流体力学课后习题与解答

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(完整版)工程流体力学习题及答案

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

(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。

流体力学课后习题及答案

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第二章2-2解:由P gh ρ=得h 水 =Pg ρ水=3350101109.8⨯⨯⨯=5.1m 335010=3.21.6109.8Ph m gρ⨯==⨯⨯四氯化碳四氯化碳 335010=0.37513.6109.8Ph m g ρ⨯==⨯⨯水银水银2-3 解:(1)体积弹性模量 /dpEv d ρρ=+在重力场中流体的压强形式为:dpg dzρ=- d dp gdz Evρρρ∴=-=两边积分,带入边界条件:00,0,z p ρρ===0lnEvp Ev Ev ghρ∴=- 11222212.5*160N F *40000NF L L s F s ==⎛⎫=== ⎪⎝⎭题解:有杠杆原理知:F 所以: 6、如题2-6图所示,封闭容器中盛有ρ=800kg/3m的油,1300h mm =,油下面为水,2500h mm =,测压管中水银液位读数400hmm =,求封闭容器中油面上的压强p 的大小。

解:12g 0p h gh gh ρρρ++-=油水水银12g p gh h gh ρρρ=--水银油水333313.6109.840010109.8500100.8--=⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯-⨯=44.6110pa ⨯2-7:解:(1)、2224F gh s 10009.81001010101098Nρ--==⨯⨯⨯⨯⨯=2)m 121216G [s h h s h ]1000199109.81.95g Nρ-=⨯⨯=⨯⨯⨯=(-)+02h(3)因为在21h h -处谁对容器有向上的压力2-8,解:由同一液面压强相等可列:(0)()gh sin /6p(0)1239.21/^3p p h l kn m θθπ===∴=液2-9 解:设A 点距左U 形管测压计水银页面高度为H 则B 点距右U 型管测压计水银高度为H+hB A B h gh g H h gh gh gh m ag ρρρρρρA P -P -+P P -P =-=-⨯⨯P 水水水水则(+)=则()=(13600-1000)9.80.3=370442.10,解:选取右侧U 形管汞柱高作为等压面,有:1132()m B P g h h gh gh gh p ρρρρ++-+=+酒汞汞水B p 42.7410pa =-⨯2-11解:左边液面压强与右边液面压强相等知,.66g .66.89g .82g .8211g ⨯+-⨯=⨯+-⨯未知水未知水)()(ρρρρ解得333102.31m kg 103.85⨯=⋅⨯=-未知ρ3m kg -⋅2-12 解:设左支管液面到另一液体分界面的距离为1h ,右支管为2h ,则有:1112222P gh P gh gh ρρρ+=++或121122121221()()P P g h h ghP P gh gh ghρρρρρρ-=--+-=-+=-得 1221()P P h gρρ-=-2-13解:gh P gh ρρ+=水水银P=gh gh ρρ∴-水银水127400.07891.8F PS N∴==⨯=2-14解:以闸门与液面交点为O 点,沿闸门向下方向建立坐标S ,取微元ds ,在面积bds 内,液体压力对链轴取矩()()0.2sin600.2dM ghbds s g s sdsρρ=-+=-+ 所以)0sin 600.2Mgb s sds ρ=-+Q对链轴取矩)cos600.2Q M Q =由力矩平衡得 0Q M M +=化简)1.*1.9320.302Q -=得 26778Q N=()()D 33352.151y y *1132***2*4121232,8832**10*10*12*89.6*10xcC c xc cD c I y sI b a y s d y F g h s ρ=+==========题解:依题意知又即:*16、一个很长的铅垂壁面吧海水和淡水隔开,海水深7m ;试确定淡水多深时壁面所受液体作用力合力为零。

流体力学课后习题答案

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利用长管出流方程H=ALQ平方有:
5.17解:总扬程包括抬水高度及水头损失,
....
5-2有一平底空船,其船底面积Ω为8m2,船舷高h为0.5m,船自重G为9.8kN。现船底破一直径10cm的圆孔,水自圆孔漏入船中,试问经过多少时间后船将沉没。
题5-4图
解:在船沉没的过程中存在

∴船沉没过程中水自圆孔漏入的流量是不变的。
另外,当h2=0时,h1’=0.125,则
5-10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Qc=10L/s,qB=5L/s,qA= 10L/s,各管段长l1=350m,l2= 450m,l3=100m,各段直径d1=200mm,
d2=150mm,d3=100mm,整个场地水平,试求水泵出口压强。
闸门右侧水压力:
作用点:
总压力大小:
对B点取矩:
2-16.如图, ,上部油深h1=1.0m,下部水深h2=2.0m,油的重度 =8.0kN/m3,求:平板ab单位宽度上的流体静压力及其作用点。
[解]合力
作用点:
2-19.已知曲面AB为半圆柱面,宽度为1m,D=3m,试求AB柱面所受静水压力的水平分力Px和竖直分力Pz。
自由下落时:
第二章流体静力学
2-1.一密闭盛水容器如图所示,U形测压计液面高于容器内液面h=1.5m,求容器液面的相对压强。
[解]
2-3.密闭水箱,压力表测得压强为4900Pa。压力表中心比A点高0.5m,A点在液面下1.5m。求液面的绝对压强和相对压强。
[解]
2-13.如图所示盛水U形管,静止时,两支管水面距离管口均为h,当U形管绕OZ轴以等角速度ω旋转时,求保持液体不溢出管口的最大角速度ωmax。

