流体力学复习题(绪论+第一章)
李玉柱流体力学课后题答案 第一章
第一章 绪论1-1 空气的密度31.165kg/m ρ=,动力粘度51.8710Pa s μ-=⨯⋅,求它的运动粘度ν。
解:由ρμ=v 得,55231.8710Pa s 1.6110m /s 1.165kg/m v μρ--⨯⋅===⨯ 1-2 水的密度3992.2kg/m ρ=,运动粘度620.66110m /s v -=⨯,求它的动力粘度μ。
解:由ρμ=v 得,3624992.2kg/m 0.66110m /s 6.5610Pa s μρν--==⨯⨯=⨯⋅ 1-3 一平板在油面上作水平运动,如图所示。
已知平板运动速度V =lm/s ,板与固定边界的距离δ=5mm ,油的粘度0.1Pa s μ=⋅,求作用在平板单位面积上的粘滞阻力。
解:假设板间流体中的速度分布是线性的,则板间流体的速度梯度为13d 1m/s 200s d 510mu V y δ--===⨯ 由牛顿内摩擦定律d d u yτμ=,可得作用在平板单位面积上的粘滞阻力为 -1d 0.1Pa s 200s 20Pa d u yτμ==⋅⨯= 1-4 有一个底面积为40cm ×60cm 矩形木板,质量为5kg ,以0.9m/s 的速度沿着与水平面成30倾角的斜面匀速下滑,木板与斜面之间的油层厚度为1mm ,求油的动力粘度。
解:建立如下坐标系,沿斜面向下方向为x 轴的正方向,y 轴垂直于平板表面向下。
设油膜内速度为线性分布,则油膜内的速度梯度为:330.9m /s 0.910110mu y -∂==⨯∂⨯1s - 由牛顿内摩擦定律知,木板下表面处流体所受的切应力为:30.910u yτμμ∂==⨯∂ Pa 木板受到的切应力大小与τ相等,方向相反,则匀速下滑时其受力平衡方程为:30.9100.40.659.8sin 30μ︒⨯⨯⨯=⨯从而可得油的动力粘度:0.1134Pa s μ=⋅1-5 上下两个平行的圆盘,直径均为d ,间隙厚度为δ,间隙中的液体动力黏度系数为μ,若下盘固定不动,上盘以角速度ω旋转,求所需力矩M 的表达式。
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(完整版)工程流体力学习题及答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN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 v y 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。
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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sPa 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:ha g p p )sin (0αρ++=(1),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。
流体力学期末总复习
2.选择题(2′×10=20′)
3.计算题(共5题,共60分)
1)静止流体作用下的总压力;(10 ′)
2)动量定理;(12′) 3)π定理证明关系式; (10′) 4)实际流体伯努利方程,水头损失; (10′) 5)管系, U形管测压计,泵的有效功率。 (18′)
u x t u y = t u z t
u x u x u x ux uy uz x y z u y u y u y ux uy uz x y z u z u z u z ux uy uz x y z
位变(迁移)加速度
p p0 gh
适用条件:静止、不可压缩流体。
帕斯卡定律:自由液面上 的压强将以同样的大小传 递到液体内部的任意点上
5.掌握流体静压力的计量标准及其表示方法
p pM pab pv pab
pab>pa
pa pab<pa p=0
绝对压力pab 表压 pM 真空压力(真空度) pv
注意:pv表示绝对压强小于当地大气压强而形成真空的程度,读正值!
2.掌握连续介质假设
内容: 不考虑流体的微观结构,而是采用简化模型来代替流体的真是 微观结构。流体充满着一个空间时是不留任何空隙的,即把流 体看做是连续介质。 意义: 不必研究大量分子的瞬间运动状态,而只要研究描述流体宏 观状态物理量。将一个本来是大量的离散分子或原子的运动 问题近似为连续充满整个空间的流体质点的运动问题。
液体在曲面上面,垂直分力方向向下。 液体在曲面下面,垂直分力方向向上。
第三章 流体运动学 1.了解描述流动的两种方法;
《流体力学》选择题库.
