本作业来源于网络经过整理补充完善了画图题
改正了部分错误
作业1答案(第1章、第2章)
第1章
一、选择题
1、牛顿内摩擦定律适用于（ B ）
A、任何流体
B、牛顿流体
C、非牛顿流体
2、液体不具有的性质是（ C ）
A、易流动性
B、压缩性
C、抗拉性
D、粘滞性
3、连续介质假定认为流体（ C ）连续。
A、在宏观上
B、在微观上
C、分子间
D、原子间
4、在国际制单位制中流体力学基本量纲不包括（ D ）
A、时间
B、质量
C、长度
D、力
5、在静水中取一六面体，作用在该六面体上的力有 ( D )
A、切向力、正压力
B、正压力、重力
C、正压力、重力
D、正压力、切向力、重力
6、下属那些力属于质量力（E ）
A、惯性力
B、粘滞力
C、弹性力
D、表面张力
E、重力
二、判断题
1、压强和切应力属表面力。（正确）
2、流体惯性力与加速度方向相同。（错误）
3、粘滞性可以制止流体流动。（正确）
4、理想流体与实际流体的区别仅在于理想流体具有不可压缩性。（正确）
三、简答题（要点）
1. 为什么要建立连续介质模型？
答：液体（气体）是由分子组成的，分子间有空隙，不连续。工程上研究的流体，关心的是流体宏观的物理性质。把流体看成为由质点组成的连续体——连续介质模型，目的是建立描述流体运动的连续函数，便于应用数学工具，解决工程实际问题。
2．什么是流体的粘滞性？它对流体流动起什么作用？
答：流体具有的阻滞变形运动的特性——流体的粘滞性，它对流体流动产生阻力，造成能
量损失。
3．动力粘滞系数μ和运动粘滞系数ν有什么区别？
答：两者都反映流体的粘滞性，μ为动力量，ν为运动量，ρνμ=，量纲不同。 4. 容器内盛有液体，求下述不同情况时该液体所受单位质量力？ （（（
（2） ：水体A 受哪些表面力为压应力和切应力，质量力为重力g 和惯性力。 四、 作图题（）
五、计算题 (解题思路与答案)
1. 已知某水流流速分布为10/17
2.0y u =，u 的单位为m/s ，y 为距壁面的距离，单位为m 。
（1）求y=0.1、0.5、1.0m 处的流速梯度；（2）若水的运动粘滞系数s cm /1010
.02
=ν，计算相应的切应力。
解：（1）：① 求出点流速,②设y 的增量dy =0.01m ③dy y y +=处的点流速，④求出求解流速梯
=dy
du
0. 5477s 1 , 0.1332s 1 ,0.07169s 1
(2) ：==dy
du
μ
τ 5.53610-⨯a p ; 1.345610-⨯a p ; 0.724610-⨯a p 。 2.已知温度20℃时水的密度3/2.998m kg =ρ，动力粘滞系数23/10002.1m s N ⋅⨯=-μ，求其运动粘滞系数ν？
解：直接用公式解，注意单位制。 ：=ν 1.0038310-⨯s m /2
第2章
一、选择题(略)
1、某点存在真空时， （A ）（D ）
A 、该点的绝对压强为正值
B 、该点的相对压强为正值
C 、该点的绝对压强为负值
D 、该点的相对压强为负值 2、流体静压强的（B ）
A 、方向与受压面有关
B 、大小与受压面积有关
C 、大小与受压面积方位无关 3、流体静压强的全微分式为（C ）
A 、dp=p(Xdx + Ydy + Zdz)
B 、p=p(x ，y ，z)
C 、gh p p a ρ+= 4、压强单位为N/m 2
时，采用了哪种表示法 （ A ）
A 、应力单位
B 、大气压倍数
C 、液柱高度
C (c) 盛有不同种类溶液的连通器
D
C D
水
油
B
B
(b) 连通器被隔断
A
A
(a) 连通容器
5、密封容器内液面压强小于大气压强，其任一点的测压管液面 （ A ） A 、高于容器内液面 B 、低于容器内液面 C 、等于容器内液面 二、判断题
1、等压面与质量力垂直。 （ 错误 ）
2、某点存在真空，是指该点的压强小于大气压强 （ 错误 ）
3、静止流体中某点压强的大小，不仅与其淹没深度有关还与受压面的方位有关。 （正确）
4、相对压强的数值可为正值，也可以是负值。 （ 错误 ）
5、静止液面下的闸板的总压力作用中心与闸板形心重合。 （正确）
6、和大气相通容器的测压管液面一定与容器内液面高度相同。 （正确）
7、相对静止的液体的等压面一定是水平面。 （正确） 三、简答题
1.等压面是水平面的条件是什么？
:①连续介质 ② 同一介质 ③ 单一重力作用下.
2. 同一容器中装两种液体，且21ρρ〈，在容器侧壁装了两根测压管。试问：图中所标明的测压管中液面位置对吗？为什么？
：不对，（右测压管液面要低一些，从点压强的大小分析）
3. 图中三种不同情况，试问：A-A 、B-B 、C-C 、D-D 中哪个是等压面？哪个不是等压面？为什么？
：（ a ）A-A 是 （b ）B-B 不是 （c ）C-C 不是， D-D 是。 四、作图题(略)
五、计算题(解题思路与答案) 1.
已知某点绝对压强为80kN/m 2
，当地大气压强p a =98kN/m 2
。试将该点绝对压强、相对压强和真空压强用水柱及水银柱表示。
解： 用水柱高表示
（1）该点绝对压强：8.16mH 2o （2）该点相对压强：-1.84mH 2o
（3）该点真空压强：1.84mH 2o 用水银柱高表示
（1）该点绝对压强：599.1mm H g （2）该点相对压强：-135.4 mm H g （3）该点真空压强：135.4 mm H g
2. 一封闭水箱自由表面上气体压强p 0=25kN/m 2
，h 1=5m ，h 2＝2m 。求A 、B 两点的静水压强。
解：由压强基本公式gh p p ρ+=0求解 A p = 7.551 mH 2o (74 kN/m 2
)
B p = 4.551 mH 2o (44.6 kN/m 2
)
3 如图所示为一复式水银测压计，已知m 3.21=∇，m 2.12=∇，m 5.23=∇，m 4.14=∇，
m 5.15=∇(改为3.5m)。试求水箱液面上的绝对压强0p ＝？
解：① 找已知点压强(复式水银测压计管右上端)② 找出等压面 ③ 计算点压强,逐步推求水箱液面上的压强0p .
