流体力学习题集

合集下载

(完整版)工程流体力学习题集及答案

第1章绪论选择题【1.1】按连续介质的概念，流体质点是指：（a ）流体的分子；（b ）流体内的固体颗粒；（c ）几何的点；（d ）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。

解：流体质点是指体积小到可以看作一个几何点，但它又含有大量的分子，且具有诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。

（d ）【1.2】与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是：（a ）切应力和压强；（b ）切应力和剪切变形速度；（c ）切应力和剪切变形；（d ）切应力和流速。

解：牛顿内摩擦定律是d d v y τμ=，而且速度梯度d d vy 是流体微团的剪切变形速度d d t γ，故d d t γτμ=。

（b ）【1.3】流体运动黏度υ的国际单位是：（a ）m 2/s ；（b ）N/m 2；（c ）kg/m ；（d ）N·s/m 2。

解：流体的运动黏度υ的国际单位是/s m 2。

（a ）【1.4】理想流体的特征是：（a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无黏性；（d ）符合RTp =ρ。

解：不考虑黏性的流体称为理想流体。

（c ）【1.5】当水的压强增加一个大气压时，水的密度增大约为：（a ）1/20 000；（b ）1/1 000；（c ）1/4 000；（d ）1/2 000。

解：当水的压强增加一个大气压时，其密度增大约95d 1d 0.51011020 000k p ρρ-==⨯⨯⨯=。

（a ）【1.6】从力学的角度分析，一般流体和固体的区别在于流体：（a ）能承受拉力，平衡时不能承受切应力；（b ）不能承受拉力，平衡时能承受切应力；（c ）不能承受拉力，平衡时不能承受切应力；（d ）能承受拉力，平衡时也能承受切应力。

解：流体的特性是既不能承受拉力，同时具有很大的流动性，即平衡时不能承受切应力。

（c ）【1.7】下列流体哪个属牛顿流体：（a ）汽油；（b ）纸浆；（c ）血液；（d ）沥青。

流体力学习题及答案

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。

(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s Pa 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：h a g p p )sin (0αρ++=（1）0,900=∴=︒-=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。

流体力学习题集习题解答

流体力学泵与风机习题集一、填空题1．流体力学中三个主要力学模型是（1）（2）（3）。

2．在现实生活中可视为牛顿流体的有和等。

3．流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。

它们的区别在于：前者是作用在；而后者是作用在。

4．均匀流过流断面上压强分布服从于。

5．和液体相比，固体存在着、和三方面的能力。

6．空气在温度为290K ，压强为760mmHg 时的密度和容重分别为和。

7．流体受压，体积缩小，密度的性质，称为流体的；流体受热，体积膨胀，密度的性质，称为流体的。

8．压缩系数β的倒数称为流体的，以来表示9．１工程大气压等于千帕，等于水柱高，等于汞柱高。

10．静止流体任一边界上压强的变化，将等值地传到其他各点，只要，这就是的帕斯卡定律。

11．流体静压强的方向必然是沿着。

12．液体静压强分布规律只适用于。

13．静止非均质流体的水平面是，和。

14．测压管是一根玻璃直管或U 形管，一端，另一端。

15．在微压计测量气体压强时，其倾角为︒=30α，测得20=l cm 则h= 。

16．作用于曲面上的水静压力P 的铅直分力z P 等于。

17．通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为。

18．流线不能相交（驻点处除外），也不能是折线，因为，流线只能是一条光滑的。

19．、和之和以z p 表示，称为总压。

20．液体质点的运动是极不规则的，各部分流体，这种流动状态称为。

21．由紊流转变为层流的临界流速k v 由层流转变为紊流的临界流速kv '，其中kv '称为，k v 称为。

22．对圆管来说，临界雷诺数值=k Re 。

23．圆管层流的沿程阻力系数仅与有关，且成反比，而和无关。

24．根据λ繁荣变化特征，尼古拉兹实验曲线可分为五个阻力区，分别是；；；和。

25．紊流过渡区的阿里特苏里公式为。

26．速度的、或发生变化而引起的能量损失，称为损失。

流体力学习题(含答案)

