流体力学第十章答案
流体力学第十章答案
【篇一：流体力学讲义第十章堰流】
明渠缓流由于流动边界急剧变化而引起的明渠急变流现象。本章主
要介绍各类堰流的水力特征、基本公式、应用特点及水力计算方法。概述
一、堰和堰流
堰：在明渠缓流中设置障壁，它既能壅高渠中的水位，又能自然溢流，这障壁就称为堰。堰流（weir flow）：缓流越过阻水的堰墙溢
出流动的局部水流现象称为堰流。
选择：堰流特定的局部现象是：a.缓流通过障壁；b.缓流溢过障壁；
c.急流通过障壁；
d.急流溢过障壁。
研究堰流的主要目的：
探讨流经堰的流量q及与堰流有关的特征量之间的关系。
堰流的基本特征量（图10-1）
1.堰顶水头h；
2.堰宽b；
3.上游堰高p、下游堰高p1；图10-1
5.上、下水位差z；
二、堰的分类
1.根据堰壁厚度d与水头h的关系，如图10-2：
图10-2
图10-3
2.根据上游渠道宽度b与堰宽b的关系，图10-4：
3.根据堰与水流方向的交角：
图10-4
4.按下游水位是否影响堰流性质：
5.按堰口的形状：
堰可分为矩形堰、梯形堰、三角堰。
三、堰流及孔流的界限
1.堰流：当闸门启出水面，不影响闸坝泄流量时。孔流：当闸门未
启出水面，以致影响闸坝泄流量时。
2.堰流和孔流的判别式
（1）宽顶堰式闸坝
堰流：e/h ≥0.65 孔流： e/h 0.65
（2）实用堰式闸坝（闸门位于堰顶最高点时）
堰流：e/h ≥0.75 孔流： e/h 0.75
式中： e——闸门开启高度；h——堰孔水头。
判断：从能量角度看，堰流和闸孔出流的过程都是一种势能转化为动能的过程。对
第一节堰流的基本公式
一、堰流基本公式推导（图10-7）
由大孔口的流量公式
及，并考虑上游行近流速的影响，令图10-6
得堰流的基本公式：
（10-1）
式中:m——堰流流量系数，m
=。
二、堰流公式图10-7
若考虑到侧收缩影响及淹没影响，则堰流公式为：
（10-2）
——淹没系数，≤1.0；（10-3）式中：
——侧收缩系数，
≤1.0 。
m0——计及行近流速的流量系数
第二节薄壁堰
薄壁堰（如图10-8）主要用途：用作量水设备。薄壁堰口的横断面形状不同，相应的流量系数也不同。
图10-8
一、矩形薄壁堰
1. 基本公式
（10-4）
2.无侧收缩、自由式、水舌下通风的矩形正堰：
采用巴赞公式计算：
（10-5）
公式适用范围：b=0.2~2.0m，p=0.24~0.75m，h=0.05~1.24m，式中h、p均以m计。
初步设计时，取
，则：
（10-6）
3. 有侧收缩、自由式、水舌下通风的矩形正堰：
4.矩形薄壁堰的淹没判别条件（图10-9）
1）堰下游水位高出堰顶标高，即zh；——必要条件
2）在堰下游发生淹没式水跃衔接，即hthc ——充分条件
（10-7）
（10-8）
淹没溢流时，不仅堰的过水能力降低，而且下游水面波动较大，溢
流不稳定。所以用于测量流量用的薄壁堰，不宜在淹没条件下工作。图10-9
二、三角形堰（图10-10）
堰通常用于实验室作小流量测量。当堰为直角三角堰时：
适用条件：（10-9）。图10-10
三、梯形薄壁堰
当时的自由出流时的梯形薄壁堰公式为：
说明：当
（10-10）时，侧收缩梯形堰倾斜部分所增加的流量，正好
的梯形抵消矩形堰侧收缩影响所减小的流量。即有侧收缩的
堰作自由出流时的流量等于没有侧收缩的自由出流矩形堰的流量。注：以上三类薄壁堰的流量计算公式均是指自由出流。图10-11
问题1：当用矩形薄壁堰来测量流量时，，下，水流最稳定，测量
精度最高。
a.有侧收缩自由出流；
b.有侧收缩淹没出流；
c.无侧收缩自由出流；
d.无侧收缩淹没出流。
问题2：为保证薄壁堰为自由出流，应满足：
a.堰上水头尽量小，水舌下游空间应与大气相通；
b.堰上水头不宜过小，水舌下游空间应与大气相通；
c.堰上水头尽量小，水舌下游空间不应与大气相通；
d.堰上水头不宜过小，水舌下游空间不应与大气相通。
第三节实用堰
实用堰的主要用途：用作蓄水建筑物——坝，或净水建筑物的溢流
设备，如图10-12。
图10-12
一、曲线型实用堰（图10-13）
1.真空实用堰、非真空实用堰
非真空实用堰（non-vacuum weir）：若堰面的剖面曲线基本上与
堰的水舌下缘外形相符，水流作用于堰面上的压强仍近似为大气压强，这种堰称为非真空实用堰。
真空实用堰（vacuum weir）：若堰面的剖面曲线低于堰的水舌下缘，溢流水舌脱离堰面，脱离处的空气被水流带走而形成真空区，这种堰称为真空实用堰。
选择：当曲线型实用堰的实际作用水头大于设计水头时，则过堰流量会： a.减小； b.增加；
c.
【篇二：10第十章明渠流和闸孔出流及堰流】txt>10—1某梯形断面粉质粘土渠道中的均匀流动，如图所示。已知
渠底宽度b=2.0m，水深h0=1.2m，边坡系数m=1.0，渠道底坡度i=0.0008，粗糙系数n=0.025，试求渠中流量q和断面平均流速v，并校核渠道是否会被冲刷或淤积. 解:
a=bh0?mh02?(2?1.2?1?1.22)m2?3.84m2
??b?2h?(2?2?m?5.39m
1
q
?
1
i2n
5
a3?
5
?
23
?23
?
0.000820.025qa?
