09流体力学习题1及参考答案
流体力学题库(附答案)
流体力学题库(附答案)一、单选题(共48题,每题1分,共48分)1.()管路各段阻力损失相同。
A、短管管系B、串联管系C、并联管系D、分支管系正确答案:C2.理想液体的特征是( )A、不可压缩B、符合牛顿内摩擦定律的C、无粘性D、粘度为常数正确答案:C3.当容器内工质压力大于大气压力时,工质处于()状态。
A、标准B、正压C、负压D、临界正确答案:B4.某点的真空压力是65000pa,当地大气压为0.1MPa,该点的绝对压强为()。
A、165000PaB、65000PaC、55000PaD、35000Pa正确答案:D5.在圆管流中,层流的断面流速分布为()。
A、均匀规律B、直线变化规律C、抛物线规律D、对数曲线规律正确答案:C6.抽气器的工作原理是()A、动量方程B、静力学基本方程C、连续性方程D、伯努利方程正确答案:D7.伯努利方程说明,流体在水平管内定常流动中,流速降低()A、压力下降B、都可能C、压力上升D、压力不变正确答案:C8.那个设备压力是真空压力()。
A、再热器B、凝汽器C、过热器D、给水泵正确答案:B9.伯努利方程中Z+P/ρg表示()A、单位体积流体具有的机械能B、通过过流断面的流体所具有的总机械能C、单位质量流体具有的机械能D、单位重量流体具有的测压管能头正确答案:D10.超临界机组主蒸汽压力最接近的是()。
A、5个大气压B、26兆帕C、50巴D、5公斤正确答案:B11.静止的流体中存在()。
A、压应力、拉应力和剪切力B、压应力和拉应力C、压应力D、压应力和剪切力正确答案:C12.将极细测压管插入水中,毛细现象会使得液位()A、下降B、不变C、都有可能D、上升正确答案:D13.一个标准大气压(1atm)等于()。
A、Hg780mmB、101.325kPaC、720mmHgD、110.325kPa正确答案:B14.流体在管道内的流动阻力分为()两种。
A、阀门阻力、三通阻力B、沿程阻力、局部阻力C、流量孔板阻力、水力阻力D、摩擦阻力、弯头阻力正确答案:B15.主机润滑油压力为130千帕,其是多少米水柱()。
化工原理--流体力学习题及答案 (1)
一、单选题1.层流与湍流的本质区别是()。
DA 湍流流速>层流流速;B 流道截面大的为湍流,截面小的为层流;C 层流的雷诺数<湍流的雷诺数;D 层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。
2.以绝对零压作起点计算的压力,称为()。
AA 绝对压力;B 表压力;C 静压力;D 真空度。
3.当被测流体的()大于外界大气压力时,所用的测压仪表称为压力表。
DA 真空度;B 表压力;C 相对压力;D 绝对压力。
4.当被测流体的绝对压力()外界大气压力时,所用的测压仪表称为真空表。
BA 大于;B 小于;C 等于;D 近似于。
5. 流体在园管内流动时,管中心流速最大,若为湍流时,平均流速与管中心的最大流速的关系为()。
BA. Um=1/2Umax;B. Um=0.8Umax;C. Um=3/2Umax。
6. 从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( )。
AA. 与指示液密度、液面高度有关,与U形管粗细无关;B. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细有关;C. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细无关。
7.层流底层越薄( )。
CA. 近壁面速度梯度越小;B. 流动阻力越小;C. 流动阻力越大;D. 流体湍动程度越小。
8.层流与湍流的本质区别是:( )。
DA. 湍流流速>层流流速;B. 流道截面大的为湍流,截面小的为层流;C. 层流的雷诺数<湍流的雷诺数;D. 层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。
9.在稳定流动系统中,水由粗管连续地流入细管,若粗管直径是细管的2倍,则细管流速是粗管的()倍。
CA. 2;B. 8;C. 4。
10.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是()。
CA. 流动速度大于零;B. 管边不够光滑;C. 流体具有粘性。
11.水在园形直管中作滞流流动,流速不变,若管子直径增大一倍,则阻力损失为原来的()。
AA. 1/4;B. 1/2;C. 2倍。
12.柏努利方程式中的项表示单位质量流体所具有的()。
《流体力学》试题及答案
