工程流体力学A第次作业

网络教育《工程流体力学》课程作业

第1章 绪论

一、 单项选择题

1.理想流体是指忽略（ C ）的流体。

A.密度

B.密度变化

C.黏度

D.黏度变化

2.不可压缩流体是指忽略（ B ）的流体。

A.密度

B.密度变化

C.黏度

D.黏度变化

3.下列各组流体中，属于牛顿流体的是（ A ）。

A.水、汽油、酒精

B.水、新拌砼、新拌建筑砂浆

C.泥石流、泥浆、血浆

D.水、水石流、天然气

4.下列各组力中，属于质量力的是（ C ）。

A.压力、摩擦力

B.重力、压力

C.重力、惯性力

D.黏性力、重力

5.在工程流体力学中，单位质量力是指作用在单位（ C ）上的质量力。

A ．面积

B ．体积

C ．质量

D ．重量

二、 多项选择题

1.下列关于流体黏性的说法中，正确的是（ ABCDE ）。

A.黏性是流体的固有属性

B.流体的黏性具有传递运动和阻碍运动的双重性

C.黏性是运动流体产生机械能损失的根源

D.液体的黏性随着温度的升高而减小

E ．气体的黏性随着温度的升高而增大

2. 牛顿内摩擦定律dy d u μτ=

中的（ BDE ）。 A .

μ为流体的运动黏度 B . μ为流体的动力黏度 C . dy d u 为运动流体的剪切变形 D . dy

d u 为运动流体的剪切变形速率 E .dy

d u 为运动流体的流速梯度 三、 判断题

单位质量力是指作用在单位体积流体上的质量力。（ × ）

四、 简答题

简述流体的形态特征和力学特征。

形态特征：流体随容器而方圆，没有固定的形状。

力学特征：流体主要承受压力，静止流体不能承受拉力和剪力。

五、 计算题

1. 某流体的温度从0℃增加至20℃时，其运动黏度ν增加了15%，密度ρ减小了10%，试求其动力黏度μ将增加多少（百分数）？

【解】设0℃时，流体的动力黏度、运动黏度、密度分别为μνρ、、；20℃时，各物理量将均产生一增量，即分别为μμννρρ+?+?+?、、。联立

得 1(11

μρ

ν

μρν???=++-

（）） 将10%,15%

ρν

ρν??=-=代入上式，得

2. 若某流体的动力粘度μ2,粘性切应力5.3=τ N/m 2，试求该流体的流速梯度 d d u

y 。

【解】由牛顿内摩擦定律d d u

y τμ=，得

第2章 流体静力学

一、单项选择题

1．金属压力表的读数为（ B ）

A.绝对压强p '

B.相对压强p

C.真空压强v p

D.当地大气压a p

2. 重力作用下的流体静压强微分方程为=p d （ A ）

A. d g z ρ-

B. d g z ρ

C. /d g z ρ-（）

D. /d g z ρ（）

3. 静止液体作用在曲面上的静水总压力的水平分力x c x c x P p A h A γ==，式中的（ D

）

A. c p 为受压面形心处的绝对压强

B. c p 为压力中心处的相对压强

C. x A 为受压曲面的面积

D. x A 为受压曲面在铅垂面上的投影面积

4. 重力作用下的流体静力学基本方程为p

z γ+=（ A ）

A. C

B. )(x C

C. )(y C

D. ),(y x C

5.有一倾斜放置的平面闸门，如图所示。当上下游水位都上升1m 时（虚线位置），

闸门上的静水总压力 ( A )。

A. 变大

B. 变小

C. 不变

D. 无法确定

6. 绝对压强p '、相对压强p 、真空压强v p 及当地大气压强a p 之间的关系是（ A ）

A. a p p p '=+

B. a p p p '=-

C. v a p p p '=+

D. v a p p p '=-

7.下列关于压力体的说法中，正确的是（ A ）

A. 当压力体和液体在曲面的同侧时，为实压力体，↓z P

B. 当压力体和液体在曲面的同侧时，为虚压力体，↑z P

C. 当压力体和液体在曲面的异侧时，为实压力体，↑z P

D. 当压力体和液体在曲面的异侧时，为虚压力体，↓z P

8. 如图所示圆柱体，其左半部在静水作用下受到浮力z P ，则圆柱体在该浮力作用下将（ D ）。

A. 匀速转动

B. 加速转动

C. 减速转动

D. 固定不动

二、多项选择题

1. 1个工程大气压=（ ABC ）。

A. 98kPa

B. 10mH 2O

C. 1.0kgf/cm 2

D. 101.3kN/m 2

E. 760mmHg

2.下列关于流体压强的说法中，正确的有（ ABE ）。

A.绝对压强不能为负

B.相对压强可正可负

C.相对压强只能为正

D.真空压强可正可负

E.真空压强不能为负

3.如图所示形状各异的盛水容器的底面积和水深均相等，但盛水量各不相同，则作用在容器底面的静水总压力相等的有（ ABCDE ）。

4.图示ab 曲面的压力体图中，不正确的有（ ABCD ）。

三、判断题

静止流体的法向应力等于零。（× ）

四、简答题

简述静止流体中的应力特征。

特征1：方向性，即静止流体的应力方向垂直指向作用面。

特征2：大小性，即静止流体内任一点的应力大小与作用方位无关，只与改点的空间坐标有关，(,,)p p x y z =。

五、计算分析题

1.一封闭水箱如图所示，已知金属测压计读数4900p =表Pa ，金属测压计中心和容器内液面分别

比A 点高0.5m 和1.5m ，试求液面的绝对压强0

p '和相对压强0p 。

【解题要点】由0 1.50.5A p p p γγ=+=+表得水箱液面的相对压强

绝对压强 0

049009800093100Pa a p p p '=+=-+=或93.1kPa 2.如图所示为测量容器中A 点压强的真空计。已知 1.0m, 2.0m z h ==，试求A 点的真空压强v p 及真空度v h 。

【解题要点】真空计的测压管中压缩空气内压强变化可忽略不计。由题意

得A 点真空压强 ()9800(21)9800Pa v a A p p p h z γ'=-=-=?-=

及真空度 298001mH O 9800

v

v p h γ=== 3. 如图所示绕铰链C 转动的自动开启式矩形平板闸门。已知闸门倾角为060=θ，宽度为

5m b =，闸门两侧水深分别为4m H =和2m h =，为避免闸门自动 开启，试求转轴C 至闸门下端B 的距离x 。

【解题要点】为避免闸门自动打开，由理论力学知必有关系

式中 222

1,21bh P bH P γγ==右左 故 3333

222242 1.796m 3()sin 3(42)sin 60H h x H h θ--≥==--?

4.利用检查井作闭水试验检验管径1200mm d =的市政排水管道施工质量。已知排水管堵头形心高程为256.34m ，检查井中水面高程为259.04m ，试求堵头所受的静水总压力大小。

【解题要点】排水管堵头形心处的相对压强

堵头所受的静水总压力

5．试绘制图中AB 壁面上的压力体。

（a ） (b) (c)

【解】图（a ）为实压力体

图(b)为虚压力体

图（c ）为虚压力体

6. 如图所示盛水（重度为γ）容器由半径为R 的两个半球用N 个螺栓连接而成，已知测压管水位高出球顶H ，试求每个螺栓所受的拉力F 。

压力体图

【解题要点】取上半球为隔离体，由0=∑z F ，得N

P T z = 式中z P 为静止液体作用在上半球面上的总压力的铅垂分力，由上半球面的压力体计算得

故每个螺栓所受的拉力为 2(/3)

R H R T N γπ+=

第3章 流体动力学理论基础

一、单项选择题

1.在恒定流中，流线与迹线在几何上（ D ）。

A.相交

B. 正交

C. 平行

D. 重合

2.均匀流过流断面上各点的（ B ）等于常数。

A. p

B. g

p z ρ+ C. g u g p 22+ρ D. g u g p z 22++ρ 3.已知突然扩大管道突扩前后管段的管径之比5.021=d d ，则突扩前后断面平均流速之比=2

