当前位置：文档库 › 工程流体力学习题重点

工程流体力学习题重点

工程流体力学

第一章

思考题

1、为什么要引进连续介质的假设？为什么可以把液体当作连续介质？

2、非均质液体的密度应该如何表示？

3、流体粘度与哪些因素有关？它们随温度是如何变化的？对流体有何影响？

4、为什么水通常被视为不可压缩流体？什么情况下要考虑液体的可压缩性和表面张力特性？

5、液体内摩擦力的大小与哪些因素有关？牛顿内摩擦定律的适用条件有哪些？

6、图为管道过水断面水流流速分布图，从其对应部位取出水体A ，试标出水体A 顶面和底面切应力的方向。

思考题6图 7、为什么要引入理想液体的概念？它与实际液体有什么区别？

8、单位质量力怎样定义的？静止液体和作自由落体运动的液体所受的单位质量力分别为多少？

习题

1.1容器中盛有静止液体，此时液体所受到的单位质量力为多少？

1.2假设水的体积弹性系数a KP K 610

2.2?=，欲使其体积减小0.4%，问需要增加多大的压强？

1.3当压强的增量为250/KN m ，某种液体的密度增长0.02%，试求该液体的体积模量。

1.4平板面积为25050cm ?,厚度为 1.0cm ，质量 m=5kg ，沿着涂有厚度δ=1.0mm 油的斜面向下作等速运动，其速度u =1.0m/s,带动油层的运动速度呈直线分布,油的密度ρ＝950 kg/m 3，求油的动力粘度和运动粘度。

1.5某种液体充满两平行边界的缝隙δ内，液体的动力粘度为为η，有一面积为 A 的极薄的平板以速度 u 平行于平板移动。x 为平板距上边界的距离。求：平板所受的拖力T ，（缝隙内的流速按直

线分布）。 ()u T A x x ι???=+???-??

第1.4题图第1.5题图第1.6题图

1.6水流在平板上运动(如第6题图)，流速分布曲线DE 为抛物线形，E 点为抛物线端点，E 点处0=dy

du ，水的运动粘度s /m 100.126-?=ν，试求cm 4,2,0y =处的切应力（提示：先设流速分布C By Ay u 2++=，利用给出的条件确定待定常数A ，B ，C ）

。

第二章

思考题

1、理想流体处于静止状态时受到哪几种力的作用？

2、等压面应具备什么条件？在什么条件下“静止液体内任何一个水平面都是等压面”的说法是正确的？

3、下列哪一些是正确的等压面？

思考题3图

4、水静力学基本方程的形式和表示的物理意义是什么？

5、压力表和测压计测得的压强是绝对压强还是相对压强？

6、静止液体、流动液体中，各点的测压管水头是否相等？

7、绘制静水压强分布图的原理和方法是什么？为什么在工程中通常只需要计算相对压强和绘制相对压强分布图？

8、如图所示的容器中盛有两种不同重度的静止液体，试分析作用在容器 A B 壁面上的静水压强分布图应为哪一幅图？

思考题8图 9、压力中心D 和受压平面形心C 的位置之间有什么关系？什么情况下D 点与C 点重合？

10、有四个不同的盛水容器，如图所示，它们的底面积A 和水深h 都相等。试回答：1）各容器底面所受的静水总压力是否相等？2）容器底面所受到的静水总压力与地面对容器的反力N 是否相等？（容器重量不计）

思考题10图

11、采用图解法与解析法求解平面静水总压力时，对受压面的形状是如何规定的？为什么？

12、如何确定压力体的体积？如何判断铅垂方向作用力P z 方向？

13、如图所示的容器 a 中盛有密度为1ρ的液体，容器 b 中盛有密度为1ρ和2ρ的两种液体，试分析两个容器中曲面 AB 上压力体及压力是否相同？

思考题13图

习题

2-1 如习题图2-1所示，已知z=1.5m ，h=2.5m ，a p p 20 。问水箱底部和水下1m 处的测压管水头

各为多少？相对压强和绝对压强各为多少？

习题图2-1 习题图2-2

2-2 如习题图2-2，已知h 1=10mm ，h 2=200mm ；h 3=180mm ，求淹没深度H 。 2-3 用习题图2-3的装置测量油的密度，已知：h=75mm ；h 1=150mm ；h 2=10mm ，求油的密度。