: 0p =273.04 kN/m 2
4 某压差计如图所示，已知H A =H B =1m ，ΔH=0.5m 。求：B A p p -。
解：①画出压力体图, ② 计算水平方向分力x P 、铅垂方向分力z p ,
③求出合力及作用力的方向 =P 92.59kN 0
04.25=α
作业2答案（第3章、第4章）
第3章 一、 选择题
1、流体运动的连续性方程是根据（C ）原理导出的。
A 、动量守恒
B 、质量守恒
C 、能量守恒
D 、力的平衡 2、流线和迹线重合的条件为（ C ）
A 、恒定流
B 、非恒定流
C 、非恒定均匀流
二、判断题
1、以每个流体质点运动规律为研究对象的方法称为拉格朗日法。（正确）
2、恒定流一定是均匀流。（错误）
3、涡流是指流体质点在运动中不绕自身轴旋转的流动。（正确）
4、无旋流就是无涡流。（正确）
5、非均匀流一定是非恒定流。（错误）
三、简答题
1、述流体运动的两种方法是什么？简述其内容。
答：（略）
2. 流体微团体运动分为哪几种形式?
答：①平移②线变形③角变形④旋转变形。
3. 写出恒定平面势流中流函数、势函数与流速的关系。
（改为：写出恒定平面势流中流函数具有的性质，流函数与流速势的关系。）
答：流函数具有的性质
（1）流函数相等的点组成的线即流线，或曰，同一流线上个点的流函数为常数。
（2）两流线间的函数值之差为为单宽流量。
（3）平面势流的流函数为一个调和函数。
答：流函数与流速势的关系
（1）流函数与势函数为调和函数。
（2）等势线与等流函数线正交。
4．什么是过流断面和断面平均流速？为什么要引入断面平均流速？
答：与流线正交的断面叫过流断面。
过流断面上点流速的平均值为断面平均流速。
引入断面平均流速的概念是为了在工程应用中简化计算。
5．如图所示，水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道，试问：
(1)当阀门开度一定，上游水位保持不变，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？
答：（1）是恒定流。Ⅰ、Ⅲ是均匀流，Ⅱ是非均匀流。 （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。 四、计算题（解题思路） 1．
恒定二维流动的速度场为 ay u ax u y x -==,，其中1=a 秒-1
。（1）论证流线方程为
C xy =；（2）绘出C ＝0、1及4m 2的流线；（3）求出质点加速度的表达式。
解：（1）流线方程为：
y
x u dy
u dx =
代入数值推导 （2）（略） （3）由：y
u
u x u u t u a x y x x x x ∂∂+∂∂+∂∂=
代入数值求解。 y
u u x
u u t
u a y y
y x
y y ∂∂+∂∂+∂∂=
代入数值求解。
答案: x a a x 2= y a a y 2
= 2 试检验下述不可压缩流体的运动是否存在？
（1）xy z y x u z y u y x u z y x ++-=+=+=)(4,2,222
（2）xyt u xzt u yzt u z y x ===,
,
解：由连续性微分方程，
z
u y u x u z
y x ∂+∂+∂=0 流体的运动存在,反之流体的运动不存在。 答案:（1）代入数值求解， 流体的运动不存在。
（2）代入数值求解，流体的运动存在。
3 水流从水箱经管径分别为cm d cm d cm d 5.2,5,10321===的管道流出，出口流速
s m V /13=，如图所示。求流量及其它管道的断面平均流速。
解：应用连续性方程
（1）流量：==33A v Q 4.91s l /103
-⨯
(2) 断面平均流速s m v /0625.01= , s m v /25.02= 。
4 如图铅直放置的有压管道，已知d 1=200mm ，d 2=100mm ，断面1-1处的流速v 1=1m/s 。求（1）输水流量Q ；（2）断面2-2处的平均流速v 2；（3）若此管水平放置，输水流量Q 及断面2-2处的速度v 2是否发生变化？（4）图a 中若水自下而上流动，Q 及v 2是否会发生变化？
解：应用连续性方程
（1）4.31=Q s l / （2）s m v /42= （3）不变。
（4）流量不变则流速不变。 5 已知某流场的流速势为)(2
22
y x a -=
ϕ，a 为常数，试求x u 及y u 。 解：ax u x = ay u y =
6. 对于xy u x 2=，2
2
2
y x a u y -+=的平面流动，a 为常数。试分析判断该流动： (1) 是恒定流还是非恒定流？(2) 是均匀流还是非均匀流？(3) 是有旋流还是无旋流？
解：应用质点加速度数学表达式
y
u
u x u u t u a x y x x x x ∂∂+∂∂+∂∂=
y
u u x
u u t
u a y y
y x
y y ∂∂+∂∂+∂∂=
求解。看时间加速度与迁移加速度判别是恒定流
还是非恒定流;是均匀流还是非均匀流。 答案: （1）是恒定流。 （2）是非均匀流
（3）用无旋流数学表达式)(21x
u y u y
x z ∂∂-∂∂=Ω求解，是无旋流
第4章 一．
选择题
1、总流伯努力方程适用于 （A ）
A 、恒定流
B 、非恒定流
C 、可压缩流体 2、总水头线与测压管水头线的基本规律是： （ A ）（C ）
A 、总水头线总是沿程下降的
B 、总水头线总是在测压管水头线的上方
C 、测压管水头线沿程可升可降
D 、测压管水头线总是沿程下降的 二．
判断题
1、N-S 方程为理想流体运动的微分方程。 （ 正确 ）
2、毕托管是量测流体电流速的一种仪器。 （ 正确 ） 三． 简答题
1.
说明总流能量方程中各项的物理意义。
：（略） 2.
