22、相对静止液体的等压面一定是水平面。（╳） 23、绝对压强可以为正值也可以为负值。（╳） 24、和大气相通容器的测压管液面一定与容器内液面高度相同。（√） 25、曲面静水压力的铅直分力的大小和方向均与压力体中液体受到的重力相同。（╳） 26、曲面上静水总压力的铅直分力的大小等于压力体的体积。（╳） 27、等角速度旋转容器中液体的等压面为旋转抛物面。（√） 28、某点存在真空，是指该点的绝对压强小于大气压强。（√） 29、静止流体中某点压强的大小，不仅与其淹没深度有关还与受压面的方位有关。( ╳ ) 30、二向曲面上静水总压力的作用点就是静水总压力的水平分力和垂直分力的交点。（√） 31、同一种液体的同一水平面都是等压面。（╳） 32、真空压强可以为正值也可以为负值。（╳） 33、浮力P z等于物体的重量G时，物体下沉。（╳） 34、曲面上静水总压力的铅直分力等于曲面的水平投影面上所受的静水总压力。（╳） 35、由于静水压力具有大小和方向，所以静水压强是液体空间坐标和方向的矢量函数。（╳） 36、某轻质油（牛顿液体）处于静止状态，则液体内各点的 g p zρ + 为常数。（╳） 37、在重力作用下平衡的液体中，各点的单位势能相等。（╳） 38、静水压强仅仅是空间坐标的函数。（√） 39、沉在静止水底物体，其重心和浮心必重合。（╳） 40、重力和其他质量力同时作用时，相对静止液体中的任一点的压强可用公式 gh p p+ = 0表示。（╳） 41、静水压强的大小与受压面的方位无关。（√） 42、静止液体中受压面的形心可以是静水总压力的作用点。（√） 43、静水压强的方向指向受压面，因而静水压强是矢量。（╳） 44、静水压强的方向与受压面平行。（╳） 45、当液体中某点的绝对压强小于当地大气压强时必定存在真空。（√） 46、等压面必为等势面，等压面与质量力正交。（√） 47、静水压强的方向一定垂直指向受压面。（√） 48、作用于两种不同液体接触面上的压力是质量力。（╳） 49、不论平面在静止液体中如何放置，其静水总压力的作用点永远在平面形心之下。（╳） 50、静水压强仅是由质量力引起的。（√） 51．管道突然扩大的局部水头损失系数ζ的公式是在没有任何假设的情况下导出的。（×）52．渐变流过水断面上动水压强随水深的变化呈线性关系。( √ ) 53．在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。( × ) 54．管道突然扩大的局部水头损失系数ζ的公式是在没有任何假设的情况下导出的。（×）

