中国矿业大学32学时流体力学复习题(新)

32 学时流体力学课复习题
一、填空题
1、流体是一种受任何微小的都会产生连续的物质。

2、牛顿内摩擦定律：，其中的比例系数称为。

3、温度升高时，液体的粘度，而气体的粘度。

4、作用在流体上的力可分为和两类。

5、单位质量力是指作用在单位_____ 液体上的质量力。

6、单位质量力的量纲是。

7、对于不同的流体，体积弹性系数的值不同，弹性模量越，流体越不易被压缩。

8、某点处的绝对压强等于该处的加上该处的。

9、某点处的真空等于该处的减去该处的。

10 、某点处的相对压强等于该处的减去该处的。

11 、在平衡流体中，静压强相等的各点所组成的面称为，平衡流体内任一点所受
的与通过该点的互相垂直。

12 、静止流场中的压强分布规律，既适用于流体，也适用于流体。

13 、根据的大小，粘性流体的流动状态可分为和。

14 、根据流体是否有粘性，流体可分为和。

15 、根据流动参数随时间的变化，流体流动可分为流动和流动。

16、连续性方程是在流体力学上的数学表达形式。

17、总流伯努利方程是在流体力学上的数学表达形式。

18、计算局部阻力的公式为：；计算沿程阻力的公式为：。

19 、相似条件包括、和。

20 、沿程阻力主要是由于引起的，而局部阻力则主要是由于引起的。

21 、连续性方程表示控制体的_____ 守恒。

22 、液体随容器作等角速度旋转时，重力和惯性力的合力总是与液体自由面。

23 、圆管层流中断面平均流速等于管中最大流速的。

二、选择题
1. 与牛顿内摩擦定律有关的因素是：
(A) 压强、速度和粘度；(B)流体的粘度、切应力与角变形率；(C)切应力、温度、粘度和速度；(D) 压
强、粘度和角变形
2. 在研究流体运动时，按照是否考虑流体的粘性，可将流体分为：
(1) 牛顿流体及非牛顿流体；(2)可压缩流体与不可压缩流体
(3) 均质流体与非均质流体；(4)理想流体与实际流体
3. 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
4. 下列说法哪个是正确的：
(A) 静止液体的动力粘度为0；(B) 静止液体的运动粘度为0
(C) 静止液体受到的切应力为0；(D) 静止液体受到的压应力为0
5. 理想气体的特征是：。

(A) 粘度为常数； (B)无粘性； (C)不可压缩； (D)满足状态方程 P RT 6. 下面 4 种物质，非牛顿流体的。

(A) 水； (B) 空气； (C) 沥青； (D) 酒精
7.
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
8. 流体力学中，单位质量力是指作用在单位 ______ _ 流体上的质量力。

(A) 面积； (B) 体积； (C) 质量； (D) 重量 9. 单位质量力的量纲是： 。

(A) L*T-2 ； (B) M*L2*T ； (C) M*L*T(-2) ； (D) L(-1)*T
10. 不同的液体其粘性 _______ ；同一种液体的粘性随温度 _______ 而降低。

(A) 相同，降低； (B) 相同，升高； (C) 不同，降低； (D) 不同，升高 11. 运动粘性系数的量纲是：。

(A) L/T2 ；(B) L/T3 ；(C) L2/T ；(D) L3/T 12. 动力粘性系数的单位是：。

22
(A) N*s/m ； (B) s *N /m 2
； (C) m 2
/s ； (D) m/s 13. 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
14. 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 15. 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 16. 图示容器内盛有两种不同的液体，密度分别为 1和 2 。

则有： 。

第 16 题图
第 17 题图 17. 图示盛水封闭容器中， 1、2、3 点在同一水平面上。

则有： 。

(A)
p 1 p 2 p 3 (B) p 1 p 2 p 3 (C) p 2 p 1 p 3 (D) p 2 p 1 p 3
18. 一密闭容器内，下部为水，上部为空气。

