流体力学计算题练习及答案
流体力学试题及答案

流体力学试题及答案一、选择题1. 在静水中,对于不同形状的物体,哪一项描述是正确的?A. 每个物体受到的浮力相同。
B. 浮力与物体的形状无关。
C. 浮力只与物体的质量有关。
D. 浮力与物体的密度无关。
答案:B. 浮力与物体的形状无关。
2. 当一个物体在液体中浸没时,下列哪一项是正确的?A. 物体受到的浮力等于物体的重力。
B. 物体受到的浮力小于物体的重力。
C. 物体受到的浮力大于物体的重力。
D. 浮力与物体的重力无关。
答案:A. 物体受到的浮力等于物体的重力。
3. 下列关于压强的说法,哪一项是正确的?A. 压强与物体的面积成反比。
B. 压强只与物体的质量有关。
C. 压强与液体的密度无关。
D. 压强与液体的深度成正比。
答案:D. 压强与液体的深度成正比。
4. 当液体从一细管中流出时,根据伯努利定理,下列哪一项是正确的?A. 流速越大,压强越小。
B. 流速越小,压强越小。
C. 流速越大,压强越大。
D. 流速与压强无关。
答案:A. 流速越大,压强越小。
5. 下列哪一项是正确的?A. 黏性流体的黏度随温度而增加。
B. 非黏性流体的黏度随温度而减小。
C. 非黏性流体的黏度随温度而增加。
D. 黏性流体的黏度与温度无关。
答案:C. 非黏性流体的黏度随温度而增加。
二、填空题1. 流量的单位是__________。
答案:升/秒或米^3/秒2. 流体的黏滞系数是_____________。
答案:黏度3. 当一个物体浸没在水中时,所受到的浮力等于所排开的水的__________。
答案:重量或质量4. 斯托克斯定律适用于小颗粒在____________中运动的情况。
答案:黏性流体5. 流体在维持稳定的情况下,其流速越大,压强越__________。
答案:小三、计算题1. 一个球体在液体中的浸没深度为30cm,球的质量为400g,液体的密度为800kg/m^3。
求球受到的浮力大小。
答案:球受到的浮力大小等于所排开的液体的重力大小,即体积乘以液体的密度乘以重力加速度。
流体力学计算题及答案
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3p = 13600kg /m,水的密度解:3p 二1000kg /该微压计是一个水平倾角为二P i — P2= Y Z3 —Z4)= Y sin9第二章例1用复式水银压差计测量密封容器内水面的相对压强,如图所示。
已知:水面高程z o=3m,压差计各水银面的高程分别为z i=0.03m, z2=0.18m, Z3=0.04m, Z4=0.20 m,水银密度P o Y z°—z i) - Y(Z2 - 乙)一Y(Z4 —Z3)= P aP0 二*(Z2 —Z i • Z4 — Z3)- YZ0 —Z i)例2:用如图所示的倾斜微压计测量两条同高程水管的压差。
B的n形管。
已知测压计两侧斜液柱读数的差值为L=30mm,倾角9=30 °,试求压强差p i解:;P i - Y Z3 — Z i) • Y Z4 —Z2)= P2例3:用复式压差计测量两条气体管道的压差(如图所示)。
两个U形管的工作液体为水银,密度为P 2,其连接管充以酒精,密度为P 1。
如果水银面的高度读数为z i、Z2、Z3、Z 4 ,试求压强差 p A —pB 。
解:点1的压强:P A 点2的压强:p 2二P A - Y (Z 2 -z 1)点3的 压强:P 3 = P A ~■ Y (z ^ ~■ z1)Y(z 2 ~'Z 3)p4= P A -Y( z2- z 1 )'Y (z 2- z3)- Y (Z4-z3)= p BP A - P B = Y (z2 -乙z 4 ~ z 3)~Y ( z2 - z 3)例4 :用离心铸造机铸造车轮。
求A-A 面上的液体总压力。
|h1 2 2r - gz 2 9P a 在界面A-A 上: Z = - hP ] 2『gh PaR 冷 I '[ L (p —P a )2nrdr =2兀P — co 2R 4十一ghR 2 |<8 2 ,/H = 500mm 的园柱形容器中注水至高度 h 1 = 300mm, 例5 :在一直径 d = 300mm 而高度 使容器绕垂直轴作等角速度旋转。
流体力学计算题(有答案)

《流体力学》计算题及答案。
2、当压强增加4×104Pa 时,某种液体的密度增长0.015%,求该液体的压缩系数。
解:0=+=⇒=dV Vd dM V M ρρρρρd dV V -=N m dp d dp V dV p /1075.3104%015.011294-⨯=⨯==-=ρρβ3、将一根长度L 为800mm ,直径d 为45mm 的圆轴水平放置于内径D 为50mm 的圆管中央,圆柱体与圆管的间隙充满密度为925kg/m 3、运动粘度s m /105.624-⨯=ν的油液。
求将圆柱体以0.8m/s 的速度作水平移动时所需的拉力F 为多少牛顿?(间隙中的速度分布可认为是线性分布)。
答案: N F 8.21=4、(将一根长度L 为1m ,直径d 为200mm 的圆柱体水平放置于内径D 为206mm 的圆管中央,圆柱体与圆管的间隙充满密度为920kg/m 3的油液。
测得将圆柱体以1m/s 的速度作水平移动时的拉力F 为108牛顿,求该油液的运动粘度(间隙中的速度分布可认为是线性分布)。
答案:运动粘度s m /106.524-⨯=ν6、液体通过装置DV 的阻力损失由倒置U 形差压计测量。
液体的密度为1500kg/m 3。
差压计中的指示液体使用密度为750 kg/m 3的油。
求如图所示标定值时,A 和B 的压强水头变化。
解:设差压计中的工作液体密度为Pam8、已知速度场⎪⎩⎪⎨⎧-=-=)/()/(2222x y ax x y ay u υ,其中a 为常数。
(1)试求流线方程(2)判断流动是否无旋,若无旋则求速度势ϕ。
答案:(1)流线方程C y x =-22(2)因为22y x x y u +=∂∂-∂∂υ除了0点外,022≠+=∂∂-∂∂y x xy u υ,所以是有旋的,不存在速度势。
9、在平面不可压缩流动中,已知速度势函数233xy x -=ϕ,求相应的流函数。
答案:10、已知某不可压缩流体平面流动的速度分布规律为:⎩⎨⎧--=-+=yxy yx x u 22422υ判断说明该流动是否连续?是否无旋?并求出流函数。
流体力学练习题及参考答案
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水力学练习题及参考答案一、是非题(正确的划“√”,错误的划“×)1、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。
