工程流体力学作业1
工程流体力学习题(一)
《工程流体力学》习题(一)第一章 流体的物理性质【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】3340.4530.90610 kg/m 510m Vρ-===⨯⨯330.906100.9061.010w 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1升。
求水的压缩系数和弹性系数。
【解】由压缩系数公式10510.0015.110 1/Pa 5(4.91098000)p dV V dPβ-=-==⨯⨯⨯-911 1.9610 Pa 5.1pE β===⨯【1-3】温度为20℃,流量为60 m 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 dtβ=则211t Q Q dt Q β=+3600.00055(8020)6061.98 m /h =⨯⨯-+=【1-4】图中表示浮在油面上的平板,其水平运动速度为u =1m/s ,δ=10mm ,油品的粘度μ=0.9807Pa·s ,求作用在平板单位面积上的阻力。
【解】根据牛顿内摩擦定律习题1-4图=du dyτμ则21=0.980798.07N/m 0.01τ⨯=【1-5】已知半径为R 圆管中的流速分布为22=(1)ru c R-式中c 为常数。
试求管中的切应力τ与r 的关系。
【解】根据牛顿内摩擦定律=du dyτμ则2222=[(1)]d r r c c dr RR τμμ-=-第二章 流体静力学【2-1】容器中装有水和空气,求A 、B 、C 和D 各点的表压力?【解】34342223232()()()(2)MA MB MA MC MB MD MC p g h h p p g h h h gh p p gh p p g h h g h h ρρρρρρ=+=-++=-==-=-+=-+【2-2】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力各为多少? (2)求A 、B 两点的高度差h ? 【解】(1) ()w 0.3ab A a p p g ρ=+⨯w 0.3MA p g ρ=⨯习题1-5图题2-1图1题2-2图B()w H 0.30.1ab C a p p g g ρρ=+⨯+⨯w H 0.30.1MC p g g ρρ=⨯+⨯(2)选取U 形管中水银的最低液面为等压面,则w H 0.3g gh ρρ⨯=得 w H0.322 c m h ρρ⨯==【2-3】 在一密闭容器内装有水及油,密度分别为ρw 及ρo ,油层高度为h 1,容器底部装有水银液柱压力计,读数为R ,水银面与液面的高度差为h 2,试导出容器上方空间的压力p 与读数R 的关系式。
工程流体力学习题课1-第2-3-4章-部分习题解答
2 2 d2
习题3-14解题示意图1
Dr W-X Huang, School of Chemical Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, P.R. China
工程流体力学——习题课(1)——第 2-3-4 章部分习题解答
Fx1 =
y x
H1
D
H2
图 3-26 习题 3-11 附图
1 1 ρ gH1 × ( DL) = × 1000 × 9.8 × 4 × (4 × 10) = 784000 N=784kN 2 2 1 D 1 4 Fx 2 = ρ gH 2 × ( L) = × 1000 × 9.8 × 2 × × 10 = 196000 N=196kN 2 2 2 2
H
h
由此得: H ≥ 122mm + h ≥ 244mm (2) 结合以上正负压操作时结果有:
p / ρ g ≤ h ≤ H − | p| / ρ g
图 3-23 习题 3-8 附图
→ 122mm ≤ h ≤ 178mm
Dr W-X Huang, School of Chemical Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, P.R. China
工程流体力学——习题课(1)——第 2-3-4 章部分习题解答
F1-6
习题 3-8 旋风除尘器如图 3-23 所示,其下端出灰口管段长 H,部分插入 水中,使旋风除尘器内部与外界大气隔开,称为水封;同时要求出灰管内液面 不得高于出灰管上部法兰位置。设除尘器内操作压力 ( 表 压 ) p = −1.2 kPa~ 1.2kPa。 净化空气 (1) 试问管段长 H 至少为多少 mm? (2) 若H=300mm,问其中插入水中的部分h应在 什么范围?(取水的密度 ρ =1000kg/m3) 含尘 解:(1) 正压操作时,出灰管内液面低于管外液 面,高差为 h′ = p / ρ g ;为实现水封,出灰管插入深 度 h 必须大于此高差,即