流体力学试题及答案2

考试试卷（A B 卷） 学年第 二 学期 课程名称：流体力学 一、判断题（20分） 1. 从微观的角度来看，流体的物理量在时间上的分布是不连续的。 （T ） 2. 大气层中的压强与密度、温度的变化有关而且受季节、气候等因素的影 响。（T ） 3. 压力体的体积表示一个数学积分，与压力体内是否有气体无关。（T ） 4. 流体静止时，切应力为零。 （T ） 5. 温度升高液体的表面张力系数增大。 （F ） 6. 液滴内的压强比大气压小。 （F ） 7. 声音传播过程是一个等熵过程。 （T ） 8. 气体的粘性随温度的升高而增大。 （T ） 9. 应用总流伯努利方程解题时，两个断面间一定是缓变流，方程才成立。（F ） 10. 雷诺数是表征重力与惯性力的比值。 （F ） 11. 不可压缩流体只有在有势力的作用下才能保持平衡。（T ） 12. 对流程是指海拔11km 以上的高空。 （F ） 13. 静止的流体中任意一点的各个方向上的压强值均相等。（T ） 14. 在拉格朗日法中，流体质点轨迹给定，因此加速度很容易求得。（T ） 15. 对于定常流动的总流，任意两个截面上的流量都是相等的。（T ） 16. 紊流水力粗糙管的沿程水头损失系数与雷诺数无关。（T ） 17. 在研究水击现象时，一定要考虑流体的压缩性。（T ） 18. 雷诺数是一个无量纲数，它反映流动的粘性力与重力的关系。 （F ） 19. 当马赫数小于一时，在收缩截面管道中作加速流动。 （T ） 20. 对于冷却流动dq 小于0，亚音速流作减速运动，超音速流作加速运动。（T ） 二、填空题（10分） 1. 管道截面的变化、 剪切应力 及壁面的热交换，都会对一元可压缩流动产生影响。 2. 自由面上的压强的任何变化，都会 等值 地传递到液体中的任何一点，这就是由斯卡定律。 3. 液体在相对静止时，液体在重力、 惯性力 、和压力的联合作用下保持平衡。 4. 从海平面到11km 处是 对流层 ，该层内温度随高度线性地 降低 。 5. 平面壁所受到的液体的总压力的大小等于 形心处 的表压强与面积的乘积。 6. 水头损失可分为两种类型： 沿层损失 和 局部损失 。 7. 在工程实践中，通常认为，当管流的雷诺数超过 2320 ，流态属于紊流。 8. 在工程实际中，如果管道比较长，沿程损失远大于局部损失，局部损失可以忽略，这种管在水 力学中称为 长管 。 9. 紊流区的时均速度分布具有对数函数的形式，比旋转抛物面要均匀得多，这主要是因为脉动速 度使流体质点之间发生强烈的 动量交换 ，使速度分布趋于均匀。 10. 流体在运动中如果遇到因边界发生急剧变化的局部障碍（如阀门，截面积突变），流线会发生变 形，并出现许多大小小的 旋涡 ，耗散一部分 机械能，这种在局部区域被耗散掉的机械能称为局部水头损失。 三、选择题（单选题，请正确的答案前字母下打“∨”） 1. 流体的粘性与流体的__ __无关。 (A) 分子内聚力 (B) 分子动量交换 (C) 温度 (D) ∨ 速度梯度 2. 表面张力系数 的量纲是____ 。 (A) ∨ (B) (C) (D) 3. 下列四种液体中，接触角 的液体不润湿固体。 (A) ∨120o (B) 20o (C) 10o (D) 0o 4. 毛细液柱高度h 与____成反比。 (A) 表面张力系数 (B) 接触角 (C) ∨ 管径 (D) 粘性系数 5. 用一块平板挡水，平板形心的淹深为 ，压力中心的淹深为 ，当 增大时， 。 (A)增大 (B)不变 (C) ∨减小

流体力学基本概念和基础知识..知识分享

流体力学基本概念和基础知识（部分） 1．什么是粘滞性？什么是牛顿内摩擦定律？不满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体还是非牛顿流体？ 流体内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力以反抗相对运动的性质 dy du A T μ= 满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体 请阐述液体、气体的动力粘滞系数随着温度、压强的变化规律。 水的黏滞性随温度升高而减小；空气的黏滞性随温度的升高而增大。（动力粘度μ体现黏滞性）通常的压强对流体的黏滞性影响不大，但在高压作用下，气液的动力黏度随压强的升高而增大。 2．在流体力学当中，三个主要的力学模型是指哪三个？并对其进行说明。 连续介质（对流体物质结构的简化）、无黏性流体（对流体物理性质的简化）、不可压流体（对流体物理性质的简化） 3．什么是理想流体？ 不考虑黏性作用的流体，称为无黏性流体（或理想流体） 4．什么是实际流体？ 考虑黏性流体作用的实际流体 5．什么是不可压缩流体？ 流体在流动过程中，其密度变化可以忽略的流动，称为不可压缩流动。 6．为什么流体静压强的方向必垂直作用面的内法线？ 流体在静止时不能承受拉力和切力，所以流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向 7．为什么水平面必是等压面？