(√)2、图中矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合。
(×)3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。
×4、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的,当Fr>1为急流。
(√)5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。
(×)6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。
(×)6、达西定律适用于所有的渗流。
(×)7、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。
(√)8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。
(√)9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。
(√)10、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。
(×)11、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。
√12、陡坡上出现均匀流必为急流,缓坡上出现均匀流必为缓流。
(√)13、在作用水头相同的条件下,孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。
(×)14、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等,但底坡不同,因此它们的正常水深不等。
(√)15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。
(√)16、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。
×17、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。
(√)18、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。
(×)19、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。
(√)20、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。
×21、缓坡上可以出现均匀的急流。
(√)22、静止水体中,某点的真空压强为50kPa,则该点相对压强为-50 kPa。
(√)24、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。
(√)25、水深相同的静止水面一定是等压面。
(√)26、恒定流一定是均匀流,层流也一定是均匀流。
(×)27、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。
《流体力学》试题及答案
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《流体力学》试题及答案一、选择题(每题5分,共25分)1. 下列哪个选项不属于流体力学的三大基本方程?A. 连续性方程B. 动量方程C. 能量方程D. 牛顿第二定律答案:D2. 在不可压缩流体中,流速和压力之间的关系可以用下列哪个方程表示?A. 伯努利方程B. 欧拉方程C. 纳维-斯托克斯方程D. 帕斯卡方程答案:A3. 下列哪个现象表明流体具有粘性?A. 流体流动时产生涡旋B. 流体流动时产生湍流C. 流体流动时产生层流D. 流体流动时产生摩擦力答案:D4. 在下列哪种情况下,流体的动能和势能相等?A. 静止流体B. 均匀流动的流体C. 垂直下落的流体D. 水平流动的流体答案:C5. 下列哪个因素不会影响流体的临界雷诺数?A. 流体的粘度B. 流体的密度C. 流体的流速D. 流体的温度答案:D二、填空题(每题5分,共25分)6. 流体力学是研究______在力的作用下运动规律的科学。
答案:流体7. 不可压缩流体的连续性方程可以表示为______。
答案:ρV = 常数8. 在恒定流场中,流体质点的速度矢量对时间的导数称为______。
答案:加速度矢量9. 伯努利方程是______方程在不可压缩流体中的应用。
答案:能量10. 流体的湍流流动特点为______、______和______。
答案:随机性、三维性、非线性三、计算题(每题25分,共50分)11. 一个直径为10cm的管道,流体的流速为2m/s,流体的密度为800kg/m³,求管道中流体的流量。
解:流量Q = ρvA其中,ρ为流体密度,v为流速,A为管道截面积。
A = π(d/2)² = π(0.05)² = 0.00785m²Q = 800kg/m³ 2m/s 0.00785m² = 12.44 kg/s答案:管道中流体的流量为12.44 kg/s。
12. 一个直径为20cm的圆柱形储罐,储罐内充满水,水面高度为1m。
《流体力学与流体机械》计算题及答案

Q v1A1 v2 A2
Q
v2 A2
4
0.12
3
0.0234 m3
/
s
v1
4Q
d12
4 0.0234
0.152
1.3
3
6 m
/
s
编辑ppt
• 习题3-15 判断流动 ux = xy;uy = -xy 是否满足不可压缩流动的连续性条件 。 • 解: 因为 ux = xy;uy = -xy 与时间无关,所以流动定常,根据定常不可压微分形式连续方程,
•
图示为一轴流风机,已测得进口相对压力p1= -103 Pa,出口相对压力p2 = 150 Pa。设截面
1-2间压力损失 100Pa,求风机的全压P ( P为风机输送给单位体积气体的能量 ) 。
• 解:
p1
1
2
v12
z2
z1 ga
p
p2
2
2
v22
ghw
1000 0 p 150100
P 1250 Pa
第一章 流体及其物理性质
•
• 例1-2 相距为h=10 mm的两固定平板间充满动力粘度μ=1.49 Pa·s的甘油, 若两板间甘油的速度分布为u=4000y(h-y)
•
(1) 若上板的面积A=0.2 m2,求使上板固定不动所需的水平作用力F;
•
(2) 求y=h/3和2h/3处的内摩擦应力,
并说明正负号的意义。
有一圆桶,半径R=1m,高H=3.5m,桶内盛有高度h=2.5m的水。圆桶绕中心
轴匀速旋转。问水恰好开始溢出时,转速ω为多少?而此时距中心线r=0.4m处桶底 面上A点的压力是多少?
