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流体力学第十一章

流体力学第十一章
流体力学第十一章

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:

第一章流体力学基础

液压复习参考题 注意:以下题目仅供参考,并非考试题目 一、填空题 1.液压系统中的压力取决于(负载),执行元件的运动速度取决于(流量)。 2.液压传动装置由(动力元件)、(执行元件)、(控制元件)和(辅助元件)四部分组成,其中(动力元件)和(执行元件)为能量转换装置。 3.液体在管道中存在两种流动状态,(层流)时粘性力起主导作用,(紊流)时惯性力起主导作用,液体的流动状态可用(雷诺数)来判断。 4.由于流体具有(粘性),液流在管道中流动需要损耗一部分能量,它由(沿程压力)损失和(局部压力)损失两部分组成。 5.通过固定平行平板缝隙的流量与(压力差)一次方成正比,与(缝隙值)的三次方成正比,这说明液压元件内的(间隙)的大小对其泄漏量的影响非常大。 6.变量泵是指(排量)可以改变的液压泵,常见的变量泵有( 单作用叶片泵)、( 径向柱塞泵)、( 轴向柱塞泵)其中(单作用叶片泵)和(径向柱塞泵)是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量,(轴向柱塞泵)是通过改变斜盘倾角来实现变量。 7.液压泵的实际流量比理论流量(小);而液压马达实际流量比理论流量(大)。 8.斜盘式轴向柱塞泵构成吸、压油密闭工作腔的三对运动摩擦副为(柱塞与缸体)、(缸体与配油盘)、(滑履与斜盘)。 9.外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是(吸油)腔,位于轮齿逐渐进入啮合的一侧是(压油)腔。 10.为了消除齿轮泵的困油现象,通常在两侧盖板上开(卸荷槽),使闭死容积由大变少时与(压油)腔相通,闭死容积由小变大时与(吸油)腔相通。 11.齿轮泵产生泄漏的间隙为(端面)间隙和(径向)间隙,此外还存在(啮合)间隙,其中(端面)泄漏占总泄漏量的80%~85%。 12.双作用叶片泵的定子曲线由两段(大半径圆弧)、两段(小半径圆弧)及四段(过渡曲线)组成,吸、压油窗口位于(过渡曲线)段。 13.调节限压式变量叶片泵的压力调节螺钉,可以改变泵的压力流量特性曲线上(拐点压力)的大小,调节最大流量调节螺钉,可以改变(泵的最大流量)。 14.溢流阀为(进口)压力控制,阀口常(闭),先导阀弹簧腔的泄漏油与阀的出口相通。定值减压阀为(出口)压力控制,阀口常(开),先导阀弹簧腔的泄漏油必须(单独引回油箱)。 15.调速阀是由(定差减压阀)和节流阀(串联)而成,旁通型调速阀是由(差压式溢流阀)和节流阀(并联)而成。 16.两个液压马达主轴刚性连接在一起组成双速换接回路,两马达串联时,其转速为(高速);两马达并联时,其转速为(低速),而输出转矩(增加)。串联和并联两种情况下回路的输出功率(相同)。 17.在变量泵—变量马达调速回路中,为了在低速时有较大的输出转矩、在高速时能提供较大功率,往往在低速段,先将(马达排量)调至最大,用(变量泵)调速;在高速段,(泵排量)为最大,用(变量马达)调速。 18.顺序动作回路的功用在于使几个执行元件严格按预定顺序动作,按控制方式不同,分为(压力)控制和(行程)控制。同步回路的功用是使相同尺寸的执行元件在运动上同步,同步运动分为(速度)同步和(位置)同步两大类。 19.在研究流动液体时,把假设既(无粘性)又(不可压缩)的液体称为理想流体。 20.液体流动时,液体中任意点处的压力、流速和密度都不随时间而变化,称为恒定流动。

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

重大流体力学实验1(流体静力学实验)

《流体力学》实验报告 开课实验室:年月日 学院年级、专业、班姓名成绩 课程名称流体力学实验 实验项目 名称 流体静力学实验 指导教 师 教师 评语教师签名: 年月日 一、实验目的 1、验证静力学的基本方程; 2、学会使用测压管与U形测压计的量测技能; 3、理解绝对压强与相对压强及毛细管现象; 4、灵活应用静力学的基本知识进行实际工程测量。 二、实验原理 流体的最大特点是具有易动性,在任何微小的剪切力作用下都会发生变形,变形必将引起质点的相对运动,破坏流体的平衡。因此,流体处于静止或处于相对静止时,流体内部质点之间只体现出压应力作用,切应力为零。此应力称静压强。静压强的方向垂直并指向受压面,静压强大小与其作用面的方位无关,只与该点位置有关。 1、静力学的基本方程静止流体中任意点的测压管水头相等,即:z + p /ρg=c 在重力作用下, 静止流体中任一点的静压强p也可以写成:p=p + ρg h 2、等压面连续的同种介质中,静压强值相等的各点组成的面称为等压面。质量力只为重力时, 静止液体中,位于同一淹没密度的各点的静压强相等,因此再重力作用下的静止液体中等压面是水平面。若质量有惯性时,流体做等加速直线运动,等压面为一斜面;若流体做等角速度旋转运动,等压面为旋转抛物面。 3、绝对压强与相对压强流体压强的测量和标定有俩种不同的基准,一种以完全真空时绝对压强 为基准来计量的压强,一种以当地大气压强为基准来计量的压强。

