华科 流体力学-参考试题及解答2
华中科技大学流体力学课后习题答案完整版
解: v |(1,2) =
v
2 x
+
v
2 y
|(1,2) = 30.41m / s ;
a=
a
2 x
+
a
2 y
|(1,2) =
(∂vx / ∂x ⋅ vx )2 + (∂vy / ∂x ⋅ vx + ∂vy / ∂y ⋅ vy )2 = 167.71m / s2 。
2.4 (1) ax = 35, a y = 15 ;(2)260。
直立部分: P2
=
ρg⎜⎛ h ⎝
+
h ⎟⎞ ⋅ hB 2⎠
=
3 2
ρgh 2 B
方向向左;作用点距离水平面为
yD
=
3 2
h+
Bh3 12 3h 2 ⋅ Bh
=
14 h 9
⇒ L2 = 2h −14h 9 = 4h 9 M 2 = P2 ⋅ L2 = 2ρgh3 B 3
于是关闭闸门所需的力 P 由力矩平衡方程
H2
− h2
设此合力的作用点距底部 x 处,则
( ) R ⋅ x = P1 ⋅ H 3 − P2 ⋅ h 3 = ρgB H 3 − h3 6
将 H = 7.5m
⇒
x
=
H
2 + Hh + h2
3(H + h)
h = 3m B = 5m 代入得 R = 1160KN
x = 2.79m
1.29 解:闸门自动开启,此时压力中心 D 应与 O 点重合;水位超过 H,则压力中心 D 高
解:(1) ax |(2,1) = (∂vx / ∂x ⋅ vx + ∂vx / ∂y ⋅ v y ) |(2,1) = 35 ,
华中科技大学流体力学习题参考答案(1)
严新华主编《水力学(修订本)》教材(科技文献出版社2001年版)部分习题参考答案第一章 习题答案1-1 水的运动粘性系数s m /10006.126-⨯=ν;空气的动力粘性系数s Pa ⋅⨯=-51081.1μ。
1-2 活塞移动速度s m V /49.0=。
1-3 动力粘性系数s Pa ⋅=151.0μ。
1-4 2/5.11m N =τ。
1-5 阻力矩m N M ⋅=6.39。
第二章 习题答案2-1(a )图中2/6.68m KN p A =;绝对压强2/93.169m KN p A='。
(b )图中22/4.29,0,/6.19m KN p p m KN p A B C -===;绝对压强222/93.71,/33.101,/93.120m KN p m KN p m KN p AB C ='='='。
2-2 20/4900m N p -=;液面真空值20/4900m N p V =。
2-3(1)2/54.115m KN p A =';2/47.17m KN p A =。
(2)压力表读数m h m KN p M 213.1,/63.92==。
2-4 A 点表压强2/8.9m KN p A -=;液面空气真空度2/6.19m KN p V =。
2-5 m H 40.0=。
2-6 cm h 1284=。
2-7 O H 84.172mmh V =。
2-8 ①2/22.185m KN p p B A =-;②2/42.175m KN p p B A =-。
2-9 ⑴21/86.1m KN p p B A -=-为油时:ρ;⑵21/784.0m KN p p B A -=-为空气时:ρ。
2-10 ⎪⎭⎫⎝⎛-='b a 1ρρ;gH b a p p BA ρ=-。
2-11 241/1084.118m N p ⨯=。
2-12 )/3.101(/84.37822m KN p m KN p a =='取:。
华科船舶流体力学 习题答案
习题二2.1 设质量力222222f ()()()y yz z z zx x x xy y =++++++++i j k 在此力场中,正压流体和斜压流体是否可以保持静止?说明原因。
解:22(22)(22)()0f y z i z x j x xy y k ∇⨯=-+-+++≠ 333333()2222220f f y z z x x y⋅∇⨯=-+-+-= 固正压流体不能保持静止,斜压流体可以保持静止。
2.2 在自由面以下10m 深处,水的绝对压力和表压分别是多少?假定水的密度为1000kg 3m -,大气压为101kpa 。
解: 表压为:10p p p gh ρ=-==1000*9.81=98100pa. 绝对压力为:10p p p =+=98100+101000=199100pa.2.3 正立方体水箱内空间每边长0.6m,水箱上面装有一根长30m 的垂直水管,内径为25mm,水管下端与水箱内部上表面齐平,箱底是水平的。
若水箱和管装满水(密度为1000kg 3m - ),试计算:(1)作用在箱底的静水压力;(2)作用在承箱台面上的力。
解: (1)p gh ρ==1000*9.8*(30+0.6)=300186pa (2) F gv ρ==1000*9.8*(0.216+0.015)=2264N.2.4 如题图2.4所示,大气压力为a p =100kN 2m -,底部A 点出绝对压力为130kN 2m - ,问压力计B 和压力计C 所显示的表压各是多少?解:C 表显示:1c A p p gh ρ=-=130-9.81*1=120.43kN 2m -B 表显示:2B A p p gh ρ=-=100+9.81*1*3=139.43kN 2m -2.5 倾斜式微压计由贮液杯和倾斜管组成,如题图2.5所示,贮液杯内自由面上的压力为大气压力a p ,斜管接待测压力p(<a p ),若p=a p 时斜管中液柱读数为0a ,试证明 00()(1)sin sin a sp p g a a s ραα-=-+式中,a 为测压时斜管中液柱的读数;s 为斜管的横截面积;0s 为贮液杯的横截面积;α为斜管的倾斜角。