流体力学习题（含答案）一、单选题（共54题，每题1分，共54分）1.在静止的连通的同一种连续流体内，任意一点的压强增大时，其他各点的压强则( )A、减小B、不一定C、不变D、相应增大正确答案：D2.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、不能确定C、扬程<升扬高度D、扬程=升扬高度正确答案：A3.启动往复泵前其出口阀必须( )A、微开B、无所谓C、关闭D、打开正确答案：D4.离心泵的工作点是指( )A、由泵的特性曲线所决定的点B、由管路特性曲线所决定的点C、泵的特性曲线与管路特性曲线的交点D、与泵最高效率时对应的点正确答案：C5.旋涡泵常用的调节方法是( )A、改变出口管路中阀门开度B、改变吸入管路中阀门开度C、改变泵的转速D、安装回流支路，改变循环量的大小正确答案：D6.离心泵铭牌上标明的扬程是( )A、最大流量时的扬程B、功率最大时的扬程C、泵的最大量程D、效率最高时的扬程正确答案：D7.测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将( )A、减少B、增加C、不变正确答案：B8.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、减小B、增加C、不确定、不变D、增加、增加正确答案：D9.关闭出口阀启动离心泵的原因是( )A、启动电流最小B、轴功率最大C、处于高效区D、能量损失最小正确答案：A10.能自动间歇排除冷凝液并阻止蒸汽排出的是( )A、疏水阀B、安全阀C、止回阀D、减压阀正确答案：A11.输送膏状物应选用( )A、压缩机B、往复泵C、齿轮泵D、离心泵正确答案：C12.在压力单位“m水柱”中，水的温度状态应指( )A、20℃B、0℃C、25℃D、4℃正确答案：D13.采用出口阀门调节离心泵流量时，开大出口阀门扬程( )A、先增大后减小B、不变C、减小D、增大正确答案：C14.流体运动时，能量损失的根本原因是由于流体存在着( )A、黏性B、湍流C、动能D、压力正确答案：A15.经计算某泵的扬程是30m，流量10m3/h，选择下列某泵最合适( )A、扬程32m，流量12.5m3/hB、扬程35m，流量7.5m3/hC、扬程35m，流量15m3/hD、扬程24m，流量15m3/h正确答案：A16.离心泵效率随流量的变化情况是( )A、Q增大，η先增大后减小B、Q增大，η减小C、Q增大，η先减小后增大D、Q增大，η增大正确答案：A17.在一输送系统中，改变离心泵的出口阀门开度，不会影响( )A、泵的特性曲线B、泵的工作点C、管路特性曲线D、管路所需压头正确答案：A18.在①离心泵、②往复泵、③旋涡泵、④齿轮泵中，能用调节出口阀开度的方法来调节流量的有( )A、①③B、①②C、②④D、①正确答案：D19.一定流量的水在圆形直管内呈层流流动，若将管内径增加一倍，产生的流动阻力将为原来的( )A、1/2B、1/8C、1/32D、1/4正确答案：C20.当流量、管长和管子的摩擦系数等不变时，管路阻力近似地与管径的( )次方成反比A、3B、2C、5D、4正确答案：C21.当两个同规格的离心泵串联使用时，只能说( )A、串联泵的工作点处较单台泵的工作点处扬程增大一倍B、串联泵较单台泵实际的扬程增大一倍C、在管路中操作的串联泵，流量与单台泵操作时相同，但扬程增大两倍D、当流量相同时，串联泵特性曲线上的扬程是单台泵特性曲线上的扬程的两倍正确答案：D22.稳定流动是指 ( )A、流动参数与时间变化有关与位置无关B、流动参数与时间和位置变化均无关C、流动参数与时间变化无关与位置有关D、流动参数与时间变化与位置变化都有关正确答案：C23.下列说法正确的是( )A、汽蚀与气缚的现象相同，发生原因不同B、调节离心泵的流量可用改变出口阀门或入口阀门开度的方法来进行C、允许安装高度可能比吸入液面低D、在离心泵的吸入管末端安装单向底阀是为了防止汽蚀正确答案：C24.在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数λ数值( )A、与粗糙度无关B、取决于相对粗糙度C、与光滑管一样D、只取决于Re正确答案：B25.离心泵中Y型泵为( )A、油泵B、多级清水泵C、耐腐蚀泵D、单级单吸清水泵正确答案：A26.通过计算得出管道的直径为50mm，该选用下列哪种标准管( )A、Φ114×4mmB、Φ48×3.5mmC、Φ60×3.5mmD、Φ75.50×3.75mm正确答案：C27.流量调节，往复泵常用( )A、进口阀B、出口阀C、旁路阀D、安全阀正确答案：C28.密度为850kg/m3的液体以5m3/h的流量流过输送管，其质量流量为( )A、170kg/hB、425kg/hC、1700kg/hD、4250kg/h正确答案：D29.泵壳的作用是( )A、将位能转化为动能B、汇集能量C、汇集液体D、汇集热量正确答案：C30.流体在圆形管道中流动时，连续性方程可写为( )A、u2/u1=D1/D2B、u2/u1=（D1/D2）2C、u2/u1=（D2/D1）2D、u2/u1=正确答案：B31.离心泵气蚀余量△h与流量Q的关系为( )。

流体力学习题集汇总

【1�3】测压管用玻璃管制成。水的表面张力系数σ�0.0728N/m�接触角θ� 8º�如果要求毛细水柱高度不超过 5mm�玻璃管的内径应为多少� 【解】由于
因此
【1�4】高速水流的压强很低�水容易汽化成气泡�对水工建筑物产生气蚀。拟将小气泡合并在一起�减少气泡的危害。现将 10 个半径 R1�0.1mm 的气泡合成一个较大的气泡。已知气泡周围的水压强 po�6000Pa�水的表面张力系数σ� 0.072N/m。试求合成后的气泡半径 R。【解】小泡和大泡满足的拉普拉斯方程分别是
还可以算得大、小气泡的压强分布为 �
【1�5】一重 W�500N 的飞轮�其回转半径ρ�30cm�由于轴套间流体粘性的影响�当飞轮以速度ω�600 转/分旋转时�它的减速度ε�0.02m/s2。已知轴套长 L�5cm�轴的直径 d�2cm�其间隙 t=0.05mm�求流体粘度。【解】�由物理学中的转动定律知�造成飞轮减速的力矩 M�Jε,飞轮的转动惯量J
流体力学习题集
【1�1】底面积 A�0.2m×0.2m 的水容器�水面上有一块无重密封盖板�板上面放置一个重量为 G1�3000N 的铁块�测得水深 h�0.5m�如图所示。如果将铁块加重为 G2�8000N�试求盖板下降的高度Δh。【解】:利用体积弹性系数计算体积压缩率�
�v / v � �p / E E � np 0 ( p / p0 � B)
p 为绝对压强。当地大气压未知�用标准大气压 p0 � 1.01325 �10 5 Pa 代替。
p1 � p0 � G1 / A � 1.76325 � 10 5 Pa p2 � p0 � G2 / A � 3.01325 � 10 5 Pa
因 p1 / p0 和 p2 / p0 不是很大�可选用其中任何一个�例如�选用 p2 / p0 来计算体积弹性系数�

(完整word版)流体力学总题库内部吐血整理

2h
(3)
即
h 2H h1
(4)
等角速度旋转容器中液体相对平衡时等压面的方程为
2r2 gz C
2
(5)
r d z h 对于自由液面，C=0。圆筒以转速 n1 旋转时，自由液面上，边缘处，
，
，则
2
2
d 2
2
gh
0
(6)
2
得
2 2gh
d
(7)
由于
2 n1
60
(8)
n1
30
30
d δ
n L
2.在温度不变的条件下，体积为由流体压缩系数计算公式可知：
的水，压强从
增到
，体积减少了
，试求水的压缩率。
3.某种油的运动黏度是 4.28x10∧-7 ㎡/s，密度是 ρ=678kg/m³，试求其动力黏度。
解:油的运动黏度 v=4.28x10∧-7 ㎡/s。ρ=678kg/m³
v=u/p 得 u=pv=4.28x10*-7x678=2.9x10∧-4Pa.s 4.(习题 1-8)
h= 因此，可以计算 h 得到：
pA -pB Hg g
(2.7+2.9) 104 = 13.55103 9.8
=0.422m
6、如图所示，一直立的煤气管，为求管中煤气的密度，在高度差 H=20m 的两个断面上安装 U 形管测压计，其内工
m h h 的密度 =1.28kg/ 3 ，测压计读数 1 =100mm， 2 =115mm。若忽略 U 形管测压计中空气密度的影响，试求煤气管中煤气的密度。解：
，间隙
，间隙内润滑油的动力黏度
，消耗的功率
解油层与轴承接触面上的速度为零，与轴接触面上的速度等于轴面上的线速度

(完整word版)《高等流体力学》习题集

《高等流体力学》复习题一、基本概念1．什么是理想流体？正压流体，不可压缩流体？ [答]：教材P57当流体物质的粘度较小，同时其内部运动的相对速度也不大，所产生的粘性应力比起其它类型的力来说可以忽略不计时，可把流体近似地看为是无粘性的，这样无粘性的流体称为理想流体。

内部任一点的压力只是密度的函数的流体，称为正压流体。

流体的体积或密度的相对变化量很小时，一般可以看成是不可压缩的，这种流体就被称为不可压缩流体。

2．什么是定常场；均匀场；并用数学形式表达。

[答]：如果一个场不随时间的变化而变化，则这个场就被称为定常场。

其数学表达式为：)(ϕϕ=如果一个场不随空间的变化而变化，即场中不显含空间坐标变量r ，则这个场就被称为均匀场。

其数学表达式为：)(t ϕϕ=3．理想流体运动时有无切应力？粘性流体静止时有无切应力？静止时无切应力是否无粘性？为什么？ [答]：理想流体运动时无切应力。

粘性流体静止时无切应力。

但是，静止时无切应力，而有粘性。

因为，粘性是流体的固有特性。

4．流体有势运动指的是什么？什么是速度势函数？无旋运动与有势运动有何关系？ [答]：教材P119-123如果流体运动是无旋的，则称此流体运动为有势运动。

对于无旋流动来说，其速度场V 总可以由某个速度标量函数（场）),(t r φ的速度梯度来表示，即φ∇=，则这个标量函数（场）),(t φ称为速度场V 的速度势函数。

无旋运动与有势运动的关系：势流运动与无旋运动是等价的，即有势运动是无旋的，无旋运动的速度场等同于某个势函数的梯度场。

5．什么是流函数？存在流函数的流体具有什么特性？（什么样的流体具有流函数？） [答]：6．平面流动中用复变位势描述的流体具有哪些条件（性质）？ [答]：教材P126-127理想不可压缩流体的平面无旋运动，可用复变位势描述。

7．什么是第一粘性系数和第二粘性系数？在什么条件下可以不考虑第二粘性系数？Stokes 假设的基本事实依据是什么？ [答]：教材P89第一粘性系数μ：反映了剪切变形对应力张量的贡献，因此称为剪切变形粘性系数；第二粘性系数μ’：反映了体变形对应力张量的贡献，因而称为体变形粘性系数。

流体力学习题库(含答案)

流体力学习题库（含答案）一、单选题（共70题，每题1分，共70分）1、低温泵的气相平衡线的作用是防止泵的( )。

A、憋压B、超温C、汽蚀D、汽缚正确答案：D2、若被输送液体的黏度增大时，离心泵的效率( )。

A、减小B、增大C、不变D、不定正确答案：A3、当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为( )A、395mmHgB、350mmHgC、410mmHg正确答案：A4、单位质量的流体所具有的( )称为流体的比容。