1v v （ A ）。 A. 4 B. 2 C. 1 D. 0.5

4.皮托管测量测量（ A ）仪器。

A.点流速

B.点压强

C.断面平均流速

D.流量

5.文丘里管是测量（ D ）的仪器。

A.点流速

B.点压强

C.断面平均流速

D.流量

6.关于水流流向的正确说法是（ D ）。

A.水一定是从高处向低处流

B.水一定是从流速大处向流速小处流

C.水一定是从压强大处向压强小处流

D.水一定是从机械能大处向机械能小处流

7.流速水头的表达式为（ B ） A.ρ22v B.22v g C.2

2

gv D.22v g ρ 8.应用恒定总流的动量方程2211Q v v F ρββ∑r r r （-）=解题时，F ∑r 中不应包括（ A ）。

A. 惯性力

B.压力

C.摩擦力

D. 重力

二、简答题

何谓渐变流？恒定渐变流过流断面上具有哪两个重要特性？

答案要点：渐变流是指各流线接近于平行直线的流动

渐变流过流断面近似为平面

恒定渐变流过流断面上流体动压强近似地按静压强分布，即同一过流断面上z+p/γ=常数

三、计算分析题

1.某供水系统如图所示，已知圆筒水箱直径1000D =mm ，水管直径100d =mm,若某时刻测得水管中断面平均流速2

2.0v =m/s ，试求该时刻水箱中水面下降的速度1v 。

【解题要点】据连续性方程

得 22120.1()() 2.00.02m/s 1.0

d v v D ==?= 2.某输水管路的过渡段如图所示。已知管径200mm,400mm A B d d ==，相对压强

98kPa,49kPa A B p p ==，断面平均流速 1.0B v =m/s ，A 、B 两点高差 1.0z ?=m 。试判明管内水流流向，并计算管路过渡段的水头损失w h 。

【解题要点】据连续性方程

得 220.4()() 1.0 4.0m/s 0.2

B A B A d v v d ==?= 取0-0基准面，则A 、B 两断面的机械能分别为

因A B E E >，故知水流流向为A →B 。

管路过渡段的水头损失由伯努利方程

得 22(0)()10.82 6.05 4.77m 22A

A A

B

B B

w p v p v h z g g ααγγ=++-?++=-=

3. 如图所示水流流经等径直角弯管。已知管径200d =mm ，管轴上A 、B 两点高差400mm ，U 形水银差压计读数h =300mm ，管流速度5.1=v m/s ，相对压强196.0kPa A p =，/13.6γγ=水银水，试求相对压强 B p 和 A 、B 两断面间的机械能损失w h 。

【解题要点】由差压计原理 得 ()(1)9.80.4196.09.8(13.61)0.3162.9kPa B A B A p z z p h γγγγ=-+--=?+-?-?=水银水水水

由伯努利方程

考虑到,A B A B v v αα==,得A 、B 两断面间的机械能损失

4. 如图所示，为测流需要，在宽度 2.7b =m 的平底矩形断面渠道的测流段，将渠底抬高0.3m 。若测得抬高前的水深为1.8m ，抬高后水面降低0.12m ，水头损失w h 经率定按抬高后流速水头的一半计算，试求渠道流量Q 。

【解题要点】上游水深1 1.8m h =，下游水深2 1.80.30.12 1.38m h =--=

据连续性方程1122Q bh v bh v ==

得 212221 1.380.771.8

h v v v v h === （1） 取图示基准面（0-0）、过流断面（1-1、2-2）和计算点（过流断面与液面的交点），从1→2列伯努利方程（121αα==）

得 22

12121.52(0.3)v v g h h =--- （2）

联立（1）、（2）两式，得

故渠道流量 322 2.7 1.38 1.61 6.0m /s Q bh v ==??=

第4章 量纲分析与相似理论

一、单项选择题

1.下列各组物理量中，属于同一量纲的是（ D ）。

A. 密度、运动黏度、动力黏度

B. 流速系数、流量系数、渗流系数

C. 压强、压力、切应力

D. 管径、水深、水头损失

2. 下列各组合量中，不属于无量纲量的是（ D ）。 A.2p ud v ρρμ

、 B. 2w F vd v ma τρν、、 C. p gh ud μρρ、

D. 22p ud gv ρρν

、 3.已知压力输水管模型试验的线性比尺8=l λ，若原、模型采用同一流体，则其流量比尺Q λ和压强比尺p λ分别为（ A ）。

A. 18,64

B. 116,32

C.132,16

D. 164,8

4. 弗劳德数的物理意义在于反映了（ B ）之比。

A. 黏性力与惯性力

B. 惯性力与重力

C. 压力与重力

D. 重力与黏性力

二、多项选择题

1. 下列命题中，正确的有（ ABD ）。

A. 单位表征物理量的大小

B. 量纲表征物理量的类别

C. 基本物理量的选取具有唯一性

D. 基本量纲的选取具有独立性

E. 表面张力系数σ是无量纲量

2. 水力相似一般应包括（ ABCDE ）。

A. 几何相似

B.运动相似

C. 动力相似

D. 边界条件相似

E.初始条件相似

三、计算分析题

1.用石料进行某城市堆石防波堤模型实验。已知模型石料每块重10m G =N ，当浪高30m h =cm 时防波堤破坏。若原型中防波堤需承受浪高6p h =m ，试求每块石料的最小重量p G 。

【解题要点】假定e N 与其它各物理量之间呈指数形式的乘积组合，即

这里k 为无量纲系数。将上式写成量纲方程

以基本量纲(M ，L ，T )表示式中各物理量量纲，有

由物理方程的量纲和谐原理可知，等式两端同名量纲的指数应相等，即

解此三元一次方程组，得1,1,1a b c ===，故临界流速e N 的公式结构为

式中，无量纲系数k 由实验确定。

2. 为研究某铁路盖板箱涵无压过流的水力特征，拟取线性比尺20l λ=进行水工模型实验。已知原型涵洞的宽度

3.5p b =m ，高度

4.2p H =m ，洞内设计水深 2.5p h =m 和设计流速 2.0p v =m/s 。试确定模型的几何尺寸和模型流量。

【解题要点】线性比尺l λ为

因原、模型采用同一材料，所以3G V l γλλλλ==

故 3310208010 N=80 kN p m G G G λ==?=?