《流体力学》试题及答案一、选择题(每题5分,共25分)1. 下列哪个选项不属于流体力学的三大基本方程?A. 连续性方程B. 动量方程C. 能量方程D. 牛顿第二定律答案:D2. 在不可压缩流体中,流速和压力之间的关系可以用下列哪个方程表示?A. 伯努利方程B. 欧拉方程C. 纳维-斯托克斯方程D. 帕斯卡方程答案:A3. 下列哪个现象表明流体具有粘性?A. 流体流动时产生涡旋B. 流体流动时产生湍流C. 流体流动时产生层流D. 流体流动时产生摩擦力答案:D4. 在下列哪种情况下,流体的动能和势能相等?A. 静止流体B. 均匀流动的流体C. 垂直下落的流体D. 水平流动的流体答案:C5. 下列哪个因素不会影响流体的临界雷诺数?A. 流体的粘度B. 流体的密度C. 流体的流速D. 流体的温度答案:D二、填空题(每题5分,共25分)6. 流体力学是研究______在力的作用下运动规律的科学。
答案:流体7. 不可压缩流体的连续性方程可以表示为______。
答案:ρV = 常数8. 在恒定流场中,流体质点的速度矢量对时间的导数称为______。
答案:加速度矢量9. 伯努利方程是______方程在不可压缩流体中的应用。
答案:能量10. 流体的湍流流动特点为______、______和______。
答案:随机性、三维性、非线性三、计算题(每题25分,共50分)11. 一个直径为10cm的管道,流体的流速为2m/s,流体的密度为800kg/m³,求管道中流体的流量。
解:流量Q = ρvA其中,ρ为流体密度,v为流速,A为管道截面积。
A = π(d/2)² = π(0.05)² = 0.00785m²Q = 800kg/m³ 2m/s 0.00785m² = 12.44 kg/s答案:管道中流体的流量为12.44 kg/s。
12. 一个直径为20cm的圆柱形储罐,储罐内充满水,水面高度为1m。
流体力学试题(含答案)
流体力学试题(含答案)一、选择题(每题10分,共40分)1. 流体力学研究的对象是:A. 固体B. 液体C. 气体D. 所有流体答案:D2. 下列哪个物理量表示流体的压强?A. 力B. 压力C. 压力系数D. 压强答案:D3. 在伯努利方程中,流速增加时,下列哪个物理量会减小?A. 压强B. 动能C. 位能D. 总能量答案:A4. 下列哪个现象说明流体具有粘性?A. 流体在管道中流动B. 流体在容器中静止C. 流体表面形成波纹D. 流体在流动过程中产生涡旋答案:D二、填空题(每题20分,共60分)5. 流体力学的基本方程之一是______方程,它描述了流体在流动过程中质量守恒的规律。
答案:连续性方程6. 在不可压缩流体中,流线是指______。
答案:流速矢量线7. 伯努利方程适用于______流体。
答案:理想流体8. 流体的粘性使得在流动过程中产生______,从而导致能量损失。
答案:摩擦力三、计算题(每题25分,共50分)9. 一水平管道内,水以0.5 m/s的速度流动。
管道直径由0.2 m渐变至0.4 m。
求管道渐变处的流速。
解:根据连续性方程,流体在流动过程中质量守恒,即流速与截面积的乘积保持不变。
设管道渐变前后的流速分别为v1和v2,截面积分别为A1和A2。
由连续性方程可得:v1 * A1 = v2 * A2代入已知数据:0.5 m/s * π * (0.2 m)^2 = v2 * π * (0.4m)^2解得:v2 = 0.25 m/s答案:0.25 m/s10. 一水平管道内,水以2 m/s的速度流动,管道直径为0.1 m。
管道入口处的压强为100 kPa。
求管道出口处的压强。
解:根据伯努利方程,流速增加时,压强会减小。
设管道入口处的流速为v1,压强为p1;管道出口处的流速为v2,压强为p2。
伯努利方程为:p1/ρg + v1^2/2g + z1 = p2/ρg + v2^2/2g + z2由于管道水平,所以z1 = z2,且水的密度ρ = 1000 kg/m^3,重力加速度g = 9.8 m/s^2。
《流体力学》课后习题答案.pdf
得:T1 = t1 + 273 = 50 + 273 = 323K ,T2 = t2 + 273 = 78 + 273 = 351K
根据
p
=
mRT V
,有:
p1
=
mRT1 V1
,
p2
=
mRT2 V2
得: V2 V1
=
p1 p2
T2 T1
=
9.8067 104 5.8840 105
351 323
=
0.18
设管段长度 l,管段表面积: A = dl
单位长度管壁上粘滞力: = A u = dl u − 0 = 3.14 0.025 0.03
l y l
0.001
1-8 解: A = 0.8 0.2 = 0.16m2 ,u=1m/s, = 10mm , = 1.15Pa s
T = A u = A u − 0 = 1.15 0.16 1 = 18.4N
