流体力学期末考试题及答案(精心总结)

流体力学期末考试复习题及答案

1.粘度的单位是：kg/(s·m)

2.现有2m3的液体重1500kg，它对水的比重是：0.75

S=

ρ

ρwater

=

m

v

ρwater

=

1500

2

1000

=0.75

3. 在海拔4000m处测量一定体积的气体的真空度为25 kPa，在这个海拔下,大气压为61.64 kPa。此时绝对压强是多少?

P abs=P atm+P gauge=61.64+(−25)=36.64kPa

4. 在室温下，直径为20 μm的水气泡的内外压差是多少?室温下空气中水的表面张力为0.0736N/m

ΔP=4σ

R

=

0.0736

10×10−6

=29.44kPa

5.能量的单位是：

J=kgm2

s2

→{ML2T−2}

6. 一个浮板在力F的作用下在水面上移动，水在y点的速度是u，水在底部表面受到的剪应力(y = 0)是多少?(水的μ = 0.001 Ns/m2)

r=μⅆu ⅆy

ⅆu

=ⅆ(y−y2)

=1−2y

τ|y=0=μ(1−2y)|y=0=μ⋅1=0.001N∕m2

6. 如图所示，一个液压升降机的驱动力为W (100 N)，计算F的值(D1 = 200 mm, D2 = 50 mm)

A1=πD12

4，A2

=

πD22

4

P=F

A1

=

W

A2，F=

A1

A2

W=(

D1

D2

)

2

W=(

200

50

)

2

×100=1600N

7. 如图所示，一个液压升降机的驱动力为W (100 N)，小活塞向下移动8厘米，大活塞移动多少距离?(D1 = 200 mm, D2 = 50 mm)

V=A1S1=A2S2

S1=A2

A1

S2=(

D2

D1

)

2

S2=(

50

200

)

2

×8=0.5cm

8. 大气压力为101.3 kPa，表压为100mmHg。绝对压强是多少kPa?

P abs=P atm+P gage=101.3kPa+100

760

×101.3Pa=114.63kPa

9. 如图所示，一个盘子浸入水中，水的重量作用在盘子上的力是多少?

F=γℎA=9800×0.5×(0.5×0.7)=1715N

10. 水银的比重是13.6，水银的压力是700毫米汞柱，水银的压强是多少，单位是kPa?

γHg=Sγwater=13.6×9800

P=γHgℎ=13.6×9800×0.7=93300Pa

11. 当h = 15cm，H = 25cm时，计算水管内压力。(水的密度= 1000 kg/m3，水银的密度= 13600 kg/m3)

P w+ρw gℎ=ρHg gH

P w=9.81×13600×0.25−9.81×1000×0.15=31900Pa

12. 一个物体在空气中重200N，在水中重125N，这个物体的比重是多少?

200=125+F B，F B=75N，75S=200，S=2.67

γ=Sγw=2.67×9800=26166N∕m3

13. 如图所示，一个冰山正在漂浮，冰山暴露在空气中的体积是多少?(冰的密度= 920

kg/m3，海水的密度= 1030 kg/m3)

V ice=V ice_up+V ice_down

F w(weigℎt of ice berg)=γice V ice

F B(buoyant force)=F sea(weigℎt of sea ⅆisplaceⅆ)=γsea V ice_down

F w=F B

νice V ice=γsea V ice_down

V ice_down=γice

γsea

V ice=

ρice g

ρsea g

V ice≈

9

10

V ice V ice_up≈

1

10

V ice

14. 一个装满水的立方容器在x方向上加速，如图所示，此时会浪费多少水?集装箱的尺寸为2m × 2m × 2m

tanθ=a

g

=1

θ=45°

有一半的水留在容器中，所以一半的水会浪费掉。

15. 水下的闸门如图所示，在B点打开门的最小力R是多少?闸门宽度5米(A为铰链，水的密度= 1000kg /m3)

y C=4+12

2

=10m

ℎC=y C sin30°=10sin30°=5m

y p=y C+

I C

y C A

=10+

5×123

12

10×(5×12)

=10+

6

5

=11.2m F×7.2=R×12

R=7.2

12

F=1764kN

16. 已知平面流中的速度场为V⃗ =2yti+xj m∕s，当t=3s时点(4,2)的加速度为______

u=2yt,v=x

a=u ðV

ðx

+v

ðV

ðy

+

ðV

ðt

=(2tx+21)i+(2yt)j |a|=√282+122=30.5m∕s2

17. 已知平面流中的速度场为V⃗ =2xyi+y2j m∕s，写出经过点(2,-1)的流线方程______

ⅆx u =

ⅆy

v

u=2xy,v=y2

ⅆx 2xy =

ⅆy y2

∫ⅆx

2x

−∫

ⅆy

y

=0

1

ln x−ln y=ln C

√x

y

=C

C|(2,−1)=√2

−1

=−√2

x=2y2

18. 一个饮水机有直径2毫米的出水口。如果水是层流的，水的最大速度应该是多少?(水的粘度:1mP a·s)

管中水是层流的，则雷诺数Re<2000

Re=ρⅆD μ

u=Reμ

ρD

=

2000×1×10−3

1000×0.002

=1m∕s

19. 通道流中的抛物线速度分布用u(y)=0.2(1−y2)表示，单位是厘米。流体粒子在y = 0.5厘米位置的加速度是多少？

a=u ðu

+v

ðu

+

ðu

=0

ðu ðx =0,

ðu

ðt

=0

20. 皮托管探头是一种测量流体流速的装置，如图所示。管子里的液体是水，h = 10厘米汞柱。管子里的速度V是多少?水在管子(A点)中小管入口处的速度为0(滞止)。水银的密度为13600kg /m3