习题图2-3

2-4 画出习题图2-4中各平面上的流体静压强分布图。

习题图2-4

习题图2-5(本图数字需修改，见文字)

2-5 有一水箱装置如习题图2-7所示，箱底高出地面3.5m ，箱中水深2.5m ，水箱的自由面绝对压强为65kN/m 2

（0.65工程大气压）。1）若以地面为基准面，A 、B 两点的位能、压能及测压管水头各为多少？2）若以水箱为基准面，A 、B 两点的位能、压能及测压管水头又各为多少？

2-6 如习题图2-6所示为一船闸闸室的闸门，巳知闸室的宽度b=10m ，上游水深h 1=10m ，闸室中水深h 2=5m ，求每扇闸门上的静水总压力P 及其作用点。

习题图2-6 习题图2-7

2-7 矩形平板闸门AB 一侧挡水（习题图2-7），己知闸门长L=3m ，宽b=1m ，形心点水深h c =2.5m ；倾角0

30α ，闸门上缘A 处设有转铀，闸门自重G=30kN ，若不计门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力T 。

2-8 如习题图2-8所示为一混凝土重力坝，为了较核坝的稳定性，试分别计算当下游有水和无水时两种情况下，每单位宽度上的静水总压力。

习题图2-8 习题图2-9 2-9 如习题图2-9所示为一长方形平面闸门，高3m ，宽2m ，上游水位高出门顶3m ，下游水位高出门顶2m ，求：1）闸门所受总压力和作用点；2）若上下游水位同时上涨1m 时，总压力作用点是否会有变化?试作简要论证。

2-10如习题图2-10所示，一个直径为D 的球（球的重量可忽略）处于平衡状态，导出D 与2121,,,h h ρρ的关系式。

习题图2-10

2-11、试画出以下图中各曲面上的压力体剖面图，并指出垂直压力的方向。

（a ） (b) (c)

(d) (e) (f)

习题2-11图

2-12如习题图2-12所示的密闭盛水容器，已知h 1=50cm,h 2=120cm ，水银测压计读数△h=25cm 。试求半径R=0.5m 的半球形盖AB 所受铅直方向和水平方向的静水总压力。

习题图2-12

2-13、图示为一弧形闸门，半径m 5.7R =，挡水深度m 8.4h =，旋转轴距渠底m 8.5H =，闸门宽度m 4.6b =。试求作用于闸门上的静水总压力的大小及作用点。

习题图2-13

第三章

思考题

1、拉格朗日法和欧拉法有何不同？

2、流线有哪些性质？流线和迹线的区别和联系是什么？

3、流动有哪些分类方法？

4、什么是恒定流与非恒定流？什么是均匀流与非均匀流？什么是渐变流和急变流？有人说“均匀流一定是恒定流，急变流一定是非恒定流”，这种说法是否正确？为什么？

5、总流连续方程的物理意义是什么？

6、动水压强与静水压强有什么不同？在推导恒定总流能量方程时，为什么过流断面必须位于渐变流

段？

7、什么是总水头线和测压管水头线，两者的关系是怎样的？

8、什么是水力坡度？

9、恒定总流能量方程的限制条件有哪些？如何选取计算断面、基准面和计算点？

10、应用能量方程判断下列说法是否正确：（1）水一定从高处向低处流动；（2）水一定从压强大的地方向压强小的地方流动；（3）水总是从流速大的地方向流速小的地方流动？

11、如图断面突然缩小管道通过粘性恒定流，管路装有U 形管水银差计，判定压差计中水银液面A 、B 哪个高？

思考题11图

12、拿两张薄纸，平行提在手中，当用嘴顺纸间缝隙吹气时，问薄纸是不动、相互靠拢还是向外张开？为什么？

13、应用动量方程时要注意哪些问题？由动量方程求得的力若为负值，说明什么问题？待求未知力的大小与隔离体的大小有无关系？应用动量方程时如何选择隔离体。

习题

3-1 如习题3-1图所示的管流，已知断面A-A 处的流速分布为()22max 02

o u u r r r =-，圆管半径04r cm =，12r cm =，且A-A 断面中心点处的max 0.2/u cm s =，求小管段的断面平均流速1v 。

