湖北工业大学流体力学作业答案版
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( )。
流体力学作业题参考题答案
流体力学网上作业题参考答案第一章：绪论（56）一、名词解释1. 流体：在任何微小剪切力的持续作用下能够连续不断变形的物质/液体和气体统称为流体。
2. 流体质点：质点亦称为流体微团，其尺度在微观上足够大，大到能包含大量的分子，使得在统计平均后能得到其物理量的确定值；而宏观行又足够小，远小于所研究问题的特征尺度，使其平均物理量可看成是连续的。
3. 惯性：惯性是物体维持原有运动状态的能力的性质。
4. 均质流体：任意点上密度相同的流体，称为均质流体。
5. 非均质流体：各点密度不完全相同的流体，称为非均质流体。
6. 粘性：流体在运动状态下具有抵抗剪切变形能力的性质，成为粘性或者粘滞性。
7. 内摩擦力：流体在流动时，对相邻两层流体间发生的相对运动，会产生阻碍其相对运动的力，这种力称为内摩擦力。
8. 流体的压缩性：流体的宏观体积随着作用压强的增大而减小的性质，称为流体的压缩性。
9. 不可压缩流体：流体密度随压强变化很小，流体的密度可视为常数的流体。
10. 可压缩流体：流体密度随压强变化不能忽略的流体。
11. 表面张力：表面张力是液体自由表面在分子作用半径范围内，由于分子引力大于斥力而在表层沿表面方向产生的拉力。
12. 表面力：作用在所研究流体外表面上，与表面积大小成正比的力。
13.质量力：作用在液体每一个质点上,其大小与液体质量成正比。
14．牛顿流体：把在作剪切运动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。
二、选择题1. 理想流体是指可以忽略（ C ）的流体。
A 密度 B 密度变化 C 粘度 D 粘度变化2. 不可压缩流体是指忽略（B ）的流体。
A 密度 B 密度变化 C 粘度 D 粘度变化3. 关于流体粘性的说法中，不正确的是（D ）。
A 粘性是流体的固有属性B 流体的粘性具有传递运动和阻碍运动的双重性C 粘性是运动流体产生机械能损失的根源D 流体的粘性随着温度的增加而降低4．下列各种流体中，属于牛顿流体的是（A ）A 水、汽油、酒精B 水、新拌混凝土、新拌建筑砂浆C 泥石流、泥浆、血浆D 水、泥石流、天然气5. 单位质量力的量纲与（B ）的量纲相同。
哈工大工程流体力学部分习题详解
；
其中 均为常数。试求第三个分速度 。已知当 时 。
解：
不可压缩流体的连续性方程为： ，
则：
(1)
将上式积分得：
利用条件 时 得到
∴
(2)
将上式积分得：
利用条件 时 得到
∴
[陈书3-30]如图所示水平放置水的分支管路，已知 ， ， ， ， ， 。求 ， ， ， ， 。
［解］由平板等速下滑，知其受力平衡。
沿斜坡表面方向，平板下表面所受油液的粘滞力与重力沿斜面的分量平衡。
平板下表面承受的摩擦阻力为：
其中剪切应力：
因为间隙内的流速可近似看作线性分布，而且对粘性流体，外表面上应取流速为零的条件，故垂直于斜坡表面方向的流速梯度为：
所以：
而重力在平行于斜面方向的分量为：
因：
［解］取x坐标水平向右，y坐标垂直纸面向内，z坐标垂直向上，原点定在油罐的中轴线上。油液受到的体积力为：
由欧拉方程积分可得：
根据题意及所选的坐标系，当 时，
故：
所以：
因大气压的总体作用为零，故上式中可令
于是：
左侧盖形心的坐标：
故该处的压强：
左侧盖所受油液的作用力： （取 ）
右侧盖形心的坐标：
故该处的压强：
其中转动角速度：
所以：
维持匀速转动时所消耗的功率为：
所以：
将：
代入上式，得：
当 时所消耗的功率为：
[陈书1-16]两无限大平板相距 平行（水平）放置，其间充满动力学粘性系数 的甘油，在两平板间以 的恒定速度水平拖动一面积为 的极薄平板。如果薄平板保持在中间位置需要用多大的力？如果置于距一板10mm的位置，需多大的力？
流体力学课后答案
流体力学课后答案(共112页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-第一章 流体及其物理性质1－1 已知油的重度为7800N/m 3，求它的密度和比重。
又，此种油的质量和重量各为多少已已知知：：γ＝7800N/m 3；V ＝。
解解析析：：(1) 油的密度为 3kg/m 79581.97800===g γρ；油的比重为 795.01000795OH 2===ρρS (2) 的油的质量和重量分别为 kg 1592.0795=⨯==V M ρ N 15602.07800=⨯==V G γ1－2 已知300L(升)水银的质量为4080kg ，求其密度、重度和比容。
已已知知：：V ＝300L ，m ＝4080kg 。
解解析析：：水银的密度为 33kg/m 13600103004080=⨯==-V m ρ水银的重度为 3N/m 13341681.913600=⨯==g ργ 水银的比容为 kg /m 10353.7136001135-⨯===ρv 1－3 某封闭容器内空气的压力从101325Pa 提高到607950Pa ，温度由20℃升高到78℃，空气的气体常数为kg ·K 。
问每kg 空气的体积将比原有体积减少多少减少的百分比又为多少已已知知：：p 1＝101325Pa ，p 2＝607950Pa ，t 1＝20℃，t 2＝78℃，R ＝kg ·K 。
解解析析：：由理想气体状态方程(1－12)式，得kg /m 83.0101325)27320(06.2873111=+⨯==p RT v kg /m 166.0607950)27378(06.2873222=+⨯==p RT v kg /m 664.0166.083.0321=-=-v v%80%10083.0166.083.0%100121=⨯-=⨯-v v v每kg 空气的体积比原有体积减少了；减少的百分比为80％。
1－4 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。
完整版流体力学课后习题作业答案