《流体力学》选择题库第一章绪论1.与牛顿内摩擦定律有关的因素是:bA、压强、速度和粘度;B、流体的粘度、切应力与角变形率;C、切应力、温度、粘度和速度;D、压强、粘度和角变形。
2.在研究流体运动时,按照是否考虑流体的粘性,可将流体分为:A、牛顿流体及非牛顿流体;B、可压缩流体与不可压缩流体;C、均质流体与非均质流体;D、理想流体与实际流体。
3.下面四种有关流体的质量和重量的说法,正确而严格的说法是。
A、流体的质量和重量不随位置而变化;B、流体的质量和重量随位置而变化;C、流体的质量随位置变化,而重量不变;D、流体的质量不随位置变化,而重量随位置变化。
4.流体是一种物质。
A、不断膨胀直到充满容器的;B、实际上是不可压缩的;C、不能承受剪切力的;D、在任一剪切力的作用下不能保持静止的。
5.流体的切应力。
A、当流体处于静止状态时不会产生;B、当流体处于静止状态时,由于内聚力,可以产生;C、仅仅取决于分子的动量交换;D、仅仅取决于内聚力。
6.下列说法正确的是A、静止液体的动力粘度为0;B、静止液体的运动粘度为0;C、静止液体受到的切应力为0;D、静止液体受到的压应力为0。
7.理想液体的特征是A、粘度为常数B、无粘性C、不可压缩D、符合RT=。
pρ8.水力学中,单位质量力是指作用在单位_____液体上的质量力。
A、面积B、体积C、质量D、重量9.单位质量力的量纲是A、L*T-2B、M*L2*TC、M*L*T(-2)D、L(-1)*T10.单位体积液体的重量称为液体的______,其单位。
A、容重N/m2B、容重N/M3C、密度kg/m3D、密度N/m311.不同的液体其粘滞性_____,同一种液体的粘滞性具有随温度______而降低的特性。
A、相同降低B、相同升高C、不同降低D、不同升高12.液体黏度随温度的升高而____,气体黏度随温度的升高而_____。
A、减小,升高;B、增大,减小;C、减小,不变;D、减小,减小13.运动粘滞系数的量纲是:A、L/T2B、L/T3C、L2/TD、L3/T14.动力粘滞系数的单位是:A、N*s/mB、N*s/m2C、m2/sD、m/s15.下列说法正确的是:A、液体不能承受拉力,也不能承受压力。
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。
流体力学题库
第1章绪论 1 基本概念及方程【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G 1=3000N 的铁块,测得水深h =0.5m ,如图所示。
如果将铁块加重为G 2=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:E p v v //∆=∆)/(00B p p np E += p 为绝对压强。
当地大气压未知,用标准大气压Pa p 501001325.1⨯=代替。
Pa A G p p 51011076325.1/⨯=+= Pa A G p p 52021001325.3/⨯=+=因01/p p 和 02/p p 不是很大,可选用其中任何一个,例如,选用02/p p 来计算体积弹性系数:Pa B p p np E 9020101299.2)/(⨯=+=在工程实际中,当压强不太高时,可取 Pa E 9101.2⨯=512104827.6/)(///-⨯=-=∆=∆=∆E p p E p v v h h m h h 55102413.310604827--⨯=⨯=∆【2-2】用如图所示的气压式液面计测量封闭油箱中液面高程h 。
打开阀门1,调整压缩空气的压强,使气泡开始在油箱中逸出,记下U 形水银压差计的读数Δh 1=150mm ,然后关闭阀门1,打开阀门2,同样操作,测得Δh 2=210mm 。
已知a =1m ,求深度h 及油的密度ρ。
【解】水银密度记为ρ1。
打开阀门1时,设压缩空气压强为p 1,考虑水银压差计两边液面的压差,以及油箱液面和排气口的压差,有同样,打开阀门2时,两式相减并化简得代入已知数据,得所以有2 基本概念及参数【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。
流体力学选择题
《流体力学》选择题第一章绪论1.与牛顿内摩擦定律有关的因素是:A、压强、速度和粘度;B、流体的粘度、切应力与角变形率;C、切应力、温度、粘度和速度;D、压强、粘度和角变形。
2.在研究流体运动时,按照是否考虑流体的粘性,可将流体分为:A、牛顿流体及非牛顿流体;B、可压缩流体与不可压缩流体;C、均质流体与非均质流体;D、理想流体与实际流体。
3.下面四种有关流体的质量和重量的说法,正确而严格的说法是。
