王家楣主编流体力学7-9章习题选解

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流体力学习题解答讲解

2．在现实生活中可视为牛顿流体的有水和空气等。

3．流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。

它们的区别在于：前者是作用在某一面积上的总压力；而后者是作用在某一面积上的平均压强或某一点的压强。

4．均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。

5．和液体相比，固体存在着抗拉、抗压和抗切三方面的能力。

7．流体受压，体积缩小，密度增大的性质，称为流体的压缩性；流体受热，体积膨胀，密度减少的性质，称为流体的热胀性。

8．压缩系数β的倒数称为流体的弹性模量，以E 来表示12．液体静压强分布规律只适用于静止、同种、连续液体。

13．静止非均质流体的水平面是等压面，等密面和等温面。

14．测压管是一根玻璃直管或U 形管，一端连接在需要测定的容器孔口上，另一端开口，直接和大气相通。

16．作用于曲面上的水静压力P 的铅直分力z P 等于其压力体内的水重。

17．通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。

18．流线不能相交（驻点处除外），也不能是折线，因为流场内任一固定点在同一瞬间只能有一个速度向量，流线只能是一条光滑的曲线或直线。

20．液体质点的运动是极不规则的，各部分流体相互剧烈掺混，这种流动状态称为紊流。

21．由紊流转变为层流的临界流速k v 小于由层流转变为紊流的临界流速kv '，其中kv '称为上临界速度，k v 称为下临界速度。

23．圆管层流的沿程阻力系数仅与雷诺数有关，且成反比，而和管壁粗糙无关。

25．紊流过渡区的阿里特苏里公式为25.0)Re68(11.0+=d k λ。

26．速度的大小、方向或分布发生变化而引起的能量损失，称为局部损失。

29．湿周是指过流断面上流体和固体壁面接触的周界。

31．串联管路总的综合阻力系数S 等于各管段的阻抗叠加。

32．并联管路总的综合阻力系数S 与各分支管综合阻力系数的关系为3211111s s s s ++=。

管嘴与孔口比较,如果水头H 和直径d 相同，其流速比V 孔口/V 管嘴等于82.097.0,流量比Q 孔口/Q 管嘴等于82.060.0。

流体力学6,7,8章课后题答案

第六章 6-1解：层流状态下雷诺数Re 2000< 60.1Re 6.710vdv υ-⨯==⨯ ⇒60.120006.710v -⨯<⨯⇒62000 6.710/0.10.134(/)v m s -<⨯⨯= 即max 0.134/v m s =223max max max 0.13.140.1340.00105/ 1.05/44d Q Av v ms L sπ===⨯⨯≈=6-2解：层流状态下雷诺数Re 2000<3Re 20000.910120000.0450.1()vd d m d ρυ-=<⨯⨯⨯⇒<⇒<6-3解：3221.66100.21(/)0.13.1444Q v m s d π-⨯==≈⨯临界状态时Re 2000=52533Re Re0.210.1 1.0510(/)20001.05100.88109.2410()vd vd m s Pa s υυυμυρ---=⇒=⨯⇒==⨯⇒==⨯⨯⨯=⨯⋅ 6-4解：当输送的介质为水时：32210101270131444.(/)..Q v m s d π-⨯===⨯ 612701838632000151910..Re .vd υ-⨯===>⨯水 3015100001501...d -∆⨯== 根据雷诺数和相对粗糙度查莫迪图可知流态为水力粗糙。

当输送的介质为石油时：质量流量与水相等3310101010(/)Q kg s -=⨯⨯=31000118850.(/)Q m s == 2200118150********..(/)..Q v m s d π===⨯ 415030113184200011410..Re .vd υ-⨯===>⨯水3015100001501...d -∆⨯== 根据雷诺数和相对粗糙度查莫迪图可知流态为水力光滑。

6-5解：判断流态需先求出雷诺数()2900036009000088023144./..Re Q v m s Avd υ÷===⨯=冬季：421101./m s υ-⨯=40088021608820001110..Re ..vd υ-⨯===<⨯ ⇒ 流态为层流。