写出实际流体恒定元流的伯努利方程和实际流体恒定总流的伯努利方程，并指出他们
的区别？
3 应用恒定总统能量方程时，为什么把过流断面选在渐变流段或均匀流段？ 答：因为建立恒定总流的伯努利方程时，把)(g
p
z ρ+
作为常数提到积分号外面，只有渐变流断面或均匀流断面的c g
p
z =+
ρ 。 4 在写总流能量方程时，过流断面上的代表点、基准面是否可以任意选取？为什么？
答：可以。因为渐变流断面或均匀流断面的c g
p
z =+
ρ 。
5 关于水流流向问题有如下一些说法：“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），对明渠水流是对的，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。
（2）正确描述时，流体的运动方向总是由单位重量流体能量大的位置流向单位重量流体能量小的位置。（不能单从位能或压能一个角度比较）
6 总流的动量方程为)v v (Q F 1122
ββρ-=∑，试问：
（1）F
∑中包括哪些力？（2）如果由动量方程求得的力为负值说明什么问题？ 答：（1）一般为表面力、重力，（惯性力、摩擦力、弹性力含在待求的力中了） （2）求得的力为负值说明原假设的力的方向不对，反向即可。 四、计算题（解题思路）
1．在一管路上测得过流断面1-1的测压管高度
g
p ρ1为1.5m ，过流面积A 1为0.05m 2
；过流断面2-2的面积A 2为0.02m 2
；两断面间水头损失ωh 为g
2v 5.021
；管中流量Q 为20l/s ；z 1为2.5m ，
z 2为2.6m 。试求断面2-2的测压管高度g
p ρ2
。（提示：注意流动方向）。（2z 改为1.6m 与图相符）
解: ① 能量方程可以求解位能、压能、流速与能量损失。求测压管高度即求压强，自然要想到用能量方程。 ②
向未知情况下 ，流动方向可以假定。
③ 先求出21,v v ④
列能量方程求解
答案：
g p ρ2= -2.289mH 2o (1流向2) ; g
p
ρ2= -1.473 mH 2o (2流向1) 2. 如图所示，从水面保持恒定不变的水池中引出一管路，水流在管路末端流入大气，管路由三段直径不等的管道组成，其过水面积分别是A 1=0.05m 2
，A 2=0.03m 3
，A 3=0.04m 2
，若水池容积很大，行近流速可以忽略（v 0≈0），当不计管路的水头损失时，试求：（1）出口流速v 3及流量Q ；（2）绘出管路的测压管水头线及总水头线。
解: (1) 因为不计管路的水头损失,此题为理想流体的流动。 ① 因为是理想流体，作用水头完全转化为动能。 ②
先解出第3条管中断面平均流速，在求流量。
答案：s m v /90.93= s m q /396.03
=
（2）绘出管路的测压管水头线及总水头线步骤： ① 因为是理想流体，不计水头损失，故总水头线为水平。
② 计算各段流速水头g
v 22
。
③
总水头线下方减去1个流速水头得测压管水头线。（测压管水头线及总水头线图，
略）
3．如图一管路，A 、B 两点的高差Δz ＝1m ，点A 处直径d A =0.25m ，压强p A =7.84N/cm 2
，点B 处直径d B =0.5m ，压强p B ＝4.9N/cm 2
，断面平均流速V B ＝1.2m/s 。判断管中水流方向。
解: 判断管中水流方向,，要从单位重量流体总的机械能考虑，总是单位重量流体总的机械能大的位址向单位重量流体总的机械能晓得的地方。
（1）计算A 点与B 点单位重量流体总的机械能。
（2）比较A 点与B 点单位重量流体总的机械能的大小。 答案：从A 流向B 。
4．在水平安装的文丘里流量计上，直接用水银压差计测出水管与喉部压差Δh 为20cm ，已知水管直径1d 为10cm ，喉部直径2d 为5 cm ，当不计水头损失时，求通过流量Q 。
解: 可以直接用公式h K Q ∆=6.12求解，也可以流能量方程推导公式求解。 答案：s m Q /01425.03=
5．为将水库中水引至堤外灌溉，安装了一根直径d 为15cm 的虹吸管（如图），当不计水头损失时，问通过虹吸管的流量Q 为多少？在虹吸管顶部s 点处的压强为多少？
解: 此题属理想流体的水力计算，作用水头转化为动能。 s 点处的压强进考虑位能、动能压能之间的转化。
（1）列上游水面到管出口间的能量方程求流量，s m Q /1355.03
= （2）列上游水面到s 点处的能量方程求s 点处的压强，
o mH g
p s
25-=ρ 6．一平板闸门宽b 为2m ，当通过流量Q 为8m 3
/s 时闸前水深h 为4m ，闸孔后收缩断面水深h C 为0.5m ，求作用于平板闸门上的动水总压力（不计摩擦力）。
解: 此题为用动量方程求解作用力。因为流量未知，涉及到连续性方程、能量方程、动量方程这三大方程的联合应用。
（1）取控制面（脱离体）（上游过流断面与C-C 断面之间）
（2）画出相对压强分布图，全面并分析、计算外力（上游过流断面压力P 1 ，C-C 断面压力P 2 ，重力沿水流方向的分力为0，设平板闸门对水的动水总压力为R ，方向向左。
（3）因为流量未知先列能量方程求流速。
（4）列出的能量方程由21,v v 两个未知量，用连续性方程消掉1个未知量。求出流量、流速。
（5）列动量方程求解作用力。
答案：作用于平板闸门上的动水总压力R= 93.5 kN , 方向向右。
7．如图溢流坝，上游断面水深h 1=1.5m ，下游断面水深h 2=0.6m ，略去水头损失；求水流对2m 坝宽（垂直纸面）的水平作用力。注：上、下游河床为平底，河床摩擦力不计，为方便计算取ρ=1000kg/m 3
，g=10m/s 2
。
解: 此题与上题解完全相同。 答案：R= 3.46kN , 方向向右。
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/2
B. d/3
C. d/4
D. d/5. 7、 谢才公式中谢才系数的单位是（ C ）
A. 无量纲
B.s m
2
1 C. s m 2
3 D. m 2
8. 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) : )(
d
K
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:ν
vd
=