A、流体的质量和重量不随位置而变化;B、流体的质量和重量随位置而变化;C、流体的质量随位置变化,而重量不变;D、流体的质量不随位置变化,而重量随位置变化。
4.流体是一种物质。
A、不断膨胀直到充满容器的;B、实际上是不可压缩的;C、不能承受剪切力的;D、在任一剪切力的作用下不能保持静止的。
5.流体的切应力。
A、当流体处于静止状态时不会产生;B、当流体处于静止状态时,由于内聚力,可以产生;C、仅仅取决于分子的动量交换;D、仅仅取决于内聚力。
6.A、静止液体的动力粘度为0;B、静止液体的运动粘度为0;C、静止液体受到的切应力为0;D、静止液体受到的压应力为0。
7.理想液体的特征是A、粘度为常数B、无粘性C、不可压缩D、符合RT=。
pρ8.水力学中,单位质量力是指作用在单位_____液体上的质量力。
A、面积B、体积C、质量D、重量9.单位质量力的量纲是A、L*T-2B、M*L2*TC、M*L*T(-2)D、L(-1)*T10.单位体积液体的重量称为液体的______,其单位。
A、容重N/m2B、容重N/M3C、密度kg/m3D、密度N/m311.不同的液体其粘滞性_____,同一种液体的粘滞性具有随温度______而降低的特性。
A、相同降低B、相同升高C、不同降低D、不同升高12.液体黏度随温度的升高而____,气体黏度随温度的升高而_____。
A、减小,升高;B、增大,减小;C、减小,不变;D、减小,减小13.运动粘滞系数的量纲是:A、L/T2B、L/T3C、L2/TD、L3/T14.动力粘滞系数的单位是:A、N*s/mB、N*s/m2C、m2/sD、m/s15.下列说法正确的是:A、液体不能承受拉力,也不能承受压力。
流体力学习题解答
《流体力学》选择题库第一章 绪论1.与牛顿内摩擦定律有关的因素是:A 、压强、速度和粘度;B 、流体的粘度、切应力与角变形率;C 、切应力、温度、粘度和速度;D 、压强、粘度和角变形。
2.在研究流体运动时,按照是否考虑流体的粘性,可将流体分为:A 、牛顿流体及非牛顿流体;B 、可压缩流体与不可压缩流体;C 、均质流体与非均质流体;D 、理想流体与实际流体。
3.下面四种有关流体的质量和重量的说法,正确而严格的说法是 。
A 、流体的质量和重量不随位置而变化;B 、流体的质量和重量随位置而变化;C 、流体的质量随位置变化,而重量不变;D 、流体的质量不随位置变化,而重量随位置变化。
4.流体是 一种物质。
A 、不断膨胀直到充满容器的;B 、实际上是不可压缩的;C 、不能承受剪切力的;D 、在任一剪切力的作用下不能保持静止的。
5.流体的切应力 。
A 、当流体处于静止状态时不会产生;B 、当流体处于静止状态时,由于内聚力,可以产生;C 、仅仅取决于分子的动量交换;D 、仅仅取决于内聚力。
6.A 、静止液体的动力粘度为0; B 、静止液体的运动粘度为0;C 、静止液体受到的切应力为0;D 、静止液体受到的压应力为0。
7.理想液体的特征是A 、粘度为常数B 、无粘性C 、不可压缩D 、符合RT p ρ=。
8.水力学中,单位质量力是指作用在单位_____液体上的质量力。
A 、面积B 、体积C 、质量D 、重量 9.单位质量力的量纲是A 、L*T -2B 、M*L 2*TC 、M*L*T(-2)D 、L(-1)*T 10.单位体积液体的重量称为液体的______,其单位。
A 、容重N/m 2B 、容重N/M 3C 、密度kg/m 3D 、密度N/m 311.不同的液体其粘滞性_____,同一种液体的粘滞性具有随温度______而降低的特性。
A 、相同降低 B 、相同升高 C 、不同降低 D 、不同升高 12.液体黏度随温度的升高而____,气体黏度随温度的升高而_____。
流体力学期末考试单选题
A.流动随时间按一定规律变化;B.流场中任意空间点上的运动要素不随时间变化;√ C.各过流断面的速度分布相同;
3.一元流动是
A. 均匀流;B.速度分布按直线变化;C.运动参数是一个空间坐标和时间变量的函数。√
4.均匀流是
A.当地加速度为零;B.迁移加速度为零;√ C.向心加速度为零;D.合加速度为零。
A.增加;B.减小√;C.不变;D.前三种情况都有可能。
13.理想液体在流动过程中,流层之间的切应力为
A.零√;B.粘性切应力τ1;C.惯性切应力τ2;D.τ1+τ2。
14.实际液体在紊流状态,其流层间的切应力为
A.零;B.粘性切应力τ1;C.惯性切应力τ2;D.τ1+τ2√。
15.在紊流状态下,流场固定空间点的瞬时流速为
A. ; B. ; C. ;D. √。
第五章流动型态、水流阻力和水头损失
1. 一定长度的圆管均匀流段,当允许的水头损失不变,而管径增大一倍时,流量增加幅度最大的是 【 ? 】
A 层流流动 B 紊流光滑区流动 C紊流过渡区流动 D 紊流粗糙区流动
2.圆管断面直径由d1突然扩大为d2,若将一次扩大改为两级扩大,则该扩大的局部水头损失 【 】