流体力学试题库(含答案)
流体力学试题库(含答案)一、单选题(共40题,每题1分,共40分)1、()的分子间隙最小。
A、固体B、流体C、气体D、液体正确答案:A2、金属压力表的读数值是()。
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正确答案:B3、当容器内工质的压力大于大气压力,工质处于()A、标准状态B、负压状态C、临界状态D、正压状态正确答案:D4、以绝对真空为基准点计算的压力值称为()。
A、相对压力B、真空压力C、绝对压力D、真空度正确答案:C5、将极细测压管插入水中,毛细现象会使得液位()A、都有可能B、不变C、上升D、下降正确答案:C6、在圆管流中,层流的断面流速分布为()。
A、抛物线规律B、均匀规律C、对数曲线规律D、直线变化规律正确答案:A7、露天水池,水深5m处的相对压强为()。
A、5kPaB、49kPaC、147kPaD、205kPa正确答案:B8、按连续介质的概念,流体质点是指()A、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B、几何的点C、流体的分子D、流体内的固体颗粒正确答案:A9、沿程损失产生的原因是( )。
A、流体质点之间发生碰撞B、紊流流动C、流体与管壁面以及流体之间存在切应力D、流动存在旋涡正确答案:C10、伯努利方程说明,流体在水平管内定常流动中,压力下降()A、都可能B、流速下降C、流速不变D、流速上升正确答案:D11、水沿水平放置的有压管道流动,已知管径为100毫米,流量为0.0314立方米/秒,则平均流速为()A、3.14米/秒B、4米/秒C、2米/秒D、1米/秒正确答案:B12、球形阀的阀体制成流线型是为了()。
A、减少流动阻力损失B、减少沿程阻力损失C、制造方便D、外形美观正确答案:A13、沿程水头损失随水流的流程增长而()。
A、减少B、不确定C、增大D、不变正确答案:C14、伯努利方程中Z+P/ρg表示()A、通过过流断面的流体所具有的总机械能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、单位重量流体具有的测压管能头正确答案:D15、在圆管中,粘性流体的流动是层流还是紊流状态,主要依据于( )。
流体力学I—2015试卷A答案
华中科技大学机械科学与工程学院2015 ——2016 学年度第一学期《流体力学》考试试卷(A卷)(考试时间:150分钟考试方式:闭卷√开卷□半开卷□)专业班级学号姓名成绩一、基础选答题(20分)(只有一个最佳答案)1、流体的动力粘度(D )。
A. 仅取决于分子运动产生的动量交换B.随温度的升高而增大C. 随温度的升高而减小D.与分子运动产生的动量交换和分子内聚力有关2、理想流体中的应力只有压强,这是因为( A )。
A. 忽略了粘性作用B. 没有加速度C. 变形速度为零D.密度不变4、运用总流伯努利方程时,必须在缓变流截面上的(B )取位置水头和压强水头值。
A. 任意两点B. 同一点C. 形心点D. 最高点5、管流某处的真空度为410Pa,则该处的绝对压强为(A )。
⨯Pa,当地大气压为56.510A. 35000PaB. 65000PaC. 165000PaD. -65000Pa6、粘性流体在等截面直圆管内的流动是层流还是湍流,可以由( B )进行判断。
A. 圆管直径B. 雷诺数C. 流体粘度D. 马赫数7、对总流的两个缓变流截面运用总流伯努利方程时,两截面之间( C )。
A. 必须都是缓变流B. 必须都是急变流C.可以有急变流也可有缓变流8、管道中紊流运动,过水断面流速分布符合( D )A、均匀分布B、直线变化规律C 、抛物线规律D 、对数曲线规律9、可压缩气流在拉伐尔管内做等熵流动,当拉伐尔管出口流速超过声速,其最小断面处的流速( B )。
A.必超过声速B.为声速C.必小于声速D.不能确定 10、流体运动粘性系数 υ 的量纲是 ( A )A. ][12-T LB. ][2-T M LC. ][22-T M L二、一直径为d =200mm 的圆盘在敷有润滑油的平面上匀速转动,转速为n=600r/min ,圆盘与平面间的间隙为δ=0.25mm ,油的粘度为μ=1.8x10-2Pa.s ,求驱动圆盘转动的力矩T 为多少?(10分)解 : 取图示圆盘微元,则 微元面积 2dA rdr π=微元上的牛顿内摩擦切应力为,由于间隙很小,可认为间隙δ方向速度梯度为常数。
流体力学试题库(含参考答案)