由于深度相等的点，压强也相同，这些深度相同的点所组成的平面是一个水平面，可见水平面是压强处处相等的面，即水平面必是等压面。 8．什么是等压面？满足等压面的三个条件是什么？ 在同一种液体中,如果各处的压强均相等由各压强相等的点组成的面称为等压面。满足等压面的三个条件是同种液体连续液体静止液体。 9．什么是阿基米德原理？ 无论是潜体或浮体的压力体均为物体浸入液体的体积，也就是物体排开液体的体积。 10．潜体或浮体在重力G和浮力P的作用，会出现哪三种情况？ 重力大于浮力，物体下沉至底。重力等于浮力，物体在任一水深维持平衡。重力小于浮力，物体浮出液体表面，直至液体下部分所排开的液体重量等于物体重量为止。 11．等角速旋转运动液体的特征有那些？ （1）等压面是绕铅直轴旋转的抛物面簇；（2）在同一水平面上的轴心压强最低，边缘压强最高。 12．什么是绝对压强和相对压强？两者之间有何关系？通常提到的压强是指绝对压强还是相对压强？1个标准大气压值以帕（Pa）、米水柱（mH2O）、毫米水银柱（mmHg）表示，其值各为多少？ 绝对压强：以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强。相对压强：当地同高程的大气压强ap为零点起算的压强。压力表的度数是相对压强，通常说的也是相对压强。1atm=101325pa=10.33mH2O=760mmHg. 13．什么叫自由表面？和大气相通的表面叫自由表面。 14．什么是流线？什么是迹线？流线与迹线的区别是什么？ 流线是某一瞬时在流场中画出的一条空间曲线，此瞬时在曲线上任一点的切线方向与该点的速度方向重合，这条曲线叫流线。区别：迹线是流场中流体质点在一段时间过程中所走过的轨迹线。流线是由无究多个质点组成的，它是表示这无究多个流

流体力学_环境自测题

《流体力学》自测题 第1章绪论 一．思考题 1.为什么说流体运动的摩擦阻力是摩擦阻力？它与固体运动的摩擦和有何不同？ 2.液体和气体的粘度随温度变化的趋向是否相同？为什么？ 3.不可压缩流体定义是什么？在实际工程应用中，通常可把什么流体作为不可压缩流体处 理？ 二．选择题（单选） 1.作用于流体的质量力包括（）。 （a）压力；（b）摩擦阻力；（c）重力；(d)表面力。 2.比较重力场（质量力只有重力）中，水和水银所受单位质量力Ｚ水和Ｚ汞的大小（）。 （a）Ｚ水﹤Ｚ汞; （b）Ｚ水=Ｚ汞; （c）Ｚ水﹥Ｚ汞; (d)不定。 3.单位质量力的国际单位是（）。 （a）Ｎ；（b）Ｐa （c）N/m (d) m/s2 4.与牛顿摩擦定律直接有关的因素是（）。 （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。 5.水的动力粘度随温度的升高（）。 （a）增大；(b) 减小；(c)不变；(d)不定。 6.流体运动粘度 的国际单位是（）。 （a）m2/s; (b) N/m2; (c)kg/m; (d)N．s/m2 7.以下作用在流体上的力中不是表面力的为（）。 (A) 压力(B) 剪切力(C) 摩擦力(D) 惯性力 8. 液体在两块平板间流动，流速分布如图所示，从中取出A、B、C三块流体微元，试分析：（1）各微元上下两平面上所受切应力的方向；（2）定性指出哪个面上的切应力最大？哪个最小？为什么？

第2章流体静力学一. 复习思考题 1．试述静止流体中的应力特性。 2．怎么认识流体静力学基本方程 p z C g ρ +=的几何意义和物理意义？ 3．绝对压强、相对压强、真空度是怎样定义的？相互之间如何换算？4．何谓压力体？怎样确定压力体？ 5．液体的表面压强（以相对压强计） 00 p≠时，怎样计算作用在平面或曲面上的静水总压力？ 二. 选择题(单选) 2-1 静止液体中存在（）。 (a) 压应力(b) 压应力和拉应力(c ) 压应力、切应力(d) 压应力、拉应力和切应力2-2 相对压强的起点是（）。 (a) 绝对压强(b) 1个标准大气压(c) 当地大气压(d) 液面大气压 2-3金属压力表的读值是（）。 (a) 绝对压强(b) 相对压强(c) 绝对压强加当地大气压(d) 相对压强加当地大气压2-4某点的真空度为65000Pa，当地大气压为0.1MPa，该点的绝对压强为（）。 (a) 65000Pa (b) 55000Pa (c) 35000 Pa (d) 165000 Pa 2-5绝对压强p abs与相对压强p、真空度p v、当地大气压p a之间的关系是（）。 (a) p abs=p+p v(b) p=p abs+p a(c) p v=p a-p abs(d) p=p v+p a 2-6在密闭容器上装有U形水银测压计，其中1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为（）。 (a) p1=p2=p3(b) p1＞p2＞p3(c) p1＜p2＜p3(d) p2＜p1＜p3

