流体作业

合集下载

流体力学课后作业

4-5为什么溢流阀在调压弹簧的预压缩量一定时，进口压力会随着流量的变化而有所波动？
解：溢流阀出口接油箱，则其进出口压差为其进口压力，由孔口流量方程可知，在面积不变，即弹簧压缩量不变时，流量增大，其进口压力会增加。
4-6减压阀的出口压力取决于什么？其出口压力为定值的条件是什么？
解：
减压阀出口压力取决于负载压力的大小：负载压力小于其调定压力时，出口压力为负载压力；负载压力大于其调定压力时，出口压力为其调定值。
解：
2图示系统为一个二级减压回路，活塞在运动时需克服摩擦阻力Ｆ=1500Ｎ，活塞面积A=15cm2，溢流阀调整压力py=45×105Pa，两个减压阀的调定压力分别为pj1=20×105Pa和pj2=35×105Pa，管道和换向阀的压力损失不计。试分析：
1）当DT吸合时活塞处于运动过程中，pB、pA、pC三点的压力各为多少？
4某液压泵的输出油压p=10MPa，转速n=1450r/min,排量V=100mL/r，容积效率ηv=0.95总效率η=0.9，求泵的输出功率与电动机驱动功率。
二、作业题
2-9某液压泵的最大工作压力p=10MPa，电机转速n=1450r/min,排量V=17.6mL/r，容积效率ηv=0.90总效率η=0.8，求电动机驱动功率
危害：容积缩小p↑高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出，使轴和轴承受很大冲击载荷，泵剧烈振动，同时无功损耗增大，油液发热。
容积增大p↓形成局部真空，产生气穴，引起振动、噪声、汽蚀等
总之：由于困油现象，使泵工作性能不稳定，产生振动、噪声等，直接影响泵的工作寿命。
2液压泵的工作压力取决于什么？泵的工作压力与额定压力有何区别？
2如图所示两个结构相同相互串联的液压缸，无杆腔的面积A1=100*10-4m2，有杆腔的面积A2=80*10-4m2，缸1的输入压力p1=0.9MPa，输入流量q=12L/min，不计损失与泄漏，求

流体力学作业题参考答案

流体力学网上作业题参考答案第一章：绪论（56）一、名词解释1.流体：在任何微小剪切力的持续作用下能够连续不断变形的物质/液体和气体统称为流体。

2.流体质点：质点亦称为流体微团，其尺度在微观上足够大，大到能包含大量的分子，使得在统计平均后能得到其物理量的确定值；而宏观行又足够小，远小于所研究问题的特征尺度，使其平均物理量可看成是连续的。

3.惯性：惯性是物体维持原有运动状态的能力的性质。

4.均质流体：任意点上密度相同的流体，称为均质流体。

5.非均质流体：各点密度不完全相同的流体，称为非均质流体。

6.粘性：流体在运动状态下具有抵抗剪切变形能力的性质，成为粘性或者粘滞性。

7.内摩擦力：流体在流动时，对相邻两层流体间发生的相对运动，会产生阻碍其相对运动的力，这种力称为内摩擦力。

8.流体的压缩性：流体的宏观体积随着作用压强的增大而减小的性质，称为流体的压缩性。

9.不可压缩流体：流体密度随压强变化很小，流体的密度可视为常数的流体。

10.可压缩流体：流体密度随压强变化不能忽略的流体。

11.表面张力：表面张力是液体自由表面在分子作用半径范围内，由于分子引力大于斥力而在表层沿表面方向产生的拉力。

12.表面力：作用在所研究流体外表面上，与表面积大小成正比的力。

13.质量力：作用在液体每一个质点上,其大小与液体质量成正比。

14．牛顿流体：把在作剪切运动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。

二、选择题1.理想流体是指可以忽略（C）的流体。

A密度B密度变化C粘度D粘度变化2.不可压缩流体是指忽略（B）的流体。

A密度B密度变化C粘度D粘度变化3.关于流体粘性的说法中，不正确的是（D）。

A粘性是流体的固有属性B流体的粘性具有传递运动和阻碍运动的双重性C粘性是运动流体产生机械能损失的根源D流体的粘性随着温度的增加而降低4．下列各种流体中，属于牛顿流体的是（A）A水、汽油、酒精B水、新拌混凝土、新拌建筑砂浆C泥石流、泥浆、血浆D水、泥石流、天然气5.单位质量力的量纲与（B）的量纲相同。