第5章 流动阻力与水头损失

一、单项选择题

1．边长为a 的有压方管与直径为a 的有压圆管的水力半径之比/R R 圆方（ B ）。

A .>1

B ．=1

C ．<1

D ．无法确定

2.已知边长为a 的有压方管与直径为a 的有压圆管的管长、流量、沿程阻力系数均相等，则其相应的沿程水头损失之比/h h f 圆f 方（ C ）。

A ．>1

B ．=1

C ．<1

D ．无法确定

3.已知某变径有压管段的管径之比12/0.5d d =，则相应的雷诺数之比12Re /Re =（ B ）。

A.1

B.2

C.3

D.4

4.水深h 等于半径0r 的半圆形明渠的水力半径R =（ A ）0r 。

A.1/2

B.1/3

C.1/4

D.1/5

5.圆管层流运动过流断面上的最大流速max u 与平均流速v 之比max /u v =（ C ）。

A.4

B.3

C.2

D.1

6.下列关于沿程水头损失f h 与断面平均流速v 的关系，不正确的是（ C ）。

A.层流区， 1.0f h v ∝

B. 紊流光滑区， 1.75f h v ∝

C. 紊流过渡区， 1.5f

h v ∝ D. 紊流粗糙区， 2.0f h v ∝ 7. 下列关于流体切应力的说法中，不正确的为（ C ） A.静止流体，0τ= B. 理想流体，0τ=

C.层流运动流体，22d ()d u l y τρ=

D.紊流运动流体，22d d ()d d u u l y y

τμρ=+ 二、计算分析题

1．有一长3m l =、管径2cm d =的输油管道，已知油的运动20.35cm /s ν=，流量

432.510m /s Q -=?，试求该管段的沿程水头损f h 。

【解题要点】流速 4

222.5100.8m/s /4 3.140.02/4

Q v d π-?===? 雷诺数 40.80.02Re 45723000.3510

vd

ν-?===

646430.80.686m Re 24570.0229.8

f l v h d

g ==??=? 2.已知钢筋混凝土输水管道的水力半径500mm R =，水以均匀流流过1km 长度上的水头损失1.0m f

h =，管壁粗糙系数0.014n =，试求管中的流速v 和流量Q 。

【解题要点】由谢才公式v ==1/61C R n =,得流速 流量 2233.14(4)(40.5) 1.42 4.46m /s 44

Q R v π==???= 3.水从封闭容器A 经直径25mm d =、长度10m l =的管道流入容器B 。已知容器A 内水面上的相对压强112196Kpa,1m,5m p H H ===，沿程阻力系数0.025λ=；局部阻力系数，进口10.5ζ=、阀门2 4.0ζ=、弯道30.3ζ=、出口4 1.0ζ=，试求管路的通过流量Q 。

【解题要点】取图示基准面（0-0）、过流断面（1-1、2-2）及计算点，从1→2列伯努利方程 得

管路流量2233.140.025 4.370.00215m /s=2.15L/s 44

Q d v π

==??= 第6章有压管道恒定流动

一、单项选择题

1.已知某并联管路的两支路的比阻之比12/1S S =，管长之比12/2l l =，则相应的流量

之比12/Q Q =（ B ）。

2 D. 1/2

2.已知某并联管路的两支路的沿程阻力系数之比12/1λλ=，管长之比12/4l l =，管径

之比12/2d d =，则相应的流量之比12/Q Q =（ B ）。

3.下列关于长管水力计算的说法中，不正确的是（ B ）。

A. 串联管路的总水头损失等于各支路的水头损失之和

B. 串联管路的总流量等于各支路的流量之和

C. 并联管路两节点间的总水头损失等于各支路的水头损失

D. 并联管路各支路的水头损失相等

二、计算分析题

1.用虹吸管自钻井输水至集水井，如图所示。已知虹吸管径200mm d =，长度

12360m l l l l =++=，沿程阻力系数0.02λ=，管道进口、弯头和出口的局部阻力系数分别为0.50.5 1.0e b se ζζζ===、、，钻井与集水井间的恒定水位差 1.5m H =，试求流经虹吸管的流量Q 。

【解题要点】取图示基准面（0-0）、过流断面（1-1、2-2）及计算点（液面），从1→2列伯努利方程

得

1.86m/s v === 流量 2233.140.2 1.860.0584m /s=58.4L/s 44

Q d v π

==??= 2.一城市排污渠道采用倒虹吸管穿过河流，如图所示。已知污水流量100L/s Q =，管道沿程阻力系数0.03λ=，

管道进口、弯头和出口的局部阻力系数分别为0.60.5e b ζζ==、，管长50m l =，上、下游渠道的流速均为00.8m/s v =。为避免污物在管中沉积，要求管中流速不得小于1.2m/s ，试确定倒虹吸管的管径d 及倒虹吸管两端的水位差H 。

【解题要点】据题意

得

0.326m d ≤

== 取标准管径300mm 326mm d =≤。管中流速

取图示基准面（0-0）、过流断面（1-1、2-2）及计算点（与液面交点），从1→2列伯努利方程 考虑到12 1.0αα==，得

第7章 明渠恒定流动

一、单项选择题

1.明渠中不可能出现的流动为（ C ）。

A.恒定均匀流

B. 恒定非均匀流

C.非恒定均匀流

D.非恒定非均匀流

2.对于有压管道均匀流，必有（ C ）。

A.P i J =

B. i J =

C. P J J =

D.P i J J ==

3.梯形断面渠道的正常水深0h =（ D ）。

A. (,,)f Q b m

B. (,,,)f Q b m n

C. (,,,)f Q b m i

D. (,,,,)f Q b m n i

4.水力最优断面是指（ D ）的渠道断面。

A.造价最低

B. 糙率最小

C. 在Q i n 、、一定时，过流面积A 最大

D.在A i n 、、一定时，通过流量Q 最大

5.欲使水力最优梯形断面渠道的水深和底宽相等，则渠道的边坡系数m 应为（ C ）。

A. 1.5

B. 1.0

C. 0.75

D. 0.5

6.有过水断面面积、糙率、底坡均相同的四条矩形断面棱柱形长直渠道，其

底宽b 与均匀流水深h 。有以下几种情况，则通过流量最大的渠道是( C )。

A. b 1= 4.0 m ，h 01 =1.0m

B. b 2 =2.0m ，h 02 = 2.0m

C. b 3= 2.8 m ，h 03 = 1.4m

D. b 4 = 2.6m ，h 04 = 1.5m

二、计算分析题

1.某铁路路基排水采用梯形断面渠道，已知底宽0.4m b =，边坡系数 1.0m =，粗糙 系数0.025n =，渠底坡度0.002i =，设计水深0.6m h =，试求渠道的通过能力Q 。

【解题要点】过流面积 2()(0.4 1.00.6)0.60.6m A b mh h =+=+??=

水力半径

0.286m R ===

流速 2/31/22/31/2110.2860.0020.777m/s 0.025

v R i n ==??= 流量 30.60.7770.466m /s Q Av ==?=

2.试按水力最优条件设计一路基排水沟的断面尺寸。设计流量31.0m /s Q =，沟底

坡度依地形条件采用0.004i =，断面采用边坡系数 1.0m =的梯形，并用小片石干砌护面（粗 糙系数0.020n =）。

【解题要点】将) 1.0)0.828h b m h

β=

===和/2R h =代入明渠均匀流基

本公式2/31/21Q AR i n ==，得 取渠道断面尺寸0.51m,=0.62m b h =。

3.已知某矩形断面排水暗渠的设计流量3

0.6m /s Q =，渠宽0.8m b =，砖砌护面的 粗糙系数0.014n =，若要求渠道水深0.4m h =，试决定渠道底坡i 。

【解题要点】过流面积 20.80.40.32m A bh ==?=

水力半径 0.320.2m 20.820.4

A R b h =

==++? 据明渠均匀流基本公式 得 222/32/3

0.0140.6()()0.005890.320.2nQ i AR ?===? 4.某山区河流在一跌坎处形成瀑布，过流断面近似为11.0m b =的矩形。水文勘测 时测得山洪暴发时跌坎顶上的洪痕深度 1.2m h =（认为 1.25k h h =），试估算山洪流量Q 。

【解题要点】由矩形断面临界水深公式

得 363.26m /s Q === 第8章 堰流

一、单项选择题

1. 某堰厚0.02m δ=，堰顶水头0.30m H =，则据堰的分类可知，该堰属于（ A ）。

A. 薄壁堰

B. 实用堰

C. 宽顶堰

D. 驼峰堰

2. 根据堰的分类可知，宽顶堰的相对堰厚（ C ）。

A. 0.67H δ

< B. 0.67 2.5H δ

<<

C. 2.510H δ

<< D. 010H δ

<<

二、简答题

简述堰流的定义及堰的分类。

答案要点：无压缓流经流障壁溢流时，上游发生壅水，然后水面跌落

薄壁堰、实用断面堰、宽顶堰

三、计算分析题

1.试设计一跨越矩形过流断面的小桥孔径B 。已知河道设计流量（据水文计算得）30Q =m 3/s,桥前允许壅水水深 1.5H '=m ，桥下铺砌允许流速 3.5v '=m/s ，桥下游水深1.10h =m ，选定小桥进口形式后知0.850.900.85ε?ψ===，，，取动能修正系数1.0α=。