《工程流体力学》习题1～7章参考答案

解：本题利用流体静压强的计算公式 p = ρ gh 和等压面的性质（同种液体）油液所在的水平面为等压面，等压面上的相对压强 ρ 1000 ρ油 gh = ρ水 g ( 3 − 2 ) ⇒ h = 水 = ≈ 1.22m ；加入木块后相当于左侧容器加入了体积为 ρ油 820
参考答案 4
图 3-10 习题 3-2 附图
解：根据已知条件，船底长度 12m，舱体宽度(垂直于纸面)上下均为 6m，水面上船的长度为 12＋2×2.4=16.8m，于是，船排开水的体积为 1 V = (16.8 + 12 ) × 2.4 × 6 = 207.36m3 2 根据阿基米德定律，船上货物的总质量等于船排开的水的质量 m = ρ 海水V = 1000 × 207.36 = 207360kg 习题 3-4 一个充满水的密闭容器以等角速度 ω 绕一水平轴旋转，同时需要考虑重力的影响。试证明其等压面是圆柱面，且等压面的中心轴线比容器的转动轴线高 g ω 2 。解：根据图示的坐标（z 轴水平）可知，单位质量流体的质量力分量为 g x = 0, g y = − g , g z = 0 流体绕 z 轴以匀角速度 ω 旋转时，半径 r 处流体团的加速度 a 位于 x-y 的平面内，大小为 rω ，方向指向转动中心。于是按达朗贝尔原理，单位质量流体受到的惯性力(离心力)则为 −a ， 2 大小为 rω ，方向沿径向朝外，其 x, y, z 方向的分量为 − ax = rω 2 cos θ = xω 2
高
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学
校
教
材
过程装备与控制工程专业核心课程教材
工程流体力学
习题参考答案
主讲：陈庆光

流体力学习题集与答案解析

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4Re ，10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，间隙充满μ=0.065Pa·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。

流体力学答案第七章习题及答案2 2.doc

习题及答案7 —9薄壁孔口出流，直径d=2mm,水箱水位恒定H=2m,试求: (1)孔口流量。

；⑵此孔口外接圆柱形管嘴的流量Q;(3) 管嘴收缩断面的真空。

解：(1 ) @=心顷~ j2gx2=1.22 n?/s(2) Q n = ^,A^H = 0.82^2gx2 =1.61 m3/s(3) 4 = 0.75//=0.75x2 = 1.5 mPg7 —10水箱用隔板分为A、B两室，隔板上开一孔口，其直径d 户4cm,在B室底部装有圆柱形外管嘴，其直径d2=3cm0 已知H=3m, h3=0. 5m,试求：(1) »、h2； (2)流出水箱的流量Q。

解：(1) & ="专7^ =「冬山(丑—4)=00.62 x 郴•。

町皿 = 0.82x得hi=1.07m h2=H- hFl.43m(2) Q=/Z^7^=0.62X"°：4)j2gxl.O7 =3.57 Vs7-12游泳池长25m,宽10m,水深1.5m,池底设有直径10cm 的放水孔直通排水地沟，试求放尽池水所需的时间。

V =25x10x1.5 = 375m31Qmax = M X/2^O = O^x-7rd2d2gH o =2.64xl0-2m3 解： 42Vt =——= 7.89/iQmax7-14虹吸管将A池中的水输入B池，已知长度/F3m, Z2=5m, 直径d=75mm,两池水面高差H=2m,最大超高h=1.8m,沿程阻力系数入二0.02,局部阻力系数：进口J = 0.5,转弯支=0. 2,出口J = 1。

试求流量及管道最大超高断面的真空度。

80.075 、2 2— = 3.83—2g2g 19.6x23.20 m/s3.83 (0.075)2 Q = D * = 3.20X —~ -------------- =14.13 41/s列上游水池和最大超高处的伯诺里方程〃噫+。

3噫g +如 (I> 决如十讦+检斗l ・5H 1+-^- + 0 = H 2+0 + 0 + /Z Z Pg(d\卜勺+£+£+与+易 1 2x98000 仁 l+ --------------- =5+16.4— 9800 2g解:( 10 0.025x —— 2g I 0.025 i} i}^0.5+4+3x03+1 —=16.4—2g 2g(i +i 宙《解：列上下游水池的伯诺里方程丑+0 + 0 = ° + 0 + 0 + "『罗斋= 3.E7-16水从密闭容器A,沿直径d=25mm,长Z=10m 的管道流入容器B,已知容器A 水面的相对压强pF2at,水面高HFlm, Hi =1 m, H2=5m,沿程阻力系数入=0.025,局部阻力系数：阀门C a=4. 0,弯头£b=0.3,试求流量。