习题3-1图

3-2 某矩形断面渠道，底宽b=20m ，当通过流量为Q=100m 3/s 时，某断面处的平均流速 2.0/v m s =，求该断面的水深。

3-3 某分汊河段如习题3-3图所示，已知在断面A-A 处左汊河道过水断面面积为2500㎡，断面平均流速为0.97m/s ；右汊河道过水断面面积为3400 ㎡，断面平均流速为0.62m/s 。求：①左、右汊道的分流量及总流量；②各汊道的分流量占总流量的百分比（称为分流比）。

3-4 如习题3-4图所示的压力水管，小管直径A d =20cm ，A 断面形心点处的压强为75KPa ；大管直径B d =40cm ，B 断面形心点处的压强为45KPa ，大管断面平均流速B υ=1m/s 。求①A 、B 两断面间的总水头差；②水流流向。

习题3-3图习题3-4图

3-5 某变管径压力管流如习题3-5图所示，已知130d cm =，225d cm =，320d cm =，忽略水头损失，试求：①通过管道的流量及A 、B 和C 各点的压强；②绘制测压管水头线。

习题3-5图

3-6 有一密闭盛水容器如习题3-6图所示，容器内气压由水银压差计测量，侧壁与直径为5cm 的圆管相接，管长6L m =，5H m =，压差计读数为△h=0.4m ，出流时总水头损失为3.4m ，求通过管道的流量。

习题3-6图习题3-7图

3-7有一安装在压力管道上的压差式毕托管，如习题3-7图所示，已知管径30d cm =，40h cm ?=，3113600/kg m ρ=，求A 处的点流速A u 。

3-8 铅直放置的90°输水弯管，装有一水银压差计如习题3-8图所示，直径130d cm =，

225d cm =，弯管段的水头损失22

0.552j h g υ=，流量3

0.12/Q m s =，求水银压差计中的水银面高差△h 。

习题3-8图

3-9 某管道过渡段（习题3-9图），130d cm =，210d cm =，流量为3

0.06/Q m s =，不计1-1、2-2两断面间的水头损失。问：①若流水自上向下流，且断面1处压力计的读数为57N/cm 2，水银面高差△h 及断面2处的压力计读数为若干？②若水流自下向上流，且断面2处压力计的读数为57N/cm 2，其水银面高差△h 及断面1处的压力计读数又为若干？

习题3-9图习题3-10图

3-10 一竖直放置的文丘德里流量计如习题3-10图所示，130d cm =，215d cm =，水银压差计的读数h=6cm ，忽略两断面间的水头损失，求通过的流量。

3-11 在石油管道中安装文丘里流量计，管道直径120d cm =，流量计喉管直径210d cm =，石油密度3

850/kg m ρ=，流量计的流量系数为0.95μ=，现测得水银压差计读数15h cm ?=，问此时管中流量Q 为多少？

3-12 贮水容器内水面保持恒定，底部接一铅直输水管，如习题3-12图所示，输水管直径115d cm =，末端收缩管嘴出口直径25d cm =，若不计水头损失，试求管中流量A 、B 、C 、D 各点的压强。

习题3-11图习题3-12图

3-13某管道中安装文丘里流量计，当通过流量30.005/Q m s =时水管与喉管之间的测压管高差h

?为11cm ，当通过流量3

0.006/Q m s =时h ?为14cm ，已知水管直径D 为10.4cm ，喉管直径为6.4cm ，试求该文丘里流量计的流量系数μ。

3-14某抽水系统如习题3-14图所示，已知管径15d cm =，当抽水流量3

0.03/Q m s =时，吸水管

（包括进口）水头损失1w h m =。如限制吸水管末端断面A 中心点的真空值不超过268.86/kN m ，求水泵的最大安装高度max h 为多少？

习题3-14图习题3-15图

3-15有一大水箱，下接一管道，水箱面积很大，如习题3-15图所示。已知大管和收缩段管径分别为16d cm =和24d cm =，水箱水面与管道出口中心点的高差为2H m =，，如不计水头损失，问容器A 中的水是否会沿管B 上升？如上升，上升高度h 为多少？