• 解:(1) 求旋转速度ω
流体力学例题及解答(一)
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20℃的空气在直径为80mm的水平管流过 的空气在直径为80mm的水平管流过。 【例2】20℃的空气在直径为80mm的水平管流过。现于 管路中接一文丘里管,如本题附图所示。 管路中接一文丘里管,如本题附图所示。文丘里管的 上游接一水银U管压差计,在直径为20mm的喉颈处接一 上游接一水银U管压差计,在直径为20mm的喉颈处接一 20mm 细管,基下部插入水槽中。 细管,基下部插入水槽中。空气流过文丘里管的能量 损失可忽略不计。 管压差计读数R=25mm h=0.5m时 R=25mm、 损失可忽略不计。当U管压差计读数R=25mm、h=0.5m时, 试求此时空气的流量为若干m /h。 试求此时空气的流量为若干m3/h。当大气压强为 101.33× Pa。 101.33×103Pa。 (3)在两截在间列柏努利方程式, )在两截在间列柏努利方程式, 并化简得
有一输水系统,如本题附图所示, 【例5】有一输水系统,如本题附图所示,水箱内水 面维持恒定,输水管直径为φ60 3mm, φ60× 面维持恒定,输水管直径为φ60×3mm,输水量为 /h,水流经全部管道(不包括排出口) 18.3m3/h,水流经全部管道(不包括排出口)的能量 损失可按Σhf=15u 公式计算,式中u 损失可按Σhf=15u2公式计算,式中u为管道内水的流 m/s)。 速(m/s)。 (1)水箱中水面高于排出口的高度 )水箱中水面高于排出口的高度H 将有关数据代入上式便可求得Z )。式中 将有关数据代入上式便可求得 1(即H)。式中 )。
流体力学考试题及答案

流体力学考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 流体力学中,流体的基本假设是什么?A. 流体是不可压缩的B. 流体是完全弹性体C. 流体是完全塑性体D. 流体是连续介质答案:D2. 流体静力学中,压力的分布规律是什么?A. 与深度成正比B. 与深度成反比C. 与深度无关D. 与深度的平方成正比答案:A3. 流体的粘性是由什么决定的?A. 温度B. 压力C. 密度D. 以上都是答案:A4. 伯努利方程描述了什么?A. 流体的静压和动压关系B. 流体的压缩性C. 流体的粘性D. 流体的热力学性质答案:A5. 流体的雷诺数是用来描述什么的?A. 流体的密度B. 流体的粘性C. 流体的惯性力与粘性力的比值D. 流体的压缩性答案:C6. 什么是流体的不可压缩性条件?A. 密度不变B. 温度不变C. 压力不变D. 速度不变答案:A7. 流体的连续性方程描述了什么?A. 流体的动量守恒B. 流体的动能守恒C. 流体的质量守恒D. 流体的热能守恒答案:C8. 流体的湍流与层流的区别是什么?A. 湍流有粘性,层流没有B. 湍流是有序的流动,层流是无序的C. 湍流是无序的流动,层流是有序的D. 湍流和层流都是有序的流动答案:C9. 流体的边界层厚度与什么有关?A. 流体的密度B. 流体的速度C. 流体的粘性D. 流体的压缩性答案:C10. 什么是流体的临界雷诺数?A. 流体开始流动的雷诺数B. 流体从层流转变为湍流的雷诺数C. 流体达到最大速度的雷诺数D. 流体达到最大压力的雷诺数答案:B二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述流体力学中的纳维-斯托克斯方程及其物理意义。
答案:纳维-斯托克斯方程是描述流体运动的基本方程,它将流体的动量守恒定律与流体的粘性联系起来。
方程表明,流体的加速度不仅与压力梯度有关,还与粘性力有关。
物理意义上,它描述了流体内部的动量传递过程。
2. 描述流体的粘性对流动的影响。
答案:流体的粘性对流动有显著影响。
(完整版)流体力学练习题及答案
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(完整版)流体力学练习题及答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN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 .gz -=πB .gz =πC .z ρπ-=D .z ρπ=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6、流体内摩擦力的量纲[]F 是( )。
A . []1-MLtB . []21--t MLC . []11--t ML D . []2-MLt 7、已知不可压缩流体的流速场为xyj zi x 2V 2+= ,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11、边界层的基本特征之一是( )。