A. ;B. ;C. √; D . 。
7.雷诺数的物理意义表示
A.粘滞力与重力之比;B.重力与惯性力之比;
C.惯性力与粘滞力之比√;D.压力与粘滞力之比。
8.明渠水流模型实验,长度比尺为4.模型流量应为原型流量的
A. ; B. ; C. ;D. √。
9..压力输水管模型实验,长度比尺为8,模型水管的流量应为原型输水管流量的
10.圆管紊流过渡区的沿程摩阻系数λ
A.与雷诺数Re有关;B.与管壁相对粗糙度Δ/d有关;
(完整版)工程流体力学课后习题(第二版)答案
第一章 绪论1-1.20℃的水2.5m 3,当温度升至80℃时,其体积增加多少? [解] 温度变化前后质量守恒,即2211V V ρρ= 又20℃时,水的密度31/23.998m kg =ρ 80℃时,水的密度32/83.971m kg =ρ 321125679.2m V V ==∴ρρ 则增加的体积为3120679.0m V V V =-=∆1-2.当空气温度从0℃增加至20℃时,运动粘度ν增加15%,重度γ减少10%,问此时动力粘度μ增加多少(百分数)? [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+==Θ原原原μρν035.1035.1==035.0035.1=-=-原原原原原μμμμμμΘ此时动力粘度μ增加了3.5%1-3.有一矩形断面的宽渠道,其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02y hy g u -=,式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度,h 为水深。
试求m h 5.0=时渠底(y =0)处的切应力。
[解] μρ/)(002.0y h g dydu-=Θ)(002.0y h g dydu-==∴ρμτ 当h =0.5m ,y =0时)05.0(807.91000002.0-⨯⨯=τPa 807.9=1-4.一底面积为45×50cm 2,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1cm ,斜坡角22.620 (见图示),求油的粘度。
[解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时,等速下滑yu AT mg d d sin μθ== 001.0145.04.062.22sin 8.95sin ⨯⨯⨯⨯==δθμu A mg s Pa 1047.0⋅=μ1-5.已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况,试根据牛顿内摩擦定律yud d μτ=,定性绘出切应力沿y 方向的分布图。
[解]1-6.为导线表面红绝缘,将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。
2022年流体力学作业试题库及答案
取管道中线所在水平面为基准面,则
4-15 在宽为b=2.0m旳矩形断面渠中修建一宽顶堰,堰高P=1.2m,上下游水深分别为h1=3.0m和h2=1.5m,流量qv=5.2m3/s。试求水流作用于堰上旳水平推力。
解:
(1)取控制体
取堰前渐变流断面1-1至堰后渐变流断面2-2所截取旳宽为b=2.0m旳水体所占空间为控制体。
解:
(1)取控制体
取断面1-1与断面2-2及管壁所围成旳水体为控制体。
(2)选坐标系
取直角坐标xOy,如图所示。
(3)受力分析
①
②
(4)列动量方程
列x、y方向旳总流动量方程,取 ,有
③
④
(5)补充条件求v1、v2及p2
由持续性方程求v1、v2:
,代入已知条件得
由伯努力方程求p2:基准面选在管轴线所在平面上,则z1=z2=0。计算断面分别选在弯管进出口断面1-1和2-2,计算点取在管轴线上。取а1=а2=1,不计水头损失,得:
解:
液体粘度
1-4 求题图所示旳轴与轴套之间旳流体粘度。
解:
第二章 流体静力学
习题2
2-5 用多管水银测压计测压,,题图中标高旳单位为m,试求水面旳压强p0。
解:
2-9 一盛水旳敞口容器作加速运动,试求下列两种状况下容器内静压强旳分布规律:(1)自由降落;(2)以等加速度a向上运动。
解:
(1)
(2)
2-12 试求启动题图所示水闸闸门所需旳单宽拉力F。不计闸门自重及转轴摩擦力。
解:
2-16 试定性绘出题图中各ABC曲面旳压力体图。
答:
第三章 流体运动基本原理
习题3
3-1 已知二元流,其流速分布为ux=x2t,uy= -2xyt。试求t=1,点(-2,1)处旳流线方程和迹线方程。
西南交大流体力学(1-6)复习题纲与课后习题复习详解...