Re 2000Re <(层流) 2000Re > (紊流)
明渠水流: ν
vR
=
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。层流时惯性力不大,而粘性力占主导,受粘性力的约束，流体质点做规则运动。紊流时惯性力占主导，受到干扰形成涡体，当粘性力约束不了涡体时，流体质点互相掺混，所以用雷诺数可以来判别流态。
5.当输水管直径一定时，随流量增大，雷诺数是增大还是变小？当输水管流量一定时，随管径加大，雷诺数是增大还是变小？
答: 当输水管直径一定时，随流量增大，雷诺数增大； 当输水管流量一定时，随管径加大，雷诺数变小。
6.两个不同管径的管道，通过不同粘滞性的液体，它们的临界雷诺数是否相同？ 答: 对于不同管径和不同运动粘滞系数的牛顿流体，它们的临界雷诺数是相同的。
7.能量损失有几种形式？产生能量损失的物理原因是什么？
答: 有沿程能量损失和局部能量损失两种。一是因为流体具有粘滞性，二是因为固体边界条件的影响。
四、计算题 （解体思路与答案）
1. 有已输油管，管长m l 100=,管径cm d 5=，已知油的密度3930m kg =ρ，动力粘滞系
数2072.0m s N ⋅=μ。当通过输油管的流量s m Q 3005.0=时，判断液流的流态，计算输油管的沿程水头损失f h 。 解：(1) 计算雷诺数判别流态。
(2) 计算沿程阻力系数λ。 (3) 计算沿程水头损失f h 。
答案：层流 沿程水头损失f h =25.74m(油柱)
2.水管直径mm 10d =，管中水流流速s m 20v /.=，水温C 10T 0=，（1）试判别其流态；（2）
若流速与水温不变，管径改变为mm 30，管中流态又如何？（3）若流速与水温不变，管流由层流转变为紊流时，水管直径为多大？
解： (1) 查表, 求运动粘滞系数ν, 计算雷诺数判别流态。
答案：层流
（2）同上 答案：紊流
（3）设雷诺数等于2000，求管径。 答案：mm d 06.13=
3.有一圆管，在管内通过s cm /013
.02
=ν的水，测得通过的流量为s cm Q /352=，在管长15m 的管段上测得水头损失为2cm ，试求该圆管内径d 。
解：（1）设管中水流为层流，推导出沿程阻力系数λ表达式并代入数据；
（2）将上式再代入达西公式g
v d l h f 22
λ=并化简，代入数据求管径。
答案：mm d 2.14=
4.水管直径mm 100d =，管中水流流速s cm 100v /=，水温C 10T 0
=，试判别其流态。
解：答案：紊流
5．凝土明渠中水流为均匀流，水力坡度00090J .=，明渠底宽为m 2b =，水深m 1h =，粗糙系数0140n .=，计算明渠中通过的流量（分别用曼宁公式和巴氏公式计算）。 解：此渠道为矩形渠道，
① 计算出水力要素：面积A ，湿周χ，水力半径R ， ② 用曼宁公式和巴氏公式计算谢齐系数C ， ③ 谢齐公式计算流速； ④ 计算量
答案：s m Q /7.23=（用曼宁公式计算） s m Q /03.33= （用巴氏公式计算）
6.水箱侧壁接出一根由两段不同管径所组成的管路。已知mm 150d 1=，mm 75d 2=，
m 50l =，管道的当量粗糙度mm 60K .=，水温为C 20 。若管道的出口流速s m 2v 2/=，
求（1）水位H ；（2）绘出总水头线和测压管水头线。
解：(1)计算管中的雷诺数判断流态.。（第1条管道在水力光滑区，第2条管道在紊流
粗糙区）。
（2）用经验公式计算沿程阻力系数λ
（3）两管联接处为突然放大的局部阻力系数，进口局部阻力系数5.0=ζ （4）沿程阻力系数λ选取公式有别，结果可不同。 答案：m H 93.12=
7.某一水池，水位恒定，通过一根管径mm 100d =、管长m 800l =的管道，已知水池水面和管道出口高差m 20H =，管道上有两个弯头，每个弯头的局部阻力系数30.=ζ，管道进口是直角进口（50.=ζ）管道全长的沿程阻力系数0250.=λ，试求通过管道的流量。
解：管道作用水头等于沿程水头损失与局部水头损失之和。沿程阻力系数、局部阻力系数已知，可用公式直接求解。
答案：s l q /94.10=
第6章 一、选择题
1. 虹吸管正常工作，其顶部的真空值一般不大于（ B ）水柱高。
A. 6.0m
B. 7.5m
C. 9m
D.10m 2. 短管淹没出流的计算时，作用水头为（ B ）。
A. 短管出口中心至上游水面高差；B 短管出口中心至下游水面高差； C. 上下游水面高差
3．外延管嘴正常工作的条件是（ D ）
本作业来源于网络经过整理补充完善了画图题 改正了部分错误 作业1答案(第1章、第2章) 第1章 一、选择题 1、牛顿内摩擦定律适用于（ B ） A、任何流体 B、牛顿流体 C、非牛顿流体 2、液体不具有的性质是（ C ） A、易流动性 B、压缩性 C、抗拉性 D、粘滞性 3、连续介质假定认为流体（ C ）连续。 A、在宏观上 B、在微观上 C、分子间 D、原子间 4、在国际制单位制中流体力学基本量纲不包括（ D ） A、时间 B、质量 C、长度 D、力 5、在静水中取一六面体，作用在该六面体上的力有 ( D ) A、切向力、正压力 B、正压力、重力 C、正压力、重力 D、正压力、切向力、重力 6、下属那些力属于质量力（E ） A、惯性力 B、粘滞力 C、弹性力 D、表面张力 E、重力 二、判断题 1、压强和切应力属表面力。（正确） 2、流体惯性力与加速度方向相同。（错误） 3、粘滞性可以制止流体流动。（正确） 4、理想流体与实际流体的区别仅在于理想流体具有不可压缩性。（正确） 三、简答题（要点） 1. 为什么要建立连续介质模型？ 答：液体（气体）是由分子组成的，分子间有空隙，不连续。工程上研究的流体，关心的是流体宏观的物理性质。把流体看成为由质点组成的连续体——连续介质模型，目的是建立描述流体运动的连续函数，便于应用数学工具，解决工程实际问题。 2．什么是流体的粘滞性？它对流体流动起什么作用？ 答：流体具有的阻滞变形运动的特性——流体的粘滞性，它对流体流动产生阻力，造成能
量损失。 3．动力粘滞系数μ和运动粘滞系数ν有什么区别？ 答：两者都反映流体的粘滞性，μ为动力量，ν为运动量，ρνμ=，量纲不同。 4. 容器内盛有液体，求下述不同情况时该液体所受单位质量力？ （（（ （2） ：水体A 受哪些表面力为压应力和切应力，质量力为重力g 和惯性力。 四、 作图题（）