1
=
T1 b
=
A b
u
−0 −h
=
0.7 0.06b b
15 − 0 0.04 − 0.01
=
21N
/m,方向水平向左
下表面单位宽度受到的内摩擦力:
2
=
T2 b
=
Au−0 b h−0
=
0.7 0.06b 15 − 0
b
0.01− 0
= 63N
/m,方向水平向左
平板单位宽度上受到的阻力:
= 1 + 2 = 21+ 63 = 84N ,方向水平向左。
h1 = 5.6m
2.4 解:如图 1-2 是等压面,3-4 是等压面,5-6 段充的是空气,因此 p6 = p5 ,6-7 是等压面,
流体力学习题及答案
流体⼒学习题及答案《流体⼒学》习题(⼀)1-1 已知油的重度为7800N/m3,求它的密度和⽐重。
⼜,0.2m3此种油的质量和重量各为多少?1-2 已知300L(升)⽔银的质量为4080kg,求其密度、重度和⽐容。
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287.06J/k g·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?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。
若系统内⽔的总体积为8m3,加温前后温差为50℃,在其温度范围内⽔的膨胀系数为βT=9×10-41/℃,求膨胀⽔箱的最⼩容积。
题1-4图题1-5图1-5 图⽰为压⼒表校正器。
器内充满压缩系数为βp=4.75×10-101/Pa的油液,器内压⼒为105Pa时油液的体积为200mL。
现⽤⼿轮丝杆和活塞加压,活塞直径为1cm,丝杆螺距为2mm,当压⼒升⾼⾄20MPa时,问需将⼿轮摇多少转?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。
1-8 体积为5m3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。
1-9 某液体的动⼒粘度为0.045Pa·s,其⽐重为0.85,试求其运动粘度。
1-10 某⽓体的重度为11.75N/m3,运动粘度为0.157cm2/s,试求其动⼒粘度。
1-11 温度为20℃的空⽓在直径为2.5cm的管道中流动。
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。
(完整版)流体力学练习题及答案
(完整版)流体力学练习题及答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN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m 2/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 .gz -=πB .gz =πC .z ρπ-=D .z ρπ=5、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 . []1-MLtB . []21--t MLC . []11--t ML D . []2-MLt 7、已知不可压缩流体的流速场为xyj zi x 2V 2+= ,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 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( )。
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。
流体力学练习题库+参考答案
流体力学练习题库+参考答案一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、离心泵抽空、无流量,其发生的原因可能有:①启动时泵内未灌满液体;②吸入管路堵塞或仪表漏气;③吸入容器内液面过低;④泵轴反向转动;⑤泵内漏进气体;⑥底阀漏液。
你认为可能的是( )A、①③⑤B、全都是C、全都不是D、②④⑥正确答案:B2、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B、不确定、不变C、减小D、增加、增加正确答案:D3、转子流量计的设计原理是依据 ( )A、液体对转子的浮力B、流动时在转子的上、下端产生了压强差C、流体的密度D、流动的速度正确答案:B4、为防止离心泵发生气缚现象,采取的措施是( )。