第四章作业答案4-3水在变直径竖管中流动，已知粗管直径d i =300mm ，流速v i =6m/s 。
两断面相距 3m,为使两断面的压力表读值相同。
试求细管直径（水头损失不计） 。
解：4— 4 变直径管段 AB ，d A =0.2m,d B =0.4m ，高差△ h=1.5m ，测得 p A =30kPa ，p B =40kPa , B 点 处断面平均流速 v B =1.5m/s ，试判断水在管中的流动方向。
解：Ad B 21.5 （0.4）2 6m/sH AZ A 邑2 A0臾兰 4.90md A 20.2g2g 9.8 2gH BZ B -P B240 1.525.69mB1.5 g2g9.819.6H B >H A ,水由B 流向A; 水头损失5.69-4.90=0.79m 4— 5用水银压差计测量水管中的点流速u ，如读值 △ h=60mm ，（ 1）求该点流速；（2）3若管中流体是 0.8kg /m 的油，△ h 不变，不计水头损失，则该点的流速是多少？解:(1)u <2g 12.6 h J‘19.6 12.6 0.06 3.85m/s⑵u ：2g 12.8 h v'19.6 12.8 0.06 4.34m/s4—6利用文丘里管的喉管处负压抽吸基坑中的积水，已经知道管道直径 d [ 100mm ，喉管直径d 2 50mm ，h 2m ，能量损失忽略不计。
试求管道中流量至少为多大,才能抽出基坑中的积水?p 1p 2解：由题意知，只有当（乙-）（Z 2 -） h 时，刚好才能把水吸上来，由文丘里流gg量计原理有Q k* （z _P L ） （Z 2 ~P ^），其中kv g gP i P i2V i 2g Vi 2Z 2P 2v ?d 2v 1d 12300 62—4.837m 2g235.5mmv 2 9.74m/s22V 2 2g代入数据，有Q 12.7l/s。
4-8管道流动管径为d=150mm，喷嘴出口直径d D=50mm，各点高差h1=2m,h2=4m,h3=3m，不计水头损失，求A、B、C、D各点压强。
流体力学课后习题答案
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2 kg ，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899.358 kg/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。
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1、已知油的重度为7800N/m 3，求它的密度和比重。
试求0.2m 3此种油的质量和重量各为多少？已已知知：：γ＝7800N/m 3；V ＝0.2m 3。
解析：(1) 油的密度为 3kg/m 79581.97800===g γρ； 油的比重为 795.01000795O H 2===ρρS (2) 0.2m 3的油的质量和重量分别为kg 1592.0795=⨯==V M ρN 15602.07800=⨯==V G γ2、体积为5m 3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。
已已知知：：V ＝5.0m 3，p 1＝1.0×105Pa ，p 2＝5.0×105Pa ，ΔV ＝1L 。
解析：由(1－9)和(1－10)式，得水的体积压缩系数及弹性系数值分别为N /m 100.510)0.10.5(0.5100.1d d 21053p --⨯=⨯-⨯⨯=-=p V V β 2910p m /N 100.2100.511⨯=⨯==-βE3、一块可动平板与另一块不动平板同时浸在某种液体中，它们之间的距离为0.5mm ，可动板若以 0.25m/s 的速度移动，假设板间流体中的速度分布是线性的，为了维持这个速度需要单位面积上的作用力为2N/m 2，求这两块平板间流体的动力黏度μ。
解：板间流体的速度梯度可计算为 13du u 0.25500s dy y 0.510--===⨯ 由牛顿切应力定律d d u yτμ=，可得两块平板间流体的动力黏度为 3d 410Pa s d y u τμ-==⨯⋅4、流场的速度分布为2265375x y z u xy xt u y u xy zt =+=-=-，，，求流体在点（2，1，4）和时间t =3s 时的速度、加速度。
解：代入点 （2，1，4） 和时间t =3，得速度值为2222z656215234233137572154346x y xy xt y xy zt ⎧=+=⨯⨯+⨯⨯=⎪=-=-⨯=-⎨⎪=-=⨯⨯-⨯⨯=-⎩u u u x x x x x x x y z y y y y y y x y z z z z z z z x y z du u u u u a u u u dt t x y zdu u u u u a u u u dt t x y zdu u u u u a u u u dt t x y z ∂∂∂∂==+++∂∂∂∂∂∂∂∂==+++∂∂∂∂∂∂∂∂==+++∂∂∂∂ ()()()()()()()()()22222235x 6xy 5xt 6y 5t 3y 6x 7xy 5zt 05x 18xy 60xyt 25xt 065036750=18x x x x x x x y z yyy y y y x y z z z z x du u u u u a u u u dt t x y zdu u u u u a u u u dt t x y zxy xt y y xy zt y du u a u dt t ∂∂∂∂==+++∂∂∂∂=++⋅++-⋅+-⋅=+++∂∂∂∂==+++∂∂∂∂=++⋅+-⋅-+-⋅∂==+∂()()()()()()22225657314755 525z z z y z u u u u u x y zz xy xt y y xy xy zt t z zt ∂∂∂++∂∂∂=-++⋅+-⋅+-⋅-=-+ 代入点（2、1、4）与t=3的值，得加速度的值856 18880x x y y z z du a dtdu a dtdu a dt ======5、管道直径d =100mm ，输送水的流量为10kg/s ，水温为50C ，水的运动粘性系数ν=1.52×10-6m 2/s ，试确定管内水流的流态。