三、使用仪器、材料 使用仪器:盛水密闭容器、连通管、U 形测压管、真空测压管、通气管、通气阀、截止阀、加 压打气球、减压阀 材 料:水、油 四、实验步骤 1、熟悉一起的构成及其使用方法; 2、记录仪器编号及各点标高,确立测试基准面; 测点标高a ?=1.60CM b ?=-3.40CM c ? =-6.40CM 测点位能a Z =8.00CM b Z = 3.00CM c Z =0.00CM 水的容重为a=0.0098N/cm 3 3、测量各点静压强:关闭阀11,开启通气阀6,0p =0,记录水箱液面标高0?和测管2液面标高2?(此时0?=2?);关闭通气阀6和截止阀8,开启减压放水阀11,使0p > 0,测记0?及2?(加压3次);关闭通气阀6和截止阀8,开启减压放水阀11,使0p < 0(减压3次,要求其中一次,2?< 3?),测记0?及2?。 4、测定油容量 (1)开启通气阀6,使0p =0,即测压管1、2液面与水箱液面齐平后再关闭通气阀6和截止阀8,加压打气球7,使0p > 0,并使U 形测压管中的油水界面略高于水面,然后微调加压打气球首部的微调螺母,使U 形测压管中的油水界面齐平水面,测记0?及2?,取平均值,计算 0?-2?=H 1。设油的容重为r ,为油的高度h 。由等压面原理得:01p =a H=r h (1.4) a 为水的容重 (2)开启通气阀6,使0p =0,即测压管1、2液面与水箱液面齐平后再关闭通气阀6和截止阀8,开启放水阀11减压,使U 形管中的水面与油面齐平,测记0?及2?,取平均值,计算0?-2?=H 2。得:02p =-a H 2=(r-a)h (1.5) a 为水的容重 式(1.4)除以式(1.5),整理得:H 1/ H 2=r/(a-r) r= H 1a/( H 1+ H 2)

第一章-流体力学基础习题

~ 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×105Pa ) 【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) ; 2) 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 ; 3) 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。

第11章《 流体力学》习题解答

第11章《流体力学》习题解答 11.2.1 若被测容器A 内水的压强比大气压大很多时,可用图中的水银压强计。⑴此压强计的优点是什么?⑵如何读出压强?设 h 1=50cm,h 2=45cm,h 3=60cm,h 4=30cm ,求容器内的压强是多少大气压? 【解】 ⑴优点:可以测很高的压强,而压强计的高度不用很大 ⑵设界面处压强由右向左分别为p 0, p 1,p 2,p 3,水和水银的密度分别用ρ,ρ'表示,据压强公式,有: 43323221101,',,'gh p p gh p p gh p p gh p p A ρρρρ=-=-=-=- 031240 12341 23423434)(')(''''p h h g h h g p gh gh gh gh p gh gh gh p gh gh p gh p A +++-=++-+=+-+=++=+=∴ρρρρρρρρρρρρ 用大气压表示: atm h h h h p A 43.276 6050766.134530176766.1313124≈++?-+=++?-+ = 11.2.2 A,B 两容器内的压强都很大,现欲测它们之间的压强差,可用图中装置,Δh=50cm ,求A,B 内的压强差是多少厘米水银柱高?这个压强计的优点是什么? 【解】 由压强公式:11gh p p A ρ=- ) (, '2221h h g p p h g p p B +?=-?=-ρρ h g h g h h h g p p h g gh p gh p p p B A ?-?=?--+-?++-+=-ρρρρρρ')()() ()(21212211 用厘米水银柱高表示: cmHg h h p p B A 3.466.13/50506.13/=-=?-?=- 也可以忽略管中水的重量,近似认为压强差为50cmHg 优点:车高雅差方便,压强计的高度不需太大。

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------?==??????=?=?

流体力学流体的受力分析

(流体力学)流体的受力分析 第一部分? 流体的受力分析 (一) 静力学的研究内容 研究流体在外力作用下处于静止状态时的力学规律。通过受力分析可知:静力学主要是获得静止状态下的压强,即静压强。进一步把面积考虑进去,获得与流体相互作用的固体壁面所受到时的流体作用力。 (二) 控制体的选择 1. 控制体的定义 流场中,用几何边界所围成的固定空间区域称为控制体,它是流体力学的研究对象. 流体静力学中,把控制体又称为隔离体. (三) 流体的受力 控制体中流体质点的受力总体上可分为表面力和质量力两类. 1. 表面力(Surface Force) (1) 定义 通过接触界面作用于控制体中流体质点上的力称为表面力,又称之为接触力.如一容器内盛有水,其中壁面对所盛流体的约束力及作用于液体自由表面的大气压力等都均属于表面力 (3) 实质 ?? 虽然质量力属于“力”的概念,而加速度属于“运动”的概念,但单位质量的质量力就是加速度,在这里"动"与"力"合二为一. (四) 静止状态及静止状态时的受力分析 1. 静止状态 (1) 含义