第一章 绪论
§1.1 本章导学 本章主要介绍工程流体力学的研究内容及相关概念。 1.流体 自然界中容易流动的物质称为流体,它包括液体和气体。从形态上看,流体与固体的主要区别在于固 体具有固定的形状,而流体则随容器而方圆。从力学分析的角度看,固体一般可承受拉、压、剪、扭,而 流体则几乎不能承受拉力,处于静止状态的流体还不能抵抗剪力,即流体在很小的剪力作用下将发生连续 不断的变形。至于气体与液体的差别则主要在于气体容易压缩,而液体难于压缩,另外液体能形成自由表 面而气体不能。 2.流体连续介质模型 流体连续介质模型假定流体是由质点(或微团)毫无间隙的组成,其物理性质各向同性,且在空间和 时间上具有连续性,因此可采用数学中的连续函数作为分析工具。 工程流体力学在研究流体运动时, 由于只研究外力作用下的机械运动规律, 而流体分子除稀薄气体外, 相互间一般是极为密集的,因此将流体视为连续介质既有必要又有可能。 3.流体的主要物理性质 流体的主要物理性质主要包括惯性(密度、重度) 、黏滞性(黏度)和压缩性等。其中,表征惯性的 密度 和重度 是大家较为熟悉的,主要掌握 与 的关系 g 及影响因素,应熟记在常温下,淡水 的密度 1000kg / m 和重度 9800N / m 。
原 1.035原 原 0.035 原 原
2
此时动力粘度 增加了 3.5% 1-5. 两平行平板相距 0.5mm, 其间充满流体, 下板固定, 上板在 2N/m 的压强作用下以 0.25m/s 匀速移动, 求该流体的动力粘度。 [解] 根据牛顿内摩擦定律,得
《流体力学》参考答案(样题库-仅作参考)
流体力学习题参考第1章 绪论1.1 若某种牌号的汽油的重度γ为7000N/m 3,求它的密度ρ。
解:由g γρ=得,3327000N/m 714.29kg/m9.8m /m γρ===g1.2 已知水的密度ρ=997.0kg/m 3,运动黏度ν=0.893×10-6m 2/s ,求它的动力黏度μ。
解:ρμ=v 得,3624997.0kg/m 0.89310m /s 8.910Pa s μρν--==⨯⨯=⨯⋅ 1.3 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,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:假设板间流体中的速度分布是线性的,则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 uyτμ=,可得两块平板间流体的动力黏度为 3d 410Pa s d yuτμ-==⨯⋅1.4上下两个平行的圆盘,直径均为d ,间隙厚度为δ,间隙中的液体动力黏度系数为μ,若下盘固定不动,上盘以角速度ω旋转,求所需力矩T 的表达式。
题1.4图解:圆盘不同半径处线速度 不同,速度梯度不同,摩擦力也不同,但在微小面积上可视为常量。
在半径r 处,取增量dr ,微面积 ,则微面积dA 上的摩擦力dF 为du r dF dA2r dr dz ωμπμδ== 由dF 可求dA 上的摩擦矩dT32dT rdF r dr πμωδ==积分上式则有d 43202d T dT r dr 32πμωπμωδδ===⎰⎰1.5 如下图所示,水流在平板上运动,靠近板壁附近的流速呈抛物线形分布,E 点为抛物线端点,E 点处0d d =y u ,水的运动黏度ν=1.0×10-6m 2/s ,试求y =0,2,4cm 处的切应力。
(提示:先设流速分布C By Ay u ++=2,利用给定的条件确定待定常数A 、B 、C )题1.5图解:以D 点为原点建立坐标系,设流速分布C By Ay u ++=2,由已知条件得C=0,A=-625,B=50则2u 625y 50y =-+ 由切应力公式du dyτμ=得du(1250y 50)dy τμρν==-+ y=0cm 时,221510N/m τ-=⨯;y=2cm 时,222 2.510N/m τ-=⨯;y=4cm 时,30τ= 1.6 某流体在圆筒形容器中。
流体力学复习题一
3
bh 3 Jc 36
d 4 Jc 64
复习及习题讲解-1
流体力学
4、静止流体作用在曲面上的总压力 4.1 总压力的水平分力
Px γh c A z
4.2 总压力的垂直分力
Pz γ hdA x γV压力体 4.3 总压力的大小
4.4 总压力与水平方向的夹角:
Pz θ arctan Px