湖北工业大学流体力学作业标准答案版
1、已知油的重度为7800N/m 3，求它的密度和比重。
试求0.2m 3此种油的质量和重量各为多少？已已知知：：γ＝7800N/m 3；V ＝0.2m 3。
解析：(1) 油的密度为 3kg/m 79581.97800===g γρ； 油的比重为 795.01000795O H 2===ρρS (2) 0.2m 3的油的质量和重量分别为kg 1592.0795=⨯==V M ρN 15602.07800=⨯==V G γ2、体积为5m 3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。
已已知知：：V ＝5.0m 3，p 1＝1.0×105Pa ，p 2＝5.0×105Pa ，ΔV ＝1L 。
解析：由(1－9)和(1－10)式，得水的体积压缩系数及弹性系数值分别为N /m 100.510)0.10.5(0.5100.1d d 21053p --⨯=⨯-⨯⨯=-=p V V β 2910p m /N 100.2100.511⨯=⨯==-βE3、一块可动平板与另一块不动平板同时浸在某种液体中，它们之间的距离为0.5mm ，可动板若以 0.25m/s 的速度移动，假设板间流体中的速度分布是线性的，为了维持这个速度需要单位面积上的作用力为2N/m 2，求这两块平板间流体的动力黏度μ。
解：板间流体的速度梯度可计算为 13du u 0.25500s dy y 0.510--===⨯ 由牛顿切应力定律d d u yτμ=，可得两块平板间流体的动力黏度为 3d 410Pa s d y u τμ-==⨯⋅4、流场的速度分布为2265375x y z u xy xt u y u xy zt =+=-=-，，，求流体在点（2，1，4）和时间t =3s 时的速度、加速度。
解：代入点 （2，1，4） 和时间t =3，得速度值为2222z656215234233137572154346x y xy xt y xy zt ⎧=+=⨯⨯+⨯⨯=⎪=-=-⨯=-⎨⎪=-=⨯⨯-⨯⨯=-⎩u u u x x x x x x x y z y y y y y y x y z z z z z z z x y z du u u u u a u u u dt t x y zdu u u u u a u u u dt t x y zdu u u u u a u u u dt t x y z ∂∂∂∂==+++∂∂∂∂∂∂∂∂==+++∂∂∂∂∂∂∂∂==+++∂∂∂∂ ()()()()()()()()()22222235x 6xy 5xt 6y 5t 3y 6x 7xy 5zt 05x 18xy 60xyt 25xt 065036750=18x x x x x x x y z yyy y y y x y z z z z x du u u u u a u u u dt t x y zdu u u u u a u u u dt t x y zxy xt y y xy zt y du u a u dt t ∂∂∂∂==+++∂∂∂∂=++⋅++-⋅+-⋅=+++∂∂∂∂==+++∂∂∂∂=++⋅+-⋅-+-⋅∂==+∂()()()()()()22225657314755 525z z z y z u u u u u x y zz xy xt y y xy xy zt t z zt ∂∂∂++∂∂∂=-++⋅+-⋅+-⋅-=-+ 代入点（2、1、4）与t=3的值，得加速度的值856 18880x x y y z z du a dtdu a dtdu a dt ======5、管道直径d =100mm ，输送水的流量为10kg/s ，水温为50C ，水的运动粘性系数ν=1.52×10-6m 2/s ，试确定管内水流的流态。
(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。
流体力学课后作业答案
49
2.37 圆柱体直径d=2m，长l=5m，放置于60°的斜
面上，求水作用于圆柱体上的静水总压力大小及其
流
作用方向。
体
力
解： Px ghxC Ax
学
9800 d cos 60 d cos 60 5
2
60°
24.5kN
V
1 2
V圆
V三角
[1 (d )2
22
1 d sin 60 2
0
R3 H3
h3dh
=39.6N m
33
1-13 水暖系统为防止水温升高时体积膨胀将水管胀裂， 在系统顶部设膨胀水箱，若系统内水的总体积V=8m3，
流 体 力
加温前后温差为50ºC，水的体膨胀系数为0.0005 1/ºC， 学
求膨胀水箱的最小容积。
dV
解：由
V
V dt
dV V dt V 0.0005508 0.2m3
若反向流动，Q不变，Re不变，λ不变，hf不变，
所以h不变，只是反向高差为9cm。
26
4-20 环形断面管道中水温10℃，流量Q=400L/min，
当量粗糙高度K=0.15mm，d=75mm，D=100mm。求 流
在管长l=300m管段上的沿程水头损失。
体
解： v Q 4Q 1.94m/s
34
第二章习题解答
2-29 有一容器上部盛油h1=1m，ρ1=800kg/m3，下部盛水 h2=2m，侧壁倾角θ=60º。求容器壁上单宽静水压力及作用 位置。
解：F1 1gh1C A1
油 h1
8009.8 0.5 (1/ sin 60) 1 4.52kN
哈工大流体作业答案
题6-9图6-8 如图，文丘里(Venturi)流量计的两种管径的截面积分别为1S 和2S ，流体的密度为ρ，并由U 形管液柱高度差h 可计算出压强差为p ∆，试证明流体的体积流量为1V Q S S =证明 1，2两点等高，根据水平流管中的伯努利方程得2211221122p p ρρ+=+v v 根据流体连续性原理有1122V Q S S ==v v联立以上两式得1S =v 2S =v 所以11V Q S S S S =6-9 如图，皮托（Pitot ）管的U 形管压差计测出的压强差A B p p p ∆=-。