流体力学_王家楣_测试习题1

在线测试单选题1.对于深水波，波长增加则（）。

(A) 周期减小，传播速度增加；(B) 周期和传播速度均增加；(C) 周期增加，传播速度减小；(D) 周期和传播速度均减小。

正确答案：b2.已知深水中微幅波的波长为2*pi*m，则次波面波高减小一半时的水深为().(A) -0.2207 (B) -0.4507 (C) -0.3507 (D) -0.3307正确答案：a3.微振幅波应满足的条件是（）。

(A) 振幅很小(B) 波高与波长相比小的多(C) 波高很小(D) 波高很小且为二元波正确答案：b4.(A) (B) (C) (D)正确答案：b5.流函数存在的充分必要条件是（）。

(A) 无旋流动；(B) 不可压缩流体的流动；(C) 平面流动；(D) 不可压缩流体的二维流动。

正确答案：d6.文德利管用于测量（）。

(A) 管内流速(B) 管内流量(C) 管内平均流速(D) 管内压力正确答案：b7.深水波的传播速度（）有关，极浅水波的传播速度（）有关。

(A) 只与波长，只与水深(B) 与周期(C) 只与水深，只与波长(D) 与波高正确答案：a8.同一种翼型在相同攻角、相同来流情况下，最大升力系数随Re的增加（）。

(A) 而降低；(B) 而增加；(C) 保持不变；(D) 而急剧下降。

正确答案：a9.对于深水波，波长增加则（）。

(A) 周期减小，传播速度增加；(B) 周期和传播速度均增加；(C) 周期增加，传播速度减小；(D) 周期和传播速度均减小。

正确答案：b10.(A) (B) (C) (D) 正确答案：d。

流体力学_王家楣_测试习题3

在线测试单选题1.封闭容器内盛有液体并有一浮体，容器内仍存在自由面，现在从容器向外抽气，则物体的浮力（）。

(A) 增加(B) 减小(C) 不变(D) 为零正确答案：c2.水波运动是流体中（）。

(A) 动能与势能之间一种平衡的结果(B) 能量耗散的过程(C) 压力趋于平衡结果(D) 压力振荡的衰减过程正确答案：a3.(A) (B) (C) (D)正确答案：d4..(A) (B) (C) (D)正确答案：d5.(A) (B) (C) (D)正确答案：b6.对于理想不可压缩流体，只有重力作用的定常流动，在图4-1所示的铅直平面内，试分别给出1-2两点的位置水头，压力水头，速度水头的关系。

(A) (B) (C) (D)正确答案：a7.机翼的诱导阻力趋于零的条件是（）。

(A) 保持层流边界层；(B) 展弦比趋于无穷大；(C) 控制边界层使其不分离；(D) 控制翼端绕流。

正确答案：b8.二元机翼的最大升力系数随拱度的增加（）。

(A) 降低；(B) 增加；(C) 不变；(D) 线性增加。

正确答案：b9.(A) (B) (C) (D)正确答案：b10.如图4-5所示变截面管内的水流，各管段直径为d1, d2, d3, d4,若自由液面上的压力与大气压力相等，容器内水深保持不变；不计损失，则管内流量为：(A) (B) (C) (D)正确答案：a11.对于无旋流场存在速度势，又存在环量G的流场速度分布为（）。

(A) (B) (C) (D)正确答案：b12.定常流动是指（）。

(A) 局部加速度为零(B) 迁移加速度为零(C) 局部加速度为常数(D) 合加速度为零正确答案：a13.“阻力危机”产生的原因是（）。

(A) 边界层分离(B) 转捩点前移导致分离点后移(C) 边界层分离点提前(D) 物体不是良流线型体正确答案：b14.通过某一曲面上的体积流量，等于该曲面面积与通过该曲面的（）的乘积.(A) 法向速度(B) 切向速度(C) 密度分布(D) 速度的模正确答案：a15.一物体在静止不可压流体中作等速直线运动，则流线和迹线重合的前提是（）。

流体力学经典习题解答以及经典试卷及详细解答

第1章绪论1.1 若某种牌号的汽油的重度γ为7000N/m 3，求它的密度ρ。

解：由g γρ=得，3327000N/m 714.29kg/m 9.8m /m γρ===g1.2 已知水的密度ρ=997.0kg/m 3，运动黏度ν=0.893×10-6m 2/s ，求它的动力黏度μ。