y
y
y
u
u
u
u
u
u
y
y
y 0
=0
=
0
复习及习题讲解-1
流体力学
例5 一 底 面 积 为45x50cm2 , 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 角 22.620 (见 图 示), 求 油 的 粘 度。 解: 木 块 重 量 沿 斜 坡 分 力 F 与 切 力 T平 衡 时, 等速下滑
Ic Ic bh 3 12 23 y D1 yC1 h C1 4 4 4.08m yC1A h C1A 4 2 12 8
m3
和甘油
h1 yD1 1.8 1.2 4.08 3 1.08m
yD2
F2 2gh c2A1 1264 9.807 1.2 2 2 2 54542 .6N Ic Ic bh 3 12 23 yC2 h C2 2.2 2.2 2.35m yC2 A h C2 A 2.2 2 12 2.2 2
du F μA dy F du τ μ A dy
流体力学例题大全
第一章:绪论例1-1 200 ºC体积为的2.5m3水,当温度升至800ºC时,其体积增加多少?解: 200 ºC时:ρ1=998.23kg/m3 800CºC时:ρ2=971.83kg/m3即:则:例1-2使水的体积减小0.1%及1%时,应增大压强各为多少?(K=2000MPa)d V/V =-0.1%=-2000×106×(-0.1%)=2×106Pa=2.0MPad V /V = -1%= -2000×106×(-1%)=20 MPa例1-3输水管l=200m,直径d=400mm,作水压试验。
使管中压强达到55at后停止加压,经历1小时,管中压强降到50at。
如不计管道变形,问在上述情况下,经管道漏缝流出的水量平均每秒是多少?水的体积压缩率κ =4.83×10-10m2 /N 。
解水经管道漏缝泄出后,管中压强下降,于是水体膨胀,其膨胀的水体积水体膨胀量5.95 l 即为经管道漏缝流出的水量,这是在1小时内流出的。
设经管道漏缝平均每秒流出的水体积以Q 表示,则例1-4:试绘制平板间液体的流速分布图与切应力分布图。
设平板间的液体流动为层流,且流速按直线分布,如图1-3所示。
解:设液层分界面上的流速为u,则:切应力分布:图1-3上层下层:在液层分界面上:--流速分布:上层:下层:例1-5:一底面积为40 ×45cm2,高为1cm的木块,质量为5kg,沿着涂有润滑油的斜面向下作等速运动,如图1-4所示,已知木块运动速度u =1m/s,油层厚度d =1mm,由木块所带动的油层的运动速度呈直线分布,求油的粘度。
解:∵等速∴αs =0由牛顿定律:∑F s=mαs=0m gsinθ-τ·A=0(呈直线分布)图1-4∵ θ=tan-1(5/12)=22.62°例1-6: 直径10cm的圆盘,由轴带动在一平台上旋转,圆盘与平台间充有厚度δ=1.5mm的油膜相隔,当圆盘以n =50r/min旋转时,测得扭矩M =2.94×10-4 N·m。
《流体力学》复习参考答案(2015年整理)
流体力学习题解答选择题:1、恒定流是: (a) 流动随时间按一定规律变化;(b)流场中任意空间点上的运动要素不随时间变化;(c) 各过流断面的速度分布相同。
(b)2、粘性流体总水头线沿程的变化是:(a) 沿程下降(a) 沿程下降;(b) 沿程上升;(c) 保持水平;(d) 前三种情况都可能;3、均匀流是:(b)迁移加速度(位变)为零;(a) 当地加速度(时变)为零;(b)迁移加速度(位变)为零;(c)向心加速度为零;(d)合速度为零处;4、一元流动是:(c) 运动参数是一个空间坐标和时间变量的函数;(a) 均匀流;(b) 速度分布按直线变化;(c) 运动参数是一个空间坐标和时间变量的函数;5、伯努利方程中各项水头表示:(a) 单位重量液体具有的机械能;(a) 单位重量液体具有的机械能;(b)单位质量液体具有的机械能;(c)单位体积液体具有的机械;(d)通过过流断面流体的总机械能。
6、圆管层流,实测管轴线上流速为4m/s,则断面平均流速为::(c)2m;(a) 4m;(b)3.2m;(c)2m;7、半圆形明渠,半径r=4m,其水力半径为:(a) 4m;(b)3m;(c) 2m;(d) 1m。
8、静止液体中存在:(a) 压应力;(b)压应力和拉应力;(c) 压应力和剪应力;(d) 压应力、拉应力和剪应力。
(1)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。