设被测气体的密度为ρ，试证明气体的流速可近似为=v 证明 由于A 、B 两点高度差较小，根据水平流管伯努利方程得221122A AB B p p ρρ+=+v v 开口A 处0A =v ，开口B 处B =v v ，则B ===v v 6-10 内径为2.5 cm 进水管将水送到地下室，管内水的流速为10.90m s -⋅、压强为170 kPa 。
再将水从地下室送往高出输入点7.6 m 的二楼时所用管径为1.2 cm ，试问到二楼时水的流速和水的压强是多少?题6-8图题6-12图分析 利用理想流体连续性原理首先确定到二楼时水的流速，再根据伯努利方程即可得到二楼时水的压强。
解 根据理想流体连续性原理得1122S S =v v 即22121244D D ππ=v v 解得 21121223.9m s D D -==⋅v v根据伯努利方程得221112221122p gh p gh ρρρρ++=++v v 解得 222112121()()88.3kPa 2p p g h h ρρ=+-+-=v v6-12 黄河中下游一带，沿岸常用虹吸管将河水吸入大堤内，供生活和农地用水。
利用虹吸现象可以吸取容器中液体而无须倾斜容器，如图。
首先要将管道注满液体，而液体一旦开始流动，则该过程将一直持续至容器中的液面低于管道的开口A 端。
《流体力学》习题答案48页PPT
• 侧面摩擦应力 • 侧面摩擦力矩
1
dur dy
T侧1dhr 4d3h
• 底面摩擦应力
2
dur dy
• 半径r处的微元摩擦力矩 dT 底 rr2rdr
0 .5 d
0 .5 d
• 底面摩擦合力矩 0 d底 T 0
rr2rd r d 4 32
TT侧T底4 d 3h 32 d 4
3 d23Td18h
1-7：简谐运动，需求瞬时功率和积分求平均功率。
• 往复速度 • 摩擦力
udxLcost
dt
d du yuL cots
• 瞬时功率
PFudlud l 2L2co2st
3.140.090.080. 1(236)020.22co2s236t0
60
60
25.68co2s12t
• 平均功率
z
12
uy x
ux y
1(b(b))b
2
3-5：流场成立，即连续性方程成立
uxux 2x2y2x2y0, 流场成立 x y
切应 x y1 2 ( u 变 x y u y x )|( 率 a ,b ) 1 2 ( 2 y 2 x )|(a ,b ) a b
z1 2 u x y u y x |(a ,b )1 2( 2 y 2 x )|(a ,b ) a b
(yb)dx(xa)dy0 (xybx)(xyay) C bxayC
lnx(a)lny(b)t3/3
由题目可知，通过（a,b）点，因此，积分常数C=0
所以，通过（a,b）点的迹线方程为：
bxay0
3-3：流线方程
dx dy ux uy
代入流场
《流体力学》课后习题详细解答
1-8解:
或，由 积分得
1-9解:法一：5atm
10atm
=0.537 x 10-9x (10-5) x98.07 x 103= 0.026%
法二： ,积分得
1-10解：水在玻璃管中上升高度
h =
水银在玻璃管中下降的高度
H= mm
第二章流体静力学
2-1解：已知液体所受质量力的x向分量为–a ,z向分量为-g。液体平衡方程为
重心C位于浮心之上，偏心距
沉箱绕长度方向的对称轴y轴倾斜时稳定性最差。浮面面积A=15m2。浮面关于y
轴的惯性矩和体积排量为
定倾半径
可见， >e,定倾中心高于重心，沉箱是稳定的。
第三章流体运动学
3-1解：质点的运动速度
质点的轨迹方程
3-Байду номын сангаас解：
由 和 ,得
故
3-3解：当t=1s时，点A（1,2）处的流速
线速度u = 0r,速度环量
(2)半径r+dr的圆周封闭流线的速度环量为
得
忽略高阶项2 0dr2，得d
（3）设涡量为 ，它在半径r和r+dr两条圆周封闭流线之间的圆环域上的积分为d 。因为 在圆环域上可看作均匀分布，得
将圆环域的面积dA=2 rdr代入该式，得
可解出 =2 + dr/r。忽略无穷小量 dr/r，最后的涡量
沉箱绕长度方向的对称轴y倾斜时稳定性最差。浮面面积A=15m2.浮面关于y轴的惯性矩和体积排量为
定倾半径
可见， ，定倾中心低于重心，沉箱是不稳定的。
(2)沉箱的混凝土体积
沉箱的重量
沉箱水平截面面积
设吃水深度为h,取水的密度 =1000kg/m3.浮力F等于重量G。有
流体力学练习题及答案(可编辑修改word版)
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m2/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.=-gzB.=gz C ．=-z D ．=z5、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. [MLt -1]B. [ML-1t -2 ]C. [ML-1t -1 ]D. [MLt -2]7、已知不可压缩流体的流速场为V =x2zi + 2xyj ，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∑F =∑(QV )out -∑(QV )in 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（）。
A．边界层内流体的流动为层流B．边界层内流体的流动为湍流C．边界层内是有旋流动D．边界层内流体的流动为混合流12、指出下列论点中的错误论点：（）A．平行流的等势线与等流线相互垂直B．点源和点汇的流线都是直线C．点源的圆周速度为零D．点源和点涡的流线都是直线13、关于涡流有以下的论点，指出其中的错误论点：涡流区域的( ) 。
流体力学作业3答案
流体力学作业3答案作业3 答案 (第5章、第6章)第5章一、选择题1. 管道中液体的雷诺数与（ D ）无关。
A. 温度B. 管径C. 流速D. 管长2. 某圆管直径d=30mm ，其中液体平均流速为20cm/s 。