流体力学考试题及答案
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流体力学考试题及答案一、选择题(共20题,每题2分,共40分)1.流体力学研究的对象是()。
A. 固体B. 气体C. 液体D. 固体、气体和液体2.流体静力学研究的是()。
A. 流体的静力学平衡B. 流体的动力学行为C. 流体的温度分布D. 流体与固体之间的相互作用3.流体力学基本方程之一是()方程。
A. 安培B. 麦克斯韦C. 牛顿D. 热力学第一定律4.流体的粘度是指()。
A. 流体的黏滞性B. 流体的稠密程度C. 流体的表面张力D. 流体的温度5.流体的黏滞性是指()。
A. 流体的分子间相互作用力B. 流体的流动性C. 流体的表面张力D. 流体的温度6.斯托克斯定律适用于()。
A. 小颗粒在粘稠流体中的沉降速度B. 大颗粒在粘稠流体中的沉降速度C. 任意颗粒在粘稠流体中的沉降速度D. 颗粒在非粘稠流体中的沉降速度7.雷诺数是流体运动的()。
A. 速度与压强之比B. 速度与密度之比C. 惯性力与粘滞力之比D. 惯性力与压强之比8.当雷诺数大于临界雷诺数时,流体的流动状态为()。
A. 层流B. 湍流C. 不稳定流动D. 静止9.均匀流动的速度场中,速度大小不随时间和位置而变化,这种流动称为()。
A. 层流B. 湍流C. 定常流动D. 非定常流动10.当流体通过管道时,由于摩擦作用,流体靠近管壁的流速会()。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定11.流体的质量守恒方程描述了()。
A. 流体的质量变化率B. 流体的流速变化率C. 流体的压力变化率D. 流体的体积变化率12.对于不可压缩流体的质量守恒方程,密度可以看作()。
A. 常数B. 变量C. 无穷大D. 无法确定13.流体的动量守恒方程可以描述流体中()。
A. 速度变化率B. 加速度变化率C. 压力变化率D. 质量变化率14.流体的能量守恒方程描述了流体的()。
A. 温度变化率B. 内能变化率C. 压强变化率D. 势能变化率15.速度势和流函数是()。
流体力学试题及答案4
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流体力学试题及答案4一、选择题(每题2分,共10分)1. 流体力学中,描述流体运动的基本概念是()。
A. 质量B. 密度C. 速度D. 压力答案:C2. 流体静力学基本方程中,描述流体静压力与深度关系的公式是()。
A. P = ρghB. P = ρgh²C. P = ρgh³D. P = ρg答案:A3. 在不可压缩流体中,连续性方程表明()。
A. 质量守恒B. 能量守恒C. 动量守恒D. 角动量守恒答案:A4. 流体力学中的雷诺数是用来描述()。
A. 流体的密度B. 流体的粘度C. 流体流动的层流与湍流状态D. 流体的压缩性答案:C5. 根据伯努利方程,流体在管道中流动时,流速增加会导致()。
A. 压力增加B. 压力减小C. 温度增加D. 密度增加答案:B二、填空题(每题2分,共10分)1. 流体力学中,流体的粘性系数通常用符号________表示。
答案:μ2. 当流体流动时,如果流体的流线不相交,则该流动称为________流动。
答案:层流3. 流体力学中,流体的惯性力与流体的________和________有关。
答案:密度,速度4. 流体力学中,流体的表面张力是由分子间的________力引起的。
答案:吸引力5. 流体力学中,流体的压缩性是指流体在压力作用下体积的________。
答案:变化三、简答题(每题10分,共20分)1. 简述流体力学中的边界层概念及其重要性。
答案:边界层是指流体在固体表面附近流动时,由于粘性作用,流体速度从零逐渐增加到与主流速度相近的区域。
边界层的存在对流体的流动特性、摩擦阻力和流体的传热、传质等过程有重要影响。
2. 描述流体力学中的能量守恒定律,并给出其数学表达式。
答案:能量守恒定律表明,流体系统中能量的总量在没有外力作用的情况下是守恒的。
数学表达式为:ρu(E + p/ρ + gz) = constant,其中ρ是流体密度,u是流体速度,E是单位质量流体的内能,p是压力,g是重力加速度,z是垂直高度。
流体力学练习题库+参考答案
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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( )。
流体力学题及答案