?3.843?5.39m/s?3.46m/s
33
v=
3.463.84
m/s?0.90m/s
校核:由表10-3查得粉质粘土最大允许流速为1m/s，因
h0=1.2m1.0m，需乘以系数k=1.25，所以vmax=1?1.25 m/s
=1.25m/s，最小允许流速vmin=0.4m/s，满足vmaxvvmin条件。
10—2 设有半正方形和半圆形两种过流断面形状的渠道，具有相同的n=0.02，a=1.0m，i=0.001，试比较它们在均匀流时的流量q的大小。
解:设正方形渠道流量为q1，半圆形渠道流量为q2，
1
2
q1
=a1c?
i12n1
1
5
a13?13
53
?2
?
2
q2?a2c?
i22n2
a2?23
q1q2
?(
其中 i1?i2,n1?n2,a1?a2?a，
2
由于 a?
2h1，h1?
?2?1
2
)3
，?1?4h1??
2
?
又
a?
2
,r2?
1
?
?0.89 ， q1?
(0.89)3q2?0.93q2
1
5
23
q1?
q2?
i1n1
2
a13?
3
?
?
0.00120.02
3
5
?13??
23
m/s?0.8m/s
33
0.80.93
m/s?0.86m/s
10—3 某梯形断面渠道中的均匀流动，流量q=20m3/s，渠道底宽b=5.0m，水深h0=2.5m，边坡系数m=1.0，粗糙系数n=0.025，试求渠道底坡i。
1
解：由q?
i2n
5
a3?
?
23
知
i?(
qn
5
a?
3
?
23
)
107 2
a?bh0?mh0?(5?2.5?1?2.5)m?
18.75m
2222
??b?2h?(5?2??12.07mi?(
20?0.025
53
?23
)?0.0004
2
18.75?12.070.0003?i?0.01
可保证正常的排水条件，且不必人工加固。
10—4为测定某梯形断面渠道的粗糙系数n值，选取l=1500m长的均匀流段进行测量。已知渠底宽度b=10m，边坡系数m=1.5，水深h0=3.0m。两断面的水面高差?z=0.3m，流量q=50m3/s，试计算n 值。
解：z1?z2??z?hf，i?j?jf?
1
hfl
?
0.31500
?0.0002
由均匀流基本方程可得n=
i2q
5
ac
3
-
23
，式中a=(10?3.01.5?
3.0)m
22
43.5m
2
??(10?2?3.0??20.82m
1
?0.02
50
10—5 某梯形断面渠道底坡i=0.004，底宽b=5.0m，边坡系数m=1.0，粗糙系数n=0.02，
n?
?43.53?20.82
3
0.00022
5
?
2
求流量q=10m3/s时的正常水深h0及断面平均流速v0。
1
解：q?
i2n
5
a?
3
?
23
?
1?
h(b?mh)?3?i2n
2
5
1
(b?23
2
2
2
将已知值代入，由试算法可得 h0=0.76m
a?bh0?mh0?(5?0.76?1?0.76)m?4.38m
2
v0?
qa
?
104.38
m/s?2.28m/s
3
10—6 某梯形断面渠道中的均匀流，流量q=3.46m/s，渠底坡度i=0.0009，边坡系数m=1.5，粗糙系数n=0.02，正常水深
h0=1.25m，试设计渠底宽度b。
解：q?ac
?
?
h0(b?mh0)?3?i2
2
5
1
n(b?2h03
将已知值代入，由试算法可得b=0.80m。
10—7 设有一块石砌体矩形陡槽，陡槽中为均匀流。已知流量
q=2.0m/s，底坡
i?0.09，粗糙系数n?0.020，断面宽深比?h?
3
bh0
?2.0，试求陡槽的断面尺寸h0及b。
解：?h?
bh0
?2.0,b?2h0,a?2h0,??4h0,
52
?23
2
代入均匀流基本方程得 (2h0)3(4h0)
?
qn
1
0.86m
i2
将已知值代入，解得：h0=0.43m，b=2?0.43m
108 10—8 试拟定某梯形断面均匀流渠道的水力最优断面尺寸。已知边坡系数m?1.5，粗
糙系数n?0.025，底坡i?0.002，流量q=3.0m3/s。
解：由水力最佳条件知
?h?
bh0
?m)?1.5)?0.61
2
b?0.61h0，
a?bh0?mh0?2.11h0
??b?2h?4.22h0
将已知值代入均匀流基本方程得
3.0?0.025
1
5
?(2.11h0)(4.22h0)
2
3
?
23
0.0022
解得：h0?1.09m，b?0.61?1.09m?0.66m
10—9 需在粉质粘土地段上设计一条梯形断面渠道。已知均匀流流量q=3.5m3/s，渠底坡度i=0.005，边坡系数m=1.5，粗糙系数
n=0.025，试分别按（1）不冲允许流速vmax及（2）水力最优条件设计渠道断面尺寸，并确定采用哪种方案设计的断面尺寸和分析是否需要加固。
解：（1）由表10-3查得粉质粘土vmax=1.0m/s
a=
qvmax
=3.51.0
222
=3.5m=bh0+mh0=bh0+1.5h0 （1）
1
由
vmax==
1n
12
23
iac
-
23
，1.0=
0.00520.025
3.5c
3
-
23
，c=16.66m
b=2m=2（2）
bh=
h0
2
))
a=bh0+mh0=0.61h0+1.5h0=
2.11h0
222
，
c=b+2h0=0.61h0+3.61h0=4.22h0
q=
1n
12
53
iac
-
23
，3.5=
23
8
10.025
12
2
53
0.005(2.11h)(4.22h0)
23
0.59m
10
0.931467=h03
2
，h03=0.93，h0=0.97m，b=0.61?0.97m 2
a=2.11h0=1.99m
qa
=
3.51.99
m/s=1.76m/svmax=1.0m/s。
按不冲允许流速计算结果水深太浅，故按水力最优条件设计断面尺寸，需加固，可采
用干砌块石（vmax=2.0m/s）。 10—10 某圆形污水管道，如图所示。已知管径d=1000mm，粗糙系数n=0.016，底坡i=0.01，试求最大设计充满度时的均匀流流量q及断面平均流速v。
解：查表10-4得，d=1000mm，amax=
h0d
=0.75，
h0=0.75m，查阅书中图10-9 得a
=0.915
109
qd=
1n
15
i2ad3c
1
-
23
5
-23
=
0.0120.016
创(0.7851
2
)3(3.14?1)
qdad
m/s
3
3
1.946m/s
3
q=aqd=0.915?1.946m3/s
查阅图10-9得 b=1.13 ，vd?
v=bvd=1.13?2.48m/s
1.78m/s
?