A、位能B、动能C、体积D、黏度正确答案：C5、喷射泵是利用流体流动时的( )的原理来工作的。

A、动能转化为静压能B、热能转化为静压能C、静压能转化为动能正确答案：C6、机械密封与填料密封相比( )的功率消耗较大。

A、填料密封B、机械密封C、差不多正确答案：A7、下列不属于离心泵的主要构件是 ( )A、泵轴B、泵壳C、叶轮D、轴封装置正确答案：A8、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、吸入管路堵塞B、忘了灌水C、吸入管路漏气D、压出管路堵塞正确答案：A9、某液体在内径为D0的水平管路中稳定流动，其平均流速为u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为D2（D2=D0/2）的管子时，若流体为层流，则压降ΔP为原来的( )倍。

A、32B、8C、4D、16正确答案：A10、造成离心泵气缚原因是( )A、泵不能抽水B、安装高度太高C、入口管路阻力太大D、泵内流体平均密度太小正确答案：D11、离心泵的轴功率N和流量Q的关系为( )A、Q增大，N增大B、Q增大，N先增大后减小C、Q增大，N减小D、Q增大，N先减小后增大正确答案：A12、在静止的连通的同一种连续流体内，任意一点的压强增大时，其他各点的压强则( )A、减小B、不变C、相应增大D、不一定正确答案：C13、往复泵的流量调节采用( )A、出口支路B、出口阀开度C、入口阀开度D、入口支路正确答案：A14、为了防止( )现象发生，启动离心泵时必须先关闭泵的出口阀A、汽蚀B、电机烧坏C、气缚D、叶轮受损正确答案：B15、某泵在运行的时候发现有汽蚀现象应( )A、停泵向泵内灌液B、降低泵的安装高度C、检查进口管路是否漏液D、检查出口管阻力是否过大正确答案：C16、选离心泵是根据泵的( )A、扬程和轴功率选择B、转速和轴功率选择C、轴功率和流量选择D、扬程和流量选择正确答案：D17、流体运动时，能量损失的根本原因是由于流体存在着 ( )。

流体力学习题集答案

流体力学泵与风机习题解答土木与制冷工程学院李晓燕、吴邦喜四、计算题1．图示为一采暖系统图。

由于水温升高引起水的体积膨胀，为了防止管道及暖气片胀裂，特在系统顶部设置一膨胀水箱，使水的体积有自由膨胀的余地。

若系统内水的总体积8V =m 3，加热前后温差50t =o C ，水的膨胀系数0005.0=α，求膨胀水箱的最小容积。

[解] 由dV VdTα=得：0.0005850dV V dT α=⋅⋅=⨯⨯0.2=m 3故膨胀水箱的最小容积为0.2m 32．有一矩形底孔闸门，高 3h =m ，宽 2b =m ，上游水深 16h =m 下游水深25h =m 。

试用图解法及解析法求作用于闸门上的水静压力及作用点？[解] A h A h P P P c c ⋅'⋅-⋅⋅=-=γγ下上 )5.35.4(6807.9-⨯= 59=kN 作用于闸门中心图解h b A h h P ⋅⋅=⋅-⋅=γγ)(21 9.807659=⨯=kN3．宽为1m ，长为AB 的矩形闸门，倾角为︒45，左侧水深 13h =m ，右侧水深 22h =m 。

试用图解法求作用于闸门上的水静压力及其作用点？[解] 压强分布图略，根据图计算如下：22121211sin 45sin 4522P P P h h γγ=-=⋅︒-⋅︒ 2211119.80739.80722222=⨯⨯-⨯⨯ 62.327.6534.65=-=kN1122D P y P y P y ⋅=⋅-⋅1122D P y P y y P⋅-⋅=122262.327.65(2)3245324534.65h h ⨯⨯-⨯++⨯︒⨯︒=762.32227.652334.65⨯-⨯=17691 2.4634.65-==m 4．20.4h =m ，闸门可绕C 点转动。

求闸门自动打开的水深h 为多少米。

[解] 故 21111120.1()cb h l J y A h h b h ⋅=⋅==-⋅⋅mC 点是合力作用点的极限点，当其高于C 点闸门自动打开。

流体力学习题集

第1章绪论习题1-1 从力学分析意义上说流体和固体有何不同？ 1-2 量纲与单位是同一概念吗？ 1-3 流体的容重和密度有何区别与联系？1-4水的密度为1000 kg/m 3，2升的水的质量和重量是多少？ 1-5 体积为0.5m 3的油料，重量为4410N ，该油料的密度是多少？1-6 水的容重g = 9.71 kN/m 3，m = 0.599 ´ 10-3Pa×s，求它的运动粘滞系数。

1-7 如图所示为一0.8 ´ 0.2m 的平板，在油面上作水平运动，已知运动速度u = 1m/s ，平板与固定边界的距离d = 1mm ，油的动力粘滞系数为m = 1.15 Pa×s，由平板所带动的油的速度成直线分布，求平板所受的阻力。

1-8 旋转圆筒粘度计，悬挂着的内圆筒半径r = 20cm ，高度h = 40cm ，内筒不动，外圆筒以角速度w = 10 rad/s 旋转，两筒间距d = 0.3cm ，内盛待测液体。