答案:c(2)在平衡液体中,质量力与等压面()a、重合;b、平行c、斜交;d、正交。
答案:d(3)水力学中的一维流动是指()a、恒定流动;b、均匀流动;c、层流运动;d、运动要素只与一个坐标有关的流动。
答案:d(4)有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=()a、8;b、4;c、2;d、1。
答案:b(5)同种液体通过两根相同长度,但粗糙高度不同的等直径长直管道,当雷诺数Re相同时,它们的水头损失在()内是相同的。
流体力学复习思考题
EXIT
4. 温度升高时,空气的粘性 (B) 。 (A) 变小 (B) 变大 (C) 不变 (D) 不能确定 5. 动力粘性系数 与运动粘性系数 的关系为 (B) 。
(A) (B) (C)
6. 运动粘性系数的单位是 (B) 。
(D)
p
复习思考题exit局部损失和流速水头小于总损失的5可忽略不计沿程损失大于5m水从水池经管道流入大气计算出流量时应用能量方程应选用计算断面是水池水面和管道出口一条管道将水从高水位水池引入低水位水池应用能量方程时应选用计算断面是管道进口与低水池水面10
流体力学(水力学)复习思考题
EXIT
第1章
第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章
EXIT
17. 理想流体假设认为流体 (C) 。 (A) 不可压缩 (B) 粘性系数是常数 (C) 无粘性 (D) 符合 牛顿内摩擦定律 18. 不可压缩流体的特征是 (B) 。
(A) 温度不变 (B) 密度不变 (C) 压强不变 (D) 体积不变
19. 单位质量力是指作用在单位 (C) 流体上的质量力。
EXIT
11. 速度势只存在于 (C) 。 (A) 不可压缩流体流动中 (B) 可压缩流体流动中 (C) 无旋 流动中 (D) 有旋流动中 12. 流动无旋的等价命题是: (B) 。
(A) 流动是均匀流 (B) 速度场有势 (C) 流线为互相平行的 直线 (D) 流体微团没有变形
13. 什么是流线与迹线,二者有什么区别?在什么条件下流线 与迹线重合,为什么?
EXIT
13. 相对压强的起算基准是 (C) 。 (A) 绝对真空 (B) 1个标准大气压 (C) 当地大气压 (D) 液面压强 14. 垂直放置的矩形平板闸门,闸前水深3m,静水总压力的作 用点到水面的距离为 (C) 。 (A) 1.0m (B) 1.5m (C) 2.0m (D) 2.5m
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绪论
一、思考题
1.试从力学的角度,比较流体与固体的差别。
2.气体和液体的物理力学特性有何差别?
3.什么是流体?流体最基本的特征是什么?液体与气体之间的主要区别是什么?
4.什么是流体质点?什么是流体的连续介质模型?引入连续介质模型有什么实际意义?
二、单项选择题
1.从力学角度分析,一般流体和固体的区别在于流体()。
(A)能承受拉力,平衡时不能承受切向力
(B)不能承受拉力,平衡时能承受切向力
(C)不能承受拉力,平衡时不能承受切向力
(D)能承受拉力,平衡时也能承受切向力
2.静止流体( )切应力。
(A)可以承受(B)不能承受
(C)能承受很小的(D)具有黏性时可以承受
3.静止流体中只存在()。
(A)压应力和拉应力(B)压应力和切应力
(C)压应力、拉应力和切应力(D)压应力
4.液体的体积和形状具有()的特点。
(A)体积确定、形状不确定(B) 体积不确定,形状确定
(C)体积确定、形状也确定(D) 体积不确定,形状也不确定
5.气体的体积和形状具有()的特点。
(A)体积确定、形状不确定(B) 体积不确定,形状确定
(C)体积确定、形状也确定(D) 体积不确定,形状也不确定
6.根据连续介质的概念,流体质点是指()。
(A)宏观极小微观足够大的微元体(B)流体分子
(C)微元体含有大量流体分子(D) A和C
7.在连续介质假设下,流体的运动参量( )。
(A)只是时间的连续函数(B)只是空间坐标的连续函数
(C)与时间无关(D)是空间坐标和时间的连续函数
第一章流体及其主要物理性质
一、思考题
1.流体质点受到哪两类力作用?这两类力分别有何特点?
2.什么是流体的压缩性?适用条件是什么?
3.什么是流体的膨胀性?适用条件是什么?