【解题要点】从v v '=出发进行设计：

①判别流动状态 m g v h k 903.02

2='=αψ

因m 1.1m 17.13.1=>=h h k ，故小桥过流为自由式。

②计算孔径 m 14.13='

=v h Q b k εψ

取标准孔径m 16=B

③校核 m 792.0)

(322=='B g Q h k εα h m 03.13.1<='k

h ，已转为淹没式过流。 H m 35.1222

'<=+

（可以） 第9章 渗流

一、单项选择题

1. 流体在（ A ）中的流动称为渗流。

A ．多孔介质 B. 地下河道 C. 集水廊道 D. 盲沟

2. 渗流力学主要研究（ B ）在多孔介质中的运动规律。

A.汽态水

B. 毛细水

C. 重力水

D. 薄膜水

3. 完全潜水井的产水量Q 与（ A ）成正比。

A.渗流系数k

B.含水层厚度H

C.井中水深h

D. 影响半径R

二、简答题

简述渗流系数的确定方法。

答案要点：经验公式法、实验室方法、现场方法

工程流体力学A第2次作业

一 一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1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，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．欲使水力最优梯形断面渠道的宽度和深度相等，则相应的渠道边坡系数m=( C )。 A 0.25 B 0.50 C 0.75 D 1.0 2．静止液体作用在平面上的静水总压力A p P c =，这里c c gh p ρ=为（ B ） A 、受压面形心处的绝对压强 B 、受压面形心处的相对压强 C 、压力中心处的绝对压强 D 、压力中心处的相对压强 3．平衡流体的等压面方程为（ D ） A 、0=--z y x f f f B 、0=++z y x f f f C 、0d d d =--z f y f x f z y x D 、0d d d =++z f y f x f z y x 4．绝对压强的起量点为（ A ） A 、绝对真空 B 、当地大气压 C 、液面压强 D 、标准大气压 5．渐变流过流断面近似为（ D ） A 、旋转抛物面 B 、双曲面 C 、对数曲面 D 、平面 6．已知突然扩大管道突扩前后管段的直径之比5.0/21=d d ，则相应的断面平均流速之比=21/v v （ B ） A 、8 B 、4 C 、2 D 、1 7．流速水头的表达式为（ D ） A 、22v B 、22v ρ C 、22gv D 、g v 22 8．已知动力黏度μ的单位为s Pa ?，则其量纲=μdim （ D ） A 、1MLT - B 、T ML -1 C 、LT M -1 D 、1 -1T ML - 9．下列各组物理量中，属于同一量纲的为（ D ） A 、密度、重度、黏度 B 、流量系数、流速系数、渗流系数 C 、压强、切应力、质量力 D 、水深、管径、测压管水头 10．底宽为b 、水深为h 的矩形断面渠道的水力半径=R （ A ） A 、h b bh 2+ B 、bh h b 2+ C 、) (2h b bh + D 、bh h b )(2+ 11．突然扩大管段的局部水头损失=j h （ B ） A 、g v v 221- B 、g v v 2)(221- C 、g v v 22221- D 、g v v 22221+

工程流体力学(孔珑版)第四章_题解

第四章 流体运动学和流体动力学基础 【4-2】 已知平面流动的速度分布规律为 j y x x i y x y v 2 22222 式中Γ为常数。求流线方程并画出若干条流线。 【解】 由题设， 222,y x y y x v x ， 2 22,y x x y x v y 代入流线的微分方程 t z y x v y t z y x v x y x ,,,d ,,,d 得 2 22 22d 2d y x x y y x y x x y y x d d y y x x d d y y x x d d C y x 222 1 21'22C y x 【4-4】 已知流场的速度分布为 k xy j y i xy v 32 3 1 （1）问属于几维流动？（2）求（x , y , z ）=（1, 2, 3）点的加速度。 【解】 （1）由于速度分布可以写为 k y x v j y x v i y x v v z y x ,,, (1) 流动参量是两个坐标的函数，因此属于二维流动。 （2）由题设， 2,xy y x v x (2) 33 1 ,y y x v y (3) xy y x v z , (4) 43222232223 10 23 1 031d d xy xy y y xy xy z xy xy y y xy x xy xy t z v v y v v x v v t v t v a x z x y x x x x x (5)

5233333233 10 31 003131313131d d y y y y z xy y y y y x xy y t z v v y v v x v v t v t v a y z y y y x y y y (6) 3 32323 20 3 1 031d d xy x y y xy xy z xy xy y y xy x xy xy t z v v y v v x v v t v t v a z z z y z x z z z (7) 将x =1，y=2，z =3代入式(5)(6)(7)，得 31621313144 xy a x 332 2313155 y a y 31621323233 xy a z 【4-15】 图4-28所示为一文丘里管和压强计，试推导体积流量和压强计读数之间的关系 式。 图4-28 习题4-15示意图 【解】 列1-1、2-2断面的能量方程： w a a h g p z g v g p z g v 222 2 21121 122 (1) 不计损失，h w =0，取α1=α2=1，则 g p z g v g p z g v 222 2112122 (2)

流体力学标准化作业答案第三章

流体力学标准化作业（三） ——流体动力学 本次作业知识点总结 1.描述流体运动的两种方法 （1）拉格朗日法；（2）欧拉法。 2.流体流动的加速度、质点导数 流场的速度分布与空间坐标(,,)x y z 和时间t 有关，即 (,,,)u u x y z t = 流体质点的加速度等于速度对时间的变化率，即 Du u u dx u dy u dz a Dt t x dt y dt z dt ????= =+++ ???? 投影式为 x x x x x x y z y y y y y x y z z z z z z x y z u u u u a u u u t x y z u u u u a u u u t x y z u u u u a u u u t x y z ?????=+++?????? ????? =+++???????????=+++?????? 或 ()du u a u u dt t ?==+??? 在欧拉法中质点的加速度du dt 由两部分组成， u t ??为固定空间点，由时间变化 引起的加速度，称为当地加速度或时变加速度，由流场的不恒定性引起。 ()u u ??v v 为同一时刻，由流场的空间位置变化引起的加速度，称为迁移加速度或位变加速度， 由流场的不均匀性引起。 欧拉法描述流体运动，质点的物理量不论矢量还是标量，对时间的变化率称为该物理量的质点导数或随体导数。例如不可压缩流体，密度的随体导数 D D u t t ρρ ρ?=+???（） 3.流体流动的分类

（1）恒定流和非恒定流 （2）一维、二维和三维流动 （3）均匀流和非均匀流 4.流体流动的基本概念 （1）流线和迹线 流线微分方程 x y z dx dy dz u u u == 迹线微分方程 x y z dx dy dz dt u u u === （2）流管、流束与总流 （3）过流断面、流量及断面平均流速 体积流量 3(/)A Q udA m s =? 质量流量 (/)m A Q udA kg s ρ=? 断面平均流速 A udA Q v A A == ? （4）渐变流与急变流 5. 连续性方程 （1）不可压缩流体连续性微分方程 0y x z u u u x y z ???++=??? （2）元流的连续性方程 12 1122 dQ dQ u dA u dA =?? =? （3）总流的连续性方程 1122u dA u dA = 6. 运动微分方程 （1）理想流体的运动微分方程（欧拉运动微分方程）

工程流体力学A卷及答案

工程流体力学 A 卷 一、单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15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，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．交通土建工程施工中的新拌建筑砂浆属于（ ） A 、牛顿流体 B 、非牛顿流体 C 、理想流体 D 、无黏流体 2．牛顿内摩擦定律y u d d μτ=中的y u d d 为运动流体的（ ） A 、拉伸变形 B 、压缩变形 C 、剪切变形 D 、剪切变形速率 3．平衡流体的等压面方程为（ ） A 、0=--z y x f f f B 、0=++z y x f f f C 、0d d d =--z f y f x f z y x D 、0d d d =++z f y f x f z y x 4．金属测压计的读数为（ ） A 、绝对压强p ' B 、相对压强p C 、真空压强v p D 、当地大气压a p 5．水力最优梯形断面渠道的水力半径=R （ ） A 、4/h B 、3/h C 、2/h D 、h 6．圆柱形外管嘴的正常工作条件是（ ） A 、m 9,)4~3(0>=H d l B 、m 9,)4~3(0<=H d l C 、m 9,)4~3(0>>H d l D 、m 9,)4~3(0<