此时测得内筒所受力矩M = 4.905 N×m。

求油的动力粘滞系数。

（内筒底部与油的相互作用不计）1-9 一圆锥体绕其中心轴作等角速度w = 16 rad/s 旋转，锥体与固定壁面的间隙d = 1mm ，其间充满m = 0.1 Pa×s 的润滑油，锥体半径R = 0.3m ，高R = 0.5m ，求作用于圆锥体的阻力矩。

1-10 如图所示为一水暖系统，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。

若系统内水的总体积为8m 3，加温前后温差为50°C，在其温度范围内水的膨胀系数为，求膨胀水箱的最小容积。

（水的膨胀系数为0.0005 /°C）1-11 水在常温下，由5at 压强增加到10at 压强时，密度改变多少？1-12 容积为4的水，当压强增加了5at 时容积减少1升，该水的体积弹性系数为多少？为了使水的体积相对压缩1/1000，需要增大多少压强？题1-7图u题1-8图第2章流体运动学基础习题2-1 给定速度场u x = x + y ，u y = x - y ，u z = 0，且令t = 0时x = a ，y = b ，z = c ，求质点空间分布。

流体力学-习题集

0
dp (xdx ydy zdz)
y0
x a cos30
0
在液面上为大气压，
z (g a sin ) 30 dp 0
0
0
a cos30 dx (g a sin )dz 0 30
将以上关系代入平衡微分方程，得：
V2 V2 p1 1 ( a ) g( Z 2 Z1 ) p2 2 pL12 2 2
d
H

(1) 由题意又代人(1) 式, 有
V1 0 Z2 Z1 H , p2 0
V22 H V22 p1 ( a ) gH 0.03 2 d 2
1 0.1 12h 6
得
h
4 m 3
1－6 画出图中圆柱曲面上的压力体，并标明方向。
1－7 有一盛水的开口容器以的加速度3.6m/s2 沿与水平面成 30o 夹角的斜面向上运动，试求容器中水面的倾角. 由液体平衡微分方程
a cos30 dx (g a sin )dz 0 30
dz dx tan
0
0
a cos30
0 0
g a sin 30
0. 269
15
0
1－8.如图所示盛水U 形管，静止时，两支管水面距离管口均为h，当U 形管绕OZ 轴以等角速度ω 旋转时，求保持液体不溢出管口的最大角速度ωmax 。
解：木块重量沿斜坡分力 F 与切力 T平衡时，等速下滑

流体力学课程习题集含解析

流体力学课程习题集含解析第1章流体力学的基本概念1-1.是非题(正确的打“√”，错误的打“⨯”)理想流体就是不考虑粘滞性的、实际不存在的，理想化的流体。

（√）在连续介质假设的条件下，液体中各种物理量的变化是连续的。

（√）粘滞性是引起流体运动能量损失的根本原因。

（√）牛顿内摩擦定律适用于所有的流体。

（⨯）牛顿内摩擦定律只适用于管道中的层流。

（⨯）有旋运动就是流体作圆周运动。

（⨯）温度升高时，空气的粘度减小。

（⨯）流体力学中用欧拉法研究每个质点的轨迹。

（⨯）平衡流体不能抵抗剪切力。

（√）静止流体不显示粘性。

（√）速度梯度实质上是流体的粘性。

（√）流体运动的速度梯度是剪切变形角速度。

（√）恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。

（⨯）牛顿内摩擦定律中，粘度系数m 和v 均与压力和温度有关。

（⨯）迹线与流线分别是Lagrange 和Euler 几何描述；它们是对同一事物的不同说法；因此迹线就是流线，流线就是迹线。

（⨯）如果流体的线变形速度θ=θx +θy +θz =0,则流体为不可压缩流体。

（√）如果流体的角变形速度ω=ωx +ωy +ωz =0,则流体为无旋流动。

（√）流体的表面力不仅与作用的表面积的外力有关，而且还与作用面积的大小、体积和密度有关。

（⨯）对于平衡流体，其表面力就是压强。

（√）边界层就是流体的自由表明和容器壁的接触面。

（⨯）1-2已知作用在单位质量物体上的体积力分布为：，物体的密度，坐标量度单位为m ；其中，，，；，，。

试求：如图1-2所示区域的体积力、、各为多少？解：xy z f axf bf cz⎧=⎪=⎨⎪=⎩2lx ry nz ρπ=++0a =0.1b N kg =()0.5c N kg m =⋅52.0l kg m =0r =41.0n kg m =xF yF Fz V V V VVF f dV f dxdydz ρρ==⎰⎰⎰⎰00x x V VF f dV dxdydz ρρ∴==⋅=⎰⎰⎰⎰0x F N =答：各体积力为：、、1-3作用在物体上的单位质量力分布为：，物体的密度为，如图1-3所示，其中，，，；。