流体力学试题库(含参考答案)一、单选题(共70题,每题1分,共70分)1、离心泵的扬程是指()A、从泵出口到管路出口间的垂直高度,即压出高度B、IN液体经泵后获得的能量C、Ikg液体经泵后获得的能量D、液体的升扬高度正确答案:B2、采用出口阀门调节离心泵流量时,开大出口阀门扬程()A、增大B、不变C、先增大后减小D、减小正确答案:D3、试比较离心泵下述三种流量调节方式能耗的大小:①阀门调节(节流法);②旁路调节;③改变泵叶轮的转速或切削叶轮()A、②>③>①B、①>③>②C、②>①〉③D、①>②>③正确答案:C4、某气体在等径的管路中作稳定的等温流动,进口压力比出口压力大,则进口气体的平均流速()出口处的平均流速A^不能确定B、大于C、等于D、小于正确答案:D5、8B29离心泵()A、流量为29m3∕h,效率最高时扬程为8mB、泵吸入口直径为8cm,效率最高时扬程约为29mC、效率最高时扬程为29m,流量为8D、泵吸入口直径为20Omnb效率最高时扬程约为29m正确答案:D6、影响流体压力降的主要因素是()A、流速B、密度C、压力D、温度正确答案:A7、下列流体输送机械中必须安装稳压装置和除热装置的是()A^旋转泵B、离心泵C、往复泵D、往复压缩机正确答案:D8、离心泵的特性曲线不包括()A、流量功率线B、功率扬程线C、流量扬程线D、流量效率线正确答案:B9、转子流量计的设计原理是依据()A、流动的速度B、液体对转子的浮力C、流体的密度D、流动时在转子的上、下端产生了压强差正确答案:D10、泵若需自配电机,为防止电机超负荷,常按实际工作的()计算轴功率N,取(1.1-1.2)N作为选电机的依据。
A、最小流量B、最大扬程C、最小扬程D、最大流量正确答案:D11、下列四种流量计,哪种不属于差压式流量计的是()A、文丘里流量计B、喷嘴流量计C、孔板流量计D、转子流量计正确答案:D12、升高温度时,液体的黏度将(),而气体的黏度将减小。
流体力学试题及答案..(可编辑修改word版)
一、填空题流体力学复习题-----2013 制1、1mmH2O= 9.807 Pa2、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。
全11、理想流体伯努力方程z + p + u 2= 常数中,其中 + p 称为 z测压管 水头。
r 2g r12、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 p +- +u 2中 ,(z 1 - z 2)( g ) 2p +(z 1 - z 2)( -g ) 称势 压, u 2p +2压, p +- +u 2称总压(z 1 - z 2)( g ) 220、紊流射流的动力特征是 各横截面上的动量相等。
流体力学练习题库+参考答案
流体力学练习题库+参考答案一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、离心泵抽空、无流量,其发生的原因可能有:①启动时泵内未灌满液体;②吸入管路堵塞或仪表漏气;③吸入容器内液面过低;④泵轴反向转动;⑤泵内漏进气体;⑥底阀漏液。
你认为可能的是( )A、①③⑤B、全都是C、全都不是D、②④⑥正确答案:B2、用离心泵向高压容器输送液体,现将高压容器改为常压容器,其它条件不变,则该泵输送液体流量( ),轴功率()。
A、增加B、不确定、不变C、减小D、增加、增加正确答案:D3、转子流量计的设计原理是依据 ( )A、液体对转子的浮力B、流动时在转子的上、下端产生了压强差C、流体的密度D、流动的速度正确答案:B4、为防止离心泵发生气缚现象,采取的措施是( )。
A、降低被输送液体的温度B、降低泵的安装高度C、关小泵出口调节阀D、启泵前灌泵正确答案:D5、单级单吸式离心清水泵,系列代号为( )A、ISB、DC、SHD、S正确答案:A6、某塔高30m,进行水压试验时,离塔底l0m高处的压力表的读数为500kPa,(塔外大气压强为100kPa)。
那么塔顶处水的压强( )A、698.1kPaB、无法确定C、600kPaD、403.8kPa正确答案:D7、离心泵内导轮的作用是( )A、密封B、转变能量形式C、改变叶轮转向D、增加转速正确答案:B8、一台离心泵开动不久,泵入口处的真空度正常,泵出口处的压力表也逐渐降低为零,此时离心泵完全打不出水。
发生故障的原因是( )A、忘了灌水B、吸入管路堵塞C、吸入管路漏气D、压出管路堵塞正确答案:B9、某泵在运行的时候发现有汽蚀现象应( )A、检查进口管路是否漏液B、停泵向泵内灌液C、降低泵的安装高度D、检查出口管阻力是否过大正确答案:A10、离心泵在正常运转时,其扬程与升扬高度的大小比较是( )A、扬程<升扬高度B、扬程>升扬高度C、扬程=升扬高度D、不能确定正确答案:B11、离心通风机铭牌上的标明风压是100mmH2O意思是( )A、输任何条件的气体介质的全风压都达到l00mmH2OB、输送任何气体介质当效率最高时,全风压为l00mmH2OC、输送20℃,l01325Pa、的空气,在效率最高时全风压为l00mmH2OD、输送空气时不论流量的多少,全风压都可达到100mmH2O正确答案:C12、泵将液体由低处送到高处的高度差叫做泵的( )A、吸上高度B、升扬高度C、扬程D、安装高度正确答案:B13、离心泵在启动前应()出口阀,旋涡泵启动前应( )出口阀A、关闭,打开B、关闭,关闭C、打开,关闭D、打开,打开正确答案:A14、离心泵发生气蚀可能是由于( )。
工程流体力学复习题(华科题库)