解：ρμ=v 得，3624997.0kg/m 0.89310m /s 8.910Pa s μρν--==⨯⨯=⨯⋅ 1.3 一块可动平板与另一块不动平板同时浸在某种液体中，它们之间的距离为0.5mm ，可动板若以 0.25m/s 的速度移动，为了维持这个速度需要单位面积上的作用力为2N/m 2，求这两块平板间流体的动力黏度μ。

解：假设板间流体中的速度分布是线性的，则板间流体的速度梯度可计算为13du u 0.25500s dy y 0.510--===⨯ 由牛顿切应力定律d d uyτμ=，可得两块平板间流体的动力黏度为 3d 410Pa s d yuτμ-==⨯⋅1.4上下两个平行的圆盘，直径均为d ，间隙厚度为δ，间隙中的液体动力黏度系数为μ，若下盘固定不动，上盘以角速度ω旋转，求所需力矩T 的表达式。

题1.4图解：圆盘不同半径处线速度不同，速度梯度不同，摩擦力也不同，但在微小面积上可视为常量。

在半径r 处，取增量dr ，微面积，则微面积dA 上的摩擦力dF 为du r dF dA2r dr dz ωμπμδ== 由dF 可求dA 上的摩擦矩dT32dT rdF r dr πμωδ==积分上式则有d 43202d T dT r dr 32πμωπμωδδ===⎰⎰1.5 如下图所示，水流在平板上运动，靠近板壁附近的流速呈抛物线形分布，E 点为抛物线端点，E 点处0d =y u ，水的运动黏度ν=1.0×10-6m 2/s ，试求y =0，2，4cm 处的切应力。

（提示：先设流速分布C By Ay u ++=2，利用给定的条件确定待定常数A 、B 、C ）题1.5图解：以D 点为原点建立坐标系，设流速分布C By Ay u ++=2，由已知条件得C=0,A=-625,B=50则2u 625y 50y =-+ 由切应力公式du dy τμ=得du(1250y 50)dyτμρν==-+ y=0cm 时，221510N /m τ-=⨯；y=2cm 时，222 2.510N /m τ-=⨯；y=4cm 时，30τ= 1.6 某流体在圆筒形容器中。

王家楣主编流体力学10-12章习题选解

第10章习题选解10-1内径为101.6mm 的管道，在43.3℃温度下送水，水的流速为1m/s ，判断管内流动状态。

解：ν=0.65×10-6 m 2/s Re=νvd =631065.0106.1011−−×××=1.56×105>2300，属于湍流10-2水平放置的新铸铁管，内径为101.6mm ，输送l0℃的水，当速度为0.4m/s 时，求90 m 长度管段上的压力降。

解：ν=1.306×10-6 m 2/s Re=νvd =6310306.1106.1014.0−−×××=3.11×104>2300，属于湍流由Re=3.11×104，Δ/d=0查莫迪图得λ=0.03Δp =λd l 22v ρ=0.03×3106.10190−×24.010002× =21600Pa ≈0.02 Mpa=0.2大气压10-7如图所示，两蓄水池由三根铸铁管串联起来，L 1＝600m ，L 2＝900 m ，L 3＝1500m ，d 1＝0.3m ，d 2＝0.4m ，d 2＝0.45m 。

当水温为15ºC 时，体积流量为0.11 m 3/s 。

求两蓄水池液面之高度差。

解：根据截面积扩大比查表10-3，由公式ζ小大=(1−小大A A )2 ζ12=(112−A A )2=[1)(212−d d ]2=[1)3.04.0(2−]2=0.605 ζ23=(123−A A )2=[1)(223−d d ]2=[1)4.045.0(2−]2=0.07 ζ1=ζ3=1.0这些局部损失均按下游管流速计算。