液体粘滞系数为0.0114cm 3/s ，则此管中液体流态为（ B ）。
A. 层流B. 层流向紊流过渡C.紊流3.等直径圆管中紊流的过流断面流速分布是（ D ）A 呈抛物线分布 B. 呈对数线分布C.呈椭圆曲线分布D. 呈双曲线分布4.等直径圆管中的层流，其过流断面平均流速是圆管中最大流速的（ C ）A 1.0倍 B.1/3倍 C. 1/4倍 D. 1/2倍5.圆管中的层流的沿程损失与管中平均流速的（ B ）成正比.A. 一次方B. 二次方C. 三次方D. 四次方6.圆管的水力半径是 ( A )A. d/2B. d/3C. d/4D. d/5.7、谢才公式中谢才系数的单位是（ C ）A. 无量纲B.s m 21C. s m 23D. m 28. 判断层流和紊流的临界雷诺数是（ C ）A.上临界雷诺数B.下临界雷诺数C.上下临界雷诺数代数平均D.上下临界雷诺数几何平均二、判断题1. 层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。
( 正确 )2. 壁面光滑的管道一定是水力光滑管。
( 错误 )3. 在过流断面突变处一般发生局部水头损失。
( 正确 )4. 等直径圆管中的层流,其过流断面平均流速是圆管中最大流速的1/2倍（正确） 5．流体内切应力方向与流体运动方向相同。
（错误）6．阻力平方区内阻力系数与雷诺数无关。
（正确）三、简答题1. 圆管中层流与紊流，其流速分布有什么不同？答: 层流为抛物线分布,紊流为对数曲线分布.(也可以画图)2. 简述尼古拉兹实验中沿程阻力系数λ的变化规律。
答: 尼古拉兹实验揭示了沿程阻力系数λ的变化规律,文字表述或数学公式表述.层流:(Re)f =λ;水力光滑区: (Re)f =λ;过渡粗糙区: )(Re,d K f =λ 粗糙区(阻力平方区) : )(dK f =λ . 3.写出管流和明渠水流雷诺数的表达式，并说明其层流、紊流的判别标准？答: 管流:νvd=Re 2000Re <(层流) 2000Re > (紊流)明渠水流: νvR=Re 500Re <(层流) 500Re > (紊流)4.雷诺数Re 的物理意义？它为什么能用来判别流态？答: 雷诺数实质是反映粘性力与惯性力之比。
湖北工业大学流体力学作业答案版
1、已知油的重度为7800N/m 3，求它的密度和比重。
试求0.2m 3此种油的质量和重量各 为多少？已知知：：γ＝7800N/m 已33 ；V ＝0.2m 。
7800 解析析：：(1)油的密度为795kg/m 3解g9.81； 795油的比重为S0.7951000H 2O(2)0.2m3的油的质量和重量分别为MV7950.2159kg GV78000.21560N3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2、体积为5m了1L ，求水的体积压缩系数和弹性系数值。
已知知：：V ＝5.0m 3，p 5Pa ，p 2＝5.0×105Pa ，ΔV ＝1L 。
已1＝1.0×10解析析：：由(1－9)和(1－10)式，得水的体积压缩系数及弹性系数值分别为 解3dV1.0101025.010mpVp5d5.0(5.01.0)10/NE1 p5.0 1 10 10 2.0 9 10 N / 2m 3、一块可动平板与另一块不动平板同时浸在某种液体中，它们之间的距离为0.5mm ，可动板若以0.25m/s 的速度移动，假设板间流体中的速度分布是线性的，为了维持这个速度需要单位面积上的作用力为2N/m 2，求这两块平板间流体的动力黏度。
解：板间流体的速度梯度可计算为duu0.25 dyy0.5103 500s1由牛顿切应力定律d u dy ，可得两块平板间流体的动力黏度为dy du3 410Pas4、流场的速度分布为22u6xy5xt，u3y，u7xy5ztxyz，求流体在点（2，1，4）和时间t=3s时的速度、加速度。
解：代入点（2，1，4）和时间t=3，得速度值为u x6xy5xt62152342 u y 22 3y313u z22 7xy5zt72154346duuuuu xxxxxauuu xxyzdttxyz duuuuu yyyyyauuu yxyzdttxyz duuuuu zzzzzauuu zxyzdttxyz duuuuu xxxxxauuu xxyzdttxyz225x6xy5xt6y5t3y6x7xy5zt0 225x18xy60xyt25xt duuuuu yyyyyauuu yxyzdttxyz2206xy5xt03y6y 7xy5zt03 =18yduu zzau zx dttu uu zzzuu yzxyz2225z6xy5xt7y 3y14xy7xy5zt5t25z25zt代入点（2、1、4）与t=3的值，得加速度的值 a xd u x dt 856 a y d u dty 18a zd uzdt8805、管道直径d=100mm，输送水的流量为10kg/s，水温为50C，水的运动粘性系数-62ν=1.52×10m/s，试确定管内水流的流态。
《流体力学》课后习题答案
流体力学课后习题答案习题【1】1-1 解：已知：120t =℃，1395p kPa '=，250t =℃ 120273293T K =+=，250273323T K =+= 据p RT ρ=，有：11p RT ρ'=，22p RT ρ'= 得：2211p T p T '='，则2211323395435293T p p kPa T ''=⋅=⨯=1-2 解：受到的质量力有两个，一个是重力，一个是惯性力。