1.946
?
m/s?2.48m/s，
4
2.80m/s。
?1
2
10—11 有一圆形排水管，已知管内为均匀流。底坡i?0.005，粗糙系数n?0.014，充满度??0.75时的流量q=0.2m3/s，试求该管的管径d。
解：查图10-9得a?0.915，由q=aqd得qd=
1
qa
?23
=
0.20.915
m/s=0.219m/s
33
，
n4
可得d=0.477m=477mm，取标准管径d=500mm。
10—12 直径d=1.2m的无压排水管，管内为均匀流。n?0.017，i?0.008，求通过流量q=2.25m3/s时的管内水深h0。
ad?
1
1
5
2
i2
5
ad3?d
解：qd?
a?
i
2
nq
qd
ad?d
3
?
23
?
0.00820.017
?(
25
3
?
23
m/s?2.67m/s
33
?
2.252.67h0d
?0.843 ?0.71
查图10-9得??
h0?0.71?1.2m?0.85m
10—13 设一复式断面渠道中的均匀流动，如图所示。已知主槽底宽b=20m，正常水深h01?2.6m，边坡系数m1?1.0，渠底坡度均为i=0.002，粗糙系数n1=0.023；左右两滩地对称，底宽b=6m， h02?1.0m，m2=1.5，n2=0.025，试求渠道通过的总
流量q。
解：用铅重线a?a及b－b将复式断面分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分，各部分的过水断面积分别为
a1??b?m1(h01?h02)?(h01?h02)??b?2m1(h01?h02)?h02
=[(20+1创1.6)1.6+(20+2创11.6)?1]m
a2=a3=bh02+
12
m2h02=(6?1
2
2
2
57.76m
2
2
12
创1.51)m=6.75m
2
各部分的湿周分别为c1=b+2(h01-h02=(20+=
24.525m
c2=c3=b+
h=(6+1?
=
7.803m
110
r1=
a1c1
=
57.7624.525a2c2
1
m=2.355m
m=0.865m
1
1
r2=r3=
=
6.75
7.803
1
，
c1=
1n1
r16=
1n2
2.35560.023
1
m2/s=50.15m2/s，
1
1
1
1
c2=c3=r26=
0.025
?0.8656m2/s39.04m2/s，
q=c1a
2c2a=50.15创57.76
6.75
(
2创39.04
/s
3
=(
4445.2+490.18)?
/s
3
220.72m/s
10—14 某矩形断面渠道，渠宽b=1.0m，通过流量q=2.0m3/s，试判别水深各为1m及0.5m时渠中水流是急流还是缓流。
解：当h=1m时，v?
c?
?
qbh
qbh
?2.01?
1
m/s?2m/s
?3.13m/s，v?c为缓流。
2.0
当h?0.5m时，
v?
?1?0.5
m/s?4m/s，c?
?
/s?2.21m/s，v?c，为急
流。
10—15 有一长直矩形断面渠道，底宽b=5m，粗糙系数n=0.017，均匀流时的正常水深h0=1.85m，通过的流量q=10m3/s，试分别以临界水深、临界底坡、波速、弗劳德数判别渠中水流是急流还是缓流。
解：（1
）hcr=
=
=0.74mh0，此均匀流为缓流。
3.7m，
2
（2）acr=bhcr=5?0.74m
ccr=b+2hcr=(5+2?0.74)m 6.48m
rcr=
ccr=
1n
1
acrccr
=
3.76.48
m=0.57m
16
12
1
，
r=
6cr
10.017
q
2cr
?0.57m/s
2
53.56m2/s
10
222
icr=
acrcr
2cr
=
3.7创53.56
2
2
0.57
=0.0045，
a0=bh0=5?1.85m
9.25m
c0=b+2h0=(5+2?1.85)m c0=
1
8.7m，r0=
1
a0c0
=
9.258.7
m=1.06m q
20
220
r06=
10.017
11
?1.066m2/s
59.40m2/s，i0=
acr0
=0.0003，
icri0此均匀流为缓流。
111
【篇三：船舶流体力学第10章】
层）：流体绕流物体，当re数较大时流体在物体表面附近所形成的
速度梯度很大的薄层。
当雷诺数达到一定数值时，边界层中的层流经过一个过渡区后转变
为湍流，就成为湍流边界层。
因压强沿流动方向增大，边界层内流体从壁面离开的现象称边界层
分离。尾流：分离流线与物体边界所围的下游区域。
减小尾流的主要途径：使绕流体型尽可能流线型化。
压差阻力：由于边界层分离后在圆柱后面形成了尾流区，
尾流区内流体的压强比圆柱前面流体的压强小，这就形成了前后压
强差，从而对物体的运动造成阻力，称为压差阻力
第九章
在作恒定均匀流的流段中，流体流动时，受到沿程不变的阻力作用。这个阻力称为沿程阻力。
单位重量流体克服沿程阻力流动所消耗的机械能。称为沿程水头损
失（ hf ）。
在流体经过的局部区域，由于固体边界的急剧变化，过流断面流速分布重新调整，边界层分离产生旋涡，所造成的流动阻力称为局部阻力。
单位重量流体克服局部阻力流动所消耗的机械能。称为局部水头损失（hj）
要两个流动动力相似，必须两个流动相应处的牛顿数相等。这一判据称为牛顿相似准则。作用在流体上的外力主要有粘滞力时，要两个流动相似，必须两个流动相应处的雷诺数相等。这一判据称为粘滞力相似准则（亦称雷诺相似准则）。
作用在流体上的外力主要有重力时，要两个流动相似，必须两个流动相应处的弗劳德数相等。这一判据称为重力相似准则（亦称弗劳德相似准则）。、
作用在流体上的外力主要有动压力时，要两个流动相似，必须两个流动相应处的欧拉数相等。这一判据称为压力相似准则（亦称欧拉相似准则）。
作用在流体上的外力主要有局部惯性力时，要两个流动相似，必须两个流动相应处的斯特劳哈尔数相等。这一判据称为局部惯性力相似准则（亦称斯特劳哈尔相似准则
《流体力学》徐正坦主编课后答案第三章..