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。
流体力学试题库（含答案） 一、单选题（共40题，每题1分，共40分） 1、（）的分子间隙最小。 A、固体 B、流体 C、气体 D、液体 正确答案：A 2、金属压力表的读数值是()。 A、绝对压强 B、相对压强 C、绝对压强加当地大气压 D、相对压强加当地大气压 正确答案：B 3、当容器内工质的压力大于大气压力，工质处于（） A、标准状态 B、负压状态 C、临界状态 D、正压状态 正确答案：D 4、以绝对真空为基准点计算的压力值称为（）。 A、相对压力 B、真空压力 C、绝对压力 D、真空度 正确答案：C 5、将极细测压管插入水中，毛细现象会使得液位（） A、都有可能 B、不变 C、上升 D、下降 正确答案：C 6、在圆管流中，层流的断面流速分布为（）。 A、抛物线规律
B、均匀规律 C、对数曲线规律 D、直线变化规律 正确答案：A 7、露天水池，水深5m处的相对压强为（）。 A、5kPa B、49kPa C、147kPa D、205kPa 正确答案：B 8、按连续介质的概念，流体质点是指（） A、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 B、几何的点 C、流体的分子 D、流体内的固体颗粒 正确答案：A 9、沿程损失产生的原因是( )。 A、流体质点之间发生碰撞 B、紊流流动 C、流体与管壁面以及流体之间存在切应力 D、流动存在旋涡 正确答案：C 10、伯努利方程说明，流体在水平管内定常流动中，压力下降（） A、都可能 B、流速下降 C、流速不变 D、流速上升 正确答案：D 11、水沿水平放置的有压管道流动，已知管径为100毫米，流量为 0.0314立方米／秒，则平均流速为（） A、3.14米／秒 B、4米／秒 C、2米／秒 D、1米／秒
第1章 绪论 【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 γ τμ =。 （b ） 【1.3】 流体运动黏度υ的国际单位是：（a ）m2/s ；（b ）N/m2；（c ）kg/m ；（d ）N 〃s/m2。 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RT p =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 1 d 0.51011020 000k p ρ ρ -==???= 。 （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。 （c ） 【1.7】下列流体哪个属牛顿流体：（a ）汽油；（b ）纸浆；（c ）血液；（d ）沥青。 解：满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 （a ） 【1.8】15C 时空气和水的运动黏度6215.210m /s υ-=?空气， 621.14610m /s υ-=?水，这说明：在运动中（a ）空气比水的黏性力大；（b ）空气比水的黏性力小；（c ）空气与水的黏性力接近；（d ）不能直接比较。 解：空气的运动黏度比水大近10倍，但由于水的密度是空气的近800倍，因此水的黏度反而比空气大近50倍，而黏性力除了同流体的黏度有关，还和速度梯度有关，因此它们不能直接比较。 （d ） 【1.9】 液体的黏性主要来自于液体：（a ）分子热运动；（b ）分子间内聚力；（c ）易变形性；（d ）抗拒变形的能力。解：液体的黏性主要由分子内聚力决定。 （b ） 第2章 流体静力学 【2.1】 相对压强的起算基准是：（a ）绝对真空；（b ）1个标准大气压；（c ）当 地大气压；（d ）液面压强。 解：相对压强是绝对压强和当地大气压之差。 （c ） 【2.2】 金属压力表的读值是：（a ）绝对压强；（b ）相对压强；（c ）绝对压强加当地大气压；（d ）相对压强加当地大气压。 解：金属压力表的读数值是相对压强。 （b ） 【2.3】 某点的真空压强为65 000Pa ，当地大气压为0.1MPa ，该点的绝对压强为：（a ）65 000 Pa ；（b ）55 000 Pa ；（c ）35 000 Pa ；（d ）165 000 Pa 。 解：真空压强是当相对压强为负值时它的绝对值。故该点的绝对压强
一、判断题 ( 对的打“√”，错的打“×”，每题2分，共20分） 1. 液体的粘度随温度的升高而降低，随压力的升高而增大。 2. 平衡流体中任意点的静压强值只能由该点的坐标位置来决定，而与该压强的 作用方向无关。即作用于同一点上各方向的静压强大小相等。 3. 若平衡流体在x 、y 、z 方向的单位质量力分别为X =5、Y =4、 Z =3，则等压面方程为0345=++z y x 。 4. 流线和迹线实质是一回事。 5. 理想流体在有势质量力的作用下作定常流动时，函数) 2 (2 u p W - -ρ 的值在任一 点上保持不变。 6. 同一水头作用下，出流直径相同的管嘴与孔口，管嘴出流量大于孔口出流量。 7. 实际流体流经水力半径小的过水断面时，流动阻力小。 8. 实际流体圆管层流的切应力分布是中间最大、管壁边缘为零的线性分布。 9. 尼古拉茨实验的水力粗糙管区阻力系数λ与雷诺数Re 有关。 10. 串联管路的总水头等于各管段水头损失之和。 二、选择题（10分） 1．伯努利方程中 2 2p v z g αγ++ 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 ．通过过流断面的流体所具有的总机械能。 2．动量方程C A ．仅适用于理想流体的流动 B ．仅适用于粘性流体的流动 C ．理想流体与粘性流体的流动均适用 D ．仅适用于紊流 3．流体在管内作层流流动时，其沿程损失h f 值与断面平均流速v 的_____A_____次方成正比。 A ．1 B ．1.75 C ．1.75~2 D ．2 4．相对压； 强的起量点是 D A . 绝对真空； B . 1个标准大 C . 液面压强。 D . 当地大气气压压强； 5．工程上计算流体在圆管内流动时，由紊流变为层流采用的临界雷诺数取为C A ．13800 B ．2320 C ．2000 D ．1000 三、绘图题（绘出AB 曲面上的压力体，8分）