华北科技学院工程流体力学期末复习题流体力学一、名词解释。
1、流体:在静力平衡时,不能承受拉力或剪力的物体。
2、连续介质:由无穷多个、无穷小的、紧密毗邻、连绵不断的流体质点所组成的一种绝无间隙的连续介质。
3、流体的黏性:流体运动时,其内部质点沿接触面相对运动,产生的内摩擦力以阻抗流体变形的性质。
4、流体的压缩性:温度一定时,流体的体积随压强的增加而缩小的特性。
5、流体的膨胀性:压强一定时,流体的体积随温度的升高而增大的特性。
6、不可压缩流体:将流体的压缩系数和膨胀系数都看做零,称作不可压缩流体。
/密度等于常数的流体,称作不可压缩流体。
7、可压缩流体:流体的压缩系数和膨胀系数不等于零,称作可压缩流体。
/密度不等于常数的流体,称作可压缩流体。
8、质量力:指与流体微团质量大小有关并且集中作用在微团质量中心上的力。
9、表面力:指与流体表面积有关且分布作用在流体表面上的力。
10、等压面:流体中压强相等的各点所组成的平面或曲面叫做等压面。
11、绝对压强:以绝对真空或完全真空为基准计算的压强称绝对压强。
12、相对压强:以大气压强为基准计算的压强称相对压强。
13、真空度:如果某点的压强小于大气压强时,说明该点有真空存在,该点压强小于大气压强的数值称真空度。
14、迹线:指流体质点的运动轨迹,它表示了流体质点在一段时间内的运动情况。
15、流线:指流体流速场内反映瞬时流速方向的曲线,在同一时刻处在流线上所有各点的流体质点的流速方向与该点的切线方向重合。
16、定常流动:如果流体质点的运动要素只是坐标的函数而与时间无关,这种流动称为定常流动。
17、非定常流动:如果流体质点的运动要素,既是坐标的函数又是时间的函数,这种流动称为非定常流动。
18、流面:通过不处于同一流线上的线段的各点作出的流线,则可形成由流线组成的一个面称为流面。
19、流管:通过流场中不在同一流面上的某一封闭曲线上的各点做流线,则形成由流线所组成的管状表面,称为流管。
流体力学习题与参考答案
09流体力学习题1及参考答案一、单项选择题(共15分,每小题1分)1、下列各力中,属于质量力的是( )。
A .离心力B .摩擦力C .压力D .表面力2、下列关于流体粘性的说法中,不准确的说法是( )。
A .粘性是实际流体的固有属性B .构成流体粘性的因素是流体分子间的吸引力C .流体粘性具有传递运动和阻碍运动的双重性D .动力粘度与密度之比称为运动粘度3、在流体研究的欧拉法中,流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成,当地加速度反映()。
A .流体的压缩性B .由于流体质点运动改变了空间位置而引起的速度变化率C .流体速度场的不稳定性D .流体速度场的不均匀性4、重力场中流体的平衡微分方程为( )。
A .gdz dp -=B .gdz dp ρ=C .dz dp ρ-=D .gdz dp ρ-=5、无旋流动是指( )的流动。
A .速度环量为零B .迹线是直线C .流线是直线D .速度环量不为零6、压强的量纲[]p 是( )。
A .[]2-MLt B .[]21--t ML C .[]11--t ML D .[]1-MLt7、已知不可压缩流体的流速场为 则流动不属于( )。
A .非均匀流B .非稳定流动C .稳定流动D .三维流动8、动量方程的适用条件是( ) 。
0 ),,(),(⎪⎩⎪⎨⎧===w t z xf z y f u υinout QV QV F )()(ρρ∑-∑=∑A.仅适用于理想流体作定常流动B.仅适用于粘性流体作定常流动C.适用于理想流体与粘性流体作定常或非定常流动D.适用于理想流体与粘性流体作定常流动9、在重力场中作稳定流动的系统,沿流动方向总水头线维持水平的条件是( ) 。
A.管道是水平放置的B.流体为不可压缩流体C.管道是等径管D.流体为不可压缩理想流体10、并联管道系统中,其各支管单位质量流体的能量损失()。
A.不相等B.之和为总能量损失C.相等D.不确定11、边界层的基本特征之一是()。
流体力学习题及答案
1-10某气体的重度为11.75N/m3,运动粘度为0.157cm2/s,试求其动力粘度。
1-11温度为20℃的空气在直径为2.5cm的管道中流动。在距管壁1mm处空气流速为3cm/s,试求:(1)管壁处的切应力;(2)单位管长的粘性阻力。
2-28一封闭容器,直径D=0.6m,高H=0.5m,内装水深至h=0.4m,上部装比重S=0.8的油。封闭容器的上盖中心有一小孔,当容器绕z轴旋转时,使油水分界面下降至底部中心,试求:(1)这时的旋转角速度;(2)a、b、c、d各点的压力(用mH2O表示);(3)液体作用在容器底和顶盖上的力。
题2-28图题2-29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。
题2-30图题2-31图
2-31有一三角形闸门,可绕AB轴旋转,油液的重度为γ,求液体对闸门的总压力及总压力对AB轴的力矩。
2-32倾斜的矩形平板闸门,长为AB,宽b=2m,设水深h=8m,试求作用在闸门上的静水总压力及其对端点A的力矩。
题2-32图题2-33图
2-33矩形平板闸门,宽b=0.8m,高h=1m,若要求箱中水深h1超过2m时闸门即可自动开启,铰链的位置y应设在何处?