3-16有一输油管路的渐变管，与水平面的倾角为45o，其装置如习题3-16图所示。若油的密度为3900/kg m ρ'=，1-1断面的管径1200d mm =，2-2断面的管径2100d mm =，两断面的间距3l m =，在1-1断面处的流速1 2.5/v m s =，水银压差计中的液位差20h cm =。试求：（1）1-1断面～2-2断面之间的水头损失12w h -。（2）判断液流流向。（3）1-1断面～2-2断面的压强差。

习题3-16图习题3-17图

3-17图示为一水电站压力水管的渐变段，直径11500d mm =，21000d mm =，当渐变段起点压强

1400p kPa =（相对压强），流量31.8/Q m s =，不计水头损失，求渐变段镇墩上所收的轴向推力为

多少？

3-18一近似为矩形的河床上建有一溢流坝如习题3-18图所示。已知河宽B=16m ，且溢流坝与河床等

宽，坝高P=2.5m ，坝前水头H=1.5m ，过坝流量Q=64m 3/s ，不计水头损失及坝面阻力，求下游收缩断面(视为渐变流断面)水深h c =0.8m 时水流对坝体的水平总作用力。

习题3-18图 3-19 某铅直安装的管道（习题3-19图），末端由六枚螺栓连接一喷嘴。已知管径30D cm =，喷嘴

出口直径115d cm =，喷嘴长为0.5m ，喷射流量为30.16/Q m s =，不计水头损失，求每枚螺栓所

受的拉力。

3-20某水平放置的渐变弯管，转弯角045α=，如习题3-20图所示。直径130D cm =，220D cm =，

1-1断面形心处的相对压强为2140/p kN m =，流量30.15/Q m s =，不计弯管段的水头损失，求固

定此弯管所需要的水平力及其方向。

习题3-19图习题3-20图

3-21 射流以速度0v 喷射至固定平面壁上，分成两股水流流出冲击区（习题3-21图），射流方向与固定平面壁成α角，若流动在一个水平面上，并忽略水流沿平面壁流动时的摩阻力，试求Q 1与Q 2，

并证明沿着射流方向施加于平面壁上的压力为20sin R Qv ρα=。

习题3-21图习题3-22图

3-22水平方向射流，流量30.036/Q m s =，流速20/v m s =，受垂直于射流轴线方向的平板的阻挡，

截去流量310.012/Q m s =，并引起射流其余部分偏转，不计射流在平板上的阻力，试求射流的偏转角及对平板的作用力。

3-23射流以相同的速度v 和流量Q 分别射在三块不同的挡水板上（习题3-23图，图中α取不同值），然后分成两股沿板的两侧水平射出。如不计板面对射流的阻力，试比较三块板上作用力的大小。

习题3-23图

3-24如习题3-24图所示的闸下出流，平板闸门宽2b m =，闸前水深1 4.0h m =，闸后收缩段面水深20.5h m =，出流量310/Q m s =，不计摩擦阻力。试求水流对闸门的作用力。

习题3-24图

第四章

思考题

1、因次分析有何作用？

2、瑞利法和π定理各适用于何种情况？

3、基本物理量的选择有哪些依据？

4、两液流相似应满足哪些条件？

5、有哪些常用的相似准则？

习题

4.1根据牛顿内摩擦定理du dy

τη=，推导动力粘度η、运动粘度ν的量纲和单位。 4.3实验表明，流动有层流和紊流两种状态，流态相互转化时的流速称为临界流速。已知恒定有压管流的下临界流速v ''与管径d 、流体密度ρ、流体动力粘度η有关。试用量纲分析法求出它们的函数关系。

4.4已知总流边界单位面积上的切应力0τ与流体密度ρ、动力粘度η、断面平均流速υ、管径d 及表面粗糙突出高度?有关。试分别用瑞利法和π定理求0τ的表达式。

4.5文丘里管喉管处的流速2v 与文丘里管进口断面直径1d 、喉管直径2d 、流体密度ρ、动力粘度η及两断面间压差p ?有关，试用π定理求文丘里管通过的流量Q 的表达式。