(完整版)流体力学作业试题库及答案

第一章绪论思考题1-1 何谓流体连续介质模型？含有气泡的液体是否适用连续介质模型？答：所谓流体的连续介质模型，即把流体视为没有间隙地由流体质点充满它所占据的整个空间的一种连续介质其物理性质和物理量也是连续的。

若气泡相对于液体而言可以看作孤立的点的话，则含有气泡的液体可以适用连续介质模型。

习题11-3 如题图所示，设平行板间隙为0.5mm ，中间充满液体，上板以U ＝0.25m/s 的速度平移，施于单位面积的力为2Pa ，试求液体的粘度为多少？解：YU dy du A F μμτ===液体粘度sPa AU FY ⋅⨯=⨯⨯==--3310425.0105.02μ1-4 求题图所示的轴与轴套之间的流体粘度。

解：s Pa dLU FY dLA Y U dy du A F ⋅=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==⇒====--0648.0493.010)140120(14.3102.034.863πμπμμτ第二章流体静力学习题22-5 用多管水银测压计测压，，题图中标高的单位为m ，试求水面的压强p 0。

解：Pam g m g p pap m m g p p m m p p m m g p p m m g p p D D CC B B A A 5001065.29.298002.21334169.22.20)2.13.2()2.15.2(g )4.15.2()4.10.3(⨯=⨯-⨯=⨯-⨯=⇒⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=-+=--=-+=-+=水汞汞水汞水ρρρρρρ2-9 一盛水的敞口容器作加速运动，试求下列两种情况下容器内静压强的分布规律：（1）自由降落；（2）以等加速度a 向上运动。

解：ha g p p )sin (0αρ++=（1）,900=∴=︒-=p p 相对压强α （2）)(,900a g h p p p p a a ++=∴=︒=ρα绝对压强 2-12 试求开启题图所示水闸闸门所需的单宽拉力F 。

不计闸门自重及转轴摩擦力。

流体力学作业3 答案

作业3 答案 (第5章、第6章)第5章一、选择题1. 管道中液体的雷诺数与（ D ）无关。

A. 温度B. 管径C. 流速D. 管长2. 某圆管直径d=30mm ，其中液体平均流速为20cm/s 。

液体粘滞系数为0.0114cm 3/s ，则此管中液体流态为（ B ）。

A. 层流B. 层流向紊流过渡C.紊流3.等直径圆管中紊流的过流断面流速分布是（ D ）A 呈抛物线分布 B. 呈对数线分布C.呈椭圆曲线分布D. 呈双曲线分布4.等直径圆管中的层流，其过流断面平均流速是圆管中最大流速的（ C ）A 1.0倍 B.1/3倍 C. 1/4倍D. 1/2倍5.圆管中的层流的沿程损失与管中平均流速的（ B ）成正比.A. 一次方B. 二次方C. 三次方D. 四次方6.圆管的水力半径是 ( A )A. d/2B. d/3C.d/4D. d/5.7、谢才公式中谢才系数的单位是（ C ）A. 无量纲B.s m 21C. s m 23D. s m 28. 判断层流和紊流的临界雷诺数是（ C ）A.上临界雷诺数B.下临界雷诺数C.上下临界雷诺数代数平均D.上下临界雷诺数几何平均二、判断题1. 层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。

( 正确 )2.壁面光滑的管道一定是水力光滑管。

( 错误 )3.在过流断面突变处一般发生局部水头损失。

( 正确 )4. 等直径圆管中的层流,其过流断面平均流速是圆管中最大流速的1/2倍（正确） 5．流体内切应力方向与流体运动方向相同。

（错误）6．阻力平方区内阻力系数与雷诺数无关。

（正确）三、简答题1. 圆管中层流与紊流，其流速分布有什么不同？答: 层流为抛物线分布,紊流为对数曲线分布.(也可以画图)2. 简述尼古拉兹实验中沿程阻力系数λ的变化规律。