工程流体力学历年试卷及答案

一、判断题 1、 根据牛顿内摩擦定律，当流体流动时，流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。 2、 一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强的平均 值。 3、 流体流动时，只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。 4、 在相同条件下，管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。 5、 稳定（定常）流一定是缓变流动。 6、 水击产生的根本原因是液体具有粘性。 7、 长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。 8、 所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。 9、 外径为D ，内径为d 的环形过流有效断面，其水力半径为4 d D -。 10、 凡是满管流流动，任何断面上的压强均大于大气的压强。 二、填空题 1、某输水安装的文丘利管流量计，当其汞-水压差计上读数cm h 4=?，通过的流量为s L /2，分析 当汞水压差计读数cm h 9=?，通过流量为 L/s 。 2、运动粘度与动力粘度的关系是 ，其国际单位是 。 3、因次分析的基本原理是： ；具体计算方法分为两种 。 4、断面平均流速V 与实际流速u 的区别是 。 5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为 ， 其适用条件是 。 6、泵的扬程H 是指 。 7、稳定流的动量方程表达式为 。 8、计算水头损失的公式为 与 。 9、牛顿内摩擦定律的表达式 ，其适用范围是 。 10、压力中心是指 。 一、判断题 ×√×√× ×××√× 二、填空题 1、 3 L/s 2、 ρμν=，斯(s m /2 ) 3、 因次和谐的原理，п定理 4、 过流断面上各点的实际流速是不相同的，而平均流速在过流断面上是相等的 5、 22222212111 122z g v a p h g v a p z +++=++-γγ，稳定流，不可压缩流体，作用于流体上的质量力只有重力，所取断面为缓变流动 6、 单位重量液体所增加的机械能 7、 ∑?=F dA uu cs n ρ

流体力学试卷及答案

1．绝对压强p abs与相对压强p 、真空度p v、当地大气压p a之间的关系是： A. p abs =p+p v； B. p=p abs－p a C. p v= p a－p abs D. p=p abs+p a 2．如图所示 A. p0=p a； B. p0>p a； C. p0

f水银；D、不一定。 5．流动有势的充分必要条件是( )。 A. 流动是无旋的； B. 必须是平面流动； C. 必须是无旋的平面流动； D. 流线是直线的流动。 6．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7．一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下4.2m处测压管高度为2.2m，设当地大气压为1个工程大气压，则容器内气体部分的相对压强为___ 水柱（）。 A. 2m B. 1m C. 8m D. －2m 8．如图所示，下述静力学方程哪个正确？B 9．下列压强分布图中哪个是错误的？B 10．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 一．名词解释（共10小题，每题2分，共20分） 1．粘滞性——流体在受到外部剪切力作用时发生变形(流 动)，其内部相应要产生对变形的抵抗，并以内摩擦力的形 式表现出来，这种流体的固有物理属性称为流体的粘滞性 或粘性 2．迹线——流体质点的运动轨迹曲线 流线——同一瞬时，流场中的一条线，线上每一点切线 方向与流体在该点的速度矢量方向一致 3．层流——流体运动规则、稳定，流体层之间没有宏观的横向掺混 4．量纲和谐——只有量纲相同的物理量才能相加减，所以正确的物理关系式中各加和