作业2答案（第3章、第4章） 第3章 一、选择题 1、流体运动的连续性方程是根据（C）原理导出的。 A、动量守恒 B、质量守恒 C、能量守恒 D、力的平衡 2、流线和迹线重合的条件为（ C ） A、恒定流 B、非恒定流 C、非恒定均匀流 二、判断题 1、以每个流体质点运动规律为研究对象的方法称为拉格朗日法。（正确） 2、恒定流一定是均匀流。（错误） 3、涡流是指流体质点在运动中不绕自身轴旋转的流动。（正确） 4、无旋流就是无涡流。（正确） 5、非均匀流一定是非恒定流。（错误） 三、简答题 1、述流体运动的两种方法是什么？简述其内容。 答：（略） 2. 流体微团体运动分为哪几种形式? 答：①平移②线变形③角变形④旋转变形。 3. 写出恒定平面势流中流函数、势函数与流速的关系。 （改为：写出恒定平面势流中流函数具有的性质，流函数与流速势的关系。） 答：流函数具有的性质 （1）流函数相等的点组成的线即流线，或曰，同一流线上个点的流函数为常数。 （2）两流线间的函数值之差为为单宽流量。 （3）平面势流的流函数为一个调和函数。 答：流函数与流速势的关系 （1）流函数与势函数为调和函数。 （2）等势线与等流函数线正交。 4．什么是过流断面和断面平均流速？为什么要引入断面平均流速？ 答：与流线正交的断面叫过流断面。 过流断面上点流速的平均值为断面平均流速。
引入断面平均流速的概念是为了在工程应用中简化计算。 5．如图所示，水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道，试问： (1)当阀门开度一定，上游水位保持不变，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？ 答：（1）是恒定流。Ⅰ、Ⅲ是均匀流，Ⅱ是非均匀流。 （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。 四、计算题（解题思路） 1． 恒定二维流动的速度场为 ay u ax u y x -==,，其中1=a 秒-1。（1）论证流线方程为 C xy =； （2）绘出C ＝0、1及4m 2的流线；（3）求出质点加速度的表达式。 解：（1）流线方程为：y x u dy u dx = 代入数值推导 （2）（略） （3）由：y u u x u u t u a x y x x x x ∂∂+∂∂+∂∂=代入数值求解。 y u u x u u t u a y y y x y y ∂∂+∂∂+∂∂=代入数值求解。 答案: x a a x 2= y a a y 2= 2 试检验下述不可压缩流体的运动是否存在？ （1）xy z y x u z y u y x u z y x ++-=+=+=)(4,2, 222 （2）xyt u xzt u yzt u z y x ===,,
流体力学表面张力: 1. 连续性原理只适用于理想流体的定常流动 连续性方程即是质量守恒定律，适用于一切流体.可压和不可压的稳定流管，定常非定常等流动都适用 2. “巷小风大”生动地体现了流体的可压缩性。（质量守恒）（错） 3. ......................................................................................................... 流体做定常流动时，各点流速可以不同；................................... ..（对） 同一地点的速度不随时间变化。 4. 黏滞力总是阻碍流体质量元的运动。...................... ..（对） 运动快的流层给运动慢的流层以加速力，运动慢的物体给运动快物体以黏滞力 5. ..................................................................................................... 黏滞性流体不可做定常流动；............................................... •….（错） 点的确定 6. 液体表面张力的方向垂直于张力线并且和液面垂直（相切）。（错） 7. 多个小水滴汇合成一个大水滴时要释放能量。（对） 8. 表面张力存在，使得液体表面积和表面能都不断减小，直至最小；（对） 9. 肥皂泡的半径增加时，其内外压强差也随之增加。.......... ..（错） 10. 毛细现象是由于液体润湿（不润湿）固体引起的。（对） 11. 同一流线上各点流速大小相同。（错）
作业4 答案 （第７章、第8章、第９章、第10章) 第7章 一、选择题 1. 对于管道无压流,当充斥度α分别为( B ）时,其流量和速度分别到达最大。 A ． ０.5, ０.5 B. 0.95, ０.81 C. 0.81, ０81 D. 1.0, 1．0 2. 对于a ， b, c 三种水面线，下列哪些说法是错误( A ）( C ) A ．所有a 、c 型曲线都是壅水曲线，即0>ds dh ,水深沿程增大。 B.所有ｂ型曲线都是壅水曲线，即0>ds dh ，水深沿程增大。 C ．所有ａ、c 型曲线都是降水曲线，即0
6. 一梯形断面渠道,底宽b=2m ，边坡系数m=1．０,明渠中旳水深h=0．5m ， 则湿周χ、水力 半径R 分别为( D ） A. 3．414, ０．366 B. 3．５, 0.３0 C. 3.414, 0．3０ Ｄ. ３.5， 0.3６ 6 二、判断题 1、缓流一定是均匀流,急流一定不是均匀流。 ( 错误 ） 2、断面单位能量沿程可大、可小,或者不变。（ 错误 ) 3、明渠中均匀流一定是恒定流。（ 对旳 ) 4、明渠水流，从缓流到急流发生水跃。( 对旳 ) 5.谈到某水流是临界流、急流、缓流,这是以明渠断面尺寸、流量一定为前题而讲旳。 ( 错误 ) 6． 明渠水流旳测压管水头线不也许沿程上升。( 对旳 ） 三、简答题 1、简述明渠均匀流旳水力特性及其形成条件。 答： 明渠均匀流旳水力特性: （1） 底坡线,水面线,总线头线三线平行,即p J J i ==， （2）水深h ，过水断面面积A,断面平均流速及断面流速分布沿程不变。 明渠均匀流形成条件: ① 流量恒定。 ② 必须是长直棱柱形渠道，糙率n 不变。 ③ 底坡i 不变。