液面下 4.2 米处的测压管高度为 2.2m 。

设当地大气压强为 98000Pa 。

则容器内液面上的绝对压强为 水柱。

(A) 2m ； (B) 1m ； (C) 8m ； (D) -2m
(A)
z A pA g z B
1g
p
B
1g
(B) z
A
p
A
1g
p
C 2g
(C) z
B 1B g
z D
2g
(D)
z
p
B
z
p
C
z
B 1
B g z C
2
C g
19. 洒水车以等加速度 a 水平向前行驶，则水车内水的自由表面与水平面间的夹角等于：
20. 在等角速度旋转液体中，下列说法正确的是： 。

(A) 各点的测压管水头等于常数；
(B) 各点的测压管水头不等于常数，但测压管高度等于常数； (C) 各点的压强随水深的变化是线性关系； (D) 等压面与质量力不一定正交。

21. 对于相对平衡液体， 。

(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。

22. 相对压强是指该点的绝对气压与 _______ 的差值。

(A) 标准大气压； (B) 当地大气压； (C) 真空压强； (D) 工程大气压 23. 液体受到表面压强 p 作用后，该压强将 地传递到液体内部任何一点。

(A) 毫不改变； (B) 有所增加； (C) 有所减小； (D) 只传压力不传递压强。

24. 静止的水仅受重力作用时，其测压管水头线必为 ________ 。

(A) 水平线； (B) 直线； (C) 斜线； (D) 曲线 25. 任意形状平面壁上所受静水总作用力的大小等于 处的静水压强乘以受压面的面积。

(A) 受压面的中心； (B) 受压面的重心； (C)受压面的形心； (D)受压面的垂心
26. 等压面与质量力关系是： _______ 。

(A) 平行； (B) 斜交； (C) 正交； (D) 无关
27. 无能量输入的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
三、简答题
1、简述液体与气体的粘性随温度的变化规律，并说明为什么？
2、请详细说明作用在流体上的力。

3、简述流体的连续介质假说。

4、何谓不可压缩流体？在什么情况下可以忽略流体的压缩性？
5、流体静压力有哪两个重要特征？
6、不同形状的敞开的贮液容器放在桌面上，如果液深相同，容器底部的面积相同，试问作用于容器底部 的总
压力是否相同？桌面上受到的容器的作用力是否相同？为什么？
7、相对平衡的液体的等压面形状与什么因素有关？
8、静力学的全部内容适用于理想流体还是实际粘性流体？或者两者都可？为什么？ 9、叙述帕斯卡原理，试举例说明它在工程中的应用。

10、何谓压力体？压力体是由哪些面围成的？ 11、什么是表面力？什么是质量力？
12、试述文丘里管测量流量的原理，如果通过文丘里管的流量保持不变，试问管道倾斜放置与水平放置 的两
种情况，测得差压计的液面高差是否会改变？为什么？
13、简述沿程阻力系数随雷诺数的变化规律，并画出其趋势图。

14 、流体在渐扩管道中，从截面 1 流向截面 2，若已知在截面 1 处流体作层流流动。

试问，流体在截面 2
处是否仍保持层流流动？为什么？
a
(A) arctan
g
g (B) arctan
a
(C) arctan
g
a 2 g 2
(D) arctan
a
a 2 g 2
15、在串联管道、并联管道中，各管段的流量和能量损失分别满足什么关系？
16、简述水力光滑管和水力粗糙管的定义。

一根确定的管子是否永远保持为水力光滑管或水力粗糙管？ 为什
么？
17、简单叙述沿程阻力和局部阻力的定义，试分析产生这两种损失的原因。

18、何谓缓变流和急变流？在缓变流截面上，压强分布有何规律？ 19、写出总流伯努利方程，并简述其物理意义。

20、简述流线的定义，并写出流线方程。

21、何谓系统和控制体？它们有何区别与联系？
四、计算题
7、图所示为一圆柱形容器，直径 d=300mm ，高 H=500mm ，容器内装水，水深 h 1=300mm ，使容器绕垂 直轴做
等角速旋转。

（ 1）试确定水正好不溢出时的转速
n 1；（ 2）求刚好露出容器底面时得转速 n 2；
这时容器停止旋转，水静止后得深度 h 2等于多少？（ n 1=178.3rpm ， n 2=199.3rpm ， h 2=0.25m ）
1、 一块平板距离另一块固定的平板 0.5mm ，两平板间充满某种流体，上平板在 4.8N 的力作用下，以
0.25m/s 的速度移动。