2-38用一圆柱形圆木挡住左边的油,油层浮在水面上,设圆木正处于平衡状态,试求:(1)单位长圆木对岸的推力;(2)单位长圆木的重量;(3)圆木的比重。
华中科技大学2021年《流体力学》期末选择题及答案解析
1.题目:( )如果流体是均质的,则其密度为。
A.G╱V B.M╱V C.V╱M D.V╱G参考答案:B2.题目:( )下列单位中是重度的单位。
A.kg╱m3 B.N╱m3 C.m3╱kg D.无量纲系数参考答案:B3.题目:( )体积膨胀系数的物理意义是当不变时,每增加单位所产生流体的相对变化率,正确的填空顺序是。
A、A.温度体积压强B.压强温度体积B、C.压强体积温度D.温度压强体积参考答案:B4.题目:( )气体当满足下列的条件时,其粘度增加。
A.压强增大,温度降低B.压强减小,温度降低C.压强增大,温度升高D.压强减小,温度升高参考答案:D5.题目:( )如不特殊指出,流量的单位通常不是指下列中的。
A.m3╱s B.l╱min C.l╱s D.kg╱s参考答案:D6.题目:( )管中流量一定时,流体的流动状态(雷诺数)与直径成。
A.正比B.反比C.不一定D.无关参考答案:B7.题目:( )对于Z1+ P1╱γ1+U12╱2g= Z2+ P2╱γ2+U22╱2g+hf下列说法哪个是正确的?A.方程是帕斯卡定率的表达式B.方程既适用于层流的流动也适用于湍流的流动C.方程是理想流体的伯努利方程D.方程式适用于各种汇合及分支流动参考答案:B8.题目:( )两不同形状的容器底面积A1=A2,盛满高度为h的两种质量均为1千克液体,则液体作用在内底部的作用力P1、P2应是。
A.相同B.不同C.P1:P2 D.P1P2参考答案:B9.题目:( )流体与固体的主要别在于流体的。
A.粘性B.易流性C.粘度D.流动阻力参考答案:B10.题目:( )管中层流时,中心处的流速是平均流速的倍。
A.1.2倍B.2.0倍C.2.5倍D.1.5倍参考答案:B11.题目:( )管中层流时过流断面上的流速分布。
A.趋于平面B.呈抛物面C.趋于圆锥面D.呈半圆面参考答案:B12.题目:( )管中层流时,水头损失正比于流速的次方。
流体力学试题及参考答案
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.物理方程等式两边的量纲或因次一定相等。
(T)2.为了减小压差阻力,就应该设法推迟边界层分离现象的发生。
(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.线当马赫数小于一时,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.流动相似指的是两个流动系统所有对应点的对应物理量之比相等,具体地说,就是要满足,几何相似、运动相似和动力相似。
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.流动相似的主导因素是动力相似,只有满足了这一点才能保证运动相似。
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.马赫准则要求两种流动的惯性力与由于压缩性引起的弹性力成比例。
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。
流体力学考试试题(附答案)
一、单项选择题1.与牛顿内摩擦定律有关的因素是〔A〕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.流体是一种〔D〕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。
3.圆管层流流动,过流断面上切应力分布为〔B〕A.在过流断面上是常数;B.管轴处是零,且与半径成正比;C.管壁处是零,向管轴线性增大;D. 按抛物线分布。
4.在圆管流中,层流的断面流速分布符合〔C〕A.均匀规律;B.直线变化规律;C.抛物线规律;D. 对+曲线规律。
5. 圆管层流,实测管轴线上流速为4m/s,那么断面平均流速为〔〕A. 4m/s;B. 3.2m/s;C. 2m/s;D. 1m /s。
6.应用动量方程求流体对物体的合力时,进、出口的压强应使用〔〕A 绝对压强B 相对压强C 大气压D 真空度7.流量为Q ,速度为v 的射流冲击一块与流向垂直的平板,那么平板受到的冲击力为〔〕A QvB Qv 2C ρQvD ρQv 28.在〔D 〕流动中,伯努利方程不成立。
(A)定常 (B) 理想流体 (C) 不可压缩 (D) 可压缩9.速度水头的表达式为〔D 〕 (A)h g 2 (B)2ρ2v (C) 22v (D) g v 2210.在总流的伯努利方程中的速度v 是〔B 〕速度。
(A) 某点 (B) 截面平均 (C) 截面形心处 (D) 截面上最大11.应用总流的伯努利方程时,两截面之间〔D 〕 。