答: 尼古拉兹实验揭示了沿程阻力系数λ的变化规律,文字表述或数学公式表述.层流:(Re)f =λ;水力光滑区: (Re)f =λ;过渡粗糙区: )(Re,d K f =λ 粗糙区(阻力平方区) : )(dK f =λ . 3.写出管流和明渠水流雷诺数的表达式，并说明其层流、紊流的判别标准？答: 管流:νvd=Re 2000Re <(层流) 2000Re > (紊流)明渠水流: νvR =Re 500Re <(层流) 500Re > (紊流)4.雷诺数Re 的物理意义？它为什么能用来判别流态？答: 雷诺数实质是反映粘性力与惯性力之比。

流体力学作业

流体力学作业第一部分1.流体和固体的主要区别有哪些？答案：流体和固体的主要区别在于液体的易流动性，即固体具有抵抗一定量的拉力、压力和剪切力的能力；而流体可以抵抗压力，但不能承受拉力，特别是静止的流体不能抵抗剪切力，在切向力的作用下可以无限变形。

2.什么类型的力使流体变形？答案：使流体变形的主要力是剪切力，在剪切力作用下，流体可以无线变形。

3.理想流体的定义是什么？答案：理想流体是不考虑粘性、热传导、质量扩散等扩散特性的流体。

4. 完全气体的定义是什么？怎么用表达式表达？答案：符合气体状态方程：p=ρRT的气体为理想气体，其表达式就是p=ρRT 式中p——压强；ρ——密度；R——气体常数；T——温度。

5. 马赫数的定义是什么？超音速和亚音速的区别？能否多谈一些？答案：物体运动的速度与声速的比值叫做马赫数，用M表示。

当M>1时，即物体速度大于声速的时候为超声速，当M<1时，即物体的速度小于声速，此时为亚声速，马赫数为1时即为声速，马赫数大于五左右为超高声速。

在大多数情况下，对于马赫数M ≤0.3时，若密度的改变只有平均值的2%，那么气体的流动就认为是不可压缩的；一般来说，马赫数小于0.15时可以将此流动看作不可压缩流动来处理。

6. 层流和湍流的现象，能否描述一下？用什么来判断它们？答案：层流：流体只做轴向运动，而无横向运动，此时水在管中分层流动，各层之间互不干扰、互不相混。

湍流：水剧烈波动，断裂并混杂在许多小旋涡中，处于完全无规则的乱流状态。

比如自来水管中的自来水，当水龙头开的较小的时候为层流，当水龙头开的最大时的状态为湍流状态。

比如雷诺的实验中，当水速较小时染色水为一条直线，湍流时乱作一团。

判断的标准用雷诺数，根据雷诺数的大小来区分是层流还是湍流。

7. 粘度会引起流动产生什么？气体和液体中的粘度产生有什么区别吗？答案：粘度会使流体各层之间产生内摩擦力，引起能量的耗损。

液体的粘性主要是由分子内聚力决定的，即分子之间的引力；而气体的粘度主要是由分子的动量交换决定的。

流体力学第三章作业

流体力学第三章作业小组成员：陈华林明标刘一飞麦善福尹省肖旭辉华曼全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 yx xi y x y u 222222+Γ++Γ=ππ 解：()()22222,2yx xu yx y u y x +Γ=+Γ=ππ 流线微分方程：yx u dy u dx = 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。

国开作业流体力学-形考作业1（第一章，10分）28参考（含答案）

题目：1．牛顿内摩擦定律适用于（）
选项A：任何流体
选项B：牛顿流体
选项C：非牛顿流体
答案：牛顿流体
题目：2．液体不具有的性质是（）
选项A：粘滞性
选项B：抗拉性
选项C：易流动性
选项D：压缩性
答案：抗拉性
题目：3．连续介质假定认为流体（）连续。