工程流体力学课后习题答案_袁恩熙_流体力学第三章作业(1)
3.1一直流场的速度分布为:U=(4x 2+2y+xy)i+(3x-y 3+z)j(1) 求点(2,2,3)的加速度。
(2) 是几维流动?(3) 是稳定流动还是非稳定流动? 解:依题意可知,V x =4x 2+2y+xy ,V y =3x-y 3+z ,V z =0∴a x =t V x∂∂+ v x X V x ∂∂+v y Y V x ∂∂+v z ZV x ∂∂ =0+(4x 2+2y+xy)(8x+y)+(3x-y 3+z)(2+x)=32x 3+16xy+8x 2y+4x 2y+2y 2+x y 2+6x-2 y 3+2z+3 x 2-x y 3+xz 同理可求得,a y =12 x 2+6y+3xy-9x y 2+3 y 5-3 y 2z a z =0代入数据得, a x = 436,a y =60, a z =0∴a=436i+60j(2)z 轴方向无分量,所以该速度为二维流动(3)速度,加速度都与时间变化无关,所以是稳定流动。
3.2 已知流场的速度分布为: k z yj yi x 2223+-=μ (1)求点(3,1,2)的加速度。
(2)是几维流动?解:(1)由z u z yu y xu x tu x x x x xuuua ∂∂∂∂∂∂∂∂+++=z u z yu y xu x t u y y y y y u u u a ∂∂∂∂∂∂∂∂+++=z u z yu y x u x tu z z z z z uuua ∂∂∂∂∂∂∂∂+++=得:020222+⋅+⋅+=x y x xy y x a x0)3(300+-⋅-+=y a yz z a z 420002⋅+++=把点(3,1,2)带入得加速度a (27,9,64)(2)该流动为三维流动。
3-3 已知平面流动的速度分布规律为()()j y x xi y x y u 222222+Γ++Γ=ππ解:()()22222,2y x xu y x yu y x +Γ=+Γ=ππ代入得:()()222222y x x dy y x y dx +Γ=+ΓππC y x ydy xdx xdy y dx =-⇒=-⇒=2203.4 截面为300mm ×400mm 的矩形风道,风量为2700m 3/h ,求平均流速。
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,下方流体的粘性系数为K μ,问应将大平板放在夹缝中何处,方能使其移动时阻力为最小?(答:h kk kh =++11或)11 如图所示,一正方形b ×b=67×67厘米2、质量为12公斤的平板,在厚3.1=δ毫米的油膜支承下,以匀速v=0.18米/秒沿一斜面滑下,问油的粘性系数是多少?10 题图 11 题图(答:0.728牛·秒/米2)12 如图所示,气缸直径D 1=16厘米,活塞直径D 2=16厘米,质量0.97公斤,若活塞以匀速0.05米/秒在气缺内下降,试求油的粘性系数是多少?12 题图 15 题图(答:0.63牛·秒/米2)13 直径为150毫米的圆柱,固定不动。
《工程流体力学》习题1~7章参考答案
等
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
化学工业出版社教材出版中心
黄卫星, 陈文梅主编. 工程流体力学, 北京:化学工业出版社教材出版中心,2001.8
习题 1-1 如图 1-9 所示,一个边长 200mm 重量为 1kN 的滑块在 20 斜面的油膜上滑动,油膜 厚度 0.005m,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。
V= 1000 3 1000 (因为是正方形容器,厚度为 3m) 。 m 的油,使左侧容器中的油的高度增加了 ρ油 g 3ρ油 g
假设此时右侧容器的水位在原来的基础上升高了 ym,则根据左右容器的尺寸关系,左侧的油 柱将下降 2ym。再根据等压面(等压面下降了 2ym 的高度)的性质有: 1000 1000 + ρ油 g h ( y + 2 y ) + (3 − 2) ⇒ y = 9 ρ g ≈ 0.01134m = 11.34mm 3ρ g = ρ水 g 水 油 习题 3-2 在海中一艘满载货物的船,其形态如图 3-10 所示。船底长度 12m,舱体宽度(垂直 于纸面)上下均为 6m,船长两端梯度均为 45 ,并近似取海水的密度为 1000 kg m3 。求船加 上货物的总质量。
参考答案 3