题目顺序为随机，请根据题目开头关键词查找（或按快捷键Ctrl+F输入题目中的关键词，不要输入整个题目） 题目：并联管道A、B，两管材料、直径相同，长度lB=2lA，两管的水头损失关系为（）。 答案：h1B=h1A 题目：产生水击现象的主要物理原因是液体具有（）。 答案：压缩性与惯性 题目：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（）。 答案：1/2倍 题目：短管水力计算的特点是hw=（）。 答案：对hf+hj求和 题目：根据尼古拉兹实验成果可知，紊流过渡区的沿程阻力系数λ与（）有关。 答案：Re，Δ/d 题目：雷诺数代表的是（）之比。 答案：惯性力与粘性力 题目：流量为Q1的管流流经三通管，分为流量为Q2和Q3的两流，可以得到（）。 答案：Q1=Q2+Q3 题目：流量为Q1和Q2的两流流入三通管，汇合为流量Q3的，可以得到（）。
答案：Q1+Q2=Q3 题目：流体流动的雷诺数大于临界雷诺数，则流动是（）。 答案：紊流 题目：流体在管内作层流流动时，其沿程损失hf值与断面平均流速v 的（）次方成正比。 答案：1 题目：如下图所示，水面差为H的两水箱间并联两根等长、等径、同管材的长管，则两管的流量关系为（）。 答案：Q1=Q2 题目：水击波的传播属于（）。 答案：可压缩流体的非恒定流动 题目：下列关于防止有压管路发生水击的措施中，不正确的是（）。答案：缩短关闭阀门时间 题目：下列关于水击概念的说法中，不正确的是（）。 答案：水击压强与管道内流动初速成反比 题目：下列关于长管水力计算的说法中，错误的是（）。 答案：串联管路的总流量等于各支路的流量之和 题目：一管径从大到小渐缩的管道中，雷诺数沿水流方向（）。答案：増大 题目：有一变直径管流，小管直径d1，大管直径d2=2d1，则两断面雷诺数的关系是（）。 答案：Re1=2Re2
流体力学复习题 一、填空题 1、1mmH 2O= 9.807 Pa 2、描述流体运动的方法有 欧拉法 和 拉格朗日法 。 3、流体的主要力学模型是指 连续介质 、 无粘性 和不可压缩性。 4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时 粘性力 与 惯性力 的对比关系。 5、流量Q1和Q2，阻抗为S1和S2的两管路并联，则并联 后总管路的流量Q 为Q=Q1 + Q2，总阻抗S 为。 串联后总管路的流量Q 为Q=Q1 =Q2，总阻抗S 为S1+S2。 6、流体紊流运动的特征是 脉动现行 ，处理方法是 时均法 。 7、流体在管道中流动时，流动阻力包括沿程阻力和 局部阻力 。 8、流体微团的基本运动形式有： 平移运动 、 旋转流动 和 变形运动 。 9、马赫数气体动力学中一个重要的无因次数，他反映了 惯性力 与 弹性力 的相对比值。 10、稳定流动的流线与迹线 重合 。 11、理想流体伯努力方程=++g 2u r p z 2常数中，其中r p z +称为 测
压管 水头。 12、一切平面流动的流场，无论是有旋流动或是无旋流动都存在 流线 ，因而一切平面流动都存在流函数 ，但是，只有无旋流动才存在 势函数。 13、雷诺数之所以能判别 流态 ，是因为它反映了 惯性力 和 粘性力 的对比关系。 14、流体的主要力学性质有 粘滞性 、 惯性 、 重力性 、 表面张力性 和 压缩膨胀性 。 15、毕托管是广泛应用于测量 气体和 水流一种仪器。 16、流体的力学模型按粘性是否作用分为 理想气体 和 粘性气体 。作用与液上的力包括 质量力， 表面力。 17、力学相似的三个方面包括 几何相似 、 运动相似 与 动力相似 。 18、流体的力学模型是 连续介质 模型。 19、理想气体伯努力方程 2u z -z p 2g 21ργγα+-+））（（中，））（（g 21z -z p γγα-+称 势压 ，2u p 2ρ+ 全压，2u z -z p 2 g 21ργγα+-+））（（称总压 20、紊流射流的动力特征是各横截面上的动量相等。 21、流体的牛顿内摩擦定律的表达式s ⋅+=-pa dy du u ；τ，u 的单位为pa.s 。
国开电大《工程流体力学》形考任务4答案 参考答案 题目顺序为随机，请根据题目开头关键词查找（或按快捷键Ctrl+F输入题目中的关键词，不要输入整个题目） 题目：（）常用来测量管道中流量点流速。 答案：毕托管 题目：（）代表压强沿流程的变化状况。 答案：压强水头线 题目：（）反映水流总机械能沿流程的变化。 答案：总水头线 题目：当底坡、粗糙系数和断面面积一定时，使（）最大的断面形状，称为水力最优断面。 答案：流量 题目：等直径圆管中紊流的过流断面流速分布是（）。 答案：呈对数线分布 题目：附面层是指壁面附近（）的薄层。 答案：流速梯度很大 题目：关于水流流向问题，下列说法哪个是正确（）。 答案：流体的运动方向总是由单位重量流体能量大的位置流向单位重量流体能量小的位置题目：过水断面是指（）。 答案：与流线正交的横断面 题目：静水压强的方向（）。 答案：垂直并指向作用面 题目：静水压强的方向（）。 答案：垂直并指向作用面 题目：静止液体中同一点各方向的压强（）。 答案：大小相等 题目：雷诺数Re是用来判别下列何种流动的重要无量纲系数（）。 答案：层流与紊流 题目：理想流体与实际流体的主要区别在于（）。 答案：是否考虑黏滞性 题目：理想液体的总水头线是一条（）。 答案：水平线 题目：流体运动的连续性方程是根据（）原理导出的。 答案：质量守恒 题目：明渠非均匀流根据其流线不平行和弯曲的程度，又可以分为（）。 答案：渐变流和急变流 题目：明渠均匀流的水力特征不包括（）。 答案：过流断面上的流速和流速分布不随时间变化 题目：明渠均匀流可能发生在（）。 答案：平坡渠道中 题目：明渠水流的三种流态不包括（）。
