流体力学习题及参考答案
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09流体力学习题1及参考答案
一、单项选择题(共15分,每小题1分)
1、下列各力中,属于质量力的是( )。
A .离心力
B .摩擦力
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 .粘性是实际流体的固有属性
B .构成流体粘性的因素是流体分子间的吸引力
C .流体粘性具有传递运动和阻碍运动的双重性
D .动力粘度与密度之比称为运动粘度
3、在流体研究的欧拉法中,流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成,当地加速度反映()。
A .流体的压缩性
B .由于流体质点运动改变了空间位置而引起的速度变化率
C .流体速度场的不稳定性
D .流体速度场的不均匀性
4、重力场中流体的平衡微分方程为( )。
A .gdz dp -=
B .gdz dp ρ=
C .dz dp ρ-=
D .gdz dp ρ-=
5、无旋流动是指( )的流动。
A .速度环量为零
B .迹线是直线
C .流线是直线
D .速度环量不为零
6、压强的量纲
[]p 是( )。 A.[]2-MLt B.[]21--t ML C.[]11--t ML D.[]1
-MLt
7、已知不可压缩流体的流速场为 则流动不属于( )。
A .非均匀流
B .非稳定流动
C .稳定流动
D .三维流动
8、动量方程的适用条件是( ) 。
0 ),,(),(⎪⎩⎪⎨⎧===w t z x f z y f u υin out QV QV F )()(ρρ∑-∑=∑
A.仅适用于理想流体作定常流动
B.仅适用于粘性流体作定常流动
C.适用于理想流体与粘性流体作定常或非定常流动
D.适用于理想流体与粘性流体作定常流动
9、在重力场中作稳定流动的系统,沿流动方向总水头线维持水平的条件是 ( ) 。
A.管道是水平放置的B.流体为不可压缩流体
C.管道是等径管D.流体为不可压缩理想流体
10、并联管道系统中,其各支管内单位质量流体的能量损失()。
A.不相等 B.之和为总能量损失 C.相等D.不确定
11、边界层的基本特征之一是()。
A.边界层内流体的流动为层流 B.与物体的特征长度相比,边界层的厚度很小C.边界层厚度沿流动方向逐渐减薄 D.边界层内流体的流动为湍流
12、指出下列论点中的错误论点:()
A.平行流的等势线与流线相互平行B.涡流的径向速度为零
C.无旋流动也称为有势流动D.点源的圆周速度为零
13、关于涡流有以下的论点,指出其中的错误论点:( )。
A.以涡束诱导出的平面流动,称为涡流B.点涡是涡流
C.涡流的流线是许多同心圆 D.在涡流区域速度与半径成正比
14、超音速气体在收缩管中流动时,气流速度()。
A.逐渐增大 B.不变C.不确定D.逐渐减小
15、为提高离心泵的允许安装高度,以下哪种措施是不当的?()
A.提高流体的温度B.增大离心泵吸入管的管径
C.缩短离心泵吸入管的管径 D.减少离心泵吸入管路上的管件
参考答案:1.A 2.B 3.C 4.D 5.A 6.B 7.C 8.D 9.D 10.C 11.B 12.A 13.D 14.D 15.A
二、填空题(共12分,每小题2分)
1、静止流体中任一点的静压强大小与其作用面在空间的方位无关,与该点位置相关。
2、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。
3、粘性流体沿缓变流流动产生的阻力损失称为 沿程阻力损失 ,在急变流处产生的阻力损失称为 局部阻力 。
4、调节往复泵流量的方法有: 改变活塞冲程 , 旁路调节 等。
5、造成边界层分离的原因,在于 逆压强梯度 作用和 物面粘性滞止效应 的共同影响。
6、已知某输水管路中,泵的特性曲线方程为24102.740Q H ⨯-=,管路的特性曲
线方程为2
4108.428Q H e ⨯+=,(注:式中H 的单位为m ,Q 的单位为m 3/s )。当输水量为8.5L/S 时,消耗于阀门调节的水头损失是3.33 m.。
三、简答题(共18分,每小题6分)
(1)分别写出理想流体和粘性流体总流的伯努利方程。比较它们的相同之点和不同之处。
参考答案:
它们的相同之点:是能量守恒定律在流体流动系统的应用结果;均适用于不可压缩流体;反映流动系统中动能、势能、静压能之间的相互关系。
不同之处是:理想流体伯努利方程表明,理想流体沿流动方向的总水头保持不变;粘性流体总流的伯努利方程则表明,为了克服粘性阻力,粘性流体沿流动方向的总水头是逐渐减少的。
(2)为何流体静压力的方向总是沿着作用面的内法线方向?
参考答案:
因为:(1)静止流体不能承受剪力,即τ=0,故p 垂直受压面;
(2)因流体几乎不能承受拉力,故p 指向受压面。
(3)流体的压缩性指的是什么?列举出两种反映流体的压缩性的参数。在工程实际应用中,如何考虑液体和气体的压缩性?
参考答案:流体在一定温度下,体积随压强增大而缩小的特性称为流体的压缩性。 反映流体的压缩性的参数有:压缩系数、体积模量、音速。
一般而言,液体的压缩性很小,但当压强变化很大时(如水击和水下爆炸),应考虑液体密度的变化;气体的压缩性很大,但在流速不太高,压强变化较小的情况下,可将气体视为不可压缩流体。
四、计算题(六题,共55分)
1、(5分)当压强增加5×104
Pa 时,某种液体的密度增长0.02%,求该液体的体积模量。 解:0=+=⇒=dV Vd dM V M ρρρ ρρd dV V -=
Pa dp d dp V dV E p 84105.2105%
02.01111⨯=⨯⨯==-==ρρβ
2、(10分)已知某不可压缩流体平面流动的速度分布规律为:⎩⎨⎧--=-+=y
xy y x x u 22422υ
判断说明该流动是否连续?是否无旋?并求出流函数。 解:22 ,22--=∂∂+=∂∂x y
x x u υ 0=∂∂+∂∂y
x u υ 满足连续性方程,所以流动连续。
y x
y u 2 ,4-=∂∂-=∂∂υ