重力方向竖直向下，大小为mg ；惯性力方向和重力加速度方向相反为竖直向上，大小为mg ，其合力为0，受到的单位质量力为01-3 解：已知：V=10m 3，50T ∆=℃，0.0005V α=℃-1根据1V V V Tα∆=⋅∆，得：30.000510500.25m V V V T α∆=⋅⋅∆=⨯⨯=1-4 解：已知：419.806710Pa p '=⨯，52 5.884010Pa p '=⨯，150t =℃，278t =℃ 得：1127350273323T t K =+=+=，2227378273351T t K =+=+= 根据mRT p V =，有：111mRT p V '=，222mRT p V '=G ＝mg自由落体： 加速度a ＝g得：421251219.8067103510.185.884010323V p T V p T '⨯=⋅=⨯='⨯，即210.18V V = 体积减小了()10.18100%82%-⨯=1-5 解：已知：40mm δ=，0.7Pa s μ=⋅，a =60mm ，u =15m/s ，h =10mm根据牛顿内摩擦力定律：uT Ayμ∆=∆ 设平板宽度为b ，则平板面积0.06A a b b =⋅= 上表面单位宽度受到的内摩擦力：1100.70.06150210.040.01T A u b N b b h b μτδ-⨯-==⋅=⨯=--/m ，方向水平向左 下表面单位宽度受到的内摩擦力：2200.70.061506300.010T A u b N b b h b μτ-⨯-==⋅=⨯=--/m ，方向水平向左 平板单位宽度上受到的阻力：12216384N τττ=+=+=，方向水平向左。
流体力学课后习题答案
流体力学课后习题答案流体力学是研究流体（液体和气体）在静止和运动状态下的行为及其与固体边界相互作用的科学。
在流体力学的课程中，课后习题是帮助学生巩固理论知识和提高解题能力的重要环节。
以下是一些流体力学课后习题的参考答案：# 习题一：流体静力学问题问题描述：一个长方体水箱，长为L，宽为W，高为H，水箱底部有一个小孔，孔的面积为A。
当水箱装满水后，求水从孔中流出时的流速。
解答：首先，我们应用托里拆利定律，该定律表明流体的静压与流体的深度成正比。
设水的密度为ρ，重力加速度为g，水深为h，孔上表面的压强为P0。
水从孔中流出的流速v可以通过伯努利方程计算：\[ v = \sqrt{\frac{2gh}{1 - \frac{A}{WL}}} \]其中，h是孔到水面的距离，即h = H - x，x是孔到水箱底部的距离。
# 习题二：流体动力学问题问题描述：一个管道的横截面积逐渐增大，管道内流动的流体是不可压缩的。
求管道不同截面处的流速。
解答：根据连续性方程，对于不可压缩流体，流速v与横截面积A之间的关系为：\[ A_1v_1 = A_2v_2 \]其中，A1和v1是管道初始截面的面积和流速，A2和v2是管道末端截面的面积和流速。
# 习题三：边界层问题问题描述：在流体流动过程中，边界层的厚度如何随距离x变化？解答：边界层的厚度δ可以用以下公式近似表示：\[ \delta = \frac{5x}{\sqrt{Rex}} \]其中，Re_x是沿流动方向x处的雷诺数，Rex = ρvx/μ，ρ是流体密度，v是流速，x是距离，μ是流体的动态粘度。
# 结语流体力学的习题答案需要根据具体的题目条件和所用的物理定律来确定。
上述答案仅为示例，实际解题时需要根据题目的具体要求进行详细的计算和分析。
希望这些示例能够帮助你更好地理解和应用流体力学的基本概念。
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一、问答题1. 什么是流体？什么是流体微团答：流体：在任何微小剪切力持续作用下连续变形的物质叫做流体（易流动性是命名的由来），液体和气体统称为流体。
流体微团(流体质点)：在研究流体的机械运动中所取的最小流体单元，它的体积无穷小却又包含无数多个流体分子。
2. 什么是连续介质模型，该模型的引入对流体的研究有何意义？答：连续介质模型：微观上，流体分子之间存在间隙，流体不连续；观上，可将流体视为在时间和空间连续分布的函数。
只有当考虑的现象具有比流体分子结构尺度大得多的尺度时才成立。
物理意义：将流体看成是连续介质，描述流体运动的各物理要素可用连续函数来表征，从而利用微积分的方法研究流体的受力和运动规律。
3. 作用在流体上的力分为哪些、表达式，各有何特点？答：根据力的作用方式不同，作用在流体上的力分为质量力(体积力)和表面力（面积力）。
质量力：是作用在流体每一个质点（或微团）上、与受作用流体的质量成正比的力，常采用单位质量力的坐标分量来表示，面力：是作用在所考察的流体（或称分离体）表面上与受作用流体的表面积成正比的力，常用单位面积上面力，分为切向力τ（内摩擦力）和法向力p （压强）来表示。
4. 什么是流体的粘性,粘性有何特征？答：流体的粘性：流体内部相邻质点间或流层间存在相对运动时，在其接触面上会产生内摩擦力（内力）以反抗（阻碍）其相对运动的性质。
粘性的特征：粘性是流体的固有属性，粘性阻碍或延缓液体相对运动的过程,并且不能消除；流体静止时，其粘性无法表现。
5. 牛顿内摩擦定律及其各项含义是什么？描述流体粘性的物理参数及其关系是什么？答：牛顿内摩擦定律：τ ：单位面积上的内摩擦力；dy du ：速度梯度，表示速度大小沿垂直于速度方向y 的变化率，单位为s -1；μ ：动力粘度（动力粘滞系数）。
单位N /（m 2·s ）或Pa ·s ，表征单位速度梯度时的切应力；ν ：运动粘度（运动粘滞系数），单位，ν=μ/ρ。
哈工程船舶流体力学答案第七章答案
7-1油在水平圆管内作定常层流运动,解：圆管层流，流量4a 8"lP 2T 4Q4a管壁上y4Q 石a a4Q 4Q3aa 33.55 104m 2/s4Q（结论）7-2 Prandtl 混合长度理论的基本思路是什么答：把湍流中微团的脉动与气体分子的运动相比拟，将 速度表示。
Reyn olds 应力用混合长度与脉动7-3无限大倾斜平板上有厚度为 h 的一层粘性流体，在重力g 的作用下作定常层流运动， 自 由面上压力为大气压 Pa 且剪切应力为0。
流体密度为 ，运动粘性系数为，平板uuuf 1P2uvfxut x yxv v v £ 1p2— u vfyvt x yy连续方程为：u —0t t由于流动定常， 故 Navier-Stokes 方程中tNavier-Stokes 方程可简化为3 口亠十'2d=75mm, Q=7l/s,=800kg/ m ,壁面上 =48N/ m ,求油的粘性系数。