C (c) 盛有不同种类溶液的连通器DC D水油BB (b) 连通器被隔断AA(a) 连通容器1. 等压面是水平面的条件是什么?2. 图中三种不同情况,试问:A-A 、B-B 、C-C 、D-D 中哪个是等压面?哪个不是等压面?为什么?3 已知某点绝对压强为80kN/m 2,当地大气压强p a =98kN/m 2。
试将该点绝对压强、相对压强和真空压强用水柱及水银柱表示。
4. 一封闭水箱自由表面上气体压强p 0=25kN/m 2,h 1=5m ,h 2=2m 。
求A 、B 两点的静水压强。
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。
8.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?9 水流从水箱经管径分别为cm d cm d cm d 5.2,5,10321===的管道流出,出口流速s m V /13=,如图所示。
求流量及其它管道的断面平均流速。
解:应用连续性方程(1)流量:==33A v Q 4.91s l /103-⨯ (2) 断面平均流速s m v /0625.01= , s m v /25.02= 。
10如图铅直放置的有压管道,已知d 1=200mm ,d 2=100mm ,断面1-1处的流速v 1=1m/s 。
求(1)输水流量Q ;(2)断面2-2处的平均流速v 2;(3)若此管水平放置,输水流量Q 及断面2-2处的速度v 2是否发生变化?(4)图a 中若水自下而上流动,Q 及v 2是否会发生变化?解:应用连续性方程 (1)4.31=Q s l / (2)s m v /42= (3)不变。
流体力学习题及答案
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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。
《流体力学与流体机械》计算题及答案
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1 2
总结词
掌握流体流动阻力和能量损失的计算方法,了解 流体流动过程中阻力和能量的变化规律。
流体流动阻力计算
根据流体流动的雷诺数和流体性质,计算流体在 管道中的流动阻力,包括直管阻力和局部阻力。
3
能量损失计算
根据伯努利方程和流体流动的能量守恒原理,计 算流体在管道中的能量损失,包括沿程损失和局 部损失。
分析流体在流动过程中 的温度变化,以及由此
产生的热能转换。
03
探讨流体流动与热能转 换之间的关系,以及其 对流体机械性能的影响。
05
详细描述
02
计算流体在流动过程中 由于热传导、对流和辐 射等热传递方式而产生
的热量交换。
04
流体流动与化学能转换计算
总结词:计算流体在流动 过程中由于化学反应而产 生的化学能转换。
详细描述
分析流体在流动过程中可 能发生的化学反应,以及 由此产生的化学能转换。
探讨流体流动与化学能转 换之间的关系,以及其在 化工、制药等领域中的应 用。
计算化学反应过程中流体 的能量变化,以及其对流 体机械性能的影响。
THANKS
感谢观看
计算流体在流动过程中由于机械能转换 而产生的能量损失或增益。
分析流体在流动过程中所受的阻力,如 摩擦力和局部阻力,对机械能转换的影 响。
详细描述
计算流体在管道中流动时的压力能变化 ,以及由此产生的速度和流量的变化。
流体流动与热能转换计算
总结词:计算流体在流 动过程中由于温度变化
而产生的热能转换。
01
必需汽蚀余量(NPSHr)
泵开始发生汽蚀时,所必须的最低有效汽蚀余量。
有效汽蚀余量(NPSHa)
泵在实际运行中,所实际具有的有效汽蚀余量。
流体力学例题及答案
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设所需水泵的扬程为Hp,对两水池自由液面应用伯努利方程:
000 Hp l L V 2 H 00 d
2g
Hp
l L V 2 H d
2g
12.38 m
P gQH p 24280 w 24.28 kw
例
一维等熵空气气流某点流动参数为: u = 150 m/s,T = 288 K,p = 1.3105 Pa, 求此气流的滞止参数p0 、0、T0 和 c0。
1.2755
p1 0.784 106 Pa
T0 1 2 1 Mae Te 2
e
Mae 0.3240
pe 9.4528 kg/m3 RTe
1
p1 8.3666 kg/m3 RT1
1 4.9355 kg/m3
ue Mae RTe 120.2 m/s
u1 Ma1 RT1
A1 Ae
u1 217.3 m/s
确定喷管喉部气流参数及喉部截面积:
Ma1 0.6
e ue 1u1
2 A 1 6.25 cm
例 场
y u 2 2 x y
给 ,
定
x v 2 2 x y
速 度 , w0 ,
计算出旋转角 速度,
x 0 2 y z