工程流体力学A概论

四、主观题 33.简述流体的形态特征和力学特征。 答：形态特征：流体随容器而方圆，没有固定的形状。力学特征：流体主要承受压力，静止流体不能承受拉力和剪力。 34. 一封闭水箱如图所示，已知金属测压计读数 Pa，金属测压计中心和容器内 液面分别比A点高0.5m和1.5m，试求液面的绝对压强和相对压强。答： 35. 如图所示为测量容器中A点压强的真空计。已知，试求A点的真空 压强及真空度。答：

36.如图所示绕铰链C 转动的自动开启式矩形平板闸门。已知闸门倾角为，宽度 为，闸门两侧水深分别为和，为避免闸门自动开启，试求转轴C 至闸 门下端B的距离 x。 答： 37.利用检查井作闭水试验检验管径的市政排水管道施工质量。已知排水管堵 头形心高程为 256.34m，检查井中水面高程为259.04m，试求堵头所受的静水总压力大小。 答： 38.如图所示盛水（重度为）容器由半径为 R 的两个半球用 N 个螺栓连接而成，已知

测压管水位高出球顶 H ，试求每个螺栓所受的拉力 F 。 答： 39.如图所示水流流经等径直角弯管。已知管径mm，管轴上A、B 两点高差400 mm ，U 形水银差压计读数=300mm ，管流速度m/s，相对压强， ，试求相对压强和 A 、B 两断面间的机械能损失。 答： 40.如图所示，为测流需要，在宽度m的平底矩形断面渠道的测流段，将渠底抬高

0.3m 。若测得抬高前的水深为1.8m ，抬高后水面降低0.12m ，水头损失经率定按抬高 后流速水头的一半计算，试求渠道流量。 答： 四、主观题 19.为研究某铁路盖板箱涵无压过流的水力特征，拟取线性比尺进行水工模型实验。已知原型涵洞的宽度m ，高度m ，洞内设计水深m和设计流速m/s 。试确定模型的几何尺寸和模型流量 答：

《工程流体力学》考试试卷及答案解析

《工程流体力学》复习题及参考答案 整理人：郭冠中内蒙古科技大学能源与环境学院热能与动力工程09级1班 使用专业：热能与动力工程 一、名词解释。 1、雷诺数 2、流线 3、压力体 4、牛顿流体 5、欧拉法 6、拉格朗日法 7、湿周 8、恒定流动 9、附面层 10、卡门涡街11、自由紊流射流 12、流场 13、无旋流动14、贴附现象15、有旋流动16、自由射流 17、浓差或温差射流 18、音速19、稳定流动20、不可压缩流体21、驻点22、 自动模型区 二、是非题。 1.流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。（） 2.平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。（） 3.附面层分离只能发生在增压减速区。（） 4.等温管流摩阻随管长增加而增加，速度和压力都减少。（） 5.相对静止状态的等压面一定也是水平面。（） 6.平面流只存在流函数，无旋流动存在势函数。（） 7.流体的静压是指流体的点静压。（） 8.流线和等势线一定正交。（） 9.附面层内的流体流动是粘性有旋流动。（） 10.亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度增加，压力减小。（） 11.相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。（） 12.超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度减小，压力增加。（） 13.壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。（） 14.相邻两流线的函数值之差，是此两流线间的单宽流量。（） 15.附面层外的流体流动时理想无旋流动。（） 16.处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。（） 17.流体的粘滞性随温度变化而变化，温度升高粘滞性减少；温度降低粘滞性增大。 （） 18.流体流动时切应力与流体的粘性有关，与其他无关。（） 三、填空题。 1、1mmH2O= Pa 2、描述流体运动的方法有和。 3、流体的主要力学模型是指、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 与的对比关系。

工程流体力学课后习题答案_袁恩熙_流体力学第三章作业(1)

3.1一直流场的速度分布为： U=(4x 2+2y+xy)i+(3x-y 3+z)j (1) 求点（2,2,3）的加速度。 (2) 是几维流动？ (3) 是稳定流动还是非稳定流动？ 解：依题意可知， V x =4x 2+2y+xy ,V y =3x-y 3+z ,V z =0 ∴a x = t V x ??+ v x X V x ??+v y Y V x ??+v z Z V x ?? =0+(4x 2+2y+xy)(8x+y)+(3x-y 3+z)(2+x) =32x 3+16xy+8x 2y+4x 2y+2y 2+x y 2+6x-2 y 3+2z+3 x 2-x y 3+xz 同理可求得， a y =12 x 2+6y+3xy-9x y 2+3 y 5-3 y 2z a z =0 代入数据得， a x = 436,a y =60, a z =0 ∴a=436i+60j (2)z 轴方向无分量，所以该速度为二维流动 (3)速度，加速度都与时间变化无关，所以是稳定流动。 3.2 已知流场的速度分布为： k z yj yi x 2223+-=μ （1）求点（3，1，2）的加速度。 （2）是几维流动？ 解：（1）由 z u z y u y x u x t u x x x x x u u u a ????????+++=

z u z y u y x u x t u y y y y y u u u a ????????+++= z u z y u y x u x t u z z z z z u u u a ????????+++= 得： 0202 2 2+?+?+=x y x xy y x a x 0)3(300+-?-+=y a y z z a z 420002?+++= 把点（3,1,2）带入得加速度a （27,9,64） （2）该流动为三维流动。 3-3 已知平面流动的速度分布规律为 ()() j y x x i y x y u 2 22222+Γ++Γ=ππ 解：() () 2 22 22,2y x x u y x y u y x +Γ= +Γ= ππ 流线微分方程：y x u dy u dx = 代入得： ()() 2 22 222y x x dy y x y dx +Γ= +Γππ C y x ydy xdx x dy y dx =-?=-?=220 3.4 截面为300mm ×400mm 的矩形风道，风量为2700m 3／h ，求平均流速。如风道出口截面收缩为150mm ×400mm 求该截面的平均流速。 解：因为v=q A /A 所以v 1=q A /A 1=2700/(300x400x10-6)=22500m/h=6.25m/s V 2=q A /A 2=2700/(150x400x10-6)=45000m/h=12.5m/s 3.5 渐缩喷嘴进口直径为50mm ，出口直径为10mm 。若进口流速为3m/s ，求喷嘴出口流速为多少？

工程流体力学A主观作业答案

工程流体力学A第1次作业 四、主观题(共8道小题) 33.简述流体的形态特征和力学特征。 形态特征：流体随容器而方圆，没有固定的形状。 力学特征：流体主要承受压力，静止流体不能承受拉力和剪力。 34.一封闭水箱如图所示，已知金属测压计读数Pa，金属测压计中心和容器液面分别比A 点高0.5m和1.5m，试求液面的绝对压强和相对压强。 解： 由得水箱液面的相对压强 绝对压强或93.1kPa 35.如图所示为测量容器中A点压强的真空计。已知，试求A点的真空压强及真空度。解： 真空计的测压管中压缩空气压强变化可忽略不计。由题意 得A点真空压强 及真空度 36.如图所示绕铰链C 转动的自动开启式矩形平板闸门。已知闸门倾角为，宽度为，闸门两侧水深分别为和，为避免闸门自动开启，试求转轴C至闸门下端B的距离x。 解：为避免闸门自动打开，由理论力学知必有关系 式中