《流体力学》课后习题答案.pdf

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得:T1 = t1 + 273 = 50 + 273 = 323K ,T2 = t2 + 273 = 78 + 273 = 351K
根据
p
=
mRT V
,有:
p1
=
mRT1 V1

p2
=
mRT2 V2
得: V2 V1
=
p1 p2
T2 T1
=
9.8067 104 5.8840 105
351 323
=
0.18
设管段长度 l,管段表面积: A = dl
单位长度管壁上粘滞力: = A u = dl u − 0 = 3.14 0.025 0.03
l y l
0.001
1-8 解: A = 0.8 0.2 = 0.16m2 ,u=1m/s, = 10mm , = 1.15Pa s
T = A u = A u − 0 = 1.15 0.16 1 = 18.4N
1
=
T1 b
=
A b
u
−0 −h
=
0.7 0.06b b
15 − 0 0.04 − 0.01
=
21N
/m,方向水平向左
下表面单位宽度受到的内摩擦力:
2
=
T2 b
=
Au−0 b h−0
=
0.7 0.06b 15 − 0
b
0.01− 0
= 63N
/m,方向水平向左
平板单位宽度上受到的阻力:
= 1 + 2 = 21+ 63 = 84N ,方向水平向左。
h1 = 5.6m
2.4 解:如图 1-2 是等压面,3-4 是等压面,5-6 段充的是空气,因此 p6 = p5 ,6-7 是等压面,

流体力学第章课后习题答案

流体力学第章课后习题答案

第一章习题答案选择题(单选题)1.1 按连续介质的概念,流体质点是指:(d )(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。

1.2 作用于流体的质量力包括:(c )(a )压力;(b )摩擦阻力;(c )重力;(d )表面张力。

1.3 单位质量力的国际单位是:(d )(a )N ;(b )Pa ;(c )kg N /;(d )2/s m 。

1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是:(b )(a )剪应力和压强;(b )剪应力和剪应变率;(c )剪应力和剪应变;(d )剪应力和流速。

1.5 水的动力黏度μ随温度的升高:(b )(a )增大;(b )减小;(c )不变;(d )不定。

1.6 流体运动黏度ν的国际单位是:(a )(a )2/s m ;(b )2/m N ;(c )m kg /;(d )2/m s N ⋅。

1.7 无黏性流体的特征是:(c )(a )黏度是常数;(b )不可压缩;(c )无黏性;(d )符合RT p=ρ。

1.8 当水的压强增加1个大气压时,水的密度增大约为:(a )(a )1/20000;(b )1/10000;(c )1/4000;(d )1/2000。

1.9 水的密度为10003kg/m ,2L 水的质量和重量是多少? 解: 10000.0022m V ρ==⨯=(kg )29.80719.614G mg ==⨯=(N )答:2L 水的质量是2 kg ,重量是19.614N 。

1.10 体积为0.53m 的油料,重量为4410N ,试求该油料的密度是多少? 解: 44109.807899.3580.5m G g V V ρ====(kg/m 3) 答:该油料的密度是899.358 kg/m 3。

1.11 某液体的动力黏度为0.005Pa s ⋅,其密度为8503/kg m ,试求其运动黏度。

《流体力学》课后习题答案详解

《流体力学》课后习题答案详解

习题【1】1-1 解:已知:120t =℃,1395p kPa '=,250t =℃ 120273293T K =+=,250273323T K =+= 据p RT ρ=,有:11p RT ρ'=,22p RT ρ'= 得:2211p T p T '=',则2211323395435293T p p kPa T ''=⋅=⨯=1-2 解:受到的质量力有两个,一个是重力,一个是惯性力。

重力方向竖直向下,大小为mg ;惯性力方向和重力加速度方向相反为竖直向上,大小为mg ,其合力为0,受到的单位质量力为01-3 解:已知:V=10m 3,50T ∆=℃,0.0005V α=℃-1根据1V V V Tα∆=⋅∆,得:30.000510VVV Tα∆=⋅⋅∆=⨯⨯1-4 解:已知:419.806710Pa p '=⨯,52 5.884010Pa p '=⨯,150t =℃,278t =℃得:1127350273323T t K=+=+=,G =mg自由落体: 加速度a =g2227378273351T t K =+=+=根据mRTp V=,有:111mRT p V '=,222mRT p V '=得:421251219.8067103510.185.884010323V p T V p T '⨯=⋅=⨯='⨯,即210.18V V = 体积减小了()10.18100%82%-⨯=1-5 解:已知:40mm δ=,0.7Pa s μ=⋅,a =60mm ,u =15m/s ,h =10mm根据牛顿内摩擦力定律:uT Ayμ∆=∆ 设平板宽度为b ,则平板面积0.06A a b b =⋅=上表面单位宽度受到的内摩擦力:1100.70.06150210.040.01T A u b N b b h b μτδ-⨯-==⋅=⨯=--/m ,方向水平向左下表面单位宽度受到的内摩擦力: 2200.70.061506300.010T A u b N b b h b μτ-⨯-==⋅=⨯=--/m ,方向水平向左平板单位宽度上受到的阻力:12216384N τττ=+=+=,方向水平向左。