u 150 0.4410 RT 1.4 287 288
T0 299 K
解 空气 1.4 ,R 287 J/(kg K) ,所以
Ma
T0 1 2 1 Ma 1.0389 T 2 p 0 T0 1 1.1429 p T
2
管路流量系 数
例
用水泵将水从低水池抽至高水池,两池水面高度差 H=10m,吸水管长l=20m,压力水管长L=1000m,管径 同为d=0.5m,沿程水头损失系数λ=0.022,不计局部损 失。如果设计流量Q=0.2m3/s,并要求水泵进水口断面 2-2的真空压强不超过44 kPa,求水泵的安装高度h和水 泵功率P。
工程流体力学计算题集(含答案)
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30.(6分)飞机在10000m 高空(T=223.15K,p=0.264bar)以速度800km/h 飞行,燃烧室的进口扩压通道朝向前方,设空气在扩压通道中可逆压缩,试确定相对于扩压通道的来流马赫数和出口压力。
(空气的比热容为C p =1006J/(kg ·K),等熵指数为k=1.4,空气的气体常数R 为287J/(kg ·K))T 0=T ∞+v C p ∞=+⨯⨯232222315*********21006/.()/()=247.69KM ∞=v a ∞∞=⨯⨯⨯=(/)...80010360014287223150743 P 0=p ∞11221+-⎡⎣⎢⎤⎦⎥∞-k M k k =0.26411412074038214141+-⨯⎡⎣⎢⎤⎦⎥=-.....bar31.(6分)一截面为圆形风道,风量为10000m 3/h ,最大允许平均流速为20m/s ,求:(1)此时风道内径为多少?(2)若设计内径应取50mm 的整倍数,这时设计内径为多少? (3)核算在设计内径时平均风速为多少? 依连续方程(ρ=C )v 1A 1=v 2A 2=q v(1)v 1π412d q v = d 1=100004360020⨯⨯π=0.42m=420mm (2)设计内径应取450mm 为50mm 的9倍,且风速低于允许的20m/s (3) 在设计内径450mm 时,风速为 v q d m s v 2222441000036000451746==⨯⨯=ππ../ 32.(7分)离心式风机可采用如图所示的集流器来测量流量,已知风机入口侧管道直径d=400mm,U 形管读数h=100mmH 2O ,水与空气的密度分别为ρ水=1000kg/m 3,ρ空=1.2kg/m 3,忽略流动的能量损失,求空气的体积流量q v 。
由伯努利方程0+0+0=p gρ+0+v g 22得v=-2p ρ由静力学方程p+ρ水gh=0⇒p=-ρ水gh 代入 得 v=22980701100012ghρρ水=⨯⨯⨯...=40.43m/s q v =v •=⨯⨯=ππ44043404508223d m s .(.)./33.(7分)要为某容器底部设计一个带水封的疏水管,结构如图示:容器内部的压强值,最高时是表压强p e =1500Pa,最低时是真空值p v =1200Pa,要求疏水管最高水位应低于容器底部联接法兰下a=0.1m ,最低水位应在疏水管口上b=0.2m(水密度ρ=1000kg/m 3,重力加速度g=9.8m/s 2)求:(1)疏水管长度L 。
流体力学习题及答案

题2-40图题2-41图
2-41油库侧壁有一半球形盖,直径为d=0.6m,半球中心在液面下的淹没深度H=2.0m,测压管中液面高出油库中液面的高度h=0.6m,石油重度为6867N/m3,试求液体作用在半球盖上的水平分力及铅垂分力。
2-18U形水银压差计中,已知h1=0.3m,h2=0.2m,h3=0.25m。A点的相对压力为pA=24.5kPa,酒精的比重为0.8,试求B点空气的相对压力。
题2-18图题2-19图
2-19一直立的煤气管,在底部的测压管中读数为h1=100mmH2O,在H=20m高处测得h2=115mmH2O。管外空气的重度γa=12.64N/m3,求管中静止煤气的重度。
1-8体积为5m3的水在温度不变的条件下,压力从1大气压增加到5大气压,体积减小了1L,求水的体积压缩系数和弹性系数值。
1-9某液体的动力粘度为0.045Pa·s,其比重为0.85,试求其运动粘度。
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。
2-20图示封闭容器中有空气、油和水三种流体,压力表A读数为-1.47N/cm2。(1)试绘出容器侧壁上的静压力分布图;(2)求水银测压计中水银柱高度差。
题2-20图题2-21图
2-21三个U形水银测压计,其初始水银面如图A所示。当它们装在同一水箱底部时,使其顶边依次低下的距离为a=1m,水银的比重为13.6,试问三个测压计中的读数h1、h2、h3各为多少?