各段流速v 1=214d Q π=23.011.04××π=1.5562m/s v 2=224d Q π=24.011.04××π=0.8754m/s v 3=234d Q π=245.011.04××π=0.6916m/s 流态判别， 15ºC 水的运动粘度ν=1.14×10-6 m 2/sRe 1=ν11d v =61014.13.05562.1−××=4.095×105>2300，属于湍流 Re 2=ν22d v =61014.14.08754.0−××=3.072×105>2300，属于湍流 Re 3=ν33d v =61014.145.06916.0−××=2.73×105>2300，属于湍流按Δ/d=0查莫迪图得λ1=0.012，λ2=0.013，λ2=0.014局部损失h j1=ζ1gv 221=1.0×8.925562.12×=0.1236m h j12=ζ12gv 222=0.605×8.928754.02×=0.02365m h j23=ζ23gv 223=0.07×8.926916.02×=0.0017m h j3=ζ23g v 223=1.0×8.926916.02×=0.0244m h j =h j1+ h j12+ h j23+h j3=0.1236+0.02365+0.0017+0.0244=0.17m 沿程损失h f1=λ111d L gv 221=0.012×3.0600×8.925562.12×=2.9654m h f2=λ222d L gv 222=0.013×4.0900×8.928754.02×=1.1436m h f3=λ322d L g v 223=0.014×45.01500×8.926916.02×=1.1388m h f =h f1+ h f2+h f3=2.9654+1.1436+1.1388=5.25mh w = h f +h j =5.25+0.17=5.42m列伯努力方程H +g v 220+γ0p =g v 224+γ0p +h w H =h w =5.42m10-8如图所示，给水泵的吸水管长L ＝15m ，直径d ＝150mm ，已知进水阀的损失系数ζ1＝0.6，弯头损失系数ζ2＝1.2，流量Q ＝16L/s ，h ＝1m 。

王家楣主编流体力学4-6章习题选解

=1- ( v A
v∞
)2 ，
2
由此得
pA=
p∞+[1-
(vA v∞
)2
]
ρv
2 ∞
2
=49000[1-1.52]+1000×192.9/2=-71562.5 Pa
绝对压力 pAab=pA+pa=-71562.5+101300=29737 Pa (2)当 A 点绝对压力 pAab=2.33kN/m2=2330 Pa 时，求 vA
第 4 章习题选解
4-8 如图所示，摩托艇在河中以 9m/s 的速度(相对岸边)逆流而上。河中水流速度为 6.5m/s。该艇用的喷水推进装置由船首进水，船尾排水。若射流相对艇的速度为 18m/s，流量力 0.15m3/s。问产生的推力为多大?
解：将坐标系固联于艇上，河水相对艇的流速即为入口速度， v=9+6.5=15.5m/s 出口速度为 V=18m/s 动量增量 ρQ(V- v)即为推力 F 的大小即 F=ρQ(V- v)=9800×0.15×(18-15.5)=3675 N
解一：ωx=ωy=0，
ωz＝-
1 2
(
∂v x ∂y
-
∂v y ∂x
)=-
1 2
(-
1 k
-
1 k
)
=
1 k
∫r =3 vds
=2
∫∫πr 2
ωndσ
=
2 k
πr2
r=3
= 18 k
π
x = R cosθ
解二：
y
=
R
sinθ
dx = − R sinθdθ dy = R cosθdθ
v x

流体力学习题及答案-第七章(DOC)

第七章粘性流体动力学7-1 油在水平圆管内做定常层流运动，已知75=d （mm ），7=Q （litres/s ），800=ρ (kg/m 3)，壁面上480=τ（N/m 2），求油的粘性系数ν。

答：根据圆管内定常层流流动的速度分布可得出2081m u λρτ=；其中：λ是阻力系数，并且Re64=λ； m u 是平均速度，585.1075.014.325.010741232=⨯⨯⨯==-d Qu m π（m/s ）。

由于阻力系数208m u ρτλ=，因此0202886464Re τρτρλmm u u ===；即：28τρνmm u du =；所以油的粘性系数为401055.3585.18008075.0488-⨯=⨯⨯⨯==m u d ρτν（m 2/s ）。

7-2 Prandtl 混合长度理论的基本思路是什么？答：把湍流中流体微团的脉动与气体分子的运动相比拟。

7-3无限大倾斜平板上有厚度为h 的一层粘性流体，在重力g 的作用下做定常层流运动，自由液面上的压力为大气压Pa ，且剪切应力为0，流体密度为ρ，运动粘性系数为ν，平板倾斜角为θ。

试求垂直于x 轴的截面上的速度分布和压力分布。

答：首先建立如图所示坐标系。

二维定常N-S 方程为：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂-=∂∂+∂∂22221y u x u x pf y u v x u u x νρ ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂-=∂∂+∂∂22221y v x v y pf y v v x v u y νρ 对于如图所示的流动，易知()y u u =，()y p p =，0=v ，θsing f x =，θcos g f y -=；即x 方向速度u 和压力p 仅是y 的函数，y 方向速度分量0=v 。