流体力学B卷及答案

一、判断题（每题1分，共10分） 1、紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。 （ ） 2、均匀流中只考虑沿程水头损失，渐变流中只考虑局部水头损失。 （ ） 3、公式g v d l h f 22 λ=既适用于层流，也适用于紊流。 （ ） 4、不可压缩液体连续方程既适用于恒定流，也适用于非恒定流。 （ ） 5、理想流体是指不考虑粘性作用的流体。 （ ） 6、不管是层流还是紊流，其运动要素在时间和空间上都具有脉动性。 （ ） 7、恒定流时，流线的形状不随时间变化，流线不一定与迹线相重合。 （ ） 8、圆形管的直径就是其水力半径。 （ ） 9、几何相似是运动相似和动力相似的前提与依据。 （ ） 10、仅由液体产生作用在水平平面上的总压力与容器的形状无关。 （ ） 二、填空题（每空2分，共20分） 1、流体是在任何微小的 的作用下都能够发生 的物质。 2、当压力体与液体在 时为实压力体，否则为虚压力体。 3、在工程流体力学中，描述流体运动的常用方法有__ 和__ __。 4、简单管路是指 和 沿程不发生变化的管路系统。 5、局部阻力系数与 、 、 有关。 三、单项选择题（每题2分，共30分） 1、不可压缩流体指忽略 的流体。 A ．密度 B ．密度变化 C ．粘度 D ．粘度变化 2、连续介质模型意味着 。 A ．流体分子之间没有间隙 B ．流体中的物理参数是连续函数 C ．流体分子之间有间隙 D ．流体不可压缩 3、已知不可压缩流体的流速场为u x =f （y ，z ），u y =f （x ），u z =0，则该流动为 。 A ．恒定一元流 B ．恒定二元流 C ．恒定三元流 D ．非恒定均匀流 4、静水压力的方向 。 A ．与受力面平行 B ．与受力面斜交

工程流体力学试卷答案

工程流体力学考试试卷 一． 解答下列概念或问题 （15分） 1． 恒定流动 2． 水力粗糙管 3． 压强的表示方法 4． 两流动力学相似条件 5． 减弱水击强度的措施 二． 填空 （10分） 1．流体粘度的表示方法有（ ）粘度、（ ）粘度和（ ）粘度。 2．断面平均流速表达式V =（ ）；时均流速表达式υ=（ ）。 3．一两维流动y 方向的速度为),,(y x t f y =υ，在欧拉法中y 方向的加速度为y a =（ ）。 4．动量修正因数（系数）的定义式0α=（ ）。 5．雷诺数e R =（ ），其物理意义为（ ）。 三． 试推求直角坐标系下流体的连续性微分方程。 （15分） 四． 已知平面不可压缩流体流动的流速为y x x x 422-+=υ， y xy y 22--=υ （20分） 1． 检查流动是否连续； 2． 检查流动是否有旋；

3．求流场驻点位置； 4．求流函数。 五．水射流以20s m/的速度从直径mm d100 =的喷口射出，冲击一对称叶片，叶片角度 θ，求：（20分） 45 = 1．当叶片不动时射流对叶片的冲击力； 2．当叶片以12s m/的速度后退而喷口固定不动时，射流对叶片的冲击力。 第（五）题图

六． 求如图所示管路系统中的输水流量V q ，已知H =24， m l l l l 1004321====， mm d d d 100421===， mm d 2003=， 025.0421===λλλ，02.03=λ，30=阀ξ。（20分） 第（六）题图 参考答案 一．1．流动参数不随时间变化的流动； 2．粘性底层小于壁面的绝对粗糙度（?<δ）； 3．绝对压强、计示压强（相对压强、表压强）、真空度； 4．几何相似、运动相似、动力相似； 5．a)在水击发生处安放蓄能器；b)原管中速度0V 设计的尽量小些；c)缓慢关闭；d)采用弹性管。 二．1．动力粘度，运动粘度，相对粘度； 第2 页 共2 页

流体力学基础学习知识知识

第一章流体力学基本知识 学习本章的目的和意义：流体力学基础知识是讲授建筑给排水的专业基础知识，只有掌握了该部分知识才能更好的理解建筑给排水课程中的相关内容。 §1-1 流体的主要物理性质 1．本节教学内容和要求： 1.1本节教学内容： 流体的4个主要物理性质。 1.2教学要求： （1）掌握并理解流体的几个主要物理性质 （2）应用流体的几个物理性质解决工程实践中的一些问题。 1.3教学难点和重点： 难点：流体的粘滞性和粘滞力 重点：牛顿运动定律的理解。 2．教学内容和知识要点： 2.1 易流动性 （1）基本概念：易流动性——流体在静止时不能承受切力抵抗剪切变形的性质称易流动性。 流体也被认为是只能抵抗压力而不能抵抗拉力。 易流动性为流体区别与固体的特性 2.2密度和重度 （1）基本概念：密度——单位体积的质量，称为流体的密度即： M ρ= V M——流体的质量，kg ; V——流体的体积，m3。 常温，一个标准大气压下Ρ水=1×103kg/ m3