∂v ∂v y ∂vx ∂vz ∂v y ∂vx − − Ω = ∇×v = z − i + j+ ∂y ∂z ∂z ∂x ∂x ∂y ∂v ∂v cz cy j− k = x j+ x k = ∂z ∂y y2 + z2 y2 + z2
流体力学作业1
流体⼒学作业11.⼯程流体⼒学《科学出版社》18页,例1-3图1-5是滑动轴承⽰意图,直径60d mm =,长度140L mm =,间隙0.3mm δ=,间隙中充满了运动粘度6235.2810/m s ν-=?,密度3890/kg m ρ=的润滑油。
如果轴的转速500/min n r =,求轴表⾯磨擦阻⼒f F 和所消耗的功率p 的⼤⼩。
解:假设间隙是同⼼环形,因δ d ,间隙中的速度分布直线分布规律()u u r =,轴表⾯的速度梯度为60du rw dn dr πδδ== ⼜运动粘度µ=ργ=3.14ⅹ210-(Pa s ?)摩擦表⾯积 A dL π=根据⽜顿内摩擦定律,作⽤在轴表⾯的摩擦阻⼒为 f F =duA drµ?=4.33N 摩擦阻⼒消耗的功为 2260f f d n P F rw F π==?=6.8W 2. ⼯程流体⼒学《科学出版社》 46-47页,例2-4试推导装满液体的圆柱形容器,如图2-19所⽰,在下述条件下绕垂直轴作等⾓速度旋转时的压强表达ω式(a )容器的顶盖中⼼处开⼝(b )容器的顶盖边缘处开⼝解:等⾓速度旋转时压强的⼀般表达式为:22()2w r p g z c gρ=-+ (1)(a) 顶盖中⼼处开⼝则00,0r z p p ===时,,代⼊(1)式得0c p =,于是压强公式为:220()2w r p p g z gρ=+-(b )顶盖边缘开⼝,则0,0r R z p p ===时,得此时压强公式为2220()[]2w R r p p g z gρ-=-+3. ⼯程流体⼒学《科学出版社》 55-56页,例2-6如图2-26所⽰⼀弧形闸门,半径7.5R m =,挡着深度 4.8h m =的⽔,其圆⼼⾓43α=,旋转轴的位置距底为 5.8H m =,闸门的⽔平投影 2.7CB a m ==,闸门的宽度 6.4b m = 试求作⽤在闸门上的总压⼒的⼤⼩和压⼒中⼼。
工程流体力学习题及答案
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 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 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。
工程流体力学A第1次作业
网络教育《工程流体力学》课程作业第1章绪论一、单项选择题1.理想流体是指忽略( C )的流体。
A。
密度 B。
密度变化 C。
黏度 D。
黏度变化2.不可压缩流体是指忽略( B )的流体.A.密度 B。
密度变化 C.黏度 D。
黏度变化3。
下列各组流体中,属于牛顿流体的是( A )。
A.水、汽油、酒精 B。
水、新拌砼、新拌建筑砂浆C。
泥石流、泥浆、血浆 D。
水、水石流、天然气4.下列各组力中,属于质量力的是( C )。
A。
压力、摩擦力 B。
重力、压力 C.重力、惯性力 D.黏性力、重力5。
在工程流体力学中,单位质量力是指作用在单位( C )上的质量力。
A.面积 B.体积 C.质量 D.重量二、多项选择题1。
下列关于流体黏性的说法中,正确的是( ABCDE )。
A。
黏性是流体的固有属性B.流体的黏性具有传递运动和阻碍运动的双重性C。
黏性是运动流体产生机械能损失的根源D。
液体的黏性随着温度的升高而减小E.气体的黏性随着温度的升高而增大2。
牛顿内摩擦定律中的(BDE )。
A.为流体的运动黏度B。
为流体的动力黏度C。
为运动流体的剪切变形D.为运动流体的剪切变形速率E.为运动流体的流速梯度三、判断题单位质量力是指作用在单位体积流体上的质量力.(×)四、简答题简述流体的形态特征和力学特征.形态特征:流体随容器而方圆,没有固定的形状.力学特征:流体主要承受压力,静止流体不能承受拉力和剪力。
五、计算题1.某流体的温度从0℃增加至20℃时,其运动黏度增加了15%,密度减小了10%,试求其动力黏度将增加多少(百分数)?【解】设0℃时,流体的动力黏度、运动黏度、密度分别为;20℃时,各物理量将均产生一增量,即分别为.联立得将代入上式,得2.若某流体的动力粘度=0。
1N.s/m2,粘性切应力N/m2,试求该流体的流速梯度。
【解】由牛顿内摩擦定律,得第2章流体静力学一、单项选择题1.金属压力表的读数为( B )A。
绝对压强 B。
工程流体力学习题及答案1
则
【2.15】设U形管绕通过AB的垂直轴等速旋转,试求当AB管的水银恰好下降到A点时的转速。
解:U形管左边流体质点受质量力为
惯性力为 ,重力为
在 坐标系中,等压面 的方程为
两边积分得
根据题意, 时 故