4.6实验观测得知，矩形薄壁堰的流量Q 与堰上水头H 、堰宽b 、重力加速度g 等有关。试用π定理分析堰流流量公式的结构形式。

4.7 溢水堰模型设计长度比尺25l λ=，当在模型上测得流量为30.18/m Q m s =时，水流对堰体的推

力300m F N =，求实际流量和推力。

4.8在某泄洪闸模型试验中，已知36l λ=，模型流量s m Q m /7

5.03=，测得模型跃前断面水深8cm ，

流速为1.45m/s ，试求：①原型流量p Q ；②原型跃前断面流速p υ；③原型水跃高度p a 。

4.9设有一输油管，管径500p d mm =，管长100p l m =，管中油的流量30.1/p Q m s =。现用20℃

的水作模型中的流体，模型管径25m d mm =。已知20℃水的运动粘度621.00310/m m s ν-=?，20℃

油的运动粘度6215010/p m s ν-=?。试求模型中管长m l 和模型流量m Q 。

4.10某桥墩长度24p l m =，桥墩宽度 4.3p b m =，两桥墩距离90p B m =，水深8.2p h m =，平均流速 2.3p v m =。设制作模型的长度比尺50l λ=，试求模型尺寸及模型平均流速和流量。

4.11某d =20cm 的水平输油管道，输送原油，运动粘度2

0.42/cm s =ν，流量s L Q /5.12=。若用10℃的水在管径为5cm 的管道上按粘滞力相似准则进行试验。并测得3m 长试验管道上测压管水面下降2.5cm ，试求模型流速和24m 长原型管道上的水头损失。

4.12某水平输油管道，管径cm d 50=，长度L =80m ，流量Q =0.49m 3/s ，运动粘滞系数21.5/cm s =ν，在201=λ的模型上用20℃的水做试验，并测得2m 实验管段上测压管水面下降1.6cm 。试求模型长度、流速以及原型管壁上的切应力。

4.13 有一长500m ，直径5m 的泄洪隧洞，洞中水流属紊流粗糙区，现需进行模型试验。要求： (1)说明按何种相似准则设计模型，并写出其相似准则表达式；(2)按相似准则导出流速、流量、力及糙率比尺的表达式。

第五章

思考题

1、水头损失由哪几部分组成？产生水头损失的原因是什么？

2、雷诺数与哪些因素有关？当管道流量一定时，随管径的加大，雷诺数是增大还是减小？当管径一定时，随着流量的逐渐增大，雷诺数是如何变化的？

3、雷诺数的物理意义是什么？为什么能起到判别流态的作用？

4、为什么不直接采用临界流速作为判别层流、湍流的标准？

5、圆管层流沿程水头损失与速度的一次方成正比，而管流的达西公式2

f l v h =λd 2g

，两者是否相矛盾？为什么？

6、管道断面面积均为 A (相等)，断面形状分别为圆形、正方形和矩形，若水流为恒定均匀流，水力坡度 J 相同，试分析三者的边壁切应力0τ的相互关系。如果沿程阻力系数λ也相等，试分析三管

道通过流量的相互关系。

思考题6图

7、湍流的主要特征是什么？紊流中运动要素的脉动是如何处理的？湍流研究中为什么要引入时均的概念？

8、层流和紊流过流断面上的流速分布规律有何差异？造成差异的原因是什么？

9、什么是粘性底层？其厚度δ0与哪些因素有关？它对实际流动有何意义？

10、沿程水头损失系数λ与哪些因素有关？其变化规律是怎样的？

11、有一圆管如图所示，长度L ，水头H ，沿程水头损失系数λ，流动处于阻力平方区（不计局部损失），现拟将管道延长（d 不变）?L ，试问水平伸长?L 和转弯延长?L ，哪一种布置流量较大？

