(完整版)流体力学部分测验题答案

一、单项选择题
1、流体运动粘度ν的国际单位为（ C ）。

A ．m Pa ⋅
B ．m N ⋅
C ．s m /2
D ．s Pa ⋅
2、理想流体指的是（ C ）。

A ．膨胀性为零的流体
B ．压缩性为零的流体
C ．粘度为零的流体
D ．体积弹性模量为零的流体
3、温度增加，气体粘度（ A ）。

A ．增加
B ．减小
C ．不变
D ．可能增加也可能减小
4、下列流体哪个属牛顿型流体？ ( D )
A. 牙膏
B.纸浆
C.油漆
D. 汽油
5、表面力是指作用在（ B ）的力。

A ．流体内部每一个质点上
B ．流体体积表面上
C ．理想流体液面上
D ．粘性流体体积上
6、下列各种力中属于质量力的是（ C ）。

A ．压力
B ．表面张力
C ．重力
D ．摩擦力
7、在平衡液体中，质量力恒与等压面（ C ）。

A ．平行
B ．重合
C ．正交
D ．相交
8、密度均匀的连续静止流体的等压面为（ D ）。

A ．斜平面
B ．抛物面
C ．垂直面
D ．水平面
9、相对压强的起量点为（ A ）。

A ．当地大气压
B ．标准大气压
C ．液面压强
D ．绝对压强
10、重力场中流体的平衡微分方程为（ D ）。

A ．gdz dp -=
B ．gdz dp ρ=
C ．dz dp ρ-=
D ．gdz dp ρ-=
11、静止液体中同一点各方向的压强 （ A ）
A ．数值相等
B ．数值不等
C ．仅水平方向数值相等
D ．垂直方向数值最大
12、用欧拉法研究流体运动时，流体质点的加速度=a （ A ）。

A ．V V t V )(∇⋅+∂∂
B ．t V
∂∂ C ．V V )(∇⋅ D ．22dt r
d
13、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（ C
）。

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
14、已知不可压缩流体的流速场为 则流动属于（ B ）。

A ．二维稳定流动 B ．非稳定流动 C ．稳定流动 D ．三维流动 15、流管是在流场里的假想管状表面，流体流动应是（ D ）
),( ),()
,(⎪⎩⎪⎨⎧===t y f w t x f y x f u υ
A ．流体能穿过管侧壁由管内向管外流动
B ．不确定
C ．流体能穿过管侧壁由管外向管内流动
D ．不能穿过侧壁流动
16、动量方程 不适用于( D ) 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
17、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 ( D ) 。

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
18、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 ) 。

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
19、不可压缩实际流体在重力场中的水平管道内作稳定流动时，沿流动方向 ( B ) 。

A ．流量逐渐减少
B ．阻力损失量与流经的长度成正比
C ．总机械能维持不变
D ．压强维持不变
20、对总流流动运用伯努利方程时所选取的两个截面（ C ）。

A.可以是急变流所在截面
B. 其截面上的流速必须是均一的
C. 之间可以有急变流
D. 之间必须是缓变流
21、若含有ｎ个变量的函数关系式中基本物理量为ｍ个。

根据π定理。

可将该函数关系式组合成（ B ）个无量纲的函数式。

A.ｎ＋ｍ
B. ｎ－ｍ
C. ｎ＋ｍ－１
D. ｍ－ｎ
22、已知表面张力系数σ的单位为m N /，则其量纲[]=σ（ B ）。

A. 2-MLT
B. 2-MT
C. 1-MT
D.
11--T ML 23、皮托（Pitot ）管用于测量（ C ）的仪器。

A ．压强
B ．流量
C ．点速度
D ．平均流速
24、文丘里管用于测量流量时的主要工作原理是（ C ）
Ａ.连续性方程 Ｂ.运动方程 Ｃ.伯努利方程 D.动量方程
25、已知某流体在圆管内流动的雷诺数2000Re =，则该管的沿程阻力系数λ＝（A ）。

A ．0.032
B ．0.064
C ．0.128
D ．0.256
26、层流的沿程水头损失与管截面上的平均流速的（ D ）成正比。

A ．二分之一次方
B ．1.75次方
C ．二次方
D ．一次方
27、已知液体流动的沿程阻力系数λ与管壁的相对粗糙度和雷诺数Re 都有关，则可以判断该液体流动属于（ C ）
A ．层流区 B.湍流光滑管区
in
out QV QV F )()(ρρ∑-∑=∑
C.湍流过渡区
D.湍流粗糙管区
28、管内流动时，为克服阻力产生的管路能量损失，若用压强损失△p 表示时，其物理意义是（ C ）
A ．单位重量流体的能量损失
B ．单位质量流体的能量损失
C ．单位体积流体的能量损失
D ．单位时间经管路流体的能量损失
29、并联管道系统中,其各支管内单位质量流体的能量损失（ C ）。