流体力学习题集与答案解析

流体力学与叶栅理论课程考试试题一、选择题（每小题1分，共10分）1、在括号填上“表面力”或“质量力”：摩擦力（）；重力（）；离心力（）；浮力（）；压力（）。

2、判断下列叙述是否正确（对者画√，错者画╳）：(a) 基准面可以任意选取。

（）(b) 流体在水平圆管流动，如果流量增大一倍而其它条件不变的话，沿程阻力也将增大一倍。

（）(c) 因为并联管路中各并联支路的水力损失相等，所以其能量损失也一定相等。

（）(d) 定常流动时，流线与迹线重合。

（）(e) 沿程阻力系数λ的大小只取决于流体的流动状态。

（）二、回答下列各题（1—2题每题5分，3题10分，共20分）1、什么是流体的连续介质模型？它在流体力学中有何作用？2、用工程单位制表示流体的速度、管径、运动粘性系数时，管流的雷诺数4Re ，10问采用国际单位制时，该条件下的雷诺数是多少？为什么？3、常见的流量的测量方法有哪些？各有何特点？三、计算题（70分）1、如图所示，一油缸及其中滑动栓塞，尺寸D=120.2mm，d=119.8mm，L=160mm，间隙充满μ=0.065Pa·S的润滑油，若施加活塞以F=10N的拉力,试问活塞匀速运动时的速度是多少？（10分）题1图2、如图所示一盛水容器，已知平壁AB=CD=2.5m，BC及AD为半个圆柱体，半径R=1m，自由表面处压强为一个大气压，高度H=3m，试分别计算作用在单位长度上AB面、BC面和CD面所受到的静水总压力。

（10分）题2图3、原型流动中油的运动粘性系数υp=15×10-5m2/s，其几何尺度为模型的5倍，如确定佛汝德数和雷诺数作为决定性相似准数，试问模型中流体运动粘性系数υm=？（10分）4、如图所示，变直径圆管在水平面以α=30。

弯曲，直径分别为d1=0.2m，d2=0.15m，过水流量若为Q=0.1m3/s，P1=1000N/m2时，不计损失的情况下，求水流对圆管的作用力及作用力的位置。

流体力学模拟习题含参考答案

流体力学模拟习题含参考答案一、单选题（共70题，每题1分，共70分）1.泵的吸液高度是有极限的，而且与当地大气压和液体的()有关A、流量B、密度C、质量D、体积正确答案：B2.压力表上显示的压力，即为被测流体的()A、真空度B、绝对压C、压强D、表压正确答案：D3.层流流动时不影响阻力大小的参数是()A、管径B、管长C、流速D、管壁粗糙度正确答案：D4.液体通过离心泵后其获得的能量最终形式是()A、内能B、位能C、速度D、压力正确答案：D5.离心泵与往复泵的相同之处在于()A、流量与扬程的关系B、流量的调节方法C、安装高度的限制D、工作原理正确答案：C6.有一段由大管和小管串联的管路，管内液体作连续稳定的流动.大管内径为D、，而小管内径为D、/2大管内流速为u，则小管内液体的流速为()。

A、uB、2uC、4u正确答案：C7.离心泵的轴功率N和流量Q的关系为()A、Q增大，N先减小后增大B、Q增大，N减小C、Q增大，N增大D、Q增大，N先增大后减小正确答案：C8.在中低压化工设备和管道中，常用法兰的密封面结构有平面、凹凸面和榫槽面三种形式，其适用压力由高到低的排列顺序为()A、平面、榫槽面、凹凸面B、凹凸面、平面、榫槽面C、榫槽面、凹凸面、平面D、平面、凹凸面、榫槽面正确答案：C9.当两台规格相同的离心泵并联时，只能说()A、在管路中操作的并联泵扬程与单台泵操作时相同，但流量增大两倍B、当扬程相同时，并联泵特性曲线上的流量是单台泵特性曲线上流量的两倍C、在管路中操作的并联泵较单台泵流量增大一倍D、在新的工作点处较原工作点处的流量增大一倍正确答案：B10.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、增加B、减小C、增加D、不确定、不变正确答案：A11.单级单吸式离心清水泵，系列代号为()A、ISB、DC、SHD、S正确答案：A12.输送表压为0.5MPa流量为l80m3／h的饱和水蒸气应选用()A、Dg80的黑铁管B、Dg80的无缝钢管C、Dg40的黑铁管D、Dg40的无缝钢管正确答案：D13.叶轮的作用是()A、传递静压能B、传递位能C、传递机械能D、传递动能正确答案：C14.泵壳的作用是()A、将位能转化为动能B、汇集热量C、汇集液体D、汇集能量正确答案：C15.离心清水泵的叶轮型式应该为()。

流体力学第二版课后习题集规范标准答案

31.10体积为0.5 m的油料，重量为& m G g 4410 9.807 解：0.5 4410N，试求该油料的密度是多少? 899.358 （kg/m 3）第一章习题答案选择题（单选题）1.1按连续介质的概念，流体质点是指：（d ）（a）流体的分子；（b）流体内的固体颗粒；（c）几何的点；（d）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。

1.2作用于流体的质量力包括：（c）（a）压力；（b）摩擦阻力；（c）重力；（d ）表面张力。

1.3单位质量力的国际单位是：（d ）2（a）N ；（b）Pa；（c）N / kg ；（d）m/s。

1.4与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b）（a）剪应力和压强；（b）剪应力和剪应变率；（c）剪应力和剪应变；（d ）剪应力和流速。