因此上式可改写为：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂+=∂∂2222y u x u f x uu x ν ypf y ∂∂=ρ1 由不可压缩流体的连续方程0=∂∂+∂∂y v x u 可知，由于0=v ，0=∂∂yv，则0=∂∂x u ；则上式可进一步简化为：022=∂∂+yuf x ν （1）ypf y ∂∂=ρ1 （2）对于（1）式，将θsin g f x =代入，则有：θνsin 122g y u -=∂∂ 两端同时积分，得到：1sin 1C y g y u +-=∂∂θν由于当h y =时，0=∂∂=yuμτ，即0=∂∂y u ，代入上式有：h g C θνsin 11=因此：y g h g y u θνθνsin 1sin 1-=∂∂ 两端再次同时积分，得到：()22sin 21sin 1C y g hy g y u +-=θνθν由于0=y 时，()00=u ，代入上式，知02=C ；则有：()⎪⎭⎫ ⎝⎛-=221sin 1y hy g y u θν 若将ρμν=代入，则上式成为： ()⎪⎭⎫ ⎝⎛-=221sin y hy g y u θμρ 该式即为流动的速度分布。

流体力学第九章习题答案

流体力学第九章习题答案9-1设长为L ，宽为b 的平板，其边界层中层流流动速度为δy u u =0。

试求边界层的厚度)(x δ及平板摩擦阻力系数fC解xu x x x u dxxxu u u dx x u u u x u dx x u C xu u u xu u u xu x dx u d u dx d u u dx d udx d u y y y dy y y dy y y dy u u yu x xxf y Re 155.132213111122112211211121212121216161u663121)()1()u1(u u 000020200002000200000220200200000230222000||||||====?=??=??=??=? =?=∴?=??====?====-=-=-=-===υυυρρυρτρυμυμδμτυδυδυδρμδδρδμδρτθδμμτδθδδδδδθδδδδδδ 又因因即因为9-2一平板长为5m,宽为0.5m ，以速度1m/s 在水中运动。

试分别按平板纵向和横向运动时计算平板的摩擦阻力。

解：设水为 15海水，其运动粘性系数和密度分别为1.1883?12610--?s m ，1025.91kg/3m , 只判别边界层的流动状态（取Recr=5105?）)(948.7)25.05(191.10255.010099.32110099.31004.410503.3Re 1700)(Re 074.010027.4101883.151e )2)(77.5)25.05(191.10255.01025.2211025.266.64846.1101883.15.0146.1246.1Re 46.117.4.9)1594.01101883.1105Re 2323335/1662323665N s u C D C uL c R N s u C D uB C m u cr x f f LL f f f B f cr ==?=?=?-?=-=?=??====?=?==??====???=?=--------ρυρυ数为界层；平板尾缘处雷诺沿长度方向上为混合边得双侧摩擦阻力）界层，采用层流公式（则沿宽度方向为层流边9-3长10m 的平板，水的流速为0.5m/s ，试决定平板边界层的流动状态。

王家楣主编流体力学7-9章习题选解

第7章习题选解7-1在水深h ＝10 m 的水域内有一微振幅波，波的振幅a =1m ，波数k ＝0.21，试求：(1)波长、波速、周期；(2)波面方程式；(3)x 0＝0及z 0＝-5m 处水质点的轨迹方程。

解：(1)波长L =k π2=21.02π=29.92m L h =92.2910≈31，故20L <h <2L ，按中等水深水波计算 c =Lh gL ππ2tanh 2 其中，L h π2tanh =92.29102tanh ×π=0.97，代入上式得 c =97.02108.9××π=3.89m/s T =c L =89.392.29=7.69s (2)求波面方程 )cos(t ks a ση−=σ=T π2=69.72π=0.817s -1 或σ=kc =0.21×3.89=0.817s -1 波面方程 )817.021.0cos(t s −=η(3)求x 0＝0及z 0＝-5m 处水质点的轨迹方程 220)(αx x −+220)(βz z −=1其中 kh h z k a sinh )(cosh 0+=α=1021.0sinh )105(21.0cosh ×+−=1.2sinh 05.1cosh =0.4m kh h z k a sinh )(sinh 0+=β=1021.0sinh )105(21.0sinh ×+−=1.2sinh 05.1sinh =0.1 m 轨迹方程 224.0x +221.0)5(+z =1 e+1.05=2.85765, e-1.05=0.34994 e+2.10=8.16617, e-2.10=0.122456 cosh1.05=1.6038 sinh1.05=1.2538 sinh2.1=4.02187-2海洋波以10m/s 的速度移动，求这些波的波长和周期。