流体力学课后习题答案

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第一章习题答案选择题(单选题)1.1 按连续介质的概念,流体质点是指:(d )(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。

1.2 作用于流体的质量力包括:(c )(a )压力;(b )摩擦阻力;(c )重力;(d )表面张力。

1.3 单位质量力的国际单位是:(d )(a )N ;(b )Pa ;(c )kg N /;(d )2/s m 。

1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是:(b )(a )剪应力和压强;(b )剪应力和剪应变率;(c )剪应力和剪应变;(d )剪应力和流速。

1.5 水的动力黏度μ随温度的升高:(b )(a )增大;(b )减小;(c )不变;(d )不定。

1.6 流体运动黏度ν的国际单位是:(a )(a )2/s m ;(b )2/m N ;(c )m kg /;(d )2/m s N ⋅。

1.7 无黏性流体的特征是:(c )(a )黏度是常数;(b )不可压缩;(c )无黏性;(d )符合RT p=ρ。

1.8 当水的压强增加1个大气压时,水的密度增大约为:(a )(a )1/20000;(b )1/10000;(c )1/4000;(d )1/2000。

1.9 水的密度为10003kg/m ,2L 水的质量和重量是多少? 解: 10000.0022m V ρ==⨯=(kg )29.80719.614G mg ==⨯=(N )答:2L 水的质量是2 kg ,重量是19.614N 。

1.10 体积为0.53m 的油料,重量为4410N ,试求该油料的密度是多少? 解: 44109.807899.3580.5m G g V V ρ====(kg/m 3) 答:该油料的密度是899.358 kg/m 3。

1.11 某液体的动力黏度为0.005Pa s ⋅,其密度为8503/kg m ,试求其运动黏度。

流体力学习题及答案

流体力学习题及答案

第一章 绪论1-1 连续介质假设的条件是什么?答:所研究问题中物体的特征尺度L ,远远大于流体分子的平均自由行程l ,即l/L<<1。

1-2 设稀薄气体的分子自由行程是几米的数量级,问下列二种情况连续介质假设是否成立? (1)人造卫星在飞离大气层进入稀薄气体层时; (2)假象地球在这样的稀薄气体中运动时。

答:(1)不成立。

(2)成立。

1-3 粘性流体在静止时有没有切应力?理想流体在运动时有没有切应力?静止流体没有粘性吗? 答:(1)由于0=dy dv ,因此0==dydvμτ,没有剪切应力。

(2)对于理想流体,由于粘性系数0=μ,因此0==dydvμτ,没有剪切应力。

(3)粘性是流体的根本属性。

只是在静止流体中,由于流场的速度为0,流体的粘性没有表现出来。

1-4 在水池和风洞中进行船模试验时,需要测定由下式定义的无因次数(雷诺数)νUL=Re ,其中U 为试验速度,L 为船模长度,ν为流体的运动粘性系数。

如果s m U /20=,m L 4=,温度由C ︒10增到C ︒40时,分别计算在水池和风洞中试验时的Re 数。

(C ︒10时水和空气的运动粘性系数为410013.0-⨯和410014.0-⨯,C ︒40时水和空气的运动粘性系数为4100075.0-⨯和410179.0-⨯)。

答:C ︒10时水的Re 为:()()72410154.6/10013.04)/(20Re ⨯=⨯⨯==-sm m s m ULν。

C ︒10时空气的Re 为:()()72410714.5/10014.04)/(20Re ⨯=⨯⨯==-sm m s m ULν。

C ︒40时水的Re 为:()()82410067.1/100075.04)/(20Re ⨯=⨯⨯==-sm m s m ULν。

C ︒40时空气的Re 为:()()62410469.4/10179.04)/(20Re ⨯=⨯⨯==-sm m s m ULν。

工程流体力学课后习题讲解

工程流体力学课后习题讲解

2gH R2
29.80.5 20.9转 / 秒 0.252
n2 602 / 2 199.3转/ 分 200转/ 分
(3)容器静止后,设水面高度h2,那么
R 0
22r 2 2g

2
rdr

R4 4g
22
得 h2 0.5H 0.25米
2-19 25m3卧式圆筒形油罐,长4.15m,内径2.54m,油品相对密度0.70,油面高 度在顶部以上0.20m.求端部圆面积上所受的液体总压力的大小和压力中心位置?
时的 h2,试根据1、2两管的沉没深度H1和H2以及 h1和 ,h2 推求油品重
度的表达式。
解:根据题意和图示可得:
p1 Hg h1 p1 0H1 p2 Hg h2 P2 0H2