1.5水的动力黏度□随温度的升高：（b ）（a）增大；（b）减小；（c）不变；（d ）不定。

1.6流体运动黏度的国际单位是：（a）2 O o（a）m/s ；（b）N /m ；（c）kg/m ；（d）N s/m。

1.7无黏性流体的特征是：（c）（a）黏度是常数；（b）不可压缩；（c ）无黏性；（d ）符合卫RT。

1.8 当水的压强增加1个大气压时，水的密度增大约为：（a）（a）1/20000 ；（b）1/10000 ；（c）1/4000 ；（d ）1/2000。

31.9水的密度为1000 kg/m , 2L水的质量和重量是多少？解：m V 1000 0.002 2 （kg）G mg 2 9.807 19.614 (N)答：2L水的质量是2kg，重量是19.614N31.11 某液体的动力黏度为0.005 Pa s，其密度为850 kg / m，试求其运动黏度。

& 0.005 6 2解： 5.882 10 (m2/s)850答：其运动黏度为5.882 10 6m 2/s。

1.12 有一底面积为60cm X40cm的平板，质量为5Kg，沿一与水平面成20。

流体力学习题及答案

2－15试比较同一水平面上的1、2、3、4、5各点压力的大小，并说明其理由。
2－16多管水银测压计用来测水箱中的表面压力。图中高程的单位为m，当地大气压力为105Pa，试求水面的绝对压力p0。
题2－16图题2－17图
2－17倾斜式微压计中工作液体为酒精(ρ＝800kg/m3)，已测得读数＝50cm，倾角α＝30°，求液面气体压力p1。
1－6海水在海面附近的密度为1025kg/m3，在海面下8km处的压力为81.7MPa，设海水的平均弹性模量为2340MPa，试求该深度处海水的密度。
1－7盛满石油的油槽内部绝对压力为5×105Pa，若从槽中排出石油40kg，槽内压力就降低至l05Pa。已知石油的比重为0.9，体积弹性系数为1．32×109N/m2，求油槽的体积。
2－2容器中空气的绝对压力为pB＝93.2kPa，当地大气压力为pa=98.1kPa试求玻璃管中水银柱上升高度hv。
2－3封闭容器中水面的绝对压力为p1＝105kPa，当地大气压力为pa=98.1kPa，A点在水面下6m，试求：(1)A点的相对压力；(2)测压管中水面与容器中水面的高差。
题2－2图题2－3图
1－16空气中水滴直径为0.3mm时，其内部压力比外部大多少？
1－17在实验室中如果用内径0.6cm和1.2cm的玻璃管作测压管，管中水位由于毛细管现象而引起的上升高度各为多少？
1－18两块竖直的平行玻璃平板相距1mm，求其间水的毛细升高值。
《流体力学》习题（二）
2－1质量为1000kg的油液(S＝0.9)在有势质量力 (N)的作用下处于平衡状态，试求油液内的压力分布规律。
(3)τ＝1秒时的流线方程？
3－4已知速度场为。求τ＝1时，过(0，2)点的流线方程。

高等流体力学-习题集

高等流体力学一、流体的运动用x=a,y=e t b+c2+e−tb−c2,z=e tb+c2−e−tb−c2表示，求速度的拉格朗日描述与欧拉描述。

解：由题可知速度分量为：{u=ðxðt=0v=ðyðt=e t b+c2−e−t b−c2=zw=ðzðt =e t b+c2+e−t b−c2=y则速度的拉格朗日描述：V⃑ =(0,e t b+c2−e−t b−c2,e t b+c2+e−t b−c2)速度的欧拉描述：V⃑ =(0,z,y)二、速度场由V⃑ =(x2t,yt2,xz)给出，当t=1时求质点p(1,3,2)的速度及加速度。

解：由V⃑ =(x2t,yt2,xz)可得速度分量式为：{u=x2t v=yt2 w=xz则当t=1时，质点p(1,3,2)的速度为：V⃑ =(1,3,2)；加速度为{a x=ðuðt+uðuðx+vðuðy+wðuðz a y=ðvðt+uðvðx+vðvðy+wðvðza z=ðwðt +uðwðx+vðwðy+wðwðz={a x=x2+x2t∙2xt+yt2∙0+xz∙0a y=2yt+x2t∙0+yt2∙t2+xz∙0a z=0+x2t∙z+yt2∙0+xz∙x={a x=1+2+0+0=3a y=6+0+3+0=8a z=0+2+0+2=4，即加速度为：a=(3,9,4)三、速度场由V⃑ =(αx+t2,βy−t2,0)给出，求速度及加速度的拉格朗日表示。

解：由题可得速度场V⃑ =(u,v,w)=(αx+t2,βy−t2,0)，则由{u=ðxðt=αx+t2v=ðyðt=βy−t2w=ðzðt =0得{dxdt−αx=t2dydt−αy=−t2dzdt=0，解微分方程得{x=c1eαt−1αt2−2α2t−2α3y=c2eβt+1βt2+2β2t+2β3z=c3，即为流体质点运动的拉格朗日表达式,其中c1,c2,c3为任意常数。

流体力学第二版课后习题集答案解析

答案：第一章习题答案选择题（单选题）1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d ）（a ）流体的分子；（b ）流体内的固体颗粒；（c ）几何的点；（d ）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。

