32学时流体力学复习题

32学时流体力学课复习题一、填空题1、流体是一种受任何微小的都会产生连续的物质。

2、牛顿内摩擦定律：，其中的比例系数称为。

3、温度升高时，液体的粘度，而气体的粘度。

4、作用在流体上的力可分为和两类。

5、单位质量力是指作用在单位_____ 液体上的质量力。

6、单位质量力的量纲是。

7、对于不同的流体，体积弹性系数的值不同，弹性模量越，流体越不易被压缩。

8、某点处的绝对压强等于该处的加上该处的。

9、某点处的真空等于该处的减去该处的。

10、某点处的相对压强等于该处的减去该处的。

11、在平衡流体中，静压强相等的各点所组成的面称为，平衡流体内任一点所受的与通过该点的互相垂直。

12、静止流场中的压强分布规律，既适用于流体，也适用于流体。

13、根据的大小，粘性流体的流动状态可分为和。

14、根据流体是否有粘性，流体可分为和。

15、根据流动参数随时间的变化，流体流动可分为流动和流动。

16、连续性方程是在流体力学上的数学表达形式。

17、总流伯努利方程是在流体力学上的数学表达形式。

18、计算局部阻力的公式为：；计算沿程阻力的公式为：。

19、相似条件包括、和。

20、沿程阻力主要是由于引起的，而局部阻力则主要是由于引起的。

21、连续性方程表示控制体的________守恒。

22、液体随容器作等角速度旋转时，重力和惯性力的合力总是与液体自由面。

23、圆管层流中断面平均流速等于管中最大流速的。

二、简答题1、简述液体与气体的粘性随温度的变化规律，并说明为什么？2、请详细说明作用在流体上的力。

3、简述流体的连续介质假说。

4、何谓不可压缩流体？在什么情况下可以忽略流体的压缩性？5、流体静压力有哪两个重要特征？6、不同形状的敞开的贮液容器放在桌面上，如果液深相同，容器底部的面积相同，试问作用于容器底部的总压力是否相同？桌面上受到的容器的作用力是否相同？为什么？7、相对平衡的液体的等压面形状与什么因素有关？8、静力学的全部内容适用于理想流体还是实际粘性流体？或者两者都可？为什么？9、叙述帕斯卡原理，试举例说明它在工程中的应用。

10、何谓压力体？压力体是由哪些面围成的？11、什么是表面力？什么是质量力？12、试述文丘里管测量流量的原理，如果通过文丘里管的流量保持不变，试问管道倾斜放置与水平放置的两种情况，测得差压计的液面高差是否会改变？为什么？13、简述沿程阻力系数随雷诺数的变化规律，并画出其趋势图。

14、流体在渐扩管道中，从截面1流向截面2，若已知在截面1处流体作层流流动。

试问，流体在截面2处是否仍保持层流流动？为什么？15、在串联管道、并联管道中，各管段的流量和能量损失分别满足什么关系？16、简述水力光滑管和水力粗糙管的定义。

一根确定的管子是否永远保持为水力光滑管或水力粗糙管？为什么？17、简单叙述沿程阻力和局部阻力的定义，试分析产生这两种损失的原因。

18、何谓缓变流和急变流？在缓变流截面上，压强分布有何规律？19、写出总流伯努利方程，并简述其物理意义。

20、简述流线的定义，并写出流线方程。

21、何谓系统和控制体？它们有何区别与联系？三、计算题1、一块平板距离另一块固定的平板0.5mm，两平板间充满某种流体，上平板在4.8N的力作用下，以0.25m/s的速度移动。

如果上平板的面积为2.4m2，求该流体的粘度。

2、一块底面积为45 x 50cm2，高为1cm的木块，质量为5kg，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚度1cm ，斜坡22.620 (见图示)，求油的粘度。

（0.837PaS）3、一块平板距离另一块固定的平板0.5mm，两平板间充满粘度为0.004PaS的某种流体，如果上平板的面积为2. 4m2，求使上平板以0.25m/s的速度移动所需的作用力。

（4.8N）4、直径76mm的轴在同心缝隙为0.03mm，长度为150mm的轴承中旋转，轴的转速为226r/min, 测得轴径上的摩擦力矩为76N.m，试确定缝隙中油液的动力粘度。

（1.864PaS）5、如图所示，U形管压差计与容器A连接，已知h1=0.25m，h2=1.61m，h3=1m。

求容器A中水的绝对压强和真空。

（绝对压强为33353Pa，真空为67972Pa）6、如图所示，直线行使的汽车上放置一内装液体的U形管，长L=500mm。

试确定当汽车以加速度a=0.5m/s2行驶时两直管中的液面高度差。

（25.51mm）第5题图第6题图7、图所示为一圆柱形容器，直径d=300mm，高H=500mm,容器内装水，水深h1=300mm，使容器绕垂直轴做等角速旋转。

（1）试确定水正好不溢出时的转速n1；（2）求刚好露出容器底面时得转速n2；这时容器停止旋转，水静止后得深度h2等于多少？（n1=178.3rpm，n2=199.3rpm，h2=0.25m）第7题图 第8题图8、如图所示为绕铰链O 转动的倾斜角α=60o 的自动开启式水闸，当水闸一侧的水位H=2，另一侧的水位h=0.4时，若要使闸门自动开启。