选项A：原子间
选项B：分子间
选项C：在宏观上
选项D：在微观上
答案：分子间
题目：4．在国际制单位制中流体力学基本量纲不包括（）选项A：长度
选项B：质量
选项C：时间
选项D：力
答案：力
题目：5．在静水中取一六面体，作用在该六面体上的力有（）选项A：正压力、重力
选项B：切向力、重力
选项C：正压力、切向力、重力
选项D：切向力、正压力
答案：正压力、切向力、重力
题目：6．下属那些力属于质量力（）
选项A：粘滞力
选项B：表面张力
选项C：弹性力
选项D：重力
选项E：惯性力
答案：重力
题目：1．压强和切应力属表面力。

选项A：对
选项B：错
答案：对
题目：2．流体惯性力与加速度方向相同。

选项A：对
选项B：错
答案：错
题目：3．粘滞性可以制止流体流动。

流体力学作业2

第二章流体的平衡2.2 给出如下体力场，分别在均质或正压流体斜压流体情况下说明流场能否静止：()()()();1222222k y xy x j x zx z i z yz y f++++++++=()k r r kf,23-=为常数，r 是内径。

[解答] （1）流体平衡的基本方程为P F b ∇=ρ对于正压流体（含均质流体）平衡的必要条件是体力有势，即体力无旋0=⨯∇b F 。

对于斜压流体在有势力作用下不可能处于平衡态。

()()()k y x j x z i z y y xy x x zx z zyz y z y x kji F b -+-+-=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡++++++∂∂∂∂∂∂=⨯∇222222222则当z y x ==时，正压流体平衡；当不满足此条件时，斜压流体才有可能平衡。

（2）0003=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-∂∂∂∂∂∂=⨯∇r k r k ji F b ϑθ，∴正压流体平衡，斜压流体不能平衡。

2.3 图示一种酒精和水银的双液测压计，细管上端为大气压时酒精液面高度为零，当细管上端的表压为p 时，酒精的液面下降h,试用321,,d d d 和h 来表示p 。

酒精和水银密度均为已知。

[解答] 设开始时酒精液面高度（即液面上端距酒精水银的分界面）为H ，则有流体静力学规律知，分界面即等压面，从而有H g P gH P atm atm ∆+=+mercury alcohol ρρ（1）施加表压P 后，同理可得 )()(21mercury 1alcohol h h H g P h h H g P P atm atm ++∆+=+-++ρρ（2）其中1h 为分界面下降高度，2h 为水银面上升高度，由液体排开体积相等得：()2222312221444h d d h d h d -==πππ（3）解之得h d d d h h d d h 222321222211,-==（4）()(),12-并将（4）代入得)()(21mercury 1alcohol h h g h h g P ++-=ρρ)11()1(22232221mercury 2221alcohol d d d ghd d d gh -++-=ρρ 2.4 如图的微测压计用来测量两容器E 和B 中的气体压强差，试用21,,,ρρδd 表示,B E p p -并说明当横截面积,A a 〈〈，而且两种液体1ρ和2ρ相近似，很小的B E p p -就能引起很大的液面高差d ，从而提高了测量精度。

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。

流体力学(平时的作业题)

第一章绪论1-6．图示为一水平方向运动的木板，其速度为1m s，平板浮在油面上，油深 1mm δ=，油的0.09807Pa s μ=，求作用于平板单位面积上的阻力？⎡⎤⎣⎦解10.0980798.070.001du Pa dy τμ==⨯= 1-7. 温度为20℃的空气，在直径为2.5cm 管中流动，距管壁上1mm 处的空气速度为3cm/s 。

求作用于单位长度管壁上的粘滞切应力为多少？解: f=m N dyduA/103.410/1031105.2100183.053223-----⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=πμ 1-8．一底面积为4045cm ⨯，高为1cm 的木板，质量为5kg ，沿着涂有润滑油的斜面等速向下运动，已知1m v s=，1mm δ=，求润滑油的动力黏度？⎡⎤⎣⎦解0T GSin α-= 55255131313T GSin G g g α==⋅=⨯⨯=所以 10.400.451800.001du T A dy μμμ==⨯=但 259.8070.10513180Pa s μ⨯==⋅⨯所以5第二章流体静力学2-6．封闭容器水面的绝对压强20107.7KNp m=，当地大气压强298.07a KNp m =，试求（1）水深0.8h m =的A 点的绝对压强和相对压强？（2）若容器水面距基准面高度5Z m =，求A 点的测压管高度和测压管水头。