A、降低被输送液体的温度B、降低泵的安装高度C、关小泵出口调节阀D、启泵前灌泵正确答案:D5、单级单吸式离心清水泵,系列代号为( )A、ISB、DC、SHD、S正确答案:A6、某塔高30m,进行水压试验时,离塔底l0m高处的压力表的读数为500kPa,(塔外大气压强为100kPa)。
那么塔顶处水的压强( )A、698.1kPaB、无法确定C、600kPaD、403.8kPa正确答案:D7、离心泵内导轮的作用是( )A、密封B、转变能量形式C、改变叶轮转向D、增加转速正确答案:B8、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、忘了灌水B、吸入管路堵塞C、吸入管路漏气D、压出管路堵塞正确答案:B9、某泵在运行的时候发现有汽蚀现象应( )A、检查进口管路是否漏液B、停泵向泵内灌液C、降低泵的安装高度D、检查出口管阻力是否过大正确答案:A10、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、扬程>升扬高度C、扬程=升扬高度D、不能确定正确答案:B11、离心通风机铭牌上的标明风压是100mmH2O意思是( )A、输任何条件的气体介质的全风压都达到l00mmH2OB、输送任何气体介质当效率最高时,全风压为l00mmH2OC、输送20℃,l01325Pa、的空气,在效率最高时全风压为l00mmH2OD、输送空气时不论流量的多少,全风压都可达到100mmH2O正确答案:C12、泵将液体由低处送到高处的高度差叫做泵的( )A、吸上高度B、升扬高度C、扬程D、安装高度正确答案:B13、离心泵在启动前应()出口阀,旋涡泵启动前应( )出口阀A、关闭,打开B、关闭,关闭C、打开,关闭D、打开,打开正确答案:A14、离心泵发生气蚀可能是由于( )。
流体力学课后习题答案.doc
流体力学课后习题答案第一章流体及其主要物理性质1-1. 轻柴油在温度15ºC时相对密度为0.83,求它的密度和重度。
解:4ºC时所以,1-2. 0.83 水 0.83 1000 830kg/m3 0.83 水 0.83 9800 8134N/m3 甘油在温度0ºC时密度为1.26g/cm3,求以国际单位表示的密度和重度。
1.26g/cm3 126kg0/m3 g 126 09.8 1234N8/m31-3. 水的体积弹性系数为1.96×109N/m2,问压强改变多少时,它的体积相对压缩1,,p 1-4. V p V E 0.01E 1.96 107Pa 19.6MPaV容积4m3的水,温度不变,当压强增加105N/m2时容积减少1000cm3,求该水的体积压缩系数βp和体积弹性系数E。
,1000 10,6V,9,1 , 2.5 10Pa 解: p , 5 p10E1-5. 1 p 18 4 10Pa ,92.5 10用200L汽油桶装相对密度为0.70的汽油,罐装时液面上压强为1个大气压,封闭后由于温度变化升高了20ºC,此时汽油的蒸气压为0.18大气压。
若汽油的膨胀系数为0.0006ºC,1,弹性系数为14000kg/cm2。
试计算由于压力及温度变化所增减的体积,问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜,解:E,E’?g,14000×9.8×10PaΔp,0.18atdV V VdT,dp T pV0 V0 V V TV0 p , , pV0 T T p p4 T所以,dV V VdT,dp TV0dT, pV0dp T p1从初始状态积分到最终状态得:即VV0dV TV0dT, T0Tpp0 pV0dpV,V0 T(T,T0)V0,1(p,p0)V0E0.18 9.8 1040.0006 20 200, 20014000 9.8 1042.4L,2.57 10,3L 2.4L200,2.4 138.32kg 1000M ,V, V, 0.7 1000另解:设灌桶时每桶最多不超过V升,则V,dVt,dVp 200dVt t V dt 0.00061 20VdVp , p V dp ,1 0.18V(1大气压,1Kg/cm2) 14000V,197.6升dVt,2.41升dV p,2.52×10-3升G,0.1976×700,138Kg,1352.4N1-6. 石油相对密度0.9,粘度28cP,求运动粘度为多少m2/s?28 10,33.1 10,5m2/s, 0.31St 31cS,t 0.9 10001-7. 相对密度0.89的石油,温度20ºC时的运动粘度为40cSt,求动力粘度为多少,解:d -42 0.89 ν,40cSt,0.4St,0.4×10m/s水μ,νρ,0.4×10-4×890,3.56×10-2 Pa?s1-8. 