解：深水波由c=π2gL 得 L =g c 22π=8.91022×π=64.114m T =c L =g c π2=8.9102×π=6.4114s 7-2在无限深液体波面上，观察到浮标一分钟内升降15次，试求波长和波的传播速度。

流体力学课后作业答案

流体力学
yD 2

(1.8 / sin 60 ) 1 (2 / sin 60 )
2.292m
由力矩平衡
yD F1 yD1 F2 ( yD 2 (1 0.8) / sin 60 ) F

油 h1 F1 F yD2 θ
yD1 yD
2.35m
F2 水 h2
46
解：阀关时，由静力学方程
z1 p1
流体力学
g
z2
p2
g
5mH 2O
阀开时，由伯努利方程
1 1 2 2
z1
p1
g

v1
2
2g
z2
p2
g
v
2

v2
2
2g
hl
5 0 0.1
1
2g
v 8.74m/s
50
3.28 管末端喷嘴d =10cm，D =40cm，Q=0.4m3/s，12 个螺栓固定法兰，不计质量，求每个螺栓的受力。解：v1
l
hf
13.6 0.92
2
h 1.24m
又 h l v f
0.92
0.2
d 2g 设为层流 Re 64 320 2000 成立
h

vd Re

1 0.025 320
7.8 10 m /s
2
5
若反向流动，Q不变，Re不变，λ不变，hf不变，所以h不变，只是反向高差为9cm。
第一章习题解答
1-3 水的密度ρ=1000kg/m3，μ=0.599×10-3Pa· s，求运动粘度ν。解： / 0.599 103 /1000 5.99 106 m2 /s 1-7 20º C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粘性切力为多少？解：T=20º C时， μ=0.0183×10-3Pa· s 空气层厚度很小（1mm），速度可认为是线性分布

流体力学第七章习题答案

第七章习题答案选择题（单选题）7.1比较在正常工作条件下，作用水头H ，直径d 相等时，小孔口的流量Q 和圆柱形外管嘴的流量n Q ：（b ）（a ）Q >n Q ；（b ）Q <n Q ；（c ）Q =n Q ；（d ）不定。

7.2圆柱形外管嘴的正常工作条件是：（b ）（a ）l =（3~4）d ，0H >9m ；（b ）l =（3~4）d ，0H <9m ；（c ）l >（3~4）d ，0H >9m ；（d ）l <（3~4）d ，0H <9m 。

7.3图示两根完全相同的长管道，只是安装高度不同，两管的流量关系是：（c ）（a ）1Q <2Q ；（b ）1Q >2Q ；（c ）1Q =2Q ；（d ）不定。

7.4并联管道1、2，两管的直径相同，沿程阻力系数相同，长度2l =31l ，通过的流量为：（c ）2（a ）1Q =2Q ；（b ）1Q =1.52Q ；（c ）1Q =1.732Q ；（d ）1Q =32Q 。

7.5并联管道1、2、3、A 、B 之间的水头损失是：（d ）1（a ）fAB h =1f h +2f h +3f h ；（b ）fAB h =1f h +2f h ；（c ）fAB h =2f h +3f h ；（d ）fAB h =1f h =2f h =3f h 。

7.6长管并联管道各并联管段的：（c ）（a ）水头损失相等；（b ）水里坡度相等；（c ）总能量损失相等；（d ）通过的流量相等。

7.7并联管道阀门为K 全开时各段流量为1Q 、2Q 、3Q ，现关小阀门K ，其他条件不变，流量的变化为：（c ）（a ）1Q 、2Q 、3Q 都减小；（b ）1Q 减小，2Q 不变，3Q 减小；（c ）1Q 减小，2Q 增加，3Q 减小；（d ）1Q 不变，2Q 增加，3Q 减小。

7.8 有一薄壁圆形孔口，直径d 为10mm ，水头H 为2m。

工程流体力学习题及答案(精编文档).doc

【最新整理，下载后即可编辑】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 vy 是流体微团的剪切变形速度d d tγ，故d d tγτμ=。

（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RTp=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 1d 0.51011020 000k p ρρ-==⨯⨯⨯=。

（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。