并图示容器内液体各点的测压管水头线；（3）压力表M 和酒精（27.944KNm γ=）测压计h 的读数值？hh 1AM p 0⎡⎤⎣⎦解（1）201107.79.8070.8115.55A KN p p h m γ'=+=+⨯= 2115.5598.0717.48A A a KN p p p m '=-=-=（2）217.481.789.807Ap h m γ=== 25 1.78 6.78n A H Z h m =+=+=（3）20107.798.079.63M a KNp p p m =-=-=9.631.217.944Mp h m γ=== 2-16. 已知水箱真空表M 的读数为0.98kPa ，水箱与油箱的液面差H =1.5m ，水银柱差m 2.02=h ，3m /kg 800=油ρ，求1h 为多少米？解：取等压面1-1，则()()()()()12122211332800.29809800 1.50.2 5.610008009.8a a Hg Hg P P g H h h P gh gh gh P g H h h gmρρρρρρρ-+++=+++-+=-⨯+-⨯+==-⨯油油2-20.图为倾斜水管上测定压差的装置，已知cm 20=z ，压差计液面之差cm 12=h ，求当（1）31kg/m 920=ρ的油时;（2）1ρ为空气时;A 、B 两点的压差分别为多少？解：（1）取等压面1-1 PaghgZ gh P P ghgZ P gh P A B B A 92.1865)12.02.0(980012.08.992011=-⨯+⨯⨯=-+=---=-ρρρρρρ（2）同题（1）可得Pagh gZ P P gZP gh P A B B A 784)12.02.0(9800=-⨯=-=--=-ρρρρ2-36.有一圆滚门,长度10l m =,直径4D m =,上游水深14H m =,下游水深22H m =,求水作用于圆滚门上的水平和铅直分压力?⎡⎤⎣⎦解2212121()2x x x p p p l H H γ=-=- 2219.80710(42)5902KN =⨯⨯⨯-=23439.8074109204z p V Al R lKN γγγππ==∙==⨯⨯⨯=2-44. 一洒水车以等加速度2/98.0s m a =在平地上行驶，水车静止时，B 点位置m x 5.11=，m h 1=，求运动后该点的静水压强。

第二章流体力学作业题答案(1)

第二章流体力学作业题答案(1)-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII第二章流体力学一、填空题1、流体做稳定流动时，流线的形状不发生变化 ,流线与流体粒子的运动轨迹重合。

2、理想流体稳定流动时，截面积大处流速小，截面积小处流速大。

3、理想流体在水平管中作稳定流动时，流速小的地方压强大，流速大的地方压强小。

4、当人由平卧位改为直立位时，头部动脉压减小，足部动脉压增大。

5、皮托管是一种测流体速度的装置，其工作原理为将动压强转化为可测量的静压强。

6、粘性流体的流动状态主要表现为层流和湍流两种。

7、实际流体的流动状态可用一个无量纲的数值即雷诺数Re来判断：当_R e＜1000,液体作层流；R e＞1500时，流体作湍流。

8、在泊肃叶定律中，流量Q与管子半径的四次方成正比，管子长度成反比。

9、水在粗细不同的水平管中作稳定流动，若流量为3×103cm3s-1,管的粗处截面积为30cm2，细处的截面积为10cm2，则粗细两处的压强差为4×103Pa。

10、正常成年人血液流量为0.85×10-4m3s-1,体循环的总血压降是11.8KPa，则体循环的总流阻为1.4×108Pa﹒s﹒m-3。

11、球型物体在流体中运动时受到的流体阻力的大小与球体的速度成正比，与球体半径成正比。

12、实际流体具有可压缩性和粘性，粘性液体则只考虑流体的粘性而没考虑流体的可压缩性。

13、粘性流体做层流时，相邻流层的流体作相对滑动，流层间存在着阻碍流体相对滑动的内摩擦力或粘性力，粘性力是由分子之间的相互作用力引起的。

14、一般来说，液体的粘度随温度升高而减小，气体的粘度随随温度升高而增加。

15、血压是血管内血液对管壁的侧压强，收缩压与舒张压之差称为脉压。

二、单项选择题（ D）1、下列关于流场、流线、流管的说法错误的是：A、流速随空间的分布称为流场；B、流线上任意一点的切线方向与流经该点的流体粒子的速度方向一致；C、流线不可能相交；D、流管内的流体粒子可以穿越流管。