故 37.利用检查井作闭水试验检验管径的市政排水管道施工质量。已知排水管堵头形心高程为256.34m，检查井中水面高程为259.04m，试求堵头所受的静水总压力大小。 解：排水管堵头形心处的相对压强 堵头所受的静水总压力 38.如图所示盛水（重度为）容器由半径为 R 的两个半球用 N 个螺栓连接而成，已知测压管水位高出球顶 H ，试求每个螺栓所受的拉力 F 。 解：取上半球为隔离体，由，得 式中为静止液体作用在上半球面上的总压力的铅垂分力，由上半球面的压力体计算得 故每个螺栓所受的拉力为 39.如图所示水流流经等径直角弯管。已知管径mm，管轴上A、B两点高差400mm，U形水银差压计读数=300mm，管流速度m/s，相对压强，，试求相对压强和A、B两断面间的机械能损失。 解： 由差压计原理 得 由伯努利方程 考虑到,得A、B两断面间的机械能损失

工程流体力学 禹华谦 习题答案 第6章讲课讲稿

工程流体力学禹华谦习题答案第6章

第六章 理想流体动力学 6-1平面不可压缩流体速度分布为 Vx=4x+1；Vy=-4y. (1) 该流动满足连续性方程否? (2) 势函数φ、流函数ψ存在否?（3） 求φ、ψ 解：（1）由于 044=-=??+??y Vy x Vx ，故该流动满足连续性方程 （2）由ωz = 21(y Vx x Vy ??-??)=)44(21 +-＝0, 故流动有势，势函数φ存在，由于该流动满足连续性方程， 流函数ψ存在，. （3）因 Vx y x ??=??= ψ?=4x+1 Vy= y ??φ=-x ??ψ=-4y d φ= x ??φdx+y ??φdy=Vxdx+Vydy=(4x+1)dx+(-4y)dy φ= ?d φ=?x ??φ dx+y ??φdy=?Vxdx+Vydy=? (4x+1)dx+(-4y)dy =2x 2-2y 2+x d ψ= x ??ψ dx+y ??ψdy=-Vydx+Vxdy=4ydx+(4x+1)dy ψ= ?d ψ=?x ??ψ dx+y ??ψdy=?-Vydx+Vxdy=? 4ydx+(4x+1)dy =4xy+y 6-2 平面不可压缩流体速度分布: Vx=x 2-y 2+x; Vy=-(2xy+y). (1) 流动满足连续性方程否? (2) 势函数φ、流函数ψ存在否? (3)求φ、ψ .

解：（1）由于x Vx ??+x Vy ??=2x ＋1－（2x ＋1）＝0，故该流动满足连续性方程，流动存在. (2）由ωz = 21(y Vx x Vy ??-??)=))2(2(21 y y ---＝0, 故流动有势，势函数φ存在，由于该流动满足连续性方程，流函数ψ也存在. （3）因 Vx= x ??φ =y ??ψ= x 2-y 2+x, Vy=y ??φ=-x ??ψ=-(2xy+y). d φ= x ??φ dx+y ??φdy=Vxdx+Vydy=(x 2-y 2+x )dx+(-(2xy+y).)dy φ= ?d φ=? x ??φ dx+y ??φdy=?Vxdx+Vydy =? (x 2-y 2+x )dx+(- (2xy+y))dy =3 3 x -xy 2+(x 2-y 2)/2 d ψ= x ??ψdx+y ??ψdy=-Vydx+Vxdy ψ= ?d ψ=? x ??ψdx+y ??ψdy=?-Vydx+Vxdy =?(2xy+y)dx+ (x 2-y 2+x)dy =x 2y+xy-y 3/3 6-3平面不可压缩流体速度势函数 φ=x 2-y 2-x,求流场上A(-1,-1),及B(2,2)点处的速度值及流函数值 解: 因 Vx= x ??φ =y ??ψ=2x-1，V y ＝y x y 2-=??-=??ψ φ，由于x Vx ??+x Vy ??＝0，该 流动满足连续性方程，流函数ψ存在 d ψ= x ??ψdx+y ??ψdy=-Vydx+Vxdy ψ= ?d ψ=? x ??ψ dx+y ??ψdy=?-Vydx+Vxdy=?2ydx+(2x-1)dy=2xy-y

(完整版)工程流体力学习题集及答案

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 γ τμ=。 （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 o 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 ）

工程流体力学答案(陈卓如)第四章

［陈书4－8］测量流速的皮托管如图所示，设被测流体的密度为ρ，测压管内液体密度为1ρ，测压管内液面的高度差为h 。假定所有流体为理想流体，皮托管直径很小。试证明所测流速 ρ ρρ-= 12gh v ［证明］沿管壁存在流线，因此可沿管壁列出理想流体的Bernoulli 方程： g p g V z g p g V z ρρ2 2 2 21 2 1 122+ + =+ + （1） 其中点1取在皮托管头部（总压孔），而点2取在皮托管环向测压孔（静压孔）处。 因流体在点1处滞止，故：01=V 又因皮托管直径很小，可以忽略其对流场的干扰，故点2处的流速为来流的速度，即： 2V v = 将以上条件代入Bernoulli 方程（1），得： ()??? ?? ?-+-= g p p z z g v ρ21 212 （2） 再次利用皮托管直径很小的条件，得：021=-z z 从测压管的结果可知：()gh p p ρρ-=-121 将以上条件代入（2）式得：ρ ρρ-=12gh v 证毕。 ［陈书4－13］水流过图示管路，已知21p p =，mm 3001=d ，s m 61=v ，m 3=h 。不计损失，求2d 。 ［解］因不及损失，故可用理想流体的Bernoulli 方程： g p g v z g p g v z ρρ2 2 2 21 2 1 122+ + =+ + （1） 题中未给出流速沿管道断面的分布，再考虑到理想流体的条件，可认为流速沿管道断面不变。 此外，对于一般的管道流动，可假定水是不可压缩的，于是根据质量守恒可得： 2211A v A v = （2） 其中1A 和2A 分别为管道在1和2断面处的截面积：

西南交大,工程流体力学A离线作业

工程流体力学A 第一次作业 四、主观题(共8道小题) 33.简述流体的形态特征和力学特征。 答：形态特征：流体随容器而方圆，没有固定的形状。 力学特征：流体主要承受压力，静止流体不能承受拉力和剪力。 34.一封闭水箱如图所示，已知金属测压计读数Pa，金属测压计中心和容器内液面分别比A点高0. 5m和1.5m ，试求液面的绝对压强和相对压强。 解： 由 得水箱液面的相对压强 绝对压强 或93.1kPa 35.如图所示为测量容器中A点压强的真空计。已知，试求A 点的真空压强及真空度。 解：真空计的测压管中压缩空气内压强变化可忽略不计。由题意 得A点真空压强

及真空度 36.如图所示绕铰链C 转动的自动开启式矩形平板闸门。已知闸门倾角为 ，宽度为，闸门两侧 水深分别为和，为避免闸门自动开启，试求转轴C至闸门下端B的距离x。 解：为避免闸门自动打开，由理论力学知必有关系 式中 故 37.利用检查井作闭水试验检验管径 的市政排水管道施工质量。已知排水管堵头形心高程为256. 34m，检查井中水面高程为259.04m，试求堵头所受的静水总压力大小。 解：排水管堵头形心处的相对压强 堵头所受的静水总压力

38.如图所示盛水（重度为 ）容器由半径为 R 的两个半球用 N 个螺栓连接而成，已知测压管水位高出球顶H ，试求每个螺栓所受的拉力 F 。 解：取上半球为隔离体，由 ，得 式中为静止液体作用在上半球面上的总压力的铅垂分力，由上半球面的压力体计算得 故每个螺栓所受的拉力为

39.如图所示水流流经等径直角弯管。已知管径mm，管轴上A、B两点高差400mm，U形水银差压计 读数 =300mm，管流速度m/s，相对压强，，试求相对压强和A、 B 两断面间的机械能损失。 解: 由差压计原理 得 由伯努利方程 考虑到,得A、B两断面间的机械能损失