因此等压面方程为
U形管左端自由液面坐标为
,
代入上式
故
【2.16】在半径为 的空心球形容器内充满密度为ρ的液体。当这个容器以匀角速ω绕垂直轴旋转时,试求球壁上最大压强点的位置。
解:根据阿基米德原理,浮力的大小等于该物体所排开液体的重量,故浮力的大小与液体的密度成正比。(b)
【2.8】静止流场中的压强分布规律:( )仅适用于不可压缩流体;(b)仅适用于理想流体;(c)仅适用于粘性流体;(d)既适用于理想流体,也适用于粘性流体。
解:由于静止流场均可作为理想流体,因此其压强分布规律既适用于理想流体,也适用于粘性流体。(d)
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。( )
【1.9】液体的黏性主要来自于液体:( )分子热运动;(b)分子间内聚力;(c)易变形性;(d)抗拒变形的能力。
解:液体的黏性主要由分子内聚力决定。( )
【2.17】如图所示,底面积为 的方口容器,自重G=40N,静止时装水高度h=0.15m,设容器在荷重W=200N的作用下沿平面滑动,容器底与平面之间的摩擦因数f=0.3,试求保证水不能溢出的容器最小高度。
解:先求容器的加速度
设绳子的张力为
则 ( )
( )
故解得
代入数据得
在容器中建立坐标如图。(原点在水面的中心点)
工程流体力学课后习题1莫乃榕版
详细解答
解:首先计算平板受到的压力F。根据已知条件,平板受到的压力可以表 示为F=积分(kx)dxdy,其中积分范围是x从-无穷大到a,y从0到W。 积分结果为F=k*积分(x)dxdy=k*(a*W/2)=k*a*W/2。
然后根据牛顿第二定律,平板的运动规律可以表示为ma=F。将F的表达 式代入牛顿第二定律中,得到ma=k*a*W/2。
课程目标
通过本课程的学习,学生应掌握流 体力学的基本原理和方法,能够分 析和解决实际工程中的流体问题。
02
习题解析
问题描述
01 02
题目
一无限长的矩形区域内有均匀分布的压力场,压力场强度为 p=kx,其中k为常数。在该区域内,有一矩形平板,长为L, 宽为W,质量为m,放置在x轴上,离坐标原点O的距离为a。 平板受到的压力作用,其方向与x轴平行。平板在压力作用 下沿x轴方向运动,求平板的运动规律。Fra bibliotek定性。
航空航天领域的流体动力学
总结词
航空航天领域中流体动力学应用广泛,涉及飞行器设计、推进系统、航天器热控制等。
详细描述
在航空航天领域,流体动力学是至关重要的学科。飞行器的设计需要充分考虑空气动力学原理,如机翼设计 和尾翼布局,以实现升力、阻力和操纵力的最佳平衡。推进系统中的发动机燃烧室和喷管设计也需要精确计
拓展题目
寻找与原题目相关的其他题目,可以 是同一章节或不同章节的题目,进行 综合练习,提高自己的知识应用能力 。
对未来学习的建议与思考
深入理解概念
在解题过程中,要深入理解工程流体 力学的概念和原理,掌握其本质,以 便更好地应对各种题目。
注重实践应用
持续学习与反思
工程流体力学基础作业答案(完整资料).doc
【最新整理,下载后即可编辑】工程流体力学基础作业1-9 已知椎体高为H ,锥顶角为α2,锥体与锥腔之间的间隙为δ,间隙内润滑油的动力黏度为μ,锥体在锥腔内以ω的角速度旋转,试求旋转所需力矩M 的表达式。
解:以锥顶为原点,建立向上的坐标zδμτv=αωωtan z r v ==4cos tan 2d cos tan 2d tan cos tan 2d cos 24303302202H z z z z z zr M H H Hααδωπμαδαπμωδαωμααπταπ====⎰⎰⎰1-10 已知动力润滑轴承内轴的直径2.0=D m ,轴承宽度3.0=b m ,间隙8.0=δmm ,间隙内润滑油的动力黏度245.0=μPa ·s ,消耗的功率7.50=P kW ,试求轴的转速n 为多少?解:力矩ωδμππδωμτ422223b D D Db D D A D F T =••===角速度 ωμπδω143b D PTP==μπδωb D P34=转速 283042602603===μπδπωπb D P n r/min2-10 如果两容器的压强差很大,超过一个U 形管的测压计的量程,此时可以将两个或两个以上的U 形管串联起来进行测量。
若已知601=h cm ,512=h cm ,油的密度8301=ρkg/m 3,水银的密度136002=ρkg/m 3。