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
流
作用方向。
体
力
解： Px ghxC Ax
学
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。
体
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

流体力学(平时的作业题)

并图示容器内液体各点的测压管水头线；（3）压力表M 和酒精（27.944KNm γ=）测压计h 的读数值？hh 1AM p 0⎡⎤⎣⎦解（1）201107.79.8070.8115.55A KN p p h m γ'=+=+⨯= 2115.5598.0717.48A A a KN p p p m '=-=-=（2）217.481.789.807Ap h m γ=== 25 1.78 6.78n A H Z h m =+=+=（3）20107.798.079.63M a KNp p p m =-=-=9.631.217.944Mp h m γ=== 2-16. 已知水箱真空表M 的读数为0.98kPa ，水箱与油箱的液面差H =1.5m ，水银柱差m 2.02=h ，3m /kg 800=油ρ，求1h 为多少米？解：取等压面1-1，则()()()()()12122211332800.29809800 1.50.2 5.610008009.8a a Hg Hg P P g H h h P gh gh gh P g H h h gmρρρρρρρ-+++=+++-+=-⨯+-⨯+==-⨯油油2-20.图为倾斜水管上测定压差的装置，已知cm 20=z ，压差计液面之差cm 12=h ，求当（1）31kg/m 920=ρ的油时;（2）1ρ为空气时;A 、B 两点的压差分别为多少？解：（1）取等压面1-1 PaghgZ gh P P ghgZ P gh P A B B A 92.1865)12.02.0(980012.08.992011=-⨯+⨯⨯=-+=---=-ρρρρρρ（2）同题（1）可得Pagh gZ P P gZP gh P A B B A 784)12.02.0(9800=-⨯=-=--=-ρρρρ2-36.有一圆滚门,长度10l m =,直径4D m =,上游水深14H m =,下游水深22H m =,求水作用于圆滚门上的水平和铅直分压力?⎡⎤⎣⎦解2212121()2xx x p p p l H H γ=-=- 2219.80710(42)5902KN =⨯⨯⨯-=23439.8074109204z p V Al R lKN γγγππ==∙==⨯⨯⨯=2-44. 一洒水车以等加速度2/98.0s m a =在平地上行驶，水车静止时，B 点位置m x 5.11=，m h 1=，求运动后该点的静水压强。

流体流动作业及答案

流体流动作业1某油水分离池液面上方为常压，混合液中油（o ）与水（w ）的体积比为5:1，油的密度为ρ0 = 830kg·m -3，水的密度为ρ = 1000kg·m -3。

池的液位计读数h c =1.1m 。

试求混合液分层的油水界面高h w 和液面总高度(h w + h o )。

解：如图所示 ρ0gh 0 + ρgh w = ρgh c h 0 : h w = 5:1 ∴ 5ρ0gh w + ρgh w = ρgh c m g g gh h w c w 214.0100083051.1100050=+⨯⨯=+=ρρρ h 0 +h w = 6 h w = 6 × 0.214 = 1.284m2、质量浓度为16200kg/h 的25%氯化钠（NaCl ）水溶液在φ50×3mm 的钢管中流过。

已知水溶液的密度为1186kg/m 3，粘度为2.3×10-3Pa·s。

求（1）判断该水溶液的流动类型。

（2）计算在滞流时的最大流速滞m ax u 。

解：（1）算出R e 准数后即可判断流动类型①5.2497.21186)044.0(43600162002≈=⨯==πρωA su m/s ②56722103.211865.2044.03=⨯⨯⨯==-μρdu R e ，流型为湍流（2）求滞m ax u ：滞流时，R e 准数最大值为2000，相应的流速即为滞m ax u μρ滞max du R e =代入已知值后2000103.21186044.03max =⨯⨯⨯-滞u ，解得088.0max =滞u m/s3、列管换热器的管束有13根∅25×2.5mm 的钢管组成。