Ρ水银=13.6×103kg/ m3 基本概念：重度：单位体积的重量，称为流体的重度。重度也称为容重。 G γ= V G——流体的重量，N ; V——流体的体积，m3。 ∵G=mg ∴γ=ρg 常温，一个标准大气压下γ水=9.8×103kg/ m3 γ水银=133.28×103kg/ m3密度和重度随外界压强和温度的变化而变化 液体的密度随压强和温度变化很小，可视为常数，而气体的密度随温度压强变化较大。 2..3 粘滞性 （1）粘滞性的表象 基本概念：流体在运动时抵抗剪切变形的性质称为粘滞性。当某一流层对相邻流层发生位移而引起体积变形时，在流体中产生的切力就是这一性质的表 现。 为了说明粘滞性由流体在管道中的运动速度实验加以分析说明。用流速仪测出管道中某一断面的流速分布如图一所示 设某一流层的速度为u,则与其相邻的流层为u+du,du为相邻流层的速度增值，设相邻流层的厚度为dy，则du/dy叫速度梯度。 由于各流层之间的速度不同，相邻流层间有相对运动，便在接触面上产生一种相互作用的剪切力，这个力叫做流体的内摩擦力，或粘滞力。 平板实验 （2）牛顿内摩擦定律 基本概念：牛顿在平板实验的基础上于1867年在所著的《自然哲学的数学原理》中提出了流体内摩擦力的假说——牛顿内摩擦定律： 当切应力一定时，粘性越大，剪切变形的速度越小，所以粘性又可定义为流体

流体力学基础知识

流体力学基础知识 第一节 流体的物理性质 一、流体的密度和重度 流体单位体积内所具有的质量称为密度，密度用字母ρ表示，单位为kg/m 3。流体单位体积内所具有的重量称为重度，重度用γ表示，单位为N/m 3，两者之间的关系为g ργ=，g 为重力加速度，通常g ＝9．806m/s 2 流体的密度和重度不仅随流体种类而异，而且与流体的温度和压力有关。因为当温度和压力不同时，流体的体积要发生变化，所以其密度和重度亦随之变化。对于液体来讲，密度和重度受压力和温度变化的影响不大，可近似认为它们是常数。对于气体来讲，压力和温度对密度和重度的影响就很大。 二、流体的粘滞性 流体粘滞性是指流体运动时，在流体的层间产生内摩擦力的一种性质。 所谓动力粘度系数是指流体单位接触面积上的内摩擦力与垂直于运动方向上的速度变化率的比值，用μ来表示。 所谓运动粘度是指动力粘度μ与相应的流体密度ρ之比，用ν来表示。 运动粘度或动力粘度的大小与流体的种类有关，对于同一流体，其值又随温度而异。气体的粘性系数随温度升高而升高，而液体的粘性系数则随温度的升高而降低。 液体粘滞性随温度升高而降低的特性，对电厂锅炉燃油输送和雾化是有利的，因此锅炉燃用的重油需加热到一定温度后，才用油泵打出。但这个特性对水泵和风机等转动机械则是不利的，因为润滑油温超过60℃时，由于粘滞性下降，而妨碍润滑油膜的形成，造成轴承温度升高，以致发生烧瓦事故。故轴承回油温度一般保持在以60℃下。 第二节 液体静力学知识 一、液体静压力及其特性 液体的静压力是指作用在单位面积上的力，其单位为Pa 。 平均静压力是指作用在某个面积上的总压力与该面积之比。点静压力是指在该面积某点附近取一个小面积△F ，当△F 逐渐趋近于零时作用在△F 面积上的平均静压力的极限叫做该面积某点的液体静压力。 平均静压力值可能大于该面积上某些点的液体静压力值，或小于另一些点的液体静压力值，因而它与该面积上某点的实际静压力是不相符的，为了表示

流体力学考试判断(附答案)

