[水力学]题集1~3章答案解析

第一章绪论

第一题、选择题

1.理想液体是( B )

(A)没有切应力又不变形的液体；(B)没有切应力但可变形的一种假想液体；

(C)切应力与剪切变形率成直线关系的液体；(D)有切应力而不变形的液体。

2.理想液体与实际液体最主要的区别是（D ）

A．不可压缩；B．不能膨胀；B．没有表面力；D．没有粘滞性。

3.牛顿摩擦定律表明，决定流体部切应力的因素是（C ）

A动力粘度和速度B动力粘度和压强C动力粘度和速度梯度D动力粘度和作用面积

4.下列物理量中，单位有可能为m2/s的系数为（A ）

A. 运动粘滞系数

B. 动力粘滞系数

C. 体积弹性系数

D. 体积压缩系数

6.影响水的运动粘度的主要因素为（ A ）

A.水的温度；

B.水的容重；

B.当地气压； D.水的流速。

7.在水力学中，单位质量力是指（C ）

A、单位面积液体受到的质量力

B、单位面体积液体受到的质量力

C、单位质量液体受到的质量力

D、单位重量液体受到的质量力

8.某流体的运动粘度v=3×10-6m2/s，密度ρ=800kg/m3，其动力粘度μ为( B )

A.3.75×10-9Pa·s

B.2.4×10-3Pa·s

C.2.4×105Pa·s

D.2.4×109Pa·s

第二题、判断题

1.重度与容重是同一概念。（√）

2.液体的密度ρ和重度γ不随温度变化。（×）

3.牛顿摩擦定律适用于所有的液体。（×）

4.黏滞力随相对运动的产生而产生，消失而消失。（√）

5.水的粘性系数随温度升高而减小。（√）

7.一般情况下认为液体不可压缩。（√）

8.液体的摩擦力与液体的速度成正比。（×）

9.水流在边壁处的流速为零，因此该处的流速梯度为零。（×）

10.静止液体有粘滞性，所以有水头损失。（×）

12.表面力不在液体的部存在，只存在于液体表面。（√）

13.摩擦力、大气压力、表面力属于质量力。（×）

第三题、填空题

2.水力学中，连续介质模型是假设液体是一种连续充满其所占据空间毫无空隙的连续体。

3.在水力学中常常出现的液体主要物理性质有重度和粘性，在某些情况下还要涉及液体的压缩性、表面力和汽化压强等。

5.理想液体与实际液体的主要区别是：是否存在液体的粘滞性。

6.牛顿摩擦定律适用条件是牛顿流体、层流运动。

7.摩擦力与液体的性质有关，并与速度梯度和接触面积成正比，而与接触面上的正压力无关。

8.流体受力按照表现形式，分为表面力和质量力。

第四题、名词解释

2.连续介质模型：只研究液体在外力作用下的机械运动(宏观特性)，不研究液体部的分子运动(微观运动特性)

3.黏滞力：当液体处于运动状态时，即液体质点之间存在相对运动，则质点之间产生摩擦

力阻碍其相对运动，这种性质称为粘滞性，摩擦力即黏滞力。

4.理想流体：忽略液体粘性的流体。

5.压缩性：由于流体只能承受压力，抵抗体积压缩变形，并在除去外力后恢复原状，因此这种性质就称为压缩性。

6.表面力：液体表面上的液体分子由于其两侧分子引力不平衡，而承受极其微小的拉力。

8.表面力：作用于被研究的液体体积表面上的力，其大小与受作用的液体表面积成正比。

9.质量力：作用于被研究的液体体积所有质点上的力，其大小与受作用的液体质量成正比。第五题、简答题

1.什么是理想液体？为什么要引入理想液体的概念？

答案：理想液体是指没有粘滞性的液体。

实际液体都具有粘滞性，在液体流动时会引起能量损失，给分析液体运动带来很大困难。为了简化液体运动的讨论，我们引入了理想液体的概念，忽略液体的粘滞性，分析其运动规律，然后再考虑粘滞性影响进行修正，可以得到实际水流的运动规律，用以解决实际工程问题。这是水力学重要的研究方法。

2.温度对流体粘性系数有何影响？原因何在？

答：温度升高时液体的粘滞系数降低，流动性增加，气体则相反，粘滞系数增大。这是因为液体的粘性主要由分子间的聚力造成的。温度升高时，分子间的聚力减小，粘滞系数就要降低。造成气体粘性的主要原因则是气体部分子的运动，它使得速度不同的相邻气体层之间发生质量和动量的变换。当温度升高时，气体分子运动的速度加大，速度不同的相邻气体层之间的质量交换随之加剧，所以，气体的粘性将增大。

3.文字描述牛顿摩擦定律。

答：流体的摩擦力与其速度梯度du

成正比，与液层的接触面积A成正比，与流体的性质

dy

有关 ，而与接触面积的压力无关 即du F A

dy

μ=。 第六题、计算题 1.容积为10m 3的水，当压强增加了10个大气压时容积减少10升，试求该水体的体积弹性系数K 。 解：体积压缩系数： 体积弹性系数：

则K=98.1×107Pa 2.已知某水流流速分布为10/172.0y u =，u 的单位为m/s ，y 为距壁面的距离，单位为m 。

（1）求y=0.1、0.5、1.0m 处的流速梯度；（2）若水的运动粘滞系数s cm /1010.02=ν，计算相应的切应力。

解：（1）10/910/9072.010

172.0--=⨯⨯=y y dy du 则y=0.1处的流速梯度为：572.01.0072.010/91.0=⨯=-=y dy

du

y=0.5处的流速梯度为：134.05.0072.010/95

.0=⨯=-=y dy du

y=1.0m 处的流速梯度为：072.00.1072.010/90

.1=⨯=-=y dy du

（2）切应力 dy

du dy du dy du dy du ⨯⨯=⨯⨯===--4410082.101001010.02.998ρυμτ 则y=0.1处的切应力为：Pa dy du y y 41

.041.01077.510082.10-=-=⨯=⨯⨯=τ

y=0.5处的切应力为：Pa dy du y y 45

.045.01035.110082.10-=-=⨯=⨯⨯=τ

p V

V

∆∆-=βV

V p K ∆∆-

==β1