平均温度为50℃的空气以9m·s -1的速度在列管内流动，管内压强为1.96×105Pa(表压)，当地大气压为9.87×104Pa ，标准状况下空气的密度ρ0 = 1.293kg·m -3。

流体力学作业任务解析

气体射流1.圆射流以Q 0=0.55m ³/s,从d 0=0.3m 管嘴流出。

试求2.1m 处射流半宽度R ，轴心速度m v ，断面平均流速1v ，质量平均2v ，并进行比较。

解：查表知：a =0.08 由m m ar S n 1.226.1672.00<==在主体段r R =3.4⎪⎪⎭⎫⎝⎛+294.00r as∴R=3.4⎪⎭⎫⎝⎛+⨯294.015.01.208.0×0.15=0.72m 0v =A Q =23.0455.0⨯π=7.78m/s147.048.00+=d as v v m 解得：s m v m /29.5=147.0095.0001+=d as v v 解得：s m v /05.11=147.023.002+=d as v v 解得：s m v /5.22=2.某体育馆的圆柱形送风口，d 0=0.6m ，风口至比赛区为60m ，要求比赛区风速（质量平均风速）不得超过0.3m/s ，求送风口送风量应不超过多少m ³/s ？解：查表知：a=0.08 由m m ar S n 6052.2672.00<== 在主体段147.023.002+=d as v v （其中m s s m v 60,/3.02==）解得：s m v d Q /3430200==π3.岗位送风所设风口向下，距地面4m 。

要求在工作区（距地面1.5米高范围）造成直径为1.5射流截面，限定轴心速度为2m/s ，求喷嘴直径及出口流量。

解：s m v a m S m /2,08.0,5.25.14===-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=147.08.600d as d D∴d 0=0.14m 由m m ar S n 5.258.0672.00<==，在主体段147.048.00+=d as v v m 解出：s m v /56.60=s m v d Q /1.0430200==π4.收缩均匀的矩形孔口，截面为0.05×2m ²，出口速度0v 为10m/s ，求距孔口2.0m 处，射流轴心速度m v ，质量平均速度2v 及流量Q 。

流体作业

Pa
1-5 有相距 25mm 的二无限大平行平板间隙中充满某种液体，在此间隙中有—250×250mm2
的薄板，在距离一壁 6mm 处以 0.15m/s 的速度平行于壁面运动，所需的拉力为 1.439N，
间隙中的速度呈线性分布，问液体的粘度应是多少？
解：由题意可知薄板上下两侧均受到摩擦阻力，分别为 F1,F2，薄板到两平板的距离分别为
解：从图中可以看出： p1 = p3 +ρga ； p4 = p3 − ρ' gc p2 = p4 + ρgb = p3 − ρ' gc + ρgb ∴p1− p2 = ρga − ρgb + ρ' gc 将上式右边 ± ρgc 得：
p1− p2 = ρga − ρgb + ρ' gc ± ρgc
3
4
推力等于水对上半部分圆柱体产生的水平压力，即
F右＝Fpx
=
ρghc A ＝1000×9.807×
0.6 × 4
0.6 ×1=441.3 2
N
②水对上半部分圆柱体产生的垂直压力方向向下，压力体如图 1 所示；水对下半部分圆
柱体产生的垂直压力方向向上，压力体如图 2 所示。因此水对整个圆柱体的垂直总压力
＝ ρg(a + c − b) + (ρ'−ρ)gc 可以看出，1-1 与 2-2 截面的压力差由两部分组成： a、1-1 与 2-2 两液面高度差； b、容器中两种液体的密度差
2-6 如图所示，油罐车内装有密度为ρ=1000kg/m3 的液体，以水平直线运动，速度为 V=36km/h
行驶。油罐车的尺寸为：D=2m，h=0.3m，l=4m。从某一时刻开始减速，经 100m 距离