如果上平板的面积为 2.4m 2，求该流体的粘度。

（0.004PaS ）
一块底面积为 45 x 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 ，油层厚度 斜坡 22.620 （见图示 ），求油的粘度。

3、一块平板距离另一块固定的平
板 面积为 2. 4m 2，求使上平板以
直径 76mm 的轴在同心缝隙为 2、 4、
5、 6、 1cm ， 0.837PaS ）
0.5mm ，两平板间充满粘度为 0.25m/s 的速度移动所需的作用力。

0.03mm ，长度为 150mm 的轴承中旋转，轴的转速为 226r/min, 测得轴
0.004PaS 的某种流体，如果上平板的 （ 4.8N ）
径上的摩擦力矩为 76N.m ，试确定缝隙中油液的动力粘度。

如图所示， U 形管压差计与容器 A 连接，已知 h 1=0.25m ，h 2=1.61m ，h 3=1m 。

求容器 A 中水的绝对
压 强和真空。

（绝对压强为 33353Pa ，真空为 67972Pa ） 如图所示，直线行使的汽车上放置一内装液
体的 U 形管，长 L=500mm 。

试确定当汽车以加速度 a= 0.5m/s 2行驶时两直管中的液面高度差。

1.864PaS ）
25.51mm )
第6 题图
第7 题图
第 8 题
图
8、如图所示为绕铰链 O 转动的倾斜角 α =6o
0的自动开启式水闸， 当水闸一侧的水位 H=2，另一侧的水位
h=0.4 时，若要使闸门自动开启。

试求铰链至水闸下端的距离 x 。

（ 0.796m ）
9、圆柱体半径 r 2m ，长 L 5m ，如图放置在斜面上。

求水作用在圆柱上的力。

（487.415kN ，与水平 方向夹
角 78.4 度）
10 、如图，圆柱体直径 4m ，两边均有水作用，水深如图所示。

如果圆柱体长度为
12m ，试求作用在圆柱
体上合力的大小和方向。

（1313.42kN ，与水平方向夹角 57.51 度）
11、如图，有一圆柱形闸门。

已知 H=5m ，θ =60
0，闸门宽度为 B=10m 。

求作用在闸门上的总压力的大小 及
方向。

（ 1583kN ，与水平方向夹角 39.3 度）
2
2
1 3 1 3 12、已知平面流动的速度分量为： u x 2x y 2
，u y
x 2 2 y 。

求流线方程。

（ 3x 3 3y 3
2xy C ）
33
4x 4y
13 、已知流场的速度分布为 v 2 2 i 2 2 j ，求证通过任意一个以原点为圆心的同心圆的流 x y x y
量都是相等的（提示： z 方向取单位长度，流场速度用极坐标表示。

14 、如图是离心风机的集流器，风筒直径为 200mm 。

当测压管中的水柱高度为 250mm 时，求集流器的
吸气量。

空气密度取 1.29 kg/m 3。

（1.93m 3/s ）
3
15、如图所示，水从井 A 利用虹吸管引到井 B 中，设已知体积流量 q v =100m 3
/h ， H=3m ， z=6m ，不计虹 吸管中的水头损失。

试求虹吸管的管径 d 及上端管中的负计示压强值 p 。

（ 67.9mm ， -58800Pa ） 3
16 、如图所示，离心式水泵借一内径 d=150mm 的吸水管以 q=60m 3
/h 的流量从一敞口水槽中吸水，并将 水送
至压力水箱。

设装在水泵与吸水管接头上的真空计指示出负压值为 39997Pa 。

水力损失不计， 试
求水泵的吸水高度 H 。

（ 4m ）
17、密度为 830kg/m 3
的油水平地射向直立的平板。

已知油的速度为
平板的打击力。

（2608N ）
18、连续管系中的 90o
渐缩弯管放在水平面上，管径 d 1=15cm ，d 2=7.5cm ，入口处水平均流速 v 1=2.5m/s ， 静
压 p e1=6.86 ×104 P （a 计示压强）。