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?
5.什么是流体的黏滞性?用什么物理量来度量?对流体运动有何影响
6.动力粘滞系数与运动粘滞系数有何不同?
7.温度对液体和气体的黏滞性有何影响?
8.什么是牛顿流体和非牛顿流体?
9.为什么说流体黏性引起的摩擦力是内摩擦力,它与固体运动的摩擦力有何不同?
10.牛顿内摩擦定律的内容是什么?其适用条件是什么?
11.何谓理想流体?引入理想流体模型的意义何在?
12.试述表面张力的定义及其产生表面张力的机理。
13.何谓附着力,何谓内聚力?试分析水和水银在毛细管中上升或下降的现象。
14.为什么玻璃上一滴油总是近似呈球形?
15.毛细管管径为什么不能过细?
二、单项选择题
1.在常温下水的密度为( )kg/m 3。
(A) 10 (B) 100 (C) 998.2 (D) 1000
2.在标准大气压下200C 时空气的密度为( )kg/m 3。
(A) 1.2 (B) 12 (C) 120 (D) 1200
3.流体的密度ρ与( )有关。
(A )流体种类、温度、体积等 (B )流体种类、温度、压力等
(C )流体种类、压力、体积等 (D )温度、压力、体积等
4.单位质量力的国际单位是( )。
(A) 2/m N (B) 3/m N (C) kg N / (D) N
5.单位质量力是指作用在单位( )流体上的质量力。
(A) 面积 (B)体积 (C)质量 (D) 重量
6.作用在流体上的质量力包括( )。
(A) 压力 (B) 摩擦力 (C) 切应力 (D)惯性力
7.不可压缩流体是指( )。
(A)平衡流体 (B)运动流体
(C) 可以忽略密度变化的流体 (D) 可以忽略黏性的流体
8.不可压缩流体的特征是( )。
(A) 温度不变 (B)惯性力不变 (C) 压强不变 (D) 体积不变
9.当水的压强增加一个人气压时,水的密度增大约为( )。
(A)l /20000 (B)l /10000 (C)l /5000 (D)l /2500
10.动力粘滞系数μ与运动粘滞系数ν的关系为( )。
(A) μρ (B) ρμ
(C) μρ (D) p μ
11.运动粘滞系数是 。
(A) 2/m s (B) s m /2 (C) 2/.m s N (D) s m N /.2
12.流体的动力黏度μ与( )有关。
(A )流体种类、温度、体积等 (B )流体种类、压力、体积等
(C )流体种类、温度、压力等 (D )温度、压力、体积等
13.温度升高时,水的粘性( )。
(A) 变小 (B) 变大 (C) 不变 (D) 不能确定
14.温度升高时,空气的粘性( )。
(A) 变小 (B) 变大 (C) 不变 (D) 不能确定
15.当温度为200C 时,空气和水的运动黏度之比水空气νν/等于15,则必有( )。
(A )空气水μμ< (B )空气水μμ= (C )空气水μμ> (D )空气
水⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛>⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ρμρμ 16.当温度为15℃时空气和水的运动粘度s /m 102.1526-⨯=空气ν,
s /m 10146.126-⨯=水ν,这说明( )。
(A)空气比水的黏性大 (B)空气比水的黏性小
(C)空气与水的黏性接近 (D)不能直接比较
17.若某牛顿流体的动力黏度s a 1.0•=P μ,黏性切应力Pa 5.3=τ,则该流体的垂直于运动速度方向上的流速梯度为( )
(A) 35/s (B) 35m/s (C) 35m 2/s (D) 35m 3/s
18.平板在油面上作水平一维运动,己知平板运动的速度s m /1U =,油深mm 5h =,油的动力黏度s a 1.0•=P μ,则作用在单位面积平板上的黏滞力为( )。
(A) 10N (B) 15N (C) 20N (D) 25N
19.牛顿内摩擦定律dy
du μτ=,其中dy du 为运动流体的( )。
20.理想流体是指( )。
(A)平衡流体 (B )运动流体
(C)可以忽略密度变化的流体 (D 可以)忽略黏性的流体
21.理想流体的特征是( )。
(A) 不可压缩 (B) 粘滞系数为常数 (C) 无粘性 (D) 符合牛顿内摩擦定律
22.温度升高时,表面张力系数( )。
(A)增大 (B)减小 (C)不变 (D )不确定
23.毛细管中液柱高度的变化与( )成反比。
(A)表面张力系数 (B)接触角 (C)管径 (D) 黏性系数。