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。

流体力学大作业-知识归纳整理

知识归纳整理一.挑选题1.牛顿内摩擦定律适用于（）。

A．任何流体B．牛顿流体C．非牛顿流体2.液体不具有的性质是（）。

A．易流动性B．压缩性C．抗拉性D．粘滞性3延续介质假定以为流体（）延续。

A．在宏观上B．在微观上C．分子间D．原子间4.在国际单位制中流体力学基本量纲不包括（）。

A．时光B．质量C．长度D．力．5.在静水中取一六面体，作用在该六面体上的力有（）A．切向力、正压力B．正压力C．正压力、重力D．正压力、切向力、重力6．下述哪些力属于质量力( )A．惯性力 B．粘性力 C．弹性力 D．表面张力E．重力7．某点存在真空时，（）（）A．该点的绝对压强为正值 B．该点的相对压强为正值c.该点的绝对压强为负值 D．该点的相对压强为负值8.流体静压强的（）。

A．方向与受压面有关B．大小与受压面积有关 B．大小与受压面方位无关9.流体静压强的全微分式为（）。

A．B．C．10.压强单位为时，采用了哪种表示法（）。

A．应力单位B．大气压倍数C．液柱高度11.密封容器内液面压强小于大气压强，其任一点的测压管液面（）。

A．高于容器内液面 B．低于容器内液面C．等于容器内液面12.流体运动的延续性方程是根据（）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13. 流线和迹线重合的条件为（）。

求知若饥，虚心若愚。

A.恒定流B.非恒定流C.非恒定均匀流14.总流伯努利方程适用于（）。

A.恒定流B.非恒定流C.可压缩流体15. 总水头线与测压管水头线的基本规律是：（）、（）A.总水头线总是沿程下降的。

B.总水头线总是在测压管水头线的上方。

C.测压管水头线沿程可升可降。

D.测压管水头线总是沿程下降的。

16 管道中液体的雷诺数与（）无关。

A. 温度B. 管径C. 流速D. 管长17.. 某圆管直径d=30mm，其中液体平均流速为20cm/s。

液体粘滞系数为0.0114cm3/s，则此管中液体流态为（）。

372-习题作业-流体习题8

流体习题八1, 相对密度为1.5的液体密度为1500kg/m3。

（）, √2, 转子流量计的转子位子越高，流量越大。

（）, √3, 大气压等于760mmHg。

, ×4, 离心泵的密封环损坏会导致泵的流量下降。

, √5, 将含晶体10%的悬浮液送往料槽宜选用往复泵。

, Х6, 离心泵最常用的流量调节方法是改变吸入阀的开度。

, Х7, 往复泵的流量随扬程增加而减少。

, ×8, 离心泵停车时要先关出口阀后断电。

, √9, 在运转过程中，滚动轴承的温度一般不应大于65℃。

, √10, 输送液体的密度越大，泵的扬程越小。

, ×11, 离心泵停车时，先关闭泵的出口阀门，以避免压出管内的液体倒流。

, √12, 由于泵内存在气体，使离心泵启动时无法正常输送液体而产生汽蚀现象。

, ×13, 转子流量计也称等压降、等流速流量计。

（）, √14, 小管路除外，一般对于常拆管路应采用法兰连接。

（）, √15, 离心泵铭牌上注明的性能参数是轴功率最大时的性能。

（）, ×16, 往复泵有自吸作用,安装高度没有限制。

（）, ×17, 若某离心泵的叶轮转速足够快，且设泵的强度足够大，则理论上泵的吸上高度H g可达无限大。

（）, ×18, 旋涡泵当流量为零时轴功率也为零。

（）, ×19, 流体在截面为圆形的管道中流动时，当流量为定值时，流速越大，管径越小，则基建费用减少，但日常操作费用增加。

, √20, 离心泵在试用过程中，电机被烧坏，事故原因有两方面，一方面是发生汽蚀现象，另一方面是填料压得太紧，开泵前未进行盘车。

, ×1。