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练习题1. 如右图所示,在一密闭容器中,上部装有密度ρ1=0.8×103kg/m 3的油,下部为密度ρ2=103 kg/m 3的水,已知h 1=0.4m ,h 2=0.2m 。
测压管中水银柱的读数h =0.5m ,水银的密度为ρ1=13.6×103 kg/m 3。
求密闭容器中油液面上的压强p 0。
2. 图示为一水暖系统,为了防止水温升高时体积膨胀将水管胀裂,在系统顶部设一膨胀水箱,使水有膨胀的余地。
若系统内水的总体积为8m3,加温前后温差为50℃,在其温度范围内水的膨胀系数为βT =9×10-4 1/℃,求膨胀水箱的最小容积。
3. 当温度不变,压强从0.20 MPa 增加到10 MPa 时,某种液体的体积减小0.49%,求该液体的体积模量。
4. 两个充满空气的封闭容器互相隔开,左边压力表M 的读数为100kPa ,右边真空计V 的读数为 3.5mH2O ,试求连接两容器的水银压差计中h 的读值。
5. 已知流体运动的速度场为:3231yv xy v y x ==,,试求t=2时过点()()x y z ,,,,=312处的流线方程。
hp ap 0h 1h 2ρ1ρ2ρ36. 如图所示,水在压强作用下从密封的下水箱沿竖直管道流入上水箱中,已知h =50cm ,H =3m ,管道直径D =25mm ,λ=0.02,各局部阻力系数分别为ζ1=0.5,ζ2=5.0,ζ3=1.0,求:为维持稳定的管中流速V =1m/s ,下水箱的液面压强应保持在多少Pa?7. 右图为毕托管示意图。
液体自左向右流动,直管和直角弯管直接插入管道内的液体中,弯管开口迎着流动方向。
测得A 点的液柱高度为hA =170 mm ,B 点的液柱高度为hB = 230 mm ,已知液体的密度为 =990 kg/m3,忽略阻力损失,试计算管内液体的流速uA 。
8. 如右图所示为一壁厚可以忽略的大容器,在其下部开一直径为d =12mm 的小孔口,水自孔口流出后进入另一液面比大容器液面低H =1.2m 的容器中,两容器内的水位始终保持不变。
试计算水的出流流量和孔口处的流速。
9. 如图所示为一壁厚可以忽略的大容器,为了便于出流,在容器壁上开一圆孔并在外面焊接一段等径圆管,容器自由液面及孔口出口皆与大气相通,而且可以保证容器内的水位不变。
已知孔口直径为d =12mm ,焊接的圆管长度l = 40mm 。
容器自由液面相对于孔口中心线的高度为H =1.2m ,试计算水的出流流量和出口流速。
10. 用长l =300m 、内径d =200mm 的铸铁管输送密度ρ = 880 kg/m3的油液,测得质量流量qm = 8.80×104 kg/h 。
设冬季油液的运动粘度ν1=109.2×10-6m2/s ,夏季运动粘度ν2=35.5×10-6m2/s ,试确定冬、夏季输油管路以油柱高度表示的水头损失h λ。
[注:若流动状态为湍流,可取λ = 0.04] 11、一恒定有压均匀管流,已知管径d=20 mm ,管长 l=20m ,管中水流流速 u=0.12m/s ,水温 t=10℃时水的运动粘度 n =1.306×10-6m 2/s ,求沿程阻力损失12、如图,已知压力表测得密闭容器内的压力读数为5千帕,其他数据如图中所示,求未知液体的密度(已知水和水银的密度分别为1吨/立方米和13.6吨/立方米)。
13. 液体由水箱经中间有收缩截面(截面积为1A )的管子定常出流,2A 为出口面积,2h 是出口在水箱液面下的深度,问要吸上深为1h 的同种液体,21/A A 应为多少(不计损失)?14. 已知流体运动的速度场为:3231yvxyvyx==,,试求t=2时过点处的流线方程。
15. 一压缩空气罐与文丘里式的引射管连接,d1,d2,h均为已知,问气罐压力p0多大方才能将B池水抽出。
16. 用水银压差计测量水管中的点速度u,如读数Δh=60mm,求该点流速。
17. 如图所示输水管经三通管分流。
已知管径分别为d1=200mm、d2=100mm和d3=150mm,断面平均流速分别是v1=2m/s和v2=1.5m/s,试求断面平均流速v3.18. 图示一串联管路,管径、管长、沿程水力摩阻系数和流量分别标于图中,试按长管计算所需的水头H为多少?19. 水沿着长L=1000m、直径D=200mm的干管流过,管终端流量为Qz=0.04m3/s,沿干管全长布置有彼此相距l=50m的出流点,各出流点的流量均为q=2×10-3m3/s。
已知沿程阻力系数λ=0.025,局部阻力不计。
(1)求沿程损失hf;(2)若全部流量均通过干管流过,求所需要的压头H1;(3)若全部流量均通过各出流点流出,求所需要的压头H2。
20. 自水池中引出一根具有三段不同直径的水管,已知直径d =50mm,D=200mm,长度l=100m,水位H=12m,沿程阻力系数λ=0.03,局部阻力系数K阀=5.0,试求通过水管的流量,并绘总压头线及测压管压头线。
21. 如图所示,用真空计B测得封闭水箱液面上的真空度为0.98kPa,若敞口油箱的液面低于水箱液面的高度H=1.5m,油柱高h1=5.6m,水银柱高h2=0.2m,求油的密度。
1. 解:以水银柱下面为等压面,列平衡方程: ghp gh gh p a 322110ρρρ+=++则:221130gh gh gh p p a ρρρ--+=2.081.98004.081.910005.081.913600101325⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯+= Pa 162539=2. 解: 已知V =8m3,Δt =50℃,βT =9×10-4 1/℃。