第三章习题简答 3-1 已知流体流动的速度分布为2 2y x u x -= ，xy u y 2-=，求通过1,1==y x 的 一条流线。 解：由流线微分方程 y x u dy u dx = 得dy u dx u x y =则有 dy y x xydx )(22 2 -=-两边积分可得C y y x yx +-=-3 3 2 2 即0623=+-C y x y 将x=1,y=1代入上式，可得C=5，则 流线方程为0562 3 =+-y x y 3-3 已知流体的速度分布为 ?? ? ==-=-=tx x u ty y u y x 00εωεω（ ω>0，0ε>0） 试求流线方程，并画流线图。 解：由流线微分方程 y x u dy u dx = 得dy u dx u x y =则有 tydy txdx 00εε-=两边积分可得C y x +-=22 流线方程为C y x =+22 3-5 以平均速度s m v /5.1=流入直径为D=2cm 的排孔管中的液体，全部经8个直径d=1mm 的排孔流出，假定每孔出流速度依次降低2%，试求第一孔与第八孔的出流速度各为多少？ 题3-5图 解：由题意得：v 2=v 1(1-2%)，v 3=v 1(1-2%)2，…，v 8=v 1(1-2%)7 根据质量守恒定律可得 2 82 32 22 12 83214 4 4 4 4 d v d v d v d v D v Q Q Q Q Q π π π π π ? +???+? +? +? =? +???+++=
s m d vD v v d v v v v d D v /4.80) 98.01(001.002.002.05.1)98.01()98.01(98 .01) 98.01(4)(44822 8221812 83212 2 =-???=--?=∴--?=+???+++?=?π π π 则 v 8=v 1(1-2%)7=80.4×(1-2%)7=69.8m/s 3-6 油从铅直圆管向下流出。管直径cm d 101=，管口处的速度为s m v /4.11=，试求管口处下方H=1.5m 处的速度和油柱直径。 题3-6图 解：取1-1和2-2断面，并以2-2断面为基准面 列1-1、2-2断面的伯努利方程 2 22 12212 2 2211/6.54.15.18.922202s m v gH v p p g v g p g v g p H =+??=+==++=++ ρρ 由连续方程2 222 114 4 d v d v π π ? =? 得cm d v v d 5106 .54 .121212=?== 3-8 利用毕托管原理测量输水管的流量如图示。已知输水管直径d=200mm ，测得水银差压计读书p h =60mm ，若此时断面平均流速max 84.0u v =，这里max u 为毕托管前管轴上未受扰动水流的流速。问输水管中的流量Q 为多大? 题3-8图 解：由题意可得
流体力学课后习题答案
【2012年】《液压与气压传动》继海宋锦春高常识-第1-7章课后答案【最新经典版】 1.1 液体传动有哪两种形式？它们的主要区别是什么？ 答：用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。按照其工作 原理的不同，液体传动又可分为液压传动和液力传动，其中液压传动是利用在密封容器 液体的压力能来传递动力的；而液力传动则的利用液体的动能来传递动力的。 1.2 液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？ 答：（1）动力装置：动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置，它是 液压系统的动力源。 （2）控制调节装置：其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量，以 保证执行元件和工作机构的工作要求。 （3）执行装置：是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在工作介质的推动下输出 力和速度（或转矩和转速），输出一定的功率以驱动工作机构做功。 （4）辅助装置：除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置，如油箱、过滤器、蓄 能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作
用的元件，在系统中是必不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。（5）工作介质：工作介质指传动液体，在液压系统常使用液压油液作为工作介质。 1.3 液压传动的主要优缺点是什么？ 答：优点：（1）与电动机相比，在同等体积下，液压装置能产生出更大的动力，也就 是说，在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑，即：它具有大的功率密度 或力密度，力密度在这里指工作压力。 （2）液压传动容易做到对速度的无级调节，而且调速围大，并且对速度的调节还可 以在工作过程中进行。 （3）液压传动工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。 （4）液压传动易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长。 （5）液压传动易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调 节和控制，并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来，实现复杂的运动和 操作。 （6）液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造和推广使用。答：缺点：（1）由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格
第一章-流体力学基础习题
1 第一章 流体力学 【1-1】 椰子油流过一内径为20mm 的水平管道，其上装有一收缩管，将管径逐渐收缩至12mm ，如果从未收缩管段和收缩至最小处之间测得的压力差为800Pa ，试求椰子油的流量。 【1-2】 牛奶以2×10－3m 3/s 的流量流过内径等于27mm 的不锈钢管，牛奶的粘度为×10－ ，密度为1030kg/m 3，试确定管内流动是层流还是紊流。 【1-3】 用泵输送大豆油，流量为×10－4m 3/s ，管道内径为10mm ，已知大豆油的粘度为40×10－，密度为940kg/m 3。试求从管道一端至相距27m 的另一端之间的压力降。 【1-7】某离心泵安装在高于井内水面 5.5m 的地面上，吸水量为40m 3/h 。吸水管尺寸为4114?φmm ，包括管路入口阻力的吸水管路上的总能量损失为kg 。试求泵入口处的真空度。（当地大气压为×105 Pa ） 【1-9】每小时将10m 3常温的水用泵从开口贮槽送至开口高位槽。管路直径为357?φmm ，全系统直管长度为100m ，其上装有一个全开闸阀、一个全开截止阀、三个标准弯头、两个阻力可以不计的活接头。两槽液面恒定，其间垂直距离为20m 。取管壁粗糙度为0.25mm 、水的密度为1000kg/m 3、粘度为1×10－。试求泵的效率为70％时的轴功率。 【1-10】用泵将开口贮槽内密度为1060kg/m 3、粘度为×10－的溶液在稳定流动状态下送到蒸发器内，蒸发空间真空表读数为40kPa 。溶液输送量为18m 3/h 。进蒸发器水平管中心线高于贮槽液面20m ，管路直径357?φmm ，不包括管路进、出口的能量损失，直管和管件当量长度之和为50m 。取管壁粗糙度为0.02mm 。试求泵的轴功率（泵的效率为65％）。 【1-13】拟用一台3B57型离心泵以60m 3/h 的流量输送常温的清水，已查得在此流量下的允许吸上真空H s ＝5.6m ，已知吸入管内径为75mm ，吸入管段的压头损失估计为0.5m 。试求： 1) 若泵的安装高度为5.0m ，该泵能否正常工作该地区大气压为×104Pa ； 2) 若该泵在海拔高度1000m 的地区输送40℃的清水，允许的几何安装高度为若干米当地大气压为×104Pa 。