试求铰链至水闸下端的距离x 。

（0.796m ）9、圆柱体半径m r 2=，长m L 5=，如图放置在斜面上。

求水作用在圆柱上的力。

（487.415kN ，与水平方向夹角78.4度）第9题图 第10题图 第11题图10、如图，圆柱体直径4m ，两边均有水作用，水深如图所示。

如果圆柱体长度为12m ，试求作用在圆柱体上合力的大小和方向。

（1320kN ，与水平方向夹角57.98度）11、如图，有一圆柱形闸门。

已知H=5m ，θ=600，闸门宽度为B=10m 。

求作用在闸门上的总压力的大小及方向。

（1583kN ，与水平方向夹角39.3度）12、已知平面流动的速度分量为：22y x u x +=，y x u y 22-=。

求流线方程。

（C xy y x =--2313133） 13、已知流场的速度分布为j yx y i y x x v 222244+++=，求证通过任意一个以原点为圆心的同心圆的流量都是相等的（提示：z 方向取单位长度，流场速度用极坐标表示。

）14、如图是离心风机的集流器，风筒直径为200mm 。

当测压管中的水柱高度为250mm 时，求集流器的吸气量。

空气密度取1.29 kg/m 3。

（1.93m 3/s ）15、如图所示，水从井A 利用虹吸管引到井B 中，设已知体积流量q v =100m 3/h ，H=3m ，z=6m ，不计虹吸管中的水头损失。

试求虹吸管的管径d 及上端管中的负计示压强值p 。

（67.9mm ，-58800Pa ）16、如图所示，离心式水泵借一内径d=150mm 的吸水管以q=60m 3/h 的流量从一敞口水槽中吸水，并将水送至压力水箱。

设装在水泵与吸水管接头上的真空计指示出负压值为39997Pa 。

水力损失不计，试求水泵的吸水高度H 。

（4m ）第14题图 第15题图 第16题图17、密度为830kg/m 3的油水平地射向直立的平板。

已知油的速度为20m/s ，油柱的直径为0.1m 。

求油对平板的打击力。

（2608N ）18、连续管系中的90o 渐缩弯管放在水平面上，管径d 1=15cm ，d 2=7.5cm ，入口处水平均流速v 1=2.5m/s ，静压p e1=6.86×104 Pa （计示压强）。

如不计能量损失，试求支撑弯管在其位置所需的水平力。

（1322N ）19、喷水泉的喷嘴为一截头圆锥体，其长度L=0.5m ，两端的直径d 1=40mm ，d 2=20mm,竖直装置。

若把计示压强p 1e =9.807×104Pa 的水引入喷嘴，而喷嘴的能量损失h w =1.6m （水柱）。

如不计空气阻力，试求喷出的流量q 和射流的上升高度H 。

（q=0.004m 3/s, H=8.43m ）20、沿直径d=200mm 的管道输送润滑油，质量流量q m =9000kg/h ，润滑油的密度ρ=900kg/m 3，运动粘度冬季为ν=0.0001092m 2/s ，夏季为ν=0.0000355 m 2/s 。

试分别判断冬夏两季润滑油在管中的流动状态。

21、在一水箱距离水面3m 处开一个直径为6cm 的小孔，为了使水箱内的水面保持不变，问每秒必须向水箱内加多少水？（0.0217m 3）22、在直径为30cm 的水平管道上用水作沿程损失实验，在相距120m 的两点用水银差压计（上面为水）测得的水银柱高度差为33cm ，已知流量为0.23m 3/s ，问沿程损失系数等于多少？（0.0192）23、如图，一股射流以速度V 水平射到倾斜平板上，体积流量为Q 。

求射流对平板的打击力和上下两股分射流的流量。

（θρsin QV F =，)cos 1(21θ+=Q Q ，)cos 1(21θ-=Q Q ）第23题图 第24题图 第25题图 24、水从水箱沿着长为L = 2 m ，直径 d = 40 mm 的竖直管流入大气，忽略所有局部损失，管道沿程损失系数λ = 0.04，试求管道中起始断面A 的压强与水箱内的水位h 之间的关系式。

并求当h 为多少时，此断面的压强与水箱外的大气压强相等。

（d L L h d L g p A λλρ+-=1，λd h =） 25、水泵系统如图，管径mm d 200=，流量为s m Q /1.03=，吸水管与压水管的总长为30m ，沿程阻力系数02.0=λ；吸水管设有带阀门的莲蓬头0.2=阀ζ，所有弯头3.0=弯ζ（一共有3个弯头），两水面高差m z .10=，求水泵扬程。

（13.56m ）26、水池中的水从变截面管道排出，前两段的直径依次为100mm 和75mm ；最后一段是渐缩管，出口直径为50mm 。

如果排出的质量流量为14kg/s ，求所需的水头h ，并画出测压管水头线。

（2.6m ）27、嵌入支座内的一段输水管，其直径由m d 5.11=变化到m d 12=（见图示）。

当支座前的相对压强kPa 3921=p ，流量s m Q /8.13=时，试确定渐变段支座所受的轴向力R 。

（不计水头损失。

）（R=384014N ）第26题图 第27题图28、某输油管路长4000m ，管径0.3m ，输送运动粘度为2.5×10-4m 2/s 、密度为840kg/m 3的原油。

当流量Q=240m 3/h 时，求油泵为克服沿程阻力所需增加的功率。

（18801.9W ）29、某管路直径0.2m ，流量Q=0.1m 3/s ，水力坡度i=0.05。

求该管路的沿程阻力系数。

（0.0193）30、两根直径分别为m d 18.01=和m d 25.02=的水平管道串联在一起。

输送密度为980kg/m 3、运动粘度为4×10-4m 2/s 的原油。