试求A 、B 两点的压强差为多少?解:A 1A 1gh p p ρ+=1212gh p p ρ-=C 123gh p p ρ+= 2234gh p p ρ-=()2B 14h h g p p B --=ρ C 1B A h h h h -=-()2B 122C 112A 1A B h h g gh gh gh gh p p ---+-+=ρρρρρ()()()()()()kPa006.1392112211212212C A 2B 1B A =+-=+-+=++---=-h h g h h g h h g h h g h h h h g p p ρρρρρρ2-22 一矩形闸门AB 可绕其顶端A 点旋转,由固定在G 点的重物控制闸门的开闭。
工程流体力学题及答案
《工程流体力学》试题(一)一、填空1.我们所学的流体力学中描述流体运动的方法常采用( )法。
2. 伯努利方程是( )定律在流体力学中的应用。
3.管道的总水力损失等于( )之和。
4.流线是某一瞬时在流场中假想的曲线, 在这条曲线上的各流体质点的速度方向都与该曲线( )。
5.在虹吸管中,压力最低点的数值,不能低于( ),否则液体汽化,从而破坏虹吸现象。
6.等压面上的每一空间点上的单位质量力,必与等压面()7.皮托管原理依据是( ),而文丘里流量计(或喷嘴、孔板流量计等) 原理依据则是( )。
8.等压面上任一点的质量力方向是( )等压面。
9.根据雷诺数可以判断流体的流动状态,如管内流动时,Re( )为层流。
10.当流体的流动处于紊流粗糙管区时,其沿程损失系数与()无关,只与相对粗糙度有关。
11.描述流体运动的方法有拉格朗日法和()。
12.流场中运动的流体若存在加速度,它包括()加速度和迁移加速度。
13.紊流流场中流体不仅受到摩擦切应力作用,还受到()切应力作用。
14.工程上,流体在流管中流动时,雷诺数()时,流动为层流。
15. 流体是由无数的一个紧挨一个的( )组成的稠密而无间隙的连续介质, 这就是流体的( )假设。
16. 不考虑粘性的流体是( )流体, 反之是( ), 符合牛顿内摩擦定律的流体是( )流体, 反之是( )流体。
17. 在平衡流体中, 静压力相等的各点所组成的面称( ), 并且通过每一点的等压面与该点所受的( )力互相垂直。
18. 流线是某一瞬时在流场中假想的曲线, 在这条曲线上的各流体质点的速度方向都与该曲线( ); 涡线是角速度场中一条假想的曲线, 在同一瞬时处在这条曲线上的所有流体质点旋转角速度都与该曲线( )。
二、判断并改错1.理想流体是指不考虑粘性的流体;不可压缩流体是指忽略密度变化的流体。
这两种近似处理和流体连续介质假设一样都是流体力学中主要的力学模型。
( 2.质量力只有重力的静止流体,其等压面一定是水平面。
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【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。
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:ca、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:da、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/m2b、2 kN/m2c、5 kN/m2d、10 kN/m2答案:b(4水力学中的一维流动是指(答案:da、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:ba、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:ca、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:ca、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:ca、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:ba、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:ba、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:da、1米,λQ =1000;b、10米,λQ =100;c、1米,λQ =100000;d、10米,λQ=100000。
《工程流体力学》1 (本科)
《工程流体力学》1 (本科)一、选择题1 连续介质假设意味着( )。
A 流体分子相互紧连B 流体的物理量是连续函数C 流体分子间有空隙D 流体不可压缩2 水的体积弹性模量( )空气的体积弹性模量。
A 小于B 近似等于C 大于3 温度升高时,空气的粘性系数( )。
A 变小B 变大C 不变4 压力体内( )。
A 必定充满液体B 肯定不会有液体C 至少部分有液体D 可能有液体,也可能无液体5 层流中,沿程水头损失与速度的( )次方成正比。