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,流体质点就是指:(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就是极小量,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就是:(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就是:(b) (a)剪应力与压强;(b)剪应力与剪应变率;(c)剪应力与剪应变;(d)剪应力与流速。 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的国际单位就是:(a) (a)2/s m ;(b)2/m N ;(c)m kg /;(d)2/m s N ?。 1.7 无黏性流体的特征就是:(c) (a)黏度就是常数;(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10003 kg/m ,2L 水的质量与重量就是多少？ 解: 10000.0022m V ρ==?=(kg) 29.80719.614G mg ==?=(N) 答:2L 水的质量就是2 kg,重量就是19、614N 。 1、10 体积为0、53 m 的油料,重量为4410N,试求该油料的密度就是多少？ 解: 44109.807899.3580.5 m G g V V ρ= ===(kg/m 3) 答:该油料的密度就是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。 解:60.005 5.88210850 μνρ-= ==?(m 2/s) 答:其运动黏度为6 5.88210-? m 2/s 。
03347流体力学201510
2015年10月高等教育自学考试全国统一命题考试 流体力学试卷 (课程代码03347) 本试卷共4页，满分l00分，考试时间l50分钟。 考生答题注意事项： 1．本卷所有试题必须在答题卡上作答。答在试卷上无效，试卷空白处和背面均可作草稿纸。2．第一部分为选择题。必须对应试卷上的题号使用2B铅笔将“答题卡”的相应代码涂黑。3．第二部分为非选择题。必须注明大、小题号，使用0．5毫米黑色字迹签字笔作答。4．合理安排答题空间。超出答题区域无效。 第一部分选择题 一、单项选择题 (本大题共l0小题，每小题2分。共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的。请将其选出并将“答题卡”的相应代码涂黑。未涂、错涂或多涂均无分。 1．牛顿内摩擦定律表明，决定流体切应力的因素是 A．动力粘度和速度 B．运动粘度和速度 C．动力粘度和速度梯度 D．运动粘度和动力粘度 2．如图所示，静止容器内盛有两种不相混合的液体，密度分别为，并且．容 器中液面的压强大于当地大气压强，容器及两侧测压管的液面高度分别为、 4．圆管沿程水头损失的计算公式为
5．紊流附加剪应力等于 6．突然扩大管的局部水头损失为 7．水管末端阀门突然关闭产生水击波，其传播周期的第二阶段为 A．增压波从管道进口向阀门传播 B．增压波从阀门向管道进口传播 C．减压波从管道进口向阀门传播 D．减压波从阀门向管道进口传播 8．若明渠水流为急流，则 9．渗流模型与实际渗流相比 A．流量相同，阻力相同 B．流量相同，阻力不同 C．流量不同，阻力相同 D．流量不同，阻力不同 10．压强差，速度V，密度的无量纲组合是 第二部分非选择题 二、填空题 (本大题共l0小题，每小题2分，共20分) 请在答题卡上作答。 11．静止流体中，同一点不同方向压强的大小_______。 12．已知某点的真空度为0．48× 105Pa，若当地大气压强为1 ×105Pa，则该点的绝对压强为________Pa． 13．在伯努利方程中，表示单位重量流体具有的总势能项是________． 14．紊流光滑区、过渡区和粗糙区的划分是由________厚度和壁面粗糙突起高度的相 互关系决定的。 15．输水管道采用壁面粗糙系数n=0．013的铸铁管，管道直径d=0．1m，水力坡度J=0．056，若采用谢才公式计算，则通过的流量为________m3／s．
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。A 速度 B 加速度 C 粘性力 D 重力 6、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。 7、运动粘度与动力粘度的关系是（A ） A μ υ ρ =B g μ υ=C υ μ ρ = D g υ μ=
李玉柱流体力学课后题标准答案第四章
第四章 流体动力学基础 4-1 设固定平行平板间液体的断面流速分布为1/7 max /2/2u B y u B -??= ?? ? ，0y ≥ 总流的动能修正系数为何值? 解：1 7 2max max 012728 2B A A B y v ud u dy u B A B ??- ?=== ????? 因为31.0A A u d A v α???≈+ ??? ? u u v ?=-所以 1 7 22 33821.0 1.01 1.0572B B A A B y u v d dy B A v B α-????-- ??? ?≈+ =+?-= ? ? ??? ????? ?? 4-2 如图示一股水流自狭长的缝中水平射出，其厚度00.03m δ=，平均流速V 0＝8m/s ，假设此射流受重力作用而向下弯曲，但其水平分速保持不变。试求(1)在倾斜角45θ=o 处的平均流速V ；(2)该处的水股厚度δ。 解：（1）由题意可知：在45度水流处，其水平分速度仍为8m/s,由勾股定理可得：V=? 45sin 8 =11.31m/s （2）水股厚度由流量守恒可得：VD D V δδ=000，由于缝狭长，所以两处厚 度近似相等，所以00 0.038 0.02111.31 V V δδ?= = =m 。 4-3 如图所示管路，出口接一收缩管嘴，水流射人大气的速度V 2=20m/s ，管径d 1＝0.1m ，管嘴出口直径d 2＝0.05m ，压力表断面至出口断面高差H ＝5m ，两断面间的水头损失为210.5(/2)V g 。试求此时压力表的读数。