A ．不相等
B ．之和为总能量损失
C ．相等
D ．不确定
30、边界层的基本特征之一是（ B ）。

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
二、简答题
(1)流线为什么不可能相交？
答：因流线上任一点的切线方向代表该点的流速方向，如果流线相交，在交点出就会出现两个切线方向，而同一时刻同一点流体质点不可能同时向两个方向运动。

(2) 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
１、图示一密闭容器，两侧各装一测压管，右管上端封闭，其中水面高出容器水面3m ，管内液面压强p 0=7.8N/cm 2
，左支管与大气相通，求左侧管内水面距容器液面的高度h 为多少m ？
解：设容器内水面延长线交左、右测压管于A 、B 点，则
由连通器原理 3000⋅+==γp p p A C
74.10300108.98.73=⨯⨯+=-（N/cm 2
） h p p a B ⋅+=γ , γ/)(a B p p h -= ,
而
74.10==C B p p （N/cm 2
） 则h ≈062m
（答：左侧管内水面距容器液面的高度为0.62m 。

）
2、已知流场中的速度分布为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-==xy y xy u ωυ3231（１）此流动是否恒定？属几维流动？说明理由。

（２）求流体质点的加速度分量及点（１，2，3）的加速度。

答案：（１）因为速度与时间无关，所以此流动为恒定流动；仅与x 、y 有关，属二维流动。

（2）⎪⎪⎪⎩
⎪⎪⎪⎨⎧===354323131xy a y a xy
a z y x k j i a 316332316)3,2,1(++=ρ 3、如图输水管道，拟用U 形水银压差计连接于直角弯管处测量管中水流量，已知：d 1＝300mm ，d 2＝100mm ，压差计的最大量程读数Δh max ＝800mm ，水流量范围Q ＝10～100L/s 。

试问：(1)该压差计的量程是否满足测量的需求？(2)当Δh ＝300mm 时，水流量为多少？
（注：忽略水头损失，水银密度为13600kg/m 3，水的密度1000 kg/m 3
）
解：（1）以0－0断面为基准面，列1－1、2－2两断面的能量方程：
以最大流量计算对应的压差计读数 s m A Q V /42.13.014.31.04211=⨯⨯==
， s m A Q V /74.121.014.31.04222=⨯⨯==
由等压面a －a 得压强关系： 则 代
入数据求 max 2221226481000)
-2g(13600)1.42-1000(12.74 )(2)(h mm g V V h Hg ∆<==--=∆ρρρ 所以该压差计的量程能满足流量测量的需求。

(2) 将连续性方程：41
22221)(22d d g V g V =代入方程（1）得：：
)(2))(
1(41222ρρρ--=∆Hg
g d d V h 代入数据 0.004V )100013600(2))300100(1(10003.022422=--=g V 求得：s
L s m . d V .Q .V /68/0680785066
832222==⨯== 当Δh ＝300mm 时，水流量为68L/s
流体阻力计算举例 【例1】 某输送管线，管长为m 1000（包括局部阻力的当量长度），
管径为mm 50。

若分别输送水（110003
=⋅=-μρ，m kg 厘泊）、
乙二醇（2311133=⋅=-μρ，m kg 厘泊）和 甘油（149912613
=⋅=-μρ，m kg 厘泊）。

试计算管内流速为11-⋅s m 时，此三种流体在光滑管道中的阻力损失。

解：（1）22
u d l l P e f ρλ⨯+⨯=∆ 4310510
11000105.0Re ⨯=⨯⨯⨯==-μρ
du ， 查图得021.0=λ， ∴Pa P f 42
101.22
1100005.01000021.0⨯=⨯⨯⨯=∆ （2）242010
231113105.0Re 3=⨯⨯⨯==-μρ
du ， 查图得，028.0=λ ∴Pa P f 42
108.22
1100005.01000028.0⨯=⨯⨯⨯=∆ （3）1.4210
14991261105.0Re 3=⨯⨯⨯==-μρ
du ∴Pa u d l P f 72
21092.12
1126105..010001.42642⨯=⨯⨯⨯==∆ρλ 可见：粘度不同的流体以相同流速流过相同管长时，它们的阻力损失可以相差很大。

【例2】 已知某水平输水管路的管子规格为mm 5.398⨯φ，管长为m 138，管子相对粗糙度0001.0=εd。

若该管路能量损失m h f 1.5=,求水的流量为若干？水的密度为31000-⋅m kg ，粘度为1厘
泊。

解：令λ=02.0，由达西式得： l g dh u f λ2= 1724.113802.08.91.5082.02-⋅=⨯⨯⨯⨯=∴s m u 5310141.110
11000724.1082.0Re ⨯=⨯⨯⨯==-μρdu 查莫迪图得)02.0(0175.0≠=λ，说明λ假设大了。

再令0175.0=λ，得1843.1138
0175.081.91.5082.02-⋅=⨯⨯⨯⨯=s m u 531051.110
11000843.1082.0Re ⨯=⨯⨯⨯==- 再查莫迪图得0175.0=λ（符合）
133221073.9843.1)082.0(785.04--⋅⨯=⨯⨯==∴s m u d Q π。