图示一平板在油面上作水平运动,已知运动速度u=1m/s,板与固定边界的距离δ=1,油的动力粘度μ,1.147Pa?s,由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布,求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少,2解:1-9. du1 1.147 1.147 103N/m2 ,3dy1 10如图所示活塞油缸,其直径D,12cm,活塞直径d,11.96cm,活塞长度L,14cm,油的μ,0.65P,当活塞移动速度为0.5m/s时,试求拉回活塞所需的力F=,解:A,πdL , μ,0.65P,0.065 Pa?s , Δu,0.5m/s , Δy=(D-d)/2 F Adu0.5 0.065 3.14 11.96 10,2 14 10,2 8.55Ndy12,11.96 10,223第二章流体静力学2-1. 如图所示的U形管中装有水银与水,试求:(1)A、C两点的绝对压力及表压各为多少,(2)A、B两点的高度差为多少,解:? pA表,γh水,0.3mH2O,0.03at,0.3×9800Pa,2940PapA绝,pa+ pA表,(10+0.3)mH2O,1.03at,10.3×9800Pa,100940PapC表,γhghhg+ pA表,0.1×13.6mH2O+0.3mH2O,1.66mH2O,0.166at,1.66×9800Pa,16268PapC绝,pa+ pC表,(10+1.66)mH2O,11.66mH2O ,1.166at,11.66×9800Pa,114268Pa ? 30cmH2O,13.6h cmH2O h, 30/13.6cm=2.2cm题2-2 题2-32-2. 水银压力计装置如图。
《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
流体力学习题库(含答案)
流体力学习题库(含答案)流体力学是研究流体(液体和气体)运动规律及其与周围物体相互作用的科学。
以下是一份流体力学题库,包括题目和答案。
一、选择题1. 流体力学研究的对象是()A. 液体B. 气体C. 液体和气体D. 固体答案:C2. 流体的连续性方程表示()A. 质量守恒B. 动量守恒C. 能量守恒D. 动能守恒答案:A3. 伯努利方程描述的是()A. 流体的静力学性质B. 流体的动力学性质C. 流体的运动规律D. 流体的热力学性质答案:B4. 流体的粘性是指()A. 流体的粘稠程度B. 流体的流动阻力C. 流体的可压缩性D. 流体的膨胀性答案:B5. 流体的压缩性对下列哪个参数有影响()A. 流体的密度B. 流体的压力C. 流体的粘性D. 流体的温度答案:B二、填空题1. 流体的连续性方程是基于__________原理得出的。
答案:质量守恒2. 伯努利方程适用于__________流动。
答案:稳态、不可压缩、无旋3. 流体的粘性系数与__________有关。
答案:温度4. 流体的压缩性可以用__________表示。
答案:绝热指数5. 在__________条件下,流体的运动是无旋的。
答案:不可压缩、无粘性三、判断题1. 流体的粘性越大,流动阻力越小。
()答案:错误2. 伯努利方程适用于有旋流动。
()答案:错误3. 流体的密度与温度无关。
()答案:错误4. 在等熵过程中,流体的压力与密度成正比。
()答案:正确5. 流体的连续性方程适用于非稳态流动。
()答案:错误四、计算题1. 已知一流体在管道中作稳态流动,管道截面积从A1变为A2,流速从v1变为v2。
若流体密度为ρ,求管道出口处的流速v2。
答案:根据连续性方程,有ρv1A1 = ρv2A2,解得v2 = v1 * (A1/A2)。
2. 已知一流体在水平管道中作稳态流动,流速v1 = 10 m/s,管道截面积A1 = 0.01 m²,管道出口处截面积A2 = 0.02 m²。
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。
《流体力学》课后习题答案详解
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:30.000510VVV Tα∆=⋅⋅∆=⨯⨯1-4 解:已知:419.806710Pa p '=⨯,52 5.884010Pa p '=⨯,150t =℃,278t =℃得:1127350273323T t K=+=+=,G =mg自由落体: 加速度a =g2227378273351T t K =+=+=根据mRTp V=,有:111mRT p V '=,222mRT p V '=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。