解：取压力表处截面为截面1-1，收缩管嘴处截面为截面2-2，选择两截面包围的空间为控制体，由实际流体的恒定总流能量方程得： 221122 1222w V p V p z z h g g g g ρρ '++=+++， 由连续性方程2211V A V A =可得1-1断面流速s m 51=V ， 由上述两个方程可得压力表的读数（相对压强）： 222112212w V V p p z z h g g ρ?? -'-=+-+ ??? ， 上式计算结果为：2.48at 。所以，压力表的读数为2.48at 。 4-4 水轮机的圆锥形尾水管如图示。已知A —A 断面的直径d A =0.6m ，流速 V A ＝6m ／s ，B —B 断面的直径d B ＝0.9m ，由A 到B 水头损失20.15(/2)w A h V g '=。求(1)当z ＝5m 时A —A 断面处的真空度；(2)当A —A 断面处的允许真空度为5m 水柱高度时，A —A 断面的最高位置,max A z 。 解：（1）取A-A 和B-B 包围的空间为控制体，对其列伯努利方程： 2222A A B B A B w V p V p z z h g g g g ρρ '++=+++ 可得A-A 断面处的真空度 22 2B A A B A B w p p V V z z h g g g ρρ??-'-=+-- ??? ， 由连续性方程B B A A V A V A =可得B-B 断面流速2 A B A B d V V d ?? = ??? =2.67m/s ， 所以A-A 断面处真空度为6.42m 。 （2）由伯努利方程' 2 222w B B B A A A h z g p g V z g p g V +++=++ρ ρ 可得A —A 断面处的真空度： 22 22B A A B A B w p p V V z z h g g g g ρρ'-=--++
流体力学第一章答案
第一章习题简答 1-3 为防止水温升高时，体积膨胀将水管胀裂，通常在水暖系统顶部设有膨胀水箱，若系统内水的总体积为10m 3，加温前后温差为50°С，在其温度范围内水的体积膨胀系数αv ＝0.0005/℃。求膨胀水箱的最小容积V min 。 据题意， 1-4 ，温度从20解：故 () % 80841 .5166 .1841.5/841.578273287108840.52121 211213 5 222=-=-=-=-= ?=+??==ρρρρρρρm m m V V V V m kg RT P 1-5 如图，在相距δ＝40mm 的两平行平板间充满动力粘度μ＝0.7Pa·s 的液体，液体中 有一长为a ＝60mm 的薄平板以u ＝15m/s 的速度水平向右移动。假定平板运动引起液体流动的速度分布是线性分布。当h ＝10mm 时，求薄平板单位宽度上受到的阻力。
解：平板受到上下两侧黏滞切力T 1和T 2作用，由dy du A T μ=可得 1 T T =u 相 反） 1-6 0.25m/s 解：1-7 3cm/s 解：温度为20°С的空气的黏度为18.3×10-6 Pa·s 如图建立坐标系，且设u=ay 2+c 由题意可得方程组 ?????+-=+=c a c a 2 2)001.00125.0(03.00125.00 解得a = -1250，c =0.195 则 u=-1250y 2+0.195 则y dy y d dy du 2500)195.01250(2-=+-=
Pa dy du A T 561048.4)0125.02500(1025.0103.18--?-=?-?????==∴πμ （与课本后的答案不一样。） 1-8 如图，有一底面积为0.8m×0.2m 的平板在油面上作水平运动，已知运动速度为1m/s ，平板与固定边界的距离δ＝10mm ，油的动力粘度μ＝1.15Pa ·s ，由平板所带动的油的速度成直线分布，试求平板所受的阻力。 题1-8图 解： 1-9 间的间隙d ＝0.6m ， 题1-9图 解：切应力： θ πσωμμ τcos 2rdh r dA dy du dA dT ?=?=?= 微元阻力矩： dM=dT·r 阻力矩：
流体力学课后习题第四章作业答案
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 1=300mm ，流速v 1=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： 221122122222 112222p v p v Z Z g 2g g 2g p v p v v 6 300 3 4.837m v 9.74m/s g 2g g 2g 2g 2g l h ρρρρ++=+++++=+++=+=?= 2 2 2211 21v d v d d 300235.5mm ==== 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： 222 2222 0.43061.5()6m/s 0 4.900.229.8240 1.51.5 5.69m 29.819.6 B A A A B A A A B B B B d p H z m d g g g p H Z g g υυυρυρ==?==++=++==++=++= H 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）若管中流体是30.8/kg m ρ=的油，△h 不变，不计水头损失，则该点的流速是多少？ 解： (1) 3.85m/s u === (2) 4.34m/s u === 4—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1100d mm =， 喉管直径2 50d mm =，2h m =，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？ 解：由题意知，只有当12 12()()p p z z h g g ρρ+-+=时，刚好才能把水吸上来，由文丘里流 量计原理有Q =， 其中211 d k π=， 代入数据，有12.7Q l s =。
流体力学习题及参考答案
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-MLt B.[]21--t ML C.[]11--t ML D.[]1 -MLt 7、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、动量方程的适用条件是( ) 。 0 ),,(),(?????===w t z x f z y f u υin out QV QV F )()(ρρ∑-∑=∑
A．仅适用于理想流体作定常流动 B．仅适用于粘性流体作定常流动 C．适用于理想流体与粘性流体作定常或非定常流动 D．适用于理想流体与粘性流体作定常流动 9、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 ( ) 。 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 10、并联管道系统中,其各支管内单位质量流体的能量损失（）。 A．不相等 B．之和为总能量损失 C．相等D．不确定 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．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 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
流体力学和流体机械习题参考答案与解析