1.2 作用于流体的质量力包括：（c ）（a ）压力；（b ）摩擦阻力；（c ）重力；（d ）表面张力。

1.3 单位质量力的国际单位是：（d ）（a ）N ；（b ）Pa ；（c ）kg N /；（d ）2/s m 。

1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b ）（a ）剪应力和压强；（b ）剪应力和剪应变率；（c ）剪应力和剪应变；（d ）剪应力和流速。

1.5 水的动力黏度μ随温度的升高：（b ）（a ）增大；（b ）减小；（c ）不变；（d ）不定。

1.6 流体运动黏度ν的国际单位是：（a ）（a ）2/s m ；（b ）2/m N ；（c ）m kg /；（d ）2/m s N ⋅。

1.7 无黏性流体的特征是：（c ）（a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无黏性；（d ）符合RT p=ρ。

1.8 当水的压强增加1个大气压时，水的密度增大约为：（a ）（a ）1/20000；（b ）1/10000；（c ）1/4000；（d ）1/2000。

1.9 水的密度为10003kg/m ，2L 水的质量和重量是多少？解：10000.0022m V ρ==⨯=（kg ）29.80719.614G mg ==⨯=（N ）答：2L 水的质量是2kg ，重量是19.614N 。

1.10 体积为0.53m 的油料，重量为4410N ，试求该油料的密度是多少？解：44109.807899.3580.5m G g V V ρ====（kg/m 3）答：该油料的密度是899.358kg/m 3。

1.11 某液体的动力黏度为0.005Pa s ⋅，其密度为8503/kg m ，试求其运动黏度。

流体力学综合练习(一至五习题及答案)

流体力学综合练习11.气体与液体的粘度随若温度的升高分别（增大、减小）。

2. 2.流体运动的连续性方程是根据（质量守恒）原理导出的.3. 3.等直径圆管中层流的过流断而流速分布是（V.抛杓线分布）4.下列属于质量力的是（币:力5.总水头线与测JR管水头线的基本规律之-，是：（总水头戏总是企测压管水头戏的L方）。

6.理想流体与实际流体的区别仅在于.理想流体具仃不可压缩性。

错7.相对静止的液体的等压面一定是水平面。

错8.在恒定流情况下.流线与迹线重合。

对9.阻力平方区内阻力系数与宙诺数无关.对10.壁面光滑的管道一定是水力光滑管。

估11.计算阻力损失时.短管既要考虑局部阻力损失，也要考虑沿程砸力损失,长管计算同样也要考虑这两项损失情解：（a）连通容器中.A-A是等压面,因为符合静止、同种、连续介质的条件o （b）连通器被隔断中.B-B不是等压面，因为流体被阳断了，不连续，（c）盛有不同种类液体的连通容器中，GC不是等压面，因为GC面上有两种液体：D-D是等压面，因为符合静止、同种、连续介质的条件。

13.如图所示，水流通过由两段等钺面及一段变裁面组成的管道，试问：（1）当阀门开度一定，上潞水位保持不变，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？（2）管中为非恒定流。

（3）有。

管段相当长为渐变流，管段较短为急变流。

14..关于水流流向何题有如下一■些说法：■•水一定由高处向低处流"；“水是从压强大向压强小的地方流"："水是从流速大的地方向流速小的地方流。

这些说法是否正确？为什么？如何正确描述？答：（1〉*水一定由高处向低处流”，（不对），对明集水流是对的，对有压管流不一定。

"水是从压强大向压强小的地方流"（不对），在有压管流中常常有从压强小向压强大的地方流的现象“答：⑴求叉管中流量及各管中流速：Q2=Q3=Q/2=0.3m3/svi=4Q/(ndi2)=4x0.6/3.14/0.72=1.56m/s V2=v3=4Q2/(TTd22)=4x0.3/3.14/0.52=1.53m/s⑵求B-B.C-C断而压强及A-A.B-B.C-C压力，列A-A,B-B能量方程:0+pA/pg+avi2/2g=0+pB/pg+av22/2gp B/pg=PA/pg+vi2/2g-v22/2g=70/9.8+1.562/2/9.8-1.532/2/9.8=7.18m因为叉管对称，所以P B=P CpB=pc=7.18X9.8=70.364kNp A=PAndi2/4=70x3.14x0.72/4=26.9255kNp B=pc= PBn d22/4=70.364x3.14x0.52/4=13.81 kN(3)列动彘方程求水流对镇墩的水平推力：(pQ2P2V2COs30°+pQ3p3V3COs30°) -P Q I P I V I=PA-P BCOS300-P CCOS30°-RR=26.9255-2x13.8cos30°-(2x0.3x1,53cos30°-0.6x1.56)=26.9255-23.9023-(0.795-0.936)=3.164kN水流对镇墩的水平推力为3.164kN流体力学综合练习41. 在静水中取一六面体，分析其所受的外力：作用在该六面体上的力有（正压力、重力2. 在水箱上接出一条等直径圆管，末端设有阀门已控制流量，当水箱内水面不变、阀门开度一定时，管中水流为（恒定均匀流3. 等直径圆管中紊流的过流断面流速分布是（呈对数线分布4. 流体内部某点存在真空，是指（该点的相对压强为负值5. 总水头线与测压管水头线的基本规律之一，是：（总水头线总是沿程下降的1. 理想流体与实际流体的区别仅在于，理想流体不具有粘滞性。