u - uu y f x 1 px 2u x vvv1 p 2uv-f y --vxyy边界条件为：y=0 时，u=0 ,v=0 y=h 时，v=0, =0， p=Pa由上述边界条件知，v 始终为0,故一0,」 0。
x则以上Navier-Stokes 方程的第二式可进一步简化为:第七章答案倾斜角为。
求垂直于x 轴的截面上流体的速度分布和压力分布。
解：不可压缩平面流动的Navier-Stokes 方程为:y g cos g cos p g cos y c 由y=h时p=Pa解得：常数c Pa gcos h 故P Pa g cos (h y)以上Navier-Stokes方程的第一式可进一步简化为:x丄上2ux因p为y的函数，所以上式中P=o x上式最终简化为:2ud2u d? d2u d?gsingsing sin2g • y sin cy由边界条件，y=0时, u=0,立即得到C2=0，又由C i 所以g sin h1 gsin h2g sin 仏Cigsin h yhy （答案）sin y2—sin2th由于V=0 和-Ux 0上式可化简为idy2v1 Pxy P P(x)u(y)所以, 对上层流体，有U i i Pi 21uii x2i P yqyP lUid2U|dy2以上关于U i的方程的边界条件为:yy (h iU ih2)UiniU iV。
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1、已知油的重度为7800N/m 3，求它的密度和比重。
试求0.2m 3此种油的质量和重量各为多少已已知知：：γ＝7800N/m 3；V ＝0.2m 3。
解析：(1) 油的密度为 3kg/m 79581.97800===g γρ； 油的比重为 795.01000795O H 2===ρρS (2) 0.2m 3的油的质量和重量分别为kg 1592.0795=⨯==V M ρN 15602.07800=⨯==V G γ2、体积为5m 3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。
已已知知：：V ＝5.0m 3，p 1＝×105Pa ，p 2＝×105Pa ，ΔV ＝1L 。
解析：由(1－9)和(1－10)式，得水的体积压缩系数及弹性系数值分别为N /m 100.510)0.10.5(0.5100.1d d 21053p --⨯=⨯-⨯⨯=-=p V V β 2910p m /N 100.2100.511⨯=⨯==-βE3、一块可动平板与另一块不动平板同时浸在某种液体中，它们之间的距离为0.5mm ，可动板若以 0.25m/s 的速度移动，假设板间流体中的速度分布是线性的，为了维持这个速度需要单位面积上的作用力为2N/m 2，求这两块平板间流体的动力黏度μ。
解：板间流体的速度梯度可计算为 13du u 0.25500s dy y 0.510--===⨯ 由牛顿切应力定律d d u yτμ=，可得两块平板间流体的动力黏度为 3d 410Pa s d y u τμ-==⨯⋅4、流场的速度分布为2265375x y z u xy xt u y u xy zt =+=-=-，，，求流体在点（2，1，4）和时间t =3s 时的速度、加速度。
解：代入点 （2，1，4） 和时间t =3，得速度值为2222z656215234233137572154346x y xy xt y xy zt ⎧=+=⨯⨯+⨯⨯=⎪=-=-⨯=-⎨⎪=-=⨯⨯-⨯⨯=-⎩u u u x x x x x x x y z y y y y y y x y z z z z z z z x y z du u u u u a u u u dt t x y zdu u u u u a u u u dt t x y zdu u u u u a u u u dt t x y z ∂∂∂∂==+++∂∂∂∂∂∂∂∂==+++∂∂∂∂∂∂∂∂==+++∂∂∂∂ ()()()()()()()()()22222235x 6xy 5xt 6y 5t 3y 6x 7xy 5zt 05x 18xy 60xyt 25xt 065036750=18x x x x x x x y z yyy y y y x y z z z z x du u u u u a u u u dt t x y zdu u u u u a u u u dt t x y zxy xt y y xy zt y du u a u dt t ∂∂∂∂==+++∂∂∂∂=++⋅++-⋅+-⋅=+++∂∂∂∂==+++∂∂∂∂=++⋅+-⋅-+-⋅∂==+∂()()()()()()22225657314755 525z z z y z u u u u u x y zz xy xt y y xy xy zt t z zt ∂∂∂++∂∂∂=-++⋅+-⋅+-⋅-=-+ 代入点（2、1、4）与t=3的值，得加速度的值856 18880x x y y z z du a dtdu a dtdu a dt ======5、管道直径d =100mm ，输送水的流量为10kg/s ，水温为50C ，水的运动粘性系数ν=×10-6m 2/s ，试确定管内水流的流态。
如用这管道输送同样质量的石油，已知石油的密度ρ=850kg/m 3，运动粘性系数ν=1.14cm 2/s ，试确定石油的流态。
解：50C 时， 24Q u dρπ=水的雷诺数Re 为：4Re ud Q v v d ρπ== -623410kg/s 84000138001.5210m /s 1000kg/m 3.140.01m ⨯==>⨯⨯⨯⨯，紊流 石油：-423410kg/s Re 1314.623201.1410m /s 850kg/m 3.140.01m ud v ⨯===<⨯⨯⨯⨯，层流 1、 封闭容器中水面的绝对压力为p 1＝105kPa ，当地大气压力为p a =，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。
已已知知：：p 1=105kPa ，p a =，h 1=6m 。