(A)必须都是急变流 (B) 必须都是缓变流(C) 不能出现急变流 (D) 可以出现急变流12.定常流动是〔B 〕A.流动随时间按一定规律变化;B.流场中任意空间点的运动要素不随时间变化;C.各过流断面的速度分布一样;D.各过流断面的压强一样。
13.非定常流动是 〔B 〕A. 0=∂∂t uB. 0≠∂∂t uC. 0=∂∂s uD.0≠∂∂s u 14.任意形状平面壁上静水压力的大小等于〔C 〕处静水压强乘以受压面的面积。
流体力学课后习题与解答(供参考)
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。
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 )表面张力。
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 与牛顿内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 。
流体力学练习题及答案解析
流体力学练习题及答案一、单项选择题1、下列各力中,不属于表面力的是()。
A .惯性力B .粘滞力C .压力D .表面张力2、下列关于流体粘性的说法中,不准确的说法是()。
A .粘性是实际流体的物性之一B .构成流体粘性的因素是流体分子间的吸引力C .流体粘性具有阻碍流体流动的能力D .流体运动粘度的国际单位制单位是m 2/s3、在流体研究的欧拉法中,流体质点的加速度包括当地加速度和迁移加速度,迁移加速度反映()。
A .由于流体质点运动改变了空间位置而引起的速度变化率B .流体速度场的不稳定性C .流体质点在流场某一固定空间位置上的速度变化率D .流体的膨胀性4、重力场中平衡流体的势函数为()。
A .B .C .D .5、无旋流动是指()流动。
A .平行B .不可压缩流体平面C .旋涡强度为零的D .流线是直线的gz -=πgz =πz ρπ-=z ρπ=6、流体内摩擦力的量纲是()。
A. B. C. D.7、已知不可压缩流体的流速场为,则流动属于()。
A .三向稳定流动B .二维非稳定流动C .三维稳定流动D .二维稳定流动8、动量方程的不适用于()的流场。
A .理想流体作定常流动B .粘性流体作定常流动C .不可压缩流体作定常流动D .流体作非定常流动9、不可压缩实际流体在重力场中的水平等径管道内作稳定流动时,以下陈述错误的是:沿流动方向()。
A .流量逐渐减少B .阻力损失量与流经的长度成正比 C .压强逐渐下降D .雷诺数维持不变10、串联管道系统中,其各支管内单位质量流体的能量损失()。
A .一定不相等B .之和为单位质量流体的总能量损失C .一定相等D .相等与否取决于支管长度是否相等[]F []1-MLt []21--t ML []11--t ML []2-MLt xyj zi x 2V 2+=in out QV QV F )()(ρρ∑-∑=∑11、边界层的基本特征之一是()。
流体力学作业2答案
作业2答案(第3章、第4章)第3章一、选择题1、流体运动的连续性方程是根据(C)原理导出的。
A、动量守恒B、质量守恒C、能量守恒D、力的平衡2、流线和迹线重合的条件为( C )A、恒定流B、非恒定流C、非恒定均匀流二、判断题1、以每个流体质点运动规律为研究对象的方法称为拉格朗日法。
(正确)2、恒定流一定是均匀流。
(错误)3、涡流是指流体质点在运动中不绕自身轴旋转的流动。
(正确)4、无旋流就是无涡流。
(正确)5、非均匀流一定是非恒定流。
(错误)三、简答题1、述流体运动的两种方法是什么?简述其内容。
答:研究流体运动有两种不同的观点,因而形成两种不同的方法:一种方法是从分析流体各个质点的运动着手,即跟踪流体质点的方法来研究整个流体的运动,称之为拉格朗日法;另一种方法则是从分析流体所占据的空间中各固定点处的流体的运动着手,即设立观察站的方法来研究流体在整个空间里的运动,称其为欧拉法2. 流体微团体运动分为哪几种形式?答:①平移②线变形③角变形④旋转变形。
3. 写出恒定平面势流中流函数、势函数与流速的关系。
(改为:写出恒定平面势流中流函数具有的性质,流函数与流速势的关系。
)答:流函数具有的性质(1)流函数相等的点组成的线即流线,或曰,同一流线上个点的流函数为常数。
(2)两流线间的函数值之差为为单宽流量。
(3)平面势流的流函数为一个调和函数。
答:流函数与流速势的关系(1)流函数与势函数为调和函数。
(2)等势线与等流函数线正交。
4.什么是过流断面和断面平均流速?为什么要引入断面平均流速?答:与流线正交的断面叫过流断面。
过流断面上点流速的平均值为断面平均流速。
引入断面平均流速的概念是为了在工程应用中简化计算。
5.如图所示,水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道,试问:(1)当阀门开度一定,上游水位保持不变,各段管中,是恒定流还是非恒定流?是均匀流还是非均匀流?(2)当阀门开度一定,上游水位随时间下降,这时管中是恒定流还是非恒定流?(3)恒定流情况下,当判别第II 段管中是渐变流还是急变流时,与该段管长有无关系?答:(1)是恒定流。