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09流体力学习题1及参考答案09流体力学习题1及参考答案一、单项选择题(共15分,每小题1分)1、下列各力中,属于质量力的是()。
A.离心力B.摩擦力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.粘性是实际流体的固有属性B.构成流体粘性的因素是流体分子间的吸引力C.流体粘性具有传递运动和阻碍运动的双重性D.动力粘度与密度之比称为运动粘度3、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()。
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4、重力场中流体的平衡微分方程为( )。
A .gdz dp -=B .gdz dp ρ=C .dz dp ρ-=D .gdz dp ρ-=5、无旋流动是指( )的流动。
A .速度环量为零B .迹线是直线C .流线是直线D .速度环量不为零6、压强的量纲[]p 是( )。
A . []2-MLtB . []21--t ML C . []11--t ML D . []1-MLt7、已知不可压缩流体的流速场为 则流动不属于( )。
A .非均匀流B .非稳定流动C .稳定流动D .三维流动8、动量方程 的 0 ),,(),(⎪⎩⎪⎨⎧===w t z x f z y f u υin out QV QV F )()(ρρ∑-∑=∑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12、指出下列论点中的错误论点:()A.平行流的等势线与流线相互平行B.涡流的径向速度为零C.无旋流动也称为有势流动D.点源的圆周速度为零13、关于涡流有以下的论点,指出其中的错误论点:( )。
A.以涡束诱导出的平面流动,称为涡流B.点涡是涡流C.涡流的流线是许多同心圆D.在涡流区域速度与半径成正比14、超音速气体在收缩管中流动时,气流速度()。
A.逐渐增大B.不变C.不确定D.逐渐减小15、为提高离心泵的允许安装高度,以下哪种措施是不当的?()A.提高流体的温度B.增大离心泵吸入管的管径C.缩短离心泵吸入管的管径D.减少离心泵吸入管路上的管件参考答案:1.A 2.B 3.C 4.D 5.A 6.B 7.C 8.D 9.D 10.C 11.B 12.A 13.D 14.D 15.A二、填空题(共12分,每小题2分)1、静止流体中任一点的静压强大小与其作用面在空间的方位无关,与该点位置相关。
2、理想流体是指不考虑粘性的流体;不可压缩流体是指忽略密度变化的流体。
3、粘性流体沿缓变流流动产生的阻力损失称为沿程阻力损失,在急变流处产生的阻力损失称为 局部阻力 。
4、调节往复泵流量的方法有: 改变活塞冲程 , 旁路调节 等。
5、造成边界层分离的原因,在于 逆压强梯度 作用和 物面粘性滞止效应 的共同影响。
6、已知某输水管路中,泵的特性曲线方程为24102.740Q H ⨯-=,管路的特性曲线方程为24108.428Q H e ⨯+=,(注:式中H 的单位为m ,Q 的单位为m 3/s )。
当输水量为8.5L/S 时,消耗于阀门调节的水头损失是 3.33 m.。
三、简答题(共18分,每小题6分)(1) 分别写出理想流体和粘性流体总流的伯努利方程。
比较它们的相同之点和不同之处。
参考答案:理想流体的伯努利方程:ρρ1211222222p V gz p V gz ++=++粘性流体总流的伯努利方程:w h g p z g V g p z g V +++=++ραρα222221121122它们的相同之点:是能量守恒定律在流体流动系统的应用结果;均适用于不可压缩流体;反映流动系统中动能、势能、静压能之间的相互关系。
不同之处是:理想流体伯努利方程表明,理想流体沿流动方向的总水头保持不变;粘性流体总流的伯努利方程则表明,为了克服粘性阻力,粘性流体沿流动方向的总水头是逐渐减少的。
(2) 为何流体静压力的方向总是沿着作用面的内法线方向?参考答案:因为:(1)静止流体不能承受剪力,即τ=0,故p 垂直受压面;(2)因流体几乎不能承受拉力,故p指向受压面。
(3) 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(六题,共55分)1、(5分)当压强增加5×104Pa 时,某种液体的密度增长0.02%,求该液体的体积模量。
解:0=+=⇒=dV Vd dM V M ρρρρρd dV V -=Pa dp d dpV dV E p 84105.2105%02.01111⨯=⨯⨯==-==ρρβ2、(10分)已知某不可压缩流体平面流动的速度分布规律为:⎩⎨⎧--=-+=y xy y x x u 22422υ判断说明该流动是否连续?是否无旋?并求出流函数。