工程流体力学(孔珑版)第六章_题解

第六章 管内流动和水力计算 液体出流 【6-11】 加热炉消耗q m =300kg/h 的重油，重油的密度ρ=880kg/m 3，运动黏度ν=0.000025m 2/s 。如图6-54所示，压力油箱位于喷油器轴线以上h =8m 处，而输油管的直径d =25mm ，长度l =30m 。求在喷油器前重油的计示压强？[62504Pa]。 图6-54 习题6-11示意图 【解】 流速 ()s m 0.192915 025 .08803600/300444 1222=???====ππρπρ d q d q A q v m m V 2300192.915000025 .0025.00.192915<=?==νvd Re 输油管内流动是层流 沿程损失 ()m 3.91557 807 .9025.0915.1920.192915 30323226422222f =????=??===g d Re lv g v d l Re g v d l h λ 以油箱液面为1-1，喷油器前为2-2断面，列写伯努利方程： w 222 2 2112 1 122h g p z g v g p z g v a a +++=++ραρα 由于是层流，221==αα；f w h h =；01=a v ；v v a =1；h z z =-21；01=p 。 w 2 222h g p g v h ++=ρ ()[]()[] ()Pa 62489.5 0.1929153.915578807.98802 2w 2=--??=--=v h h g p ρ 【6-16】用新铸铁管输送25℃的水，流量q v =300L/s ，在l =1000m 长的管道上沿程损失为 h f =2m （水柱），试求必须的管道直径。 【解】 v d q V 24 1π=2 4d q v V π= 5 22 2 22f 8242gd lq g d q d l g v d l h V V πλπλλ=?? ? ??==λπf 22 5 8gh lq d V = d q d d q vd R e V V 1442 πννπν=== 新铸铁管 ε=0.25～0.42，25℃水的运动黏度ν=0.897×10-6m 2/s 。 取ε=0.3， λ=0.0175 得 d = 0.5790 m

工程流体力学试卷A答案

流体力学试卷 一、名词解释（5×4=20分） 1、黏性 流体在受到外部剪切力作用时发生变形(流动)，其内部相应要产生对变形的抵抗，并以内摩擦力的形式表现出来，这种流体的固有物理属性称为流体的粘滞性或粘性。 2、连续介质 由于假定组成流体的最小物理实体是流体质点而不是流体分子，因而也就假定了流体是由无穷多个、无穷小的、紧邻毗邻、连绵不断的流体质点所组成的一种绝无间隙的连续介质。 3、绝对压强 以绝对真空或完全真空为基准计算的压强成为绝对压强。 4、流管 在流场中任意取一非流线的封闭曲线，通过该曲线上的每一点作流线，这些流线所构成的封闭管状曲面称为流管。 5、局部阻力（局部损失） 发生在流动边界有急变的流域中，能量的损失主要集中在该流域及其附近的流域，这种集中发生的能量损失称为局部阻力或局部损失。 二、选择题（10×2=20分） １、理想流体是指 C 的流体。 Ａ. 所需要；Ｂ. 水；Ｃ.无粘性；Ｄ.不可压缩 ２、在伯努利方程Ｐ／ρ＋Ｈｇ＋Ｖ2／２＝ const 中，P/ρ的物理意义是 B 。Ａ. 单位重量流体的重力压力能; Ｂ.单位质量流体的压力能; Ｃ. 单位重量流体的动能; Ｄ.单位质量流体的动能 3、均匀流是指 C 。 Ａ.所有物理量与时间无关；Ｂ. 所有物理量与时间有关； Ｃ所有物理量与空间位置无关；Ｄ. 所有物理量与空间位置有关4、圆管道的层流的动量修正系数β是 C 。 Ａ.64 e R β=；Ｂ. 1/4 0.3164 e R β=； Ｃ.4 3 β=；Ｄ. 2 β=。 5、稳定流动的迹线是 C 。 Ａ.直线；Ｂ. 随时间变化的； Ｃ.不随时间变化的；Ｄ. 总是平行的。 6、表面力是指 A 。 Ａ.与控制体表面有关的力；Ｂ. 与控制体表面无关的力； Ｃ是正压力；Ｄ.是粘性力。 7、流体的静压力是与 C 无关。 Ａ.深度；Ｂ.流体的温度；Ｃ.方向；Ｄ.大气压 8、静止流体的微分方程是 D 。 Ａ.0 1 = -dp gdz ρ Ｂ. 0 1 = ? +p f ρ ；Ｃ. dt u d p f = ? + ρ 1Ｄ. 1 = +dp gdz ρ 9、已知大气压是 a a Mp p1.0 =，流体内某点的真空度为 2 2 50000 m N p c =，试问该点的绝对压 力是 B a Mp。 Ａ.0.10；Ｂ.0.05；Ｃ.0.15；Ｄ.5.10 10、临界雷诺数是用于判断 B 的准数。 Ａ. 稳定流与非稳定流；Ｂ. 层流与紊流； Ｃ. 均匀流与非均匀流; Ｄ. 有势流与非有势流 三、简答题（10×2=20分） 1.拉格朗日坐标系与欧拉坐标系不同之处？ 答： 1）拉格朗日坐标系下，着眼于流体质点，先跟踪个别流体质点，研究其运动参数随时间变化特征，然后将流场中所有质点的运动情况综合起来，得到整个流场的运动，简而言之，即观察者位于一个流体质点上，并随流体一起运动时，观察到的流场运动。 2）欧拉坐标系下，着眼于流场中的空间点，研究流体质点经过这些空间点时，运动参数随时间的变化，并用同一时刻所有空间点上的流体运动情况来描述流场运动。简单说来，即观察者位于空间的一个固定点上时，观察到的空间点上的流场运动。 3）在欧拉坐标系中，空间坐标和时间是相互独立的变量，而在拉格朗日坐标系下，空间坐标和时间并非相互独立，

工程流体力学 禹华谦 习题答案 第6章

第六章 理想流体动力学 6-1平面不可压缩流体速度分布为 Vx=4x+1；Vy=-4y. (1) 该流动满足连续性方程否? (2) 势函数φ、流函数ψ存在否?（3）求φ、ψ 解：（1）由于044=-=??+??y Vy x Vx ，故该流动满足连续性方程 （2）由ωz = 21(y Vx x Vy ??-??)=)44(21+-＝0, 故流动有势，势函数φ存在，由于该流动满足连续性方程， 流函数ψ存在，. （3）因 Vx y x ??=??=ψ?=4x+1 Vy=y ??φ=-x ??ψ=-4y d φ=x ??φdx+y ??φdy=Vxdx+Vydy=(4x+1)dx+(-4y)dy φ= ?d φ=?x ??φdx+y ??φdy=?Vxdx+Vydy=? (4x+1)dx+(-4y)dy =2x 2-2y 2+x d ψ=x ??ψdx+y ??ψdy=-Vydx+Vxdy=4ydx+(4x+1)dy ψ= ?d ψ=?x ??ψdx+y ??ψdy=?-Vydx+Vxdy=? 4ydx+(4x+1)dy =4xy+y 6-2 平面不可压缩流体速度分布: Vx=x 2-y 2+x; Vy=-(2xy+y). (1) 流动满足连续性方程否? (2) 势函数φ、流函数ψ存在否? (3)求φ、ψ . 解：（1）由于x Vx ??+x Vy ??=2x ＋1－（2x ＋1）＝0，故该流动满足连续性方程，流动存在. (2）由ωz = 21(y Vx x Vy ??-??)=))2(2(21y y ---＝0, 故流动有势，势函数φ存在，由于该流动满足连续性方程，流函数ψ也存在.