华中科技大学流体力学第七章-2全解
j
p z
k
dxi
dyj
dzk
PF x
dx
PF y
dy
PF z
dz
1
p x
dx
p y
dy
p z
dz
dPF
dp
定义 如果流体密度只是当地压强的单值函数,即
p
该流体为正压流体。
此时,可以定义一空间函数
PF
dp
p
1
或者
PF
p ρ
PF -- 压强函数
PF
dp
p
PF
1 p ρ
解
L udx vdy L 6ydx 8xdy
在圆 x2 + y2 = 1上,
x cos
y sin
其速度环量为
2
2
0 6sind(cos ) 0 8cosd(sin ) 14
2.旋涡强度
涡量 -- 速度场的旋度
v 2
1 v
2
面积A上的涡通量 -- 涡量在 A 上法向分量的积分 也称为旋涡强度(或涡强)
例 密度是常数的均质不可压缩流体 是 正压流体,
ρC
PF
p
例 等熵流动的均质气体 是 正压流体,
p
1 ρ
p
p
C
PF
1
p
1
p
1 ρ
p
1
1
PF
dp
c
p
dp
1
c p 1
1
1
p
c
p
p 1
例 大气层中的空气 不是 正压流体,因为在大气层中 空气的密度不仅随压强变化,还与温度、湿度有关。
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参考试题2
注:水密度31000kg /m ρ=,空气绝热指数 1.4γ=,空气气体常数287 J/(kg K)R =⋅,重力加速度29.8m/s g =。
一.(14分)如图所示,矩形闸门宽120cm ,长90 cm ,顶端悬挂于点A ,闸门在自身重量的作用下保持关闭。
假设闸门总重9800N ,重心位于点G 。
试确定刚可以使闸门开启的水深h 。
解:建立如图所示的坐标系xoy ,图中 l h
h =
︒
=sin .601155
y l e
h y y J y A y be y be y e y c D c cx
c c c c c
=-
=-=+=+⋅=+2
1155045112112
32.. 45.0155.10675.01212-==-∴h y e
y y c c D 45.0155.10675
.045.0)(2-+=-+=∴h y y e AD c D
2.19.0)60sin 2
(⨯⨯︒-
⋅==e
h g A gh P c ρρ而 闸门刚开启时,有:G P AD ⨯=⋅03.
即:980398092600912045006751155045...(.sin )..(....)⨯=⨯-⨯︒⨯⨯⨯+-h h 化简得:h h 2
127
03440-+=.. 解上面这个方程得:h m 1088
=.(), h m 2039=.()(不合题意,舍去) 故,刚使闸门打开的水深h 为0.88m 。
二.(14分)如图所示,两股速度同为V 的圆截面水射流汇合后成伞状体散开。
假设两股射流的直径分别为1d 和2d ,并且不计重力影响,试求散开角θ与1d 和2d 之间的关系;又如果127.0d d =,试计算散开角θ。
解:如图6所示,在1-1(或2-2)断面及3-3断面列伯努利方程,可得:
V V V V ==321)(
选取1-1、2-2及3-3断面间的液体所占据的空间做为控制体,有:
()
2221214
d d V Q Q Q +⋅
=+=π
在x 方向列动量方程,有:
()0cos 2211=--=∑V Q V Q QV F x ρρθρ
()212211cos Q Q V V Q V Q QV -=-=θ即
2
2
2
12
2
2121cos d d d d Q Q Q +-=-=∴
θ 3423.049.049.0cos 7.02
1
212
12112=+-==d d d d d d θ时当 7098.69≈=∴
θ
三.(12分)用图示水泵把低池中的水泵入高池,两池水面高度差30m H =,吸水管长112m L =,压水管长2100m L =,两管直径250mm d =,沿程损失系数0.02λ=,吸水管局部损失系数 5.0ζ=,不计压水
管局部损失。
假设流量3
0.1 m /s Q =,水泵效率
0.7η=,水泵进口截面真空压强为6.5m 水柱,试求水泵的最大安装高度s h 和水泵功率N 。
解:
11
6.5 m p p ρρ=-=-真空g g 12
4 2.037 m/s Q
V d π=
= 2
111012s p V L h g g
d λςρ⎛⎫=++++ ⎪
⎝⎭
6.288 m s h =
2112242.62 kw V l l gQ H g d N ρλςη
⎡⎤+⎛⎫++ ⎪⎢⎥
⎝⎭⎣⎦==
四.(12分)已知平面势流速度分布为22 (m/s)u x y x =-+,2(m/s)v xy y =--。
(1)是否存在速度势函数?如果存在,求出速度势函数;(2)是否存在流函数?如果存在,求出流函数;(3)假设流体密度31.2kg/m ρ=,无穷远处压强和速度分别为101 kPa p ∞=和0V ∞=,求点()0,20 (m)处的压强。
解:(1) 12(2)02z u v y y y x ω⎛⎫