Hg h1
0 H1
Hg h2
0H2

Hg (h1 h2 ) 0 (H1 H2 )
解:自由液面方程:
z s

2r2 2g
z
设液面下降为h3,则
h3
(1)
h3 h1 (H z)
H-z 下降部分的体积应等于上升部分的体
积,那么,下降部分的体积为
上升部分的体积:
R 12r 2 0 2g
2 rdr

R4 4g
12

R2
(h1

H

2R2
2g
)
所以
(h1
dV P dpV
d 2
nt 4

PVdp
n 4PV0p t D2

4

4.75

流体力学课后习题和解答

流体力学课后习题和解答
2.2 相对压强的起算基准是:( ) (a)绝对真空;(b)1 个标准大气压;(c)当地大气压;(d)液面压强。
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)35000Pa;(d)165000Pa。
7.2 圆柱形外管嘴的正常工作条件是:( )
(a)l =(3~4)d ,H0 >9m;(b)l =(3~4)d ,H0 <9m;(c)l >(3~4)d ,H0 >9m; (d) l <(3~4) d , H0 <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:( )
学习指导参考
过流断面的速度分布相同;(d)迁移加速度为零。
3.3 一维流动限于:( )
(a)流线是直线;(b)速度分布按直线变化;(c)流动参数是一个空间坐标和时间变
量的函数;(d)流动参数不随时间变化的流动。
3.4 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)合加速度为零
(1) u x =2 x 2 y 2 ; u y = x3 x( y 2 2 y) (2) u x = xt 2 y ; u y = xt 2 yt
(3) u x
=
y2
2 xz
;uy=
2 yz
x2
yz
;uz
=
1 2
x2z2
x3
y4
3.14 已知不可压缩流体平面流动,在 y 方向的速度分量为 u y = y 2 -2 x +2 y 。试求速度在 x 方 向的分量 u x 。

流体力学课后习题与答案

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第三、四章 流体动力学基础习题及答案3-8已知流速场u x =xy 2, 313y u y =-, u z =xy, 试求:(1)点(1,2,3)的加速度;(2)是几维流动;(3)是恒定流还是非恒定流;(4)是均匀流还是非均匀流?解:(1)411633x x x x x x y z u u u u a u u u xy t x y z ∂∂∂∂=+++==∂∂∂∂25333213313233312163. 06m/s y y z x y a y u y a yu xu xy xy xy a =-===+=-====(2)二元流动 (3)恒定流(4)非均匀流41xy 33-11已知平面流动速度分布为x y 2222cxu u x ycy x y =-=++,, 其中c 为常数。

求流线方程并画出若干条流线。

解:2222-xdx=ydyx ydx dydx dy cy cx u u x y x y =⇒-=⇒++积分得流线方程:x 2+y 2=c方向由流场中的u x 、u y 确定——逆时针3-17下列两个流动,哪个有旋?哪个无旋?哪个有角变形?哪个无角变形?(1)u x =-ay,u y =ax,u z =0 (2)z 2222,,0,a c x ycy cxu u u x y x y =-==++式中的、为常数。

z 2222,,0,a c x y cy cxu u u x y x y =-==++式中的、为常数。

解:(1)110 ()()22yx x y z u u a a a xy ωωω∂∂===-=+=∂∂有旋流动 xy 11()()0 22y x xy zx u u a a x y εεε∂∂=+=-==∂∂ 无角变形 (2)222222222222222222211()2()2()22()()12()2()0 0 2()y x z x y u u x y c cx x y c cy x y x y x y c x y c x y x y ωωω∂⎡⎤∂+-+-=-=+⎢⎥∂∂++⎣⎦⎡⎤+-+====⎢⎥+⎣⎦无旋流动2222xy 22222112()()()022()()y x u u c x y c x y x y x y x y ε∂⎡⎤∂---=+==-≠⎢⎥∂∂++⎣⎦ 有角变形4—7变直径管段AB ,d A =0.2m,d B =0.4m ,高差△h=1.5m ,测得p A =30kPa ,p B =40kPa ,B 点处断面平均流速v B =1.5m/s ,试判断水在管中的流动方向。

流体力学课后作业答案

流体力学课后作业答案

49
2.37 圆柱体直径d=2m,长l=5m,放置于60°的斜
面上,求水作用于圆柱体上的静水总压力大小及其

作用方向。


解: Px ghxC Ax

9800 d cos 60 d cos 60 5
2
60°
24.5kN
V

1 2
V圆

V三角
[1 (d )2
22
1 d sin 60 2
0


R3 H3
h3dh
=39.6N m
33
1-13 水暖系统为防止水温升高时体积膨胀将水管胀裂, 在系统顶部设膨胀水箱,若系统内水的总体积V=8m3,
流 体 力
加温前后温差为50ºC,水的体膨胀系数为0.0005 1/ºC, 学
求膨胀水箱的最小容积。
dV
解:由
V

V dt
dV V dt V 0.0005508 0.2m3
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。
26
4-20 环形断面管道中水温10℃,流量Q=400L/min,
当量粗糙高度K=0.15mm,d=75mm,D=100mm。求 流
在管长l=300m管段上的沿程水头损失。