西南交大2014-2015工程流体力学A

工程流体力学A 第一次作业 、单项选择题(只有一个选项正确，共20道小题) 1. 理想流体是指忽略（）的流体。 (A) 密度 (B) 密度变化 (C) 黏度 (D) 黏度变化 正确答案：C 2. 不可压缩流体是指忽略（）的流体。 (A) 密度 (B) 密度变化 (C) 黏度 (D) 黏度变化 正确答案：B 3. 下列各组流体中，属于牛顿流体的是（）。 (A) 水、汽油、酒精 (B) 水、新拌砼、新拌建筑砂浆 (C) 泥石流、泥浆、血浆 (D) 水、水石流、天然气 正确答案：A 4. 下列各组力中，属于质量力的是（）。 (A) 压力、摩擦力 (B) 重力、压力 (C) 重力、惯性力 (D) 黏性力、重力 正确答案：C 5. 在工程流体力学中，单位质量力是指作用在单位（）上的质量力。 (A) 面积 (B) 体积 (C) 质量

(D) 重量 正确答案：C 6. 金属压力表的读数为（） (A) 绝对压强 (B) 相对压强 (C) 真空压强 (D) 当地大气压 正确答案：B 7. 重力作用下的流体静压强微分方程为（） (A) (B) (C) (D) 正确答案：A 8. 静止液体作用在曲面上的静水总压力的水平分力，式中的（） (A) 为受压面形心处的绝对压强 (B) 为压力中心处的相对压强 (C) 为受压曲面的面积 (D) 为受压曲面在铅垂面上的投影面积 正确答案：D 9. 有一倾斜放置的平面闸门，如图所示。当上下游水位都上升1m时（虚线位置）， 闸门上的静水总压力 ( )。

(A) 变大 (B) 变小 (C) 不变 (D) 无法确定 正确答案：A 10. 绝对压强、相对压强、真空压强及当地大气压强之间的关系是（） (A) (B) (C) (D) 正确答案：A 11. 下列关于压力体的说法中，正确的是（） (A) 当压力体和液体在曲面的同侧时，为实压力体， (B) 当压力体和液体在曲面的同侧时，为虚压力体， (C) 当压力体和液体在曲面的异侧时，为实压力体， (D) 当压力体和液体在曲面的异侧时，为虚压力体， 正确答案：A 12. 如图所示圆柱体，其左半部在静水作用下受到浮力，则圆柱体在该浮力作用下将（）。

工程流体力学A第次作业

网络教育《工程流体力学》课程作业 第1章 绪论 一、 单项选择题 1.理想流体是指忽略（C ）的流体。 A.密度B.密度变化C.黏度D.黏度变化 2.不可压缩流体是指忽略（B ）的流体。 A.密度B.密度变化C.黏度D.黏度变化 3.下列各组流体中，属于牛顿流体的是（A ）。 A.水、汽油、酒精B.水、新拌砼、新拌建筑砂浆 C.泥石流、泥浆、血浆D.水、水石流、天然气 4.下列各组力中，属于质量力的是（C ）。 A.压力、摩擦力 B.重力、压力 C.重力、惯性力 D.黏性力、重力 5.在工程流体力学中，单位质量力是指作用在单位（C ）上的质量力。 A ．面积B ．体积C ．质量D ．重量 二、 多项选择题 1.下列关于流体黏性的说法中，正确的是（ABCDE ）。 A.黏性是流体的固有属性 B.流体的黏性具有传递运动和阻碍运动的双重性 C.黏性是运动流体产生机械能损失的根源 D.液体的黏性随着温度的升高而减小 E ．气体的黏性随着温度的升高而增大 2.牛顿内摩擦定律dy d u μ τ=中的（BDE ）。

A.μ为流体的运动黏度 B.μ为流体的动力黏度 C.dy d u 为运动流体的剪切变形 D.dy d u 为运动流体的剪切变形速率 E. dy d u 为运动流体的流速梯度 三、 判断题 单位质量力是指作用在单位体积流体上的质量力。（×） 四、 简答题 简述流体的形态特征和力学特征。 形态特征：流体随容器而方圆，没有固定的形状。 力学特征：流体主要承受压力，静止流体不能承受拉力和剪力。 五、 计算题 1. 某流体的温度从0℃增加至20℃时，其运动黏度ν增加了15%，密度ρ 减小了10%，试求其动力黏度μ将增加多少（百分数）？ 【解】设0℃时，流体的动力黏度、运动黏度、密度分别为μνρ、、；20℃时，各物理量将均产生一增量，即分别为μμννρρ+?+?+?、、。联立 得1(11 μ ρ ν μ ρ ν ???=+ +-（）） 将10%, 15% ρ ν ρ ν ??=-=代入上式，得 2. 若某流体的动力粘度μ2 ,粘性切应力5.3=τN/m 2 ，试求该流体的流速梯 度 d d u y 。 【解】由牛顿内摩擦定律d d u y τμ =，得 第2章 流体静力学 一、单项选择题 1．金属压力表的读数为（B ）

工程流体力学(孔珑版)第三章_题解print(完整资料).doc

【最新整理，下载后即可编辑】 第三章 流体静力学 【3-2】 图3-35所示为一直煤气管，为求管中静止煤气的密度，在高度差H =20m 的两个截面装U 形管测压计，内装水。已知管外空气的密度ρa =1.28kg/m3，测压计读数h 1=100mm ，h 2=115mm 。与水相比，U 形管中气柱的影响可以忽略。求管内煤气的密度。 图3-35 习题3-2示意图 【解】 1air 1O H 1gas 2 p gh p +=ρ 2air 2O H 2gas 2 p gh p +=ρ 2gas gas 1gas p gH p +=ρ 2air air 1air p gH p +=ρ 2gas gas 1air 1O H 2 p gH p gh +=+ρρ gH gh p p air 2O H 1air 2gas 2 ρρ-=- gH gh gH gh air 2O H gas 1O H 2 2 ρρρρ-+= H H h h gas air 2O H 1O H 2 2ρρρρ=+- ()3 air 21O H gas kg/m 53.028.120 115 .01.010002 =+-?=+-=ρρρH h h 【3-10】 试按复式水银测压计（图3-43）的读数算出锅炉中水面上 蒸汽的绝对压强p 。已知：H =3m ，h 1=1.4m ，h 2=2.5m ，h 3=1.2m ，h 4=2.3m ，水银的密度ρHg =13600kg/m 3。

图3-43 习题3-10示意图 【解】 ()p h H g p +-=1O H 12ρ ()212Hg 1p h h g p +-=ρ ()232O H 32 p h h g p +-=ρ ()a 34Hg 3p h h g p +-=ρ ()()212Hg 1O H 2p h h g p h H g +-=+-ρρ ()()a 34Hg 232O H 2 p h h g p h h g +-=+-ρρ ()()a 3412Hg 321O H 2 p h h h h g p h h h H g +-+-=+-+-ρρ ()()()()() Pa 14.3663101013252.15.24.13807.910004.15.22.13.2807.913600a 321O H 1234Hg 2=+-+-??--+-??=+-+---+-=p h h h H g h h h h g p ρρ ()()()()()Pa 366300.683 1013252.15.24.1380665.910004.15.22.13.280665.913600a 321O H 1234Hg 2=+-+-??--+-??=+-+---+-=p h h h H g h h h h g p ρρ 【3-12】【解】两支管中的液面高度差为： mm 5.25tan == ?=Λl g a l h α （ans.） 【3-15】 图3-48所示为一等加速向下运动的盛水容器，水深h =2m ，加速度a =4.9m/s 2。试确定：（1）容器底部的流体绝对静压强；（2）加速度为何值时容器底部所受压强为大气压强？（3）加速度为何值时容器底部的绝对静压强等于零？ 图3-48 习题3-15示意图 【解】 0=x f ，0=y f ，g a f z -= 压强差公式 ()z f y f x f p z y x d d d d ++=ρ ()()z g a z f y f x f p z y x d d d d d -=++=ρρ ()?? --=h p p z g a p a d d ρ ()()()()??? ? ??-=-=----=-g a gh a g h g a h g a p p a 10ρρρρ ??? ? ??-+=g a gh p p a 1ρ ()a g h p p a -=-ρh p p g a a ρ--=