删掉的题目：1-14、2-6、2-9、2-11、2-17、3-10、3-19、4-5、4-13 《流体力学与流体机械之流体力学》 第一章 流体及其物理性质 1-8 1.53m 的容器中装满了油。已知油的重量为12591N 。求油的重度γ和密度ρ。 解：312591 856.5kg/m 9.8 1.5 m V ρ= ==?；38394N/m g γρ== 1-11 面积20.5m A =的平板水平放在厚度10mm h =的油膜上。用 4.8N F =的水平力拉它以0.8m/s U =速度移动（图1-6）。若油的密度3856kg/m ρ=。求油的动力粘度和运动粘度。 解：29.6N/m F A τ= =，U h τμ=， 所以，0.12Pa s h U τμ==，42/0.12/856 1.410m /s νμρ-===? 1-12 重量20N G =、面积2 0.12m A =的平板置于斜面上。其间充满粘度 0.65Pa s μ=的油液（图1-7）。当油液厚度8mm h =时。问匀速下滑时平板的速度是多少。
解：sin 20 6.84F G N ==，57Pa s F A τ==， 因为U h τμ =，所以570.0080.7m/s 0.65 h U τμ?=== 1-13 直径50mm d =的轴颈同心地在50.1mm D =的轴承中转动（图1-8）。间隙中润滑油的粘度0.45Pa s μ=。当转速950r/min n =时，求因油膜摩擦而附加的阻力矩M 。 解：将接触面沿圆柱展开，可得接触面的面积为： 20.050.10.016m A dL ππ==??= 接触面上的相对速度为：2 2.49m/s 2260d d n u πω= == 接触面间的距离为：0.05mm 2 D d δ-== 接触面之间的作用力：358.44N du F A A dy u δ μμ=== 则油膜的附加阻力矩为：8.9N m 2 d M F == 1-14 直径为D 的圆盘水平地放在厚度为h 的油膜上。当驱动圆盘以转速n 旋转时，试证明油的动力粘度μ与驱动力矩M 的关系为： 24 960hM nD μπ= 证明：26030n n ππω= =，30 nr v r πω== 2dA rdr π=，2215v nr dr dF dA h h μπμ==，2315nr dr dM dFr h μπ==
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 -2 B 、M*L 2*T C 、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 2 B 、容重N/M 3 C 、密度kg/m 3 D 、密度N/m 3 11.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/T 2 B 、L/T 3 C 、L 2/T D 、L 3/T 14.动力粘滞系数的单位是： A 、N*s/m B 、N*s/m 2 C 、m 2/s D 、m/s 15.下列说法正确的是： A 、液体不能承受拉力，也不能承受压力。 B 、液体不能承受拉力，但能承受压力。 C 、液体能承受拉力，但不能承受压力。 D 、液体能承受拉力，也能承受压力。
流体力学习题及答案-第四章
第四章 流体动力学基本定理及其应用 4-1 欧拉运动微分方程和伯努利方程的前提条件是什么，其中每一项代表什么意义 答：（1）欧拉运动微分方程是牛顿第二定律在理想流体中的具体应用，其矢量表达式为： ()p f v v t v ?-=??+??ρ 1ρρρρ 其物理意义为：从左至右，方程每一项分别表示单位质量理想流体的局部惯性力、迁移惯性力、质量力和压力表面力。 （2）伯努利方程的应用前提条件是：理想流体的定常运动，质量力有势，正压流体，沿流 线积分。单位质量理想流体的伯努利方程的表达式为： C gz p =++ρ 2V 2，从左至右方程每项分别表示单位质量理想流体的动能、压力能和位能，方程右端常数称流线常数，因此方程表示沿流线流体质点的机械能守恒。 4-2 设进入汽化器的空气体积流量为s m /15.0Q 3 =，进气管最狭窄断面直径D=40mm ，喷油嘴直径d=10mm 。试确定汽化器的真空度。又若喷油嘴内径d=6mm ，汽油液面距喷油嘴高度为50cm ，试计算喷油量。汽油的重度3 /7355m N =γ。 答：（1）求A 点处空气的速度： 设进气管最狭窄处的空气速度为1v ，压力为1p ，则根据流管的连续方程可以得到： () Q v d D =-1224 1 π， 因此：() 2 214d D Q v -= π。 （2）求真空度v p 选一条流线，流线上一点在无穷远处F ，一点为A 点；并且： 在F 点：0F p p =，0F =v ； 在A 点：?1A ==p p ，1A v v =。 将以上述条件代入到伯努利方程中，可以得到： g v p p 202 11 +=+γγ
流体力学-课后习题答案
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10003 kg/m ，2L 水的质量和重量
是多少？ 解： 10000.0022m V ρ==?=（kg ） 29.80719.614 G mg ==?=（N ） 答：2L 水的质量是2 kg ，重量是19.614N 。 1.10 体积为0.53 m 的油料，重量为4410N ，试求该油料的密度是多少？ 解： 44109.807 899.3580.5 m 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。 解：6 0.005 5.88210850μνρ-===?（m 2/s ） 答：其运动黏度为6 5.88210-? m 2 /s 。 1.12 有一底面积为60cm ×40cm 的平板，质量为 5Kg ，沿一与水平面成20°角的斜面下滑，平面与斜面之间的油层厚度为0.6mm ，若下滑速度0.84/m s ，求油的动力黏度μ。
最新流体力学课后习题答案第一章资料
第一章 1—1 水的密度为1000kg/m 3,2L 水的质量和重量是多少？ 解：31000210229.819.6m v kg G mg N ρ-==??===?= 1—2 体积为0.5 m 3的油料，重量为4410N,试求该油料的密度是多少？ 解；34410900/9.80.5 m G kg m v gv ρ====? 1—3 当空气的温度从0℃增加到20℃时，运动黏滞系数υ值增加15%，密度减少10%，问此时动力黏滞系数μ值增加多少？ 解：000000010000(1.0351)0.035(115%)(110%) 1.035v v v v v μρρρμρρ=??-==+-= 因此增加了3.5% 1—4 为了进行绝缘处理，将导线从充满绝缘涂料的模具中间拉过。已知导线直径为0.8mm,涂料的动力黏滞系数0.02Pa s μ=?，模具的直径为0.9mm ，长度为20mm ，导线的牵 拉速度为50m/s 。试求所需牵拉力？ 解：630.9500.02(2)210120.12 1.004810du T A dy N μπ--==??????=? 1—5 某底面积为6040cm cm ?的木块，质量5kg ，沿着一与水平面成20°的涂有润滑油的斜面下滑。油层厚度为0.6mm ，如以等速度U=0.84m/s 下滑时，求油的动力黏滞系数μ？ 解：3sin 20sin 20/() =59.8sin200.610/(0.840.60.4) =0.05Pa du U G A A A dy h mg h U A s τμ μμ-====?????? 1—6 温度为20℃的空气，在直径为2.5cm 的管中流动，距管壁上1mm 处的空气速度为3cm/s 。求作用于单位长度管壁上的黏滞切力为多少？ 解：因为T=200，故查表得51.8310Pa s μ -=? 2523633101.8310( 2.510)11043.10100.04310du T A dy T N μπ------?==??????=?=?