解: 22 ,22--=∂∂+=∂∂x yx x u υ 0=∂∂+∂∂y x u υ满足连续性方程,所以流动连续。
y xy u 2 ,4-=∂∂-=∂∂υ 042≠+-=∂∂-∂∂y yu x υ 所以流动有旋。
Cx f x f y xy x f y xy xx f y xy y x y x x u y=='∴+=-='++=∂∂+-+=-+==∂∂)(,0)(22)(22)(2242222υψψψ 令C =0,则流函数为2222y xy y x -+=ψ3、(14分)图示离心泵管路系统,将常压下20℃的水从低位槽抽到高位槽,已知输送水量:Q =36m 3/h ,吸入管(泵前)直径100mm , 吸入管长10m(含局部阻力的当量长度),摩擦系数λ1=0.02。
排出管(泵后)直径75mm , 排出管长50m (含局部阻力的当量长度), 摩擦系数λ2=0.03。
常压下,20℃水的密度可取1000kg/m 3。
泵的效率为55%。
求:(1)泵的轴功率N 为多少kw ?(2)泵入口处的真空表读数应该是多少Pa? 解:Q =36m 3/h=0.01m 3/s(1) 泵的轴功率N泵吸入管内的流速为:s m d Q V i /27.11.001.044221=⨯⨯==ππ泵压出管内的流速为s m d d V V o /26.2)75100(27.1)(22211=⨯==在断面1-1和2-2之间列伯努利方程,并移项整理得mgVd l l h ie Bf 164.081.9227.11.01002.02)(2211111=⨯⨯⨯+=-)=(λ164.098107.1227.102+++=Bpg kwN N kwQ g H N mH mgV d l l g V d l l h u u mz z g P P h g u u g P P z z H ee e e oe i ef f e 84.155.001.101.101.0100081.93.103.103.373.381.9226.2075.03003.081.9227.11.01002.02)(2)(,027)(,02)(22222222111121212212122121221212====⨯⨯⨯===+==⨯⨯⨯⨯⨯⨯+++=∑≈-=-=-∑+-+-+-=--ηρλλρρ+(=((2)泵入口处的真空表读数取1-1、B 断面列伯努利方程:Bf BB ih g p z g V g p z g V -+++=++12112122ρρPa p B 19092-=4、(12分)已知:一个水平放置的90º弯管输送水d 1=150mm ,d 2=75mmp 1=2.06×105Pa ,Q =0.02m 3/s求:水流对弯管的作用力大小和方向(不计水头损失)。
解:s m d Q A Q V /132.142111===πs m d Q A Q V /527.442222===π取1-1、2-2两断面列伯努利方程2g V 2g V 222211+=+γγp p所以,()Pa V V p p 522211210964.12⨯=-+=ρ对选取的控制体列动量方程:x 方向:)0(111V Q R A p x -=-ρy 方向:)0(222-=-V Q A p R y ρ所以,N R N Ry x 9583663== N R R R y x 378622=+= 66.14==x yR R arctg θ所以,水流对弯管壁的作用力为R 的反作用力R '=-3786N ,大小相等,方向相反。
5、(8分)大容器压缩空气灌中的压缩空气,经一收缩喷管向大气喷出,设喷嘴出口处的大气绝对压为101.33kPa,温度为25℃,流速为234m/s ,试求压缩空气灌中的温度和压强。
解: kg m RT p /27.1)5273(2871013303=+⨯==ρ由02121RT k k V p k k -=+-ρ 代入已知数据,得 0228714.14.1223427.110133014.14.1T ⨯-=+-解得KT 3050= kPa T T p p k k 140)278305(33.101)(14.14.1100=⨯==--6、(6分)如图,水箱中的水通过直径为d ,长度为l ,沿程阻力系数为λ的立管向大气中泄水,问h 多大时,立管排出的流量Q 与h 无关?解:在水箱液面与出水口断面间列伯努利方程:f h gV l h +=+22 g V d l h f 22λ= ()()ld l h dg d l l h g V ++=++=λλλ212 ()l d l h d gd V d Q ++⋅==λλππ24422所以,当λd h =时,Q 与h 、l 无关。