如不计能量损失， 试求支撑弯管在其位置所需的水平力。

（1426.17N ）
19、喷水泉的喷嘴为一截头圆锥体，其长度 L=0.5m ，两端的直径 d 1=40mm ，d 2=20mm ，竖直装置。

若把
计示压强 p 1e =9.807 ×104Pa 的水引入喷嘴，而喷嘴的能量损失 h w =1.6m （水柱）。

如不计空气阻力，试 求喷出的流量 q 和射流的上升高度 H 。

（ q=0.004m 3/s ， H=8.43m ）
20m/s ，油柱的直径为 0.1m 。

求油对
第 9 题图
第 10 题图 第 11 题图
第 15 题图
第 16 题图
R=397267N )
20、沿直径 d=200mm 的管道输送润滑油，质量流量 q m =9000kg/h ，润滑油的密度 ρ =900kg/m 3
，运动粘度
冬季为 ν=0.0001092m 2/s ，夏季为 ν =0.0000355 m 2/s 。

试分别判断冬夏两季润滑油在管中的流动状态。

21 、在一水箱距离水面 3m 处开一个直径为 6cm 的小孔，为了使水箱内的水面保持不变，问每秒必须向 水箱
内加多少水？（ 0.0217m 3）
22 、在直径为 30cm 的水平管道上用水作沿程损失实验，在相距 120m 的两点用水银差压计（上面为水）
测得的水银柱高度差为 33cm ，已知流量为 0.23m 3/s ，问沿程损失系数等于多少？（ 0.0192）
h L
， p A
g d L
，
1
L d
3
25、水泵系统如图，管径 d 200mm ，流量为 Q 0.1m 3
/s ，吸水管与压水管的总长为 30m ，沿程阻 力系数
0.02 ；吸水管设有带阀门的莲蓬头 阀 2.0，所有弯头 弯 0.3 （一共有 3 个弯头）， 两水面高差 z 10.m ，求水泵扬程。

（ 13.56m ）
26 、水池中水从变截面管道排出，前两段的直径依次为 100mm 和 75mm ；最后一段是渐缩管，出口直径
为 50mm 。

如果排出的质量流量为 14kg/s ，不计损失， 求所需的水头 h ，并画出测压管水头线。

（ 2.6m ） 27、嵌入支座内的一段输水管，其直径由 d 1 1.5m 变化到 d 2 1m （见图示）。

当支座前的相对压强
3
p 1 392 kPa ，流量 Q 1.8m 3
/ s 时，试确定渐变段支座所受的轴向力
R 。

（不计水头损失。

）
23、
24、 如图，一股射流以速度 V 水平射到倾斜平板上，体积流量为 Q 。

求射流对平板的打击力和上下两股
水从水箱沿着长
为
失系数 λ
L = 2 m ， 试求管道中
直径
d = 40 mm 的竖直管流入大气， 忽略所有局部损失，管道沿程损 h 之间的关系式。

并求当 h 为多少
时，此断面的压强与水箱外的大气压强相等。

第 22 题图
Q 2
（1 cos ）
）
分射流的流量。

（ F QV sin ， Q 1 Q 2 （1 cos ）
第 23 题
图
第 24 题图
第 25 题
图
第 26 题图
第 27 题图
28、某输油管路长4000m，管径0.3m，输送运动粘度为 2.5 ×10-4m2/s、密度为840kg/m 3的原油。

当流量
3
Q=240m3/h 时，求油泵为克服沿程阻力所需增加的功率。

（18801.9W ）
29、某管路直径0.2m，流量Q=0.1m 3/s，水力坡度i=0.05 。

求该管路的沿程阻力系数。

（0.0193）
30、两根直径分别为d1 0.18m和d2 0.25m 的水平管道串联在一起。

输送密度为980kg/m 3、运
动粘度为4×10-4m2/s 的原油。

如果流量为Q=0.1m 3/s，管道长度L 1=500m ，L 2=100m 。

求原油流经管道的压强损失？（h f1=79.19，h j=0.182，h f2=4.267；合计压强损失为83.639m）。