解析：(1) 依据题意列静力学方程，得A 点的相对压力为Pa 657606981010)1.98105(31a 1mA =⨯+⨯-=+-=h p p p γ(2) 测压管中水面与容器中水面的高差为m 7.0981010)1.98105(3a 1=⨯-=-=γp p h2、倾斜的矩形平板闸门，长为AB ，宽b ＝2m ，设水深h ＝8m ，试求作用在闸门上的静水总压力及其对端点A 的力矩。
已已知知：：b=2m ，h=8m ，h 0=BE=4m ，0l =AE=3m 。
解析：依据图意知 m 0.54322=+=AB ；闸门面积为 2m 100.20.5=⨯=⋅=b AB A 。
闸门所受的总压力为kN 6.588109810)4218()21(0c =⨯⨯⨯-=-==A h h A p P γ压力中心D 距形心C 的距离为m 278.0100.40.5)4218(0.50.2121)21(1213003c xc c D =⨯⨯⨯-⨯⨯=⋅-==-=A h AB h h AB b A y I y y e 压力中心D 距A 点的距离为 m 222.2278.05.2=-=-=e AC AD静水总压力对端点A 的力矩为m kN 1308222.26.588⋅=⨯=⋅=AD P M3、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p 0。
已已知知：：所有尺寸见附图，当地大气压力为105Pa 。
解析：左右两侧的U 型管，以及中部的倒U 型管中1、2、3点所在的水平面均为等压面，依据题意列静力学方程汞汞γγ1.1)2.13.2(a a 3+=-+=p p p第四章,第五章作业1. 有一输油管道，在内径为20cm 的截面上流速为2m/s ，求另一内径为5cm 截面上的流速以及管道内的质量流量.已知油的密度为850kg/m 3。
解：已知d 1=20cm= U 1=2m/s d 2= 根据连续方程，有所以U 2=d 12*U 1/d 22=32m/s ==850***2=s2．如图所示直立圆管管径为10mm ，一端装有直径为5mm 的喷嘴，喷嘴中心里圆管截面①处的高度为，从喷嘴排入大气的水流出口速度为18m/s 。
不计摩擦损失，计算截面①处所需的相对压强。
解：d 1=10mm= A 1=2)2*= m 2.d 2=5mm, A 2=A1/4= m 2因为U 2=18m/s ，根据连续方程 U 2*A 2=U 1*A 1 U 1=18/4=s 。
根据伯努利方程有所以而②端压力为空气大气压，相对压强为0。
所以[（）/2+*]*1000=P 1=×105Pa3．3－32 高压水管末端的喷嘴如图，出口直径d ＝10cm ，管端直径D ＝40cm ，流量Q ＝0.4m 3/s ，喷嘴和管道以法兰连接，共用12个螺栓，不计水和管嘴的重量，求每个螺栓受力多少解：(1) 由流量计算式，得m/s 955.501.014.34.044m/s 185.34.014.34.044222221=⨯⨯===⨯⨯==d Q u D Q u ππ， (2) 列喷嘴进出口的伯努利方程22221m12121p u u p +=+ρρ 得 =⨯=+-⨯⨯=+-=2622222122m1N/m 10394.1)185.3955.50(100021)(21p p u u p ρ (3) 设喷嘴对水流的反作用力为R x ，列动量方程，坐标系的方向为流体的流动方向， )(1222x 1m1u u Q A p R A p -=--ρN 10551.11.0414.31001.1)185.3955.50(4.010004.0414.310394.1)(5252622121m1x ⨯=⨯⨯⨯--⨯⨯-⨯⨯⨯=---=A p u u Q A p R ρ 则每个螺栓受力为 kN 925.12N 129251210551.15x ==⨯==n R F 4．流量为0.06m 3/s 的水，流过如图所示的变直径管段，截面①处管径d 1＝250mm ，截面②处管径d 2＝150mm ，①、②两截面高差为2m ，①截面压力p 1＝120kN/m 2，压头损失不计。
试求：(1)如水向下流动，②截面的压力及水银压差计的读数；(2)如水向上流动，②截面的压力及水银压差计的读数。
解：已知：Q=0.06m 3/s ，d 1=250mm ，d 2=150mm ，H=2m ，p 1=120kN/m 2。
(1) 由连续性方程，得m/s 223.125.014.306.0442211=⨯⨯==d Q u π m/s 397.315.014.306.0442222=⨯⨯==d Q u π (2) 列出①、②两截面间的伯努利方程，基准面取在②截面上；同时列出U 型管的静力学方程，g u p g u H p 22222211+=++γγ h p H p ∆γγγ)()(21-=-+汞得 223322222112kN/m 6.134N/m 106.13410)397.321223.121281.9120(22=⨯=⨯⨯-⨯+⨯+=-++=γγγg u g u H p pmm 6.40m 0406.01081.9)16.13(10)281.96.134120()(3321==⨯⨯-⨯⨯+-=-+-=γγγ∆汞H p p h (3) 如果水向上流动，并且不计压头损失，所得结果与上述相同。
5．水射流由直径d ＝6cm 的喷嘴垂直向上喷射，离开喷口的速度为15m/s ，若能支撑一块重100N 的平板，射流喷射的高度Z 为多少解：(1) /s m 1039.421506.014.3414133212-⨯=⨯⨯⨯==u d Q π 取管嘴出口至平板间的水体为分析对象，建立坐标系，方向垂直向上，设射流冲击平板时的速度为u 2，根据动量方程)0(2u Q W -=-ρ则 m/s 36.21039.42100010032=⨯⨯==-Q W u ρ (2) 列管嘴出口至平板间的伯努利方程，得z gu g u +=222221 所以 m 2.1181.9236.2152222221=⨯-=-=g u u z第六章 作业1.水平放置的毛细管粘度计，内径d=，两测点间的管长L=，液体的密度ρ=999kg/m3，当液体的流量qv=880mm3/s 时，两测点间的压降 △p=，试求 该液体的粘度。