思考题11图

12、什么是当量粗糙度？

13、局部水头损失系数与哪些因素有关？选用时应注意什么？

习题

5.1某输水管道直径d ＝100mm ，已知水的运动粘度2

0.01/cm s ν=，沿程水头损失系数025.0=λ，

流程L ＝10m 的水头损失m h f 2.0=，求管壁处切应力0τ，并判别流动是层流还是紊流。

5.2有一管路系统如习题5.2图所示，已知：1400d mm =，234200d d d mm ===，1100l m =，240l m =，38l m =，4100l m =，10.5ζ=，20.25ζ=，，340.3ζζ==，0.013n =。求：（1）流量Q =？（2）第一根管道周界上的内摩擦力0τ。

习题5.2图

5.3有一输油管，管长m l 100=,管径cm d 5=，已知油的密度3

930m kg =ρ，动力粘滞系数20.072ηN s m =?。当通过输油管的流量s m Q 3005.0=时，判断液流的型态，计算输油管的沿程水头损失f h 。

5.4水管直径mm 10d =，管中水流流速s m 20v /.=，水温C 10T 0

=，（1）试判别其流态；（2）若流速与水温不变，管径改变为mm 30，管中液流型态又如何？（3）若流速与水温不变，管流由层流转变为紊流时，水管直径为多大？

5.5一圆管，在管内通过运动粘度s cm /013.02=ν的水，测得通过的流量为335/Q cm s =，如在管长15m 的管段上测得水头损失为2cm ，试求该圆管内径d 。

5.6水管直径mm 100d =，管中水流流速s cm 100v /=，水温C 10T 0

=，试判别其流动型态。

5.7某管道直径d =50 mm ，通过温度为10 ℃燃料油，燃油的运动粘滞系数υ=5.16×10-6m 2/s ，试求保持层流状态的最大流量Q m a x 。

5.8有三根直径相同的输水管，管道的直径d =10cm ，通过的流量Q =15L/s,管长L =1000m,各管的当量粗糙度分别为Δ1=0.1mm, Δ2=0.4mm, Δ3=3mm ，水温为20℃，试求各管中的沿程水头损失。

5.9有两根管径d 、管长l 和管材相同的管道，一根输送运动粘滞系数较小的水，另一根输送运动粘

滞系数较大的油，试问（1）如果两个管中液体流速相等，它们的沿程水头损失是否相等？（2）如果两个管中液体的雷诺数相等，它们的沿程水头损失是否相等？

5.10已知某有压输水管道，管长为30m，管径为200mm，管壁当量粗糙度0.2mm，水温6℃，问当流量为24L/s时，沿程水头损失为多少？

第六章

思考题

1、如何区别小孔口和大孔口？它们各有什么特征？

2、当作用水头H、直径d相等时，管嘴出流和孔口出流的流量是否相同？为什么？

3、什么是有压管流？其水力特征是什么？

4、短管和长管是如何定义的？有压管流计算中为什么要引进短管和长管的概念？

5、图示两个容器由两根直管相连，两管的管径、管长及糙率均相同，通过的流量是否相等，为什么？

思考题5图

6、简单管道自由出流与淹没出流的流量系数有何差异？在管道布置、管径、管长和管材一定的管路中，能否通过增大流量系数来增加通过管道的流量？

7、为什么要考虑水泵和虹吸管的安装高度？

8、什么是水泵的扬程？如何计算水泵的扬程？

9、何谓水击，产生水击的原因是什么？水击在传播过程中有什么特征？

10、什么是直接水击和间接水击？直接水击压强如何计算？

习题

6.1水箱侧壁开一圆形薄壁孔口，直径d=5cm，水面恒定，孔口中心到水面的高度H=4.0m。已知孔口的流速系数φ=0.98，收缩系数ε=0.62，求孔口出流收缩断面的流速v c、流量Q和水头损失h j。