解: v Q 4Q 1.94m/s
34
第二章习题解答
2-29 有一容器上部盛油h1=1m,ρ1=800kg/m3,下部盛水 h2=2m,侧壁倾角θ=60º。求容器壁上单宽静水压力及作用 位置。
解:F1 1gh1C A1
油 h1
8009.8 0.5 (1/ sin 60) 1 4.52kN

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流体力学课后习题答案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,1-2. 0.83 水 0.83 1000 830kg/m3 0.83 水 0.83 9800 8134N/m3 甘油在温度0ºC时密度为1.26g/cm3,求以国际单位表示的密度和重度。

1.26g/cm3 126kg0/m3 g 126 09.8 1234N8/m31-3. 水的体积弹性系数为1.96×109N/m2,问压强改变多少时,它的体积相对压缩1,,p 1-4. V p V E 0.01E 1.96 107Pa 19.6MPaV容积4m3的水,温度不变,当压强增加105N/m2时容积减少1000cm3,求该水的体积压缩系数βp和体积弹性系数E。

,1000 10,6V,9,1 , 2.5 10Pa 解: p , 5 p10E1-5. 1 p 18 4 10Pa ,92.5 10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/cm2。

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,14000×9.8×10PaΔp,0.18atdV V VdT,dp T pV0 V0 V V TV0 p , , pV0 T T p p4 T所以,dV V VdT,dp TV0dT, pV0dp T p1从初始状态积分到最终状态得:即VV0dV TV0dT, T0Tpp0 pV0dpV,V0 T(T,T0)V0,1(p,p0)V0E0.18 9.8 1040.0006 20 200, 20014000 9.8 1042.4L,2.57 10,3L 2.4L200,2.4 138.32kg 1000M ,V, V, 0.7 1000另解:设灌桶时每桶最多不超过V升,则V,dVt,dVp 200dVt t V dt 0.00061 20VdVp , p V dp ,1 0.18V(1大气压,1Kg/cm2) 14000V,197.6升dVt,2.41升dV p,2.52×10-3升G,0.1976×700,138Kg,1352.4N1-6. 石油相对密度0.9,粘度28cP,求运动粘度为多少m2/s?28 10,33.1 10,5m2/s, 0.31St 31cS,t 0.9 10001-7. 相对密度0.89的石油,温度20ºC时的运动粘度为40cSt,求动力粘度为多少,解:d -42 0.89 ν,40cSt,0.4St,0.4×10m/s水μ,νρ,0.4×10-4×890,3.56×10-2 Pa?s1-8. 图示一平板在油面上作水平运动,已知运动速度u=1m/s,板与固定边界的距离δ=1,油的动力粘度μ,1.147Pa?s,由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布,求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少,2解:1-9. du1 1.147 1.147 103N/m2 ,3dy1 10如图所示活塞油缸,其直径D,12cm,活塞直径d,11.96cm,活塞长度L,14cm,油的μ,0.65P,当活塞移动速度为0.5m/s时,试求拉回活塞所需的力F=,解:A,πdL , μ,0.65P,0.065 Pa?s , Δu,0.5m/s , Δy=(D-d)/2 F Adu0.5 0.065 3.14 11.96 10,2 14 10,2 8.55Ndy12,11.96 10,223第二章流体静力学2-1. 如图所示的U形管中装有水银与水,试求:(1)A、C两点的绝对压力及表压各为多少,(2)A、B两点的高度差为多少,解:? pA表,γh水,0.3mH2O,0.03at,0.3×9800Pa,2940PapA绝,pa+ pA表,(10+0.3)mH2O,1.03at,10.3×9800Pa,100940PapC表,γhghhg+ pA表,0.1×13.6mH2O+0.3mH2O,1.66mH2O,0.166at,1.66×9800Pa,16268PapC绝,pa+ pC表,(10+1.66)mH2O,11.66mH2O ,1.166at,11.66×9800Pa,114268Pa ? 30cmH2O,13.6h cmH2O h, 30/13.6cm=2.2cm题2-2 题2-32-2. 水银压力计装置如图。

《流体力学》课后习题详细解答

《流体力学》课后习题详细解答
克服轴承摩擦所消耗的功率为
1-8解:
或,由 积分得
1-9解:法一:5atm
10atm
=0.537 x 10-9x (10-5) x98.07 x 103= 0.026%
法二: ,积分得
1-10解:水在玻璃管中上升高度
h =
水银在玻璃管中下降的高度
H= mm
第二章流体静力学
2-1解:已知液体所受质量力的x向分量为–a ,z向分量为-g。液体平衡方程为
重心C位于浮心之上,偏心距
沉箱绕长度方向的对称轴y轴倾斜时稳定性最差。浮面面积A=15m2。浮面关于y
轴的惯性矩和体积排量为
定倾半径
可见, >e,定倾中心高于重心,沉箱是稳定的。
第三章流体运动学
3-1解:质点的运动速度
质点的轨迹方程
3-Байду номын сангаас解:
由 和 ,得