国开电大《工程流体力学》形考任务1答案 参考答案 题目顺序为随机，请根据题目开头关键词查找（或按快捷键Ctrl+F输入题目中的关键词，不要输入整个题目） 题目：按连续介质的概念，流体质点是指（）。 答案：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 题目：交通土建工程施工中的新拌建筑砂浆属于（）。 答案：非牛顿流体 题目：静水中斜置平面壁的形心淹没深度hc与压力中心淹没深度hD的关系是hc（）hD。 答案：小于 题目：静止流体中存在（）。 答案：压应力 题目：静止液体所受的单位质量力为（）。 答案：X=Y=0,Z=-g 题目：静止液体中同一点各方向的压力关系为（）。 答案：数值相等 题目：静止液体作用在曲面上的静水总压力的水平分力Px=pcAx，式中的（）。 答案：Ax为受压曲面在铅垂面上的投影面积 题目：理想流体的切应力τ=（）。 答案：0 题目：理想流体是指（）。 答案：忽略粘性的流体 题目：两层静止液体，上层为油（密度为ρ1 )，下层为水（密度为ρ2），两层液深相同，皆为h。水油分界面的相对压强与水底面相对压强的比值为（）。 答案：ρ1/ρ2+ρ2 题目：流体的运动黏度ν=（）。 答案：μ/ρ 题目：某点的真空度为65000?Pa，当地大气压为0.1MPa，该点的绝对压强为（）。 答案：35000Pa 题目：牛顿内摩擦定律表明，决定流体内部切应力的因素是（）。 答案：动力粘度和速度梯度 题目：平板在油面上作水平运动，已知平板运动的速度u=1m/s，平板与固壁的距离h=5mm，油的动力黏度μ=0.1Pa·s，则作用在单位面积平板上的黏滞力τ为（）。 答案：20N 题目：若某液体的密度变化率dρ/ρ= 1 % ，则其体积变化率dV/V= （）。 答案：-0.01 题目：下列关于压力体的说法中，正确的是（）。 答案：当压力体和液体在曲面的同侧时，为实压力体，Pz方向向下 题目：下列流体哪个属于牛顿流体（）。 答案：汽油 题目：下列物理量中，单位可能为N/m2的物理量为（）。
流体力学作业题库及答案 LT
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1 1-3 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： Y U dy du A F μμτ=== 液体粘度 s Pa AU FY ⋅⨯=⨯⨯==--33 10425 .0105.02μ
1-4 求题图所示的轴与轴套之间的流体粘度。 解： s Pa dLU FY dL A Y U dy du A F ⋅=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==⇒==== --0648.0493 .010)140120(14.3102.034.863 πμπμμτ 第二章 流体静力学 习题2 2-5 用多管水银测压计测压，，题图中标高的单位为m ，试求水面的压强p 0。 解： Pa m g m g p pa p m m g p p m m p p m m g p p m m g p p D D C C B B A A 5001065.29.298002.21334169.22.20) 2.1 3.2()2.15.2(g ) 4.1 5.2()4.10.3(⨯=⨯-⨯=⨯-⨯=⇒⎪⎪⎪⎩⎪ ⎪⎪ ⎨⎧=-+=--=-+=-+=水汞汞水汞水ρρρρρρ 2-9 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：
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/2 B. d/3 C. d/4 D. d/5. 7、 谢才公式中谢才系数的单位是（ C ） A. 无量纲 B.s m 21 C. s m 23 D. m 2 8. 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 ）
流体力学综合练习1 1.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“
一．填空题（共30分，每小题2分） 1.均质不可压缩流体定义为 ρ=c 。 2.在常压下,液体动力粘度随温度升高而 降低 。 3.在渐变流过流断面上，动压强分布规律表达式为P/ρg +z=0 。 5.只要比较总流中两个渐变流断面上单位重量流体 总机械能 大小，就能判别出流动方向。 6.产生紊流附加切应力原因是 脉动 。 7.在静止流体中，表面力方向是沿作用面 内法线 方向。 8.圆管紊流粗糙区沿程阻力系数λ与 速度梯度 有关。 9.渐变流流线特征是 近似为平行直线 。 10.任意空间点上运动参数都不随时间变化流动称为 恒定流 。 11.局部水头损失产生主要原因是 漩涡 。 12.直径为d 半满管流水力半径R = d/4 。 13.平面不可压缩流体流动存在流函数条件是流速x u 和y u 满足 方程 ∂U x / ∂t + ∂U y / ∂t =0 。 14.弗劳德数Fr 表征惯性力与 重力 之比。 15.在相同作用水头下,同样口径管嘴出流量比孔口出流量 大 。 二．（14分）如图所示，一箱形容器，高 1.5h m =，宽（垂直于纸面）2b m =，箱内充满水，压力表读数为220/kN m ，用一半径1r m =园柱封住箱一角，求作用在园柱面上静水总压力大小与方向。 解：
2220p ()()()82.05()2 p 31 (0.50.5)8220 2.04 4.64p 4 5.53c x z z h gh hb g hb kN g gv v r H b H g v kN ρρρπ===+=−−→=+⨯+⨯==== 三．（14分）如图所示，一水平放置管道在某混凝土建筑物中分叉。已知主管直径3D m =，主管流量335/Q m s =，分叉管直径2d m =，两分叉管流量均为2Q ，分叉管转角060θ=，1-1断面中点压强2294/p kN m =，不计水头损失，求水流对支座作用力。 解： 1 1212 2322222 21(12)22222111Y 22224.95(/)1d 4 5.57(/) 1d 4 v v 290.8(/)x=2(P A +)cos -P A -=-1240(kN)F =2(P A +)sin 1750()Q v m s Q v v m s p p KN m F Q V QV Q V KN ρρθρρθ+= =====-==向左向上 四.（14分）如图所示，长50L m =、直径0.21D m =自流管，将水自水池引至吸水井中，然后用水泵送至水塔。已知泵吸水管直径0.2d mm =，管长 6l m =， 泵抽水量30.064/Q m s =，滤水网局部阻力系数12 6.0ξξ==，弯头 局部阻力系数30.3ξ=，自流管和吸水管沿程阻力系数0.02λ=。假定自流管中通过流量等于泵抽水量。试求：（1）水池水面与吸水井水面高差h ；（2）水泵安装高度2s H m =时，水泵进口断面真空度。 解：2 11h () 2l v d g ξλ=+ 122 144 1.85/1.88Q Q v m s d D h m ππ= ===