(1) 由(1-11)式T VV d d 1T =β,得膨胀水箱的最小容积为34T m 36.0501098=⨯⨯⨯==-T V V ∆β∆3.解:因:00490d .V VV V -=∆=故:等温压缩系数:1-106Pa1005100.2)(1000490d d -⨯=⨯---=∆∆-=-=..p V /V p V /V T κ则体积模量: Pa 10210511910⨯=⨯==-TE κ4. 解: 已知pm1=100kPa ,pv2=3.5mH2O 。
根据题意可知am11p p p +=,v2a 2p p p -=mHg0.198106.1398105.3101003v2m121=⨯⨯+⨯=+=-=汞汞γγp p p p h5. 解:V M ρ=,推得:0=+=dV Vd dM ρρρρd dV V -=N m dp d Vdp dV p /1075.3104%015.0294-⨯=⨯==-=ρρβ6. 解:以下水箱液面为基准面,列两液面的伯努利方程:局部沿程h h h H h h H g p g p w a +++=++=-)()(0ρρ沿程水头损失:mg v d L h h f 143.081.92025.01)15.03(02.0222=⨯⨯⨯+⨯===λ沿程局部水头损失:mg v h h j 332.081.921)5.00.50.1(2)(22321=⨯⨯++=++==ζζζ局部总水头损失:m h h h j f w 475.0332.0143.0=+=+= 所以,得:MPa p h h H g p s w 49.010********)(0=+=+++=ρ 7. 解:以管道中心线为零势能面,列伯努利方程: g p g u g p B A A ρρ=+22又知:A Agh pρ=,B B gh p ρ=代入得:AB Ah h g u -=22则:m/s 08117023081922.)..(.)h h (g u A B A=-⨯⨯=-=8. 解:显然是薄壁小孔口淹没出流。
gH ACr q V 2=对于厚壁孔口,Cr =0.60(取0.60~0.62皆可)代入数据,得:/sm 10293321819260040120342-⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=.....q V π于是,孔口流速为:m/s9124012010293324./..A q v V =⨯⨯==-π9. 解:本题中l /d = 40/12=3.33,可知该孔口为厚壁孔口。
孔口出流流量计算公式为:gHACr q V 2=对于厚壁孔口,Cr =0.82 代入数据,得:/sm 105.42.181.9282.04012.0342-⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=πV q于是,出口流速为:m/s 98.34/012.0105.424=⨯⨯==-πA q v V10. 解:① 判断流态: 流量:qV = qm/ρ = 8.80×104/880/3600 = 0.0278 m3/s 流速:u = qV/A= 0.0278/(3.14×0.202/4)= 0.884 m/s 冬季雷诺数:Re1= ud/ν1 = 0.884×0.2/(109.2×10-6) =1619<2320(层流)夏季雷诺数:Re2= ud/ν2 = 0.884×0.2/(35.5×10-6) = 4980>2320(湍流)② 水头损失(以油柱高度表示): 冬季:h λ1 =λ1 (l/d) (u2/2g) = (64/Re1) (l/d) (u2/2g) = 2.366 m (油柱)夏季:h λ2 =λ2 (l/d) (u2/2g) = 2.390 m (油柱) 11. 解:雷诺数232067.183710306.1020.012.0Re 6<=⨯⨯==-v ud沿程阻力损失系数:0348.067.183764Re 64===λ沿程阻力损失:OmH g v d l h 2220256.081.9212.002.0200348.02=⨯⨯⨯==λλ12. 解:如图,设大气压为p0,以图中2点为基点,则:gh h h p p p 132102)(ρ⨯++++=表gh p p 2323ρ-=g h p p p 32304ρ-==g h p g h p p 3202323ρρ+=-=g h h h p p p 132102)(ρ⨯++++=表g h p g h 32023ρρ++=因此,解得:gh g h h h p g h 23132132)(ρρρ-⨯+++=表1360061.52.0100061.531.781.961.550002231232123⨯-⨯+⨯=⨯-⨯+++=ρρρh h h h h h g h p 表=3ρ909.03513. 解:(1)根据连续性方程A1u1=A2u2(a )同时在1点和2点列出伯努力方程得:g u g p g u g p 22211220+=+ρρ(b)(2)水箱高位与1点之间列伯努力方程得 g u g p g p h 221102+=+ρρ(c) (3)1点要吸上深度为h1的液体,则必须:110gh p p p ρ≥-=∆(d)解上述3个式子,从(a)得:1221u u A A =根据(b)得:11222222122222110)1(21)1(21)22(gh A A u u u u g u g u g p p ρρρρ≥-=-=-=-从(c )得:g u h g p g p 221201-=-ρρ,代入(b)得:222gh u =因此:1122)1(gh A A gh ρρ≥-,22112h h h A A +≥ 即:21221h h h A A +≤14. 解:根据流线方程yx v dy v dx =,因此得:323y dyxydx =,即:y dy x dx =3 上述方程解得:C y x =/3由t=2时过点,C=9,则流线方程为:9/3=y x 15. 解: 已知d 1,d 2,h 。