3-3解:当t=1s时,点A(1,2)处的流速
线速度u = 0r,速度环量
(2)半径r+dr的圆周封闭流线的速度环量为

忽略高阶项2 0dr2,得d
(3)设涡量为 ,它在半径r和r+dr两条圆周封闭流线之间的圆环域上的积分为d 。因为 在圆环域上可看作均匀分布,得
将圆环域的面积dA=2 rdr代入该式,得
可解出 =2 + dr/r。忽略无穷小量 dr/r,最后的涡量
沉箱绕长度方向的对称轴y倾斜时稳定性最差。浮面面积A=15m2.浮面关于y轴的惯性矩和体积排量为
定倾半径
可见, ,定倾中心低于重心,沉箱是不稳定的。
(2)沉箱的混凝土体积
沉箱的重量
沉箱水平截面面积
设吃水深度为h,取水的密度 =1000kg/m3.浮力F等于重量G。有

流体力学习题及答案

流体力学习题及答案
2-15试比较同一水平面上的1、2、3、4、5各点压力的大小,并说明其理由。
2-16多管水银测压计用来测水箱中的表面压力。图中高程的单位为m,当地大气压力为105Pa,试求水面的绝对压力p0。
题2-16图题2-17图
2-17倾斜式微压计中工作液体为酒精(ρ=800kg/m3),已测得读数 =50cm,倾角α=30°,求液面气体压力p1。
1-6海水在海面附近的密度为1025kg/m3,在海面下8km处的压力为81.7MPa,设海水的平均弹性模量为2340MPa,试求该深度处海水的密度。
1-7盛满石油的油槽内部绝对压力为5×105Pa,若从槽中排出石油40kg,槽内压力就降低至l05Pa。已知石油的比重为0.9,体积弹性系数为1.32×109N/m2,求油槽的体积。
2-2容器中空气的绝对压力为pB=93.2kPa,当地大气压力为pa=98.1kPa试求玻璃管中水银柱上升高度hv。
2-3封闭容器中水面的绝对压力为p1=105kPa,当地大气压力为pa=98.1kPa,A点在水面下6m,试求:(1)A点的相对压力;(2)测压管中水面与容器中水面的高差。
题2-2图题2-3图
1-16空气中水滴直径为0.3mm时,其内部压力比外部大多少?
1-17在实验室中如果用内径0.6cm和1.2cm的玻璃管作测压管,管中水位由于毛细管现象而引起的上升高度各为多少?
1-18两块竖直的平行玻璃平板相距1mm,求其间水的毛细升高值。
《流体力学》习题(二)
2-1质量为1000kg的油液(S=0.9)在有势质量力 (N)的作用下处于平衡状态,试求油液内的压力分布规律。
(3)τ=1秒时的流线方程?
3-4已知速度场为 。求τ=1时,过(0,2)点的流线方程。

流体力学课后习题习题答案

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2-1 2.94fwd ρρ== 2-2222222222230.135 1.976 2.9270.003 1.4290.052 1.2510.760.8040.051.341/CO CO SO SO O O N N H O H Okg m ρραραραραρα=++++=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯= 2-3302732730.8109/10132527310132527317010085814321.341p kg m t ρρ=⨯=++-=⨯223250273()10273 1.57CO CO S T Pa s T S μμ-+=+=⨯223250273()10273 1.854SO SO S T Pa s T S μμ-+=+=⨯223250273()10273 2.781O O S T Pa s T S μμ-+=+=⨯22350273()102732.365N N S T Pa s T S μμ-+=+=⨯223250273()10273 1.62H O H O S T Pa s T S μμ-+=+=⨯1212121212222222222222221212121212222222222252.2310CO CO CO SO SO SO O O O N N N H O H O H O CO CO SO SO O O N N H O H OM M M M M M M M M M Pa sαμαμαμαμαμμααααα-++++=++++=⨯ 5210/2.75m s μνρ-==⨯ 2-4 8500002.5100.0002dp dp Pa dV V d ρρK =-===⨯ 2-5(1)52 3.92310(/)dp dp dpP Pa RT dV V d RT p V dp p VK =-=-=-=-=⨯(2)等熵过程有pv C γ=1511 5.492101(/)/dp dp dp Pa dV V d C p V p dp Vp γγγγ--K =-=-===⨯ 2-6 mV ρ∆∆=3153//p V m V V p V∆K K =-⇒=-=∆∆∆2-13 轴承和轴之间间隙很小,可近似认为速度在此处呈直线分布,由牛顿内摩擦定律,有()2250.760du r F Adl dy D d n P kW P Fv F r ωμμππωω⎫==⎪-⎪⎪=⇒=⎬⎪==⎪⎪⎭2-14 本题中飞轮受到惯性力和轴承中摩擦力的作用,对飞轮列出定轴转动微分方程,有 d J M dtω'=- (J 为飞轮矩,M '为摩擦力矩,G 为飞轮重力,r 为轴半径) 2604n GD d duA rg dt dyrdlrπωμμπδ=-=-代入相应数值后得0.2328Pa s μ=5-2 (1)30.1520l l h h h m h k k ''=⨯===⇒ (2)这是重力作用下的不可压流动了,此时满足Fr 数相等。