0.62，设上游水箱的水面距(2)B 水箱中水面距孔口中习题6.1图

6.3 有一直径为m d 2.0=H=3.0m,行进流速s m v /5.00=流速，孔口出流为全部完善收缩的自由出流，求孔口出流量Q 。

6.4 在水池中设置一根泄水管如习题H=6.0m ，现需要通

习题6.5图习题6.6图 6.6如习题6.6图所示，矩形平底船宽B=2.0m ，长L=4.0m,深H=0.50m,船重1800kg ，船的底部有一

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

工程流体力学全试题库完整

水力学练习题及参考答案一、是非题(正确的划“√”，错误的划“×) 1、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。（√） 2、图中矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合。(×) 3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。(×) 4、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的，当 Fr＞1为急流。 (√) 5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。（×） 6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。（×） 6、达西定律适用于所有的渗流。（×） 7、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。（√） 8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。 (√) 9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。 (√) 10、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。（×） 11、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。(√) 12、陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。 (√) 13、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。 (×) 14、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等，但底坡不同，因此它们的正常水深不等。 (√) 15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。（√） 16、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。(×) 17、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。 (√) 18、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。 (×) 19、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。（√） 20、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。(×) 21、缓坡上可以出现均匀的急流。 (√) 22、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50 kPa。 (√) 24、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。 (√) 25、水深相同的静止水面一定是等压面。 (√) 26、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。（×） 27、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。(√) 28、陡坡上可以出现均匀的缓流。 (×) 29、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。 (√) 30、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。 (×)

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

工程流体力学试题库

工程流体力学试题库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.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 2.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 3.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p=1个大气压时，两测压计水银柱高0之差?h=h-h=760mm(Hg)，如果顶部再压入一部分空气，使p=2个大气压时。则?h应为( ) 120 A.?h=-760mm(Hg) B.?h=0mm(Hg)

C.?h=760mm(Hg) D.?h=1520mm(Hg) .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( ) 4 A.定常流 B.非定常流 C.非均匀流 D.均匀流 5.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 6.下列说法中，正确的说法是( ) A.理想不可压均质重力流体作定常或非定常流动时，沿流线总机械能守恒 B.理想不可压均质重力流体作定常流动时，沿流线总机械能守恒 C.理想不可压均质重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒 D.理想可压缩重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒 7.当圆管中流体作层流流动时，动能修正系数α等于( ) A.1 B.2 C.3 D.2000 8.如图所示，容器若依次装着水与汽油，假定二者均为理想流体，且H=常数，液面压强为大气压，则从管口流出的水与汽油之间的速度关系是( )

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

工程流体力学试题含答案

《工程流体力学》复习题及参考答案一、名词解释。 1、雷诺数 2、流线 3、压力体 4、牛顿流体 5、欧拉法 6、拉格朗日法 7、湿周 8、恒定流动 9、附面层 10、卡门涡街11、自由紊流射流 12、流场 13、无旋流动14、贴附现象15、有旋流动16、自由射流 17、浓差或温差射流 18、音速19、稳定流动20、不可压缩流体21、驻点 22、自动模型区二、是非题。 1.流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。（） 2.平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。（） 3.附面层分离只能发生在增压减速区。（） 4.等温管流摩阻随管长增加而增加，速度和压力都减少。（） 5.相对静止状态的等压面一定也是水平面。（） 6.平面流只存在流函数，无旋流动存在势函数。（） 7.流体的静压是指流体的点静压。（） 8.流线和等势线一定正交。（） 9.附面层内的流体流动是粘性有旋流动。（） 10.亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度增加，压力减小。（） 11.相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。（） 12.超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度减小，压力增加。（） 13.壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。（） 14.相邻两流线的函数值之差，是此两流线间的单宽流量。（） 15.附面层外的流体流动时理想无旋流动。（） 16.处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。（） 17.流体的粘滞性随温度变化而变化，温度升高粘滞性减少；温度降低粘滞性增大。（） 18.流体流动时切应力与流体的粘性有关，与其他无关。（）三、填空题。 1、1mmH2O= Pa 2、描述流体运动的方法有和。 3、流体的主要力学模型是指、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