A 1B 1.5C 1.75D 26 在管流中,如果两个截面的直径比为221=d d ,则这两个截面上的雷诺数之比为=21Re Re ()。
A 2B 4C 1/2D 1/47 管道截面突然扩大的局部水头损失=f h ( )。
A g V V 22221- B g V V 22221+C ()g V V 2221+ D ()g V V 2221-8 马赫数〈Ma ( )时, 可以忽略压缩性。
A 3B 1C 0.3D 309 当收缩喷管的质量流量达到极大值时,出口处Ma ( )。
A 1〉B =1C 1〈10 速度势只存在于( )。
A 不可压缩流体的流动中B 可压缩流体的定常流动中C 无旋流动中D 二维流动中二 、判断对错题1. 流体的压缩性系数越大,越不易被压缩。
( )2. 处于静止的流体其静压强的大小只与作用点的位置有关。
( )3. 不可压缩流体沿半径逐渐变大的水平管道流动时,压强越来越小。
( )4. 用皮托管测量流速时,需将总压孔的方向与流动方向相垂直。
( )5. 水力光滑管是指管道壁面相对粗糙度非常小的管子。
( )6. 对于不可压缩流体的一维定常管流,在完全阻力平方区中,沿程损失系数与雷诺数无关。
( )7. 气流在渐缩管中做超声速流动时,速度逐渐变小,密度逐渐变大。
( )8. 流体微团的运动可分解为线变形运动和角变形运动。
( )9. 只要流体质点绕着一定轴做旋转运动,则流动一定是有旋的。
工程流体力学__习题及答案
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 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。
(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。
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【1-1】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?
【2-1】在一密闭容器内装有水及油,密度分别为ρw 及ρo ,油层高度为h 1,容器底部装有水银液柱压力计,读数为R ,水银面与液面的高度差为h 2,试导出容器上方空间的压力p 与读数R 的关系式。
【2-2】油罐内装有相对密度为0.7的汽油,为测定油面高度,利用连通器原理,把U 形管内装上相对密度为1.26的甘油,一端接通油罐顶部空间,一端接压气管。
同时,压力管的另一支引入油罐底以上的0.4m 处,压气后,当液面有气逸出时,根据U 形管内油面高度差△h =0.7m 来计算油罐内的油深H =?
【2-3】图示油罐发油装置,将直径为d 的圆管伸进罐内,端部切成45°角,用盖板盖住,盖板可绕管端上面的铰链旋转,借助绳系上来开启。
已知油深H =5m ,圆管直径d =600mm ,油品相对密度0.85,不计盖板重力及铰链的摩擦力,求提升此盖板所需的力的大小?(提示:盖板为椭圆形,要先算出长轴2b 和短轴2a ,就可算出盖板面积A =πab )。
题2-1图
题2-2图
题2-3图
【2-4】图示一个安全闸门,宽为0.6m ,高为1.0m 。
距底边0.4m 处装有闸门转轴,使之仅可以绕转轴顺时针方向旋转。
不计各处的摩擦力,问门前水深h 为多深时,闸门即可自行打开?
【2-5】有一压力贮油箱(见图),其宽度(垂直于纸面方向)b =2m ,箱内油层厚h 1=1.9m ,密度ρ0=800kg/m 3,油层下有积水,厚度h 2=0.4m ,箱底有一U 型水银压差计,所测之值如图所示,试求作用在半径R =1m 的圆柱面AB 上的总压力(大小和方向)。
【解】分析如图所示,先需确定自由液面,选取水银压差计最低液面为等压面,则0.5 1.9 1.0
H B o w g p g g ρρρ×=+×+×0.5- 1.9 1.0
136009.80.5-8009.8 1.9-10009.841944(Pa)ρρρ=××+×=×××××=B H o w p g g g 由p B 不为零可知等效自由液面的高度
*41944 5.35 m
8009.8
ρ===×B o p h g 曲面水平受力
*()2
1
8009.8(5.35)2
2
91728N
ρρ==+=××+×=x o C x
o P gh A R
g h Rb
曲面垂直受力
2*1
()4
1
8009.8( 3.14 5.35)2
4
96196.8N
ρρπ==+=×××+×=Z o o P gV
g R Rh b
则
132.92kN ==P 91728arctan(
)arctan()43.796196.8
θ===x Z P P �D 题2-4图
汞
等效自由液面。