流体力学第10章
第十章机翼和叶栅工作原理 本章将分别讨论机翼和叶栅最基本的工作原理，讨论机翼工作原理是为叶栅理论奠定基础的。二者均为叶轮机械(汽轮机，泵与风机及燃气轮机等)流体动力学的基础，同时也是力学理论在解决流体与被绕流物体间相互作用问题的一个重要应用。 §10-1 机翼的几何特性 机翼一词常用于航空工程，也可泛指相对于流体运动的各种升力装置。因此，叶轮机械中的工作轮叶片(汽轮机叶片、轴流泵与风机叶片等)就是一个机翼。 工程上引用机翼主要是为了获取升力。由于在流体中运动的物体，必然会受到粘性阻力的作用。因此对机翼提出的技术要求首先就是尽可能大的升力和尽量小的阻力，这就要求机翼采用适当的几何形状。图10-1是机翼的外形图。将机翼顺着来流方向切开的剖面形状称为翼型，翼型的周线称为型线，翼型的形状直接决定了翼(或叶片)的空气动力特性。通常翼型具有：圆滑的头部、尖瘦的尾巴、拱曲的背(上弧)，至于腹(下弧)形状则有凹的、也有凸的，也有半凹半凸及平的。 表征机翼的几何特性基本参数如下(参照图10-2)： (1) 翼型中线翼型型线内切圆心的连线称为翼型中线，或称翼型骨线。 (2) 翼弦b翼型中线与型线的两个交点分别称为前缘点和后缘点，前缘点与后缘点的边线长度b称为翼弦或弦长。 (3) 翼型厚度d翼型型线内切圆的直径d称为翼型厚度，最大厚度d max与
翼弦之比d max/b称为最大相对厚度。 (4) 翼型弯度f翼型中线至翼弦的距离f称为翼型弯度，最大弯度f max与翼弦之比f max/b称为最大相对弯度。若相对弯度等于零，则中线与翼弦重合，称为对称翼型。 (5) 翼展h机翼(或叶片)在垂直于流动方向的最大长度h称为翼展(或叶片高度)。翼展与翼弦之比h/b称为展弦比。 根据展弦比的大小，可把机翼分为两种：一为无限翼展机翼(大展弦比)，一为有限翼展机翼，如图10-1所示。实际机翼翼展都是有限的，且翼弦b沿翼展是变化的。
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10003 kg/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0.53 m 的油料，重量为4410N ，试求该油料的密度是多少？ 解： 44109.807 899.3580.5 m 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。
流体力学第四章习题答案教学提纲
第四章习题答案 选择题（单选题） 4.1等直径水管，A-A 为过流断面，B-B 为水平面，1、2、3、4为面上各点，各点的流动参数有以下关系：（c ） （a ）1p =2p ；（b ）3p =4p ；（c ）1z + 1p g ρ=2z +2p g ρ；（d ）3z +3p g ρ=4z +4p g ρ。 4.2伯努利方程中z +p g ρ+2 2v g α表示：（a ） （a ）单位重量流体具有的机械能；（b ）单位质量流体具有的机械能；（c ）单位体积流体具有的机械能；（d ）通过过流断面流体的总机械能。 4.3水平放置的渐扩管，如忽略水头损失，断面形心点的压强，有以下关系：（c ） p p 2 （a ）1p >2p ；（b ）1p =2p ；（c ）1p <2p ；（d ）不定。 4.4黏性流体总水头线沿程的变化是：（a ） （a ）沿程下降；（b ）沿程上升；（c ）保持水平；（d ）前三种情况都有可能。 4.5黏性流体测压管水头线的沿程变化是：（d ） （a ）沿程下降；（b ）沿程上升；（c ）保持水平；（d ）前三种情况都有可能。 4.6平面流动具有流函数的条件是：（d ）
无黏性流体；（b ）无旋流动；（c ）具有速度势；（d ）满足连续性。 4.7一变直径的管段AB ，直径A d =0.2m ，B d =0.4m ，高差h ?=1.5m ，今测得A p =302 /m kN ，B p =402/m kN ， B 处断面平均流速B v =1.5s m /.。试判断水在管中的流动方向。 解： 以过A 的水平面为基准面，则A 、B 点单位重量断面平均总机械能为： 4 2 323010 1.0 1.50.40 4.89210009.80729.8070.2A A A A A p v H z g g αρ???? =++=++?= ????? （m ） 232 4010 1.0 1.51.5 5.69210009.80729.807 B B B B B p v H z g g αρ??=++=++=??（m ） ∴水流从B 点向A 点流动。 答：水流从B 点向A 点流动。 4.8利用皮托管原理，测量水管中的点速度v 。如读值h ?=60mm ，求该点流速。