流体力学课后习题与解答

流体力学课后习题与解答

流体力学课后习题与解答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。

1.2 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。

1.3 单位质量力的国际单位是:()(a )N ;(b )Pa ;(c )kg N /;(d )2/s m 。

1.4 与牛顿摩擦定律直接有关的因素是:()(a )剪应力和压强(b )剪应力和剪应变率(c )剪应力和剪应变(d )剪应力和流速 1.5 水的动力黏度μ随温度的升高:()(a )增大;(b )减小;(c )不变;(d )不定。

1.6 流体运动黏度ν的国际单位是:()(a )2/s m ;(b )2/m N ;(c )m kg /;(d )2/m s N ?。

1.7 无黏性流体的特征是:()(a )黏度是常数;(b )不可压缩;(c )无黏性;(d )符合RT p=ρ。

1.8 当水的压强增加1个大气压时,水的密度增大约为:()(a )1/20000;(b )1/10000;(c )1/4000;(d )1/2000。

2.1 静止流体中存在:()(a )压应力;(b )压应力和拉应力;(c )压应力和剪应力;(d )压应力、拉应力和剪应力。

2.2 相对压强的起算基准是:()(a )绝对真空;(b )1个标准大气压;(c )当地大气压;(d )液面压强。

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 )35000Pa ;(d )165000Pa 。

2.5 绝对压强abs p 与相对压强p 、真空度V p 、当地大气压a p 之间的关系是:()(a )abs p =p +V p ;(b )p =abs p +a p ;(c )V p =a p -abs p ;(d )p =V p +V p 。

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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。

1.2 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。

1.3 单位质量力的国际单位是:( )(a )N ;(b )Pa ;(c )kg N /;(d )2/s m 。

1.4 与牛顿摩擦定律直接有关的因素是:( )(a )剪应力和压强(b )剪应力和剪应变率(c )剪应力和剪应变(d )剪应力和流速 1.5 水的动力黏度μ随温度的升高:( ) (a )增大;(b )减小;(c )不变;(d )不定。

1.6 流体运动黏度ν的国际单位是:( )(a )2/s m ;(b )2/m N ;(c )m kg /;(d )2/m s N ⋅。

1.7 无黏性流体的特征是:( )(a )黏度是常数;(b )不可压缩;(c )无黏性;(d )符合RT p=ρ。

1.8 当水的压强增加1个大气压时,水的密度增大约为:( )(a )1/20000;(b )1/10000;(c )1/4000;(d )1/2000。

2.1 静止流体中存在:( )(a )压应力;(b )压应力和拉应力;(c )压应力和剪应力;(d )压应力、拉应力和剪应力。

2.2 相对压强的起算基准是:( )(a )绝对真空;(b )1个标准大气压;(c )当地大气压;(d )液面压强。

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 )35000Pa ;(d )165000Pa 。

2.5 绝对压强abs p 与相对压强p 、真空度V p 、当地大气压a p 之间的关系是:( )(a )abs p =p +V p ;(b )p =abs p +a p ;(c )V p =a p -abs p ;(d )p =V p +V p 。

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 )1p >2p >3p ;(b )1p =2p =3p ; (b )(c )1p <2p <3p ;(d )2p <1p <3p 。

2.7 用U 形水银压差计测量水管A 、B 两点的压强差,水银面高差h p =10cm,A p -B p 为:( )(a )13.33kPa ;(b )12.35kPa ;(c )9.8kPa ;(d )6.4kPa 。

2.8 露池,水深5 m 处的相对压强为:( )(a )5kPa ;(b )49kPa ;(c )147kPa ;(d )205kPa 。

2.9 垂直放置的矩形平板挡水,水深3m ,静水总压力P 的作用点到水面的距离D y 为:( )2.10 在液体中潜体所受浮力的大小:( )(a )与潜体的密度成正比;(b )与液体的密度成正比;(c )与潜体淹没的深度成正比;(d )与液体表面的压强成反比。

2.12 用多管水银测压计测压,图中标高的单位为m ,试求水面的压强0p 。

2.13 绘制题图中AB 面上的压强分布图。

2.23矩形平板闸门AB,一侧挡水,已知长l=2m,宽b=1m,形心点水深c h=2m,倾45,闸门上缘A处设有转轴,忽略闸门自重及门轴摩擦力,试求开启闸门所角α=︒需拉力T。

2.24矩形闸门高h=3m,宽b=2m,上游水深1h=6m,下游水深2h=4.5m,试求:(1)作用在闸门上的静水总压力;(2)压力中心的位置。

2.25矩形平板闸门一侧挡水,门高h=1m,宽b=0.8m,要求挡水深1h超过2m时,闸门即可自动开启,试求转轴应设的位置y。

30,半径R=3m,闸门转轴与水平齐平,试求作2.26一弧形闸门,宽2m,圆心角α=︒用在闸门上的静水总压力的大小和方向。

2.27 密闭盛水容器,水深1h =60cm ,2h =100cm ,水银测压计读值h ∆=25cm ,试求半径R =0.5m 的半球形盖AB 所受总压力的水平分力和铅垂分力。