∂∂=
-=---= ⎪∂∂⎝⎭
, 无旋流动,存在速度势函数 22u x y x x ϕ∂==-+∂, 积分,322
1()32
x x xy f y ϕ=-++ 2,v xy y y
ϕ∂==--∂ 积分,22
2()2y xy f x ϕ=--+
比较以上两式并略去积分常数后得到
232
2
232
y x x xy ϕ=--++
(2)
21(21)0u v x x x y
∂∂+=++--=∂∂, 满足连续性方程,存在流函数 3222
1,()3y u x y x x y xy f x y ψψ∂==-+=-++∂ 222,()v xy y x y xy f y x
ψ
ψ∂=-=+=++∂ 最后得到
3
2
3
y x y xy ψ=-+
(3)在点()0,20 (m)处速度 400m/s u =-,20m/s v =-,由伯努利方程
()222 4.76kPa 2
p p V u v ρ
∞∞
=+
--=
五.(12分)长 1.22 m l =,宽 1.22 m b =的平板沿长度方向顺流放置在空气气流中,气流速度 3.05m/s U =,空气运动粘度20.149cm /s ν=,密度31.2kg/m ρ=。
假设边界层临界雷诺数5510xc Re =⨯,试计算平板双面的总摩擦阻力D F 。
提示:层流边界层和湍流边界层的摩擦阻力系数分别为1/21.328L f l C Re -=,1/5
0.074T f l
C Re -=
解: 554
3.05 1.22
2.5105100.14910
l Re -⨯=
=⨯<⨯⨯ 形成层流边界层
32.65610L f C -=
=⨯
32
2311022 1.22 1.22 2.656 1.2 3.0544.1310N 22
L
D f
F blC U ρ--==⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯
六.(12分)如图所示,密度为ρ,动力粘度为μ的流体在相距h 的大平板之间做定常运动,板与水平面的夹角为θ 。
假设上板运动速度为1U ,下板运动速度为2U ,流体中压强沿x 方向不变,试在图示坐标系下导出流体速度分布的表达式。
提示:平面定常流动的N-S 方程为
22221x u u p u u u v f x y x x y μρρ⎛⎫∂∂∂∂∂+=-++ ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭
22221y v v p v v u v f x y y x y μρρ⎛⎫∂∂∂∂∂+=-++ ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭
解: 22
0sin u g y
μθρ∂=+∂ 10cos p
g y
θρ∂=--
∂ 因此()cos p gy f x ρθ=-+ ,p 对x 的偏导数与y 无关。
22sin u g cost y ρθμ∂=-=∂ ——> 2
12sin 2
y u g C y C ρθμ=-++ 边界条件
y = h , u = U 1
y = 0 , u = U 2
得积分常数
121sin 2U U g
C h h ρθμ
-=
+,21C U = ()2122sin 2g U U u y hy y U h
ρθμ-=-
-++
七.(12分)空气在缩放喷管内做绝热流动,已知截面1压强51 1.310 Pa p =⨯,速度1390 m/s u =;截面2压强52 2.110 Pa p =⨯,速度2185 m/s u =,温度2335 K T =。
试求截面1的滞止压强01p ,并判断管内流动是否为等熵流动,。
解: 1004.5 J/(kgK)1
P R
C γγ=
=- 22
202
p p u C T C T +=, T 0=352.04K ,
12
02202)(-=γγ
T T
p p , p 02=1.1896⨯2.1⨯105=2.498⨯105 N/m 2N/m 2 T 02=T 01=T 0
21102p p u C T C T +=,T 1=276.33K ,11
01101)(-=γγ
T T
p p ,
p 01=2.3338⨯1.3⨯105=3.034⨯105 N/m 2 p 02不等于p 01,是非等熵流动
八.(12分) 已知正激波波前空气来流速度11012 m/s v =。
假设气流滞止温度
0792 K T =,试求激波前后马赫数1Ma 和2Ma 。
提示:正激波前后马赫数关系式为 ()2
212
212121
Ma Ma Ma γγγ+-=-+
解: 1004.5 J/(kgK)1
P R
C γγ=
=- 2
1102p p v C T C T +=,
1T =2
10354.22 K 2p
v T C -=,
1377.26 m/s c =
=,
1
11
2.6825Ma c =
= ()2
22
2
2 2.68251.410.24702.8 2.6825 1.41Ma +⨯-==⨯-+ 20.4970Ma =。