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，

(完整版)工程流体力学习题及答案

(完整版)工程流体力学习题及答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

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

工程流体力学课后习题答案章

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

工程流体力学试题库

六、根据题目要求解答下列各题 1、图示圆弧形闸门AB(1/4圆), A 点以上的水深H ＝1.2m ，闸门宽B =4m ，圆弧形闸门半径R =1m ，水面均为大气压强。确定圆弧形闸门AB 上作用的静水总压力及作用方向。解：水平分力 P x =p c ×A x =74.48kN 铅垂分力 P y =γ×V=85.65kN, 静水总压力 P 2= P x 2+ P y 2, P=113.50kN, tan = P y /P x =1.15 ∴ =49° 合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。 2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径d ＝0.8m ，长 l =50 m ，两个 30 。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系数λ=0.024，上下游水位差 H =3m 。若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量Q 。解：按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道的计算断面建立能量方程 g v R l h H w 2)4(2 ∑+==ξλ 计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数 9.10.15.022.0 , m 2.04/=++?==== ∑ξχ d A R 将参数代入上式计算，可以求解得到 /s m 091.2 , m /s 16.4 3 ===∴ vA Q v 即倒虹吸管通过的流量为2.091m 3/s 。 3、某水平管路直径d 1=7.5cm ，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径d 2=2.0cm 。用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p =49kN /m 2，管路流速v 1=0.706m/s 。求水流对喷嘴的水平作用力F (可取动量校正系数为1) 解：列喷嘴进口断面1—1和喷嘴出口断面2—2的连续方程：

工程流体力学课后习题答案章

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

工程流体力学课后习题答案

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=

工程流体力学全试题库11

六、根据题目要求解答下列各题 1、图示圆弧形闸门AB(1/4圆), A 点以上的水深H ＝1.2m ，闸门宽B =4m ，圆弧形闸门半径R =1m ，水面均为大气压强。确定圆弧形闸门AB 上作用的静水总压力及作用方向。解：水平分力 P x =p c ×A x =74.48kN 铅垂分力 P y =γ×V=85.65kN, 静水总压力 P 2 = P x 2+ P y 2, P=113.50kN, tan = P y /P x =1.15 ∴ =49° 合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。 2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径d ＝0.8m ，长 l =50 m ，两个 30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系数λ=0.024，上下游水位差 H =3m 。若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量Q 。解：按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内的计算断面建立能量方程 g v R l h H w 2)4(2 ∑+==ξλ 计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数 9.10.15.022.0 , m 2.04/=++?==== ∑ξχ d A R 将参数代入上式计算，可以求解得到 /s m 091.2 , m /s 16.4 3 ===∴ vA Q v H R O B R

即倒虹吸管内通过的流量为2.091m 3 /s 。 3、某水平管路直径d 1 =7.5cm ，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径 d 2 =2.0cm 。用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p =49kN m 2，管路内流速v 1 =0.706m/s 。求水流对喷嘴的水平作用力F (可取动量校正系数为1) 解：列喷嘴进口断面1—1和喷嘴出口断面2—2的连续方程：得喷嘴流量和出口流速为： s m 00314.03 11==A v Q s m 9.92 2==A Q v 对于喷嘴建立x 方向的动量方程 )(1211x x v v Q R A p -=-ρβ 8.187)(3233=--=v v Q A p R ρN 水流对喷嘴冲击力:F 与R , 等值反向。 4、有一矩形断面混凝土渡槽，糙率n =0.014，底宽b ＝1.5m ，槽长L ＝120m 。进口处槽底高程Z 1 =52.16m ，出口槽底高程Z 2 ＝52.04m ，当槽中均匀流水深h 0 =1.7m 时，试求渡槽底坡i 和通过的流量Q 。解： i=（Z 1 -Z 2 ）/L =0.001 55.2==bh A m 2 9.42=+=h b x m 52.0== x A R m s /m 06.641216 1==R n C d 1 v 1 P x 2 2 1 1 R

工程流体力学习题重点

工程流体力学试题及答案1

工程流体力学练习题计算题答案

工程流体力学课后习题答案

工程流体力学全试题库完整

工程流体力学第二版习题答案_(杜广生)

工程流体力学习题全解

工程流体力学试题库

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)

工程流体力学试题含答案

工程流体力学习题及答案

(完整版)工程流体力学习题及答案

工程流体力学习题册

工程流体力学习题答案

工程流体力学课后习题答案章

工程流体力学试题库

工程流体力学课后习题答案章

最新工程流体力学课后习题答案(第二版)

工程流体力学课后习题答案

工程流体力学全试题库11