3.1 用欧拉法表示流体质点的加速度a 等于:( )(a )22d rdt;(b )u t ∂∂;(c )()u u ⋅∇;(d )u t ∂∂+()u u ⋅∇。

3.2 恒定流是:( )(a )流动随时间按一定规律变化;(b )各空间点上的流动参数不随时间变化;(c )各过流断面的速度分布相同;(d )迁移加速度为零。

3.3 一维流动限于:( )(a )流线是直线;(b )速度分布按直线变化;(c )流动参数是一个空间坐标和时间变量的函数;(d )流动参数不随时间变化的流动。

3.4 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 )合加速度为零 3.5 无旋流动限于:( )(a )流线是直线的流动(b )迹线是直线的流动(c )微团无旋转的流动(d )恒定流动3.6 变直径管,直径1d =320mm,2d =160mm,流速1v =1.5m/s 。

2v 为:( ) (a )3m/s ;(b )4m/s ;(c )6m/s ;(d )9m/s 。

3.13不可压缩流体,下面的运动能否出现(是否满足连续性条件)?(1)x u =222y x +;y u =)2(23y y x x -- (2)x u =y xt 2+;y u =yt xt -2(3)x u =xz y 22+;y u =yz x yz 22+-;z u =432221y x z x +3.14已知不可压缩流体平面流动,在y 方向的速度分量为y u =2y -2x +2y 。

试求速度在x 方向的分量x u 。

4.1等直径水管,A-A为过流断面,B-B数有以下关系:()4.2伯努利方程中z+pgρ+22vgα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。

4.3水平放置的渐扩管,如忽略水头损失,断面形心点的压强,有以下关系:()24.4黏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。

4.5黏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。

4.8利用皮托管原理,测量水管中的点速度v。

如读值h∆=60mm,求该点流速。

4.10水在变直径竖管中流动,已知粗管直径1d=300mm,流速1v=6sm/。

为使两断面的压力表读值相同,试求细管直径(水头损失不计)。

d 24.11为了测量石油管道的流量,安装文丘里流量计,管道直径1d =200mm ,流量计喉管直径2d =100mm ,石油密度ρ=8503/m kg ,流量计流量系数μ=0.95。

现测得水银压差计读书p h =150mm ,问此时管中流量Q 是多少。

4.17水由喷嘴射出,已知流量Q =0.4s m /3,主管直径D =0.4s m /,喷口直径d =0.1m ,水头损失不计,求水流作用在喷嘴上的力。

d4.19矩形断面的平底渠道,其宽度B 为2.7m ,渠底在某断面处抬高0.5m ,该断面上游的水深为2m ,下游水面降低0.15m ,如忽略边壁和渠底阻力,试求:(1)渠道的流量;(2)水流对底坎的冲力。

0m7.1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 :( )(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:( )(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:( )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:( )27.5并联管道1、2、3、A 、B 之间的水头损失是:( )17.6长管并联管道各并联管段的:( )(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:( )37.10水箱用隔板分为A 、B 两室,隔板上开一孔口,其直径1d =4cm ,在B 室底部装有圆柱形外管嘴,其直径2d =3cm 。

已知H =3m ,3h =0.5m ,试求:(1)1h ,2h ;(2)流出水箱的流量Q 。

7.11有一平底空船,其船底面积Ω为82m0.5m9.8kN ,现船底破一直径10cm 的圆孔,水自圆孔漏入船中,试问经过多少时间后船将沉没。

7.14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 ,沿程摩阻系数λ=0.02,局部损失系数:进口a ζ=0.5,转弯b ζ=0.2,出口c ζ=1,试求流量及管道最大超高断面的真空度。

7.16水从密闭容器A ,沿直径d =25mm ,长l =10m 的管道流入容器B ,已知容器A 水面的相对压强1p =2at ,水面高1H =1m ,2H =5m ,沿程摩阻系数λ=0.025,局部损失系数:阀门v ζ=4.0,弯头b ζ=0.3,试求流量。

8.1明渠均匀流只能出现在:( )(a )平坡棱柱形渠道;(b )顺坡棱柱形渠道;(c )逆坡棱柱形渠道;(d )天然河道中。

8.2水力最优断面是:( )(a )造价最低的渠道断面;(b )壁面粗糙系数最小的断面;(c )过水断面积一点,湿周最小的断面;(d )过水断面积一定,水力半径最小的断面。

8.3水力最优矩形渠道断面,宽深比/b h 是:( )(a )0.5;(b )1.0;(c )2.0;(d )4.0。

8.8在流量一定,渠道断面的形状、尺寸和壁面粗糙一定时,随底坡的增大,正常水深将:(a )增大;(b )减小;(c )不变;(d )不定。

8.9在流量一定,渠道断面的形状、尺寸一定时,随底坡的增大,临界水深将:( )(a )增大;(b )减小;(c )不变;(d )不定。

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