1、相对压强可以大于、等于或小于零。（√） 2、水流总是从单位机械能大的断面流向单位机械能小的断面。( √ ) 3、相对静止液体中的等压面可以是倾斜平面或曲面。（√） 4、重力与其它质量力同时作用时，等压面为水平面。（╳） 5、平面上静水总压力的大小等于压力中心点的压强与受压面面积的乘积。（╳） 6、泵与风机在管路系统中工作时，必须满足能量的供求平衡。（√） 7、静止液体的等压面一定是水平面。（√） 8、物体的浮力就是作用在该物体上的静水总压力的水平分力。（╳） 9、水力学的真空现象是指该处没有任何物质。（╳） 10、当管流过流断面流速符合对数规律分布时，管中水流为层流。 ( × ) 11、曲面上静水总压力的水平分力等于曲面的铅垂投影面上所受静水总压力。（√） 12、物体的浮力就是作用在该物体上的静水总压力的垂直分力。（√） 13、当液体发生真空时，其相对压强必小于零。（√） 14、均质、连通的静止液体内任何一点的测压管水头等于常数。（√） 15、某点相对压强为-5千帕、真空度为4.9千帕是可能的。（╳） 16、作用在任意平面上的静水总压力的作用点与平面的形心重合。（╳） 18、任意受压面上的平均压强等于受压面形心点的压强。（╳） 19、静止液面下的矩形平板的总压力作用中心与闸板形心重合。（╳） 20、圆柱曲面上静水总压力的作用点就是曲面的中心。（╳） 21、等压面与质量力垂直。（√） 22、相对静止液体的等压面一定是水平面。（╳） 23、绝对压强可以为正值也可以为负值。（╳） 24、和大气相通容器的测压管液面一定与容器内液面高度相同。（√） 25、曲面静水压力的铅直分力的大小和方向均与压力体中液体受到的重力相同。（╳） 26、曲面上静水总压力的铅直分力的大小等于压力体的体积。（╳） 27、等角速度旋转容器中液体的等压面为旋转抛物面。（√） 28、某点存在真空，是指该点的绝对压强小于大气压强。（√） 29、静止流体中某点压强的大小，不仅与其淹没深度有关还与受压面的方位有关。( ╳ ) 30、二向曲面上静水总压力的作用点就是静水总压力的水平分力和垂直分力的交点。（√） 31、同一种液体的同一水平面都是等压面。（╳） 32、真空压强可以为正值也可以为负值。（╳） 33、浮力P z等于物体的重量G时，物体下沉。（╳） 34、曲面上静水总压力的铅直分力等于曲面的水平投影面上所受的静水总压力。（╳） 35、由于静水压力具有大小和方向，所以静水压强是液体空间坐标和方向的矢量函数。（╳） 36、某轻质油（牛顿液体）处于静止状态，则液体内各点的 g p zρ + 为常数。（╳） 37、在重力作用下平衡的液体中，各点的单位势能相等。（╳） 38、静水压强仅仅是空间坐标的函数。（√） 39、沉在静止水底物体，其重心和浮心必重合。（╳） 40、重力和其他质量力同时作用时，相对静止液体中的任一点的压强可用公式 gh p p+ = 0表示。（╳） 41、静水压强的大小与受压面的方位无关。（√） 42、静止液体中受压面的形心可以是静水总压力的作用点。（√） 43、静水压强的方向指向受压面，因而静水压强是矢量。（╳） 44、静水压强的方向与受压面平行。（╳） 45、当液体中某点的绝对压强小于当地大气压强时必定存在真空。（√） 46、等压面必为等势面，等压面与质量力正交。（√） 47、静水压强的方向一定垂直指向受压面。（√） 48、作用于两种不同液体接触面上的压力是质量力。（╳） 49、不论平面在静止液体中如何放置，其静水总压力的作用点永远在平面形心之下。（╳） 50、静水压强仅是由质量力引起的。（√） 51．管道突然扩大的局部水头损失系数ζ的公式是在没有任何假设的情况下导出的。（×）52．渐变流过水断面上动水压强随水深的变化呈线性关系。( √ ) 53．在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。( × ) 54．管道突然扩大的局部水头损失系数ζ的公式是在没有任何假设的情况下导出的。（×）55．渐变流过水断面上动水压强随水深的变化呈线性关系。( √ ) 56、有压长管道是认为水头全部消耗在沿程水头损失上。（√） 57、水泵的扬程就是指水泵的提水高度。（×）