相对于所选定的坐标系,流体不移动、不转动及不变形,称为静止状态或平衡状态。 (2) 分类 A. 绝对静止:相对于惯性坐标系,如地面,流体处于静止状态; B. 相对静止:相对非惯性坐标系,流体处于静止状态。 2. 静止状态时的受力分析 (1) 表面力:流体处于静止状态时,内部无相对运动,则流体内部各处切应力为零,流体不呈现出黏性,即表面力中只存在压强。 (2) 质量力:若处于重力场下,单位质量力为重力加速度;若还处于惯性力场下,则单位质量力还应包括惯性加速度等。一般不考虑电磁场作用。 (五) 静压强 1. 含义 流体处于静止状态下所受到的压强,称为静压强,区别于流体运动状态下的所谓动压强。 2. 实质 静压强实际上是流体所受的表面力中的法向应力。 (六) 静压强特性 1. 存在性与方向性。静止流体所受表面力中只存在静压强,其方向总是垂直于作用面,并指向流体内法线方向。 [注意]? 液体自由表面上的表面张力是例外。 2. 各向等值性。静止流体中任一点的压强值在空间各方位上,其大小均相等,它只与该点空间位置有关。

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。

流体力学第一章选择

* * [单选][B] 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。 [单选][D] 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。 [单选][A] 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。 [单选][D]

* * 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。 [单选][D] 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。 [单选][A] 将下列叙述正确的题号填入括号中:由牛顿内摩擦定律dy du μ τ=可知,理想流体( ) [A]动力粘度μ为0; [B]速度梯度 du dy 为0; [C]速度μ为一常数; [D]流体没有剪切变形 [单选][B]

* * 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。 [单选] 水的密度为1000kg/m 3,运动粘度为1×10-6m 2/s ,其动力粘度为( ) [A]1×10-9Pa ·s [B]1×10-6Pa ·s [C]10-3Pa ·s [D]1×10-1Pa ·s [单选] 无粘性流体是( ) [A]符合 ρ P =RT 的流体 [B]ρ=0的流体 [C]μ=0的流体 [D]实际工程中常见的流体 [单选]

工程流体力学答案(陈卓如)第一章

[陈书1-15] 图轴在滑动轴承中转动,已知轴的直径cm D 20=,轴承宽度cm b 30=,间隙cm 08.0=δ。间隙中充满动力学粘性系数s Pa 245.0?=μ的润滑油。若已知轴旋转时润滑油阻力的损耗功率W P 7.50=,试求轴承的转速?=n 当转速min 1000r n =时,消耗功率为多少?(轴承运动时维持恒定转速) 【解】轴表面承受的摩擦阻力矩为:2D M A τ= 其中剪切应力:dr du ρντ= 表面积:Db A π= 因为间隙内的流速可近似看作线性分布,而且对粘性流体,外表面上应取流速为零的条件,故径向流速梯度: δ ω2D dr du = 其中转动角速度:n πω2= 所以:2322nD D D nb M Db πμπμπδδ == 维持匀速转动时所消耗的功率为:3322D n b P M M n μπωπδ === 所以:Db P D n μπδπ1= 将: s Pa 245.0?=μ m cm D 2.020== m cm b 3.030== m cm 410808.0-?==δ W P 7.50= 14.3=π 代入上式,得:min r 56.89s r 493.1==n 当r 3 50min r 1000==n 时所消耗的功率为: W b n D P 83.6320233==δ μπ [陈书1-16]两无限大平板相距mm 25=b 平行(水平)放置,其间充满动力学粘性系数s Pa 5.1?=μ的甘油,在两平板间以m 15.0=V 的恒定速度水平拖动一面积为

2m 5.0=A 的极薄平板。如果薄平板保持在中间位置需要用多大的力?如果置于距一板10mm 的位置,需多大的力? 【解】平板匀速运动,受力平衡。 题中给出平板“极薄”,故无需考虑平板的体积、重量及边缘效应等。 本题应求解的水平方向的拖力。 水平方向,薄板所受的拖力与流体作用在薄板上下表面上摩擦力平衡。 作用于薄板上表面的摩擦力为: A dz du A F u u u μτ== 题中未给出流场的速度分布,且上下两无限大平板的间距不大,不妨设为线性分布。 设薄板到上面平板的距离为h ,则有: h V dz du u = 所以:A h V F u μ= 同理,作用于薄板下表面的摩擦力为: A h b V F d -=μ 维持薄板匀速运动所需的拖力: ?? ? ??-+=+=h b h AV F F F d u 11μ 当薄板在中间位置时,m 105.12mm 5.123 -?==h 将m 1025mm 253-?==b 、s m 15.0=V 、2m 5.0=A 和s Pa 5.1?=μ代入,得: N 18=F 如果薄板置于距一板(不妨设为上平板)10mm 的位置,则: m 1010mm 103-?==h 代入上式得:N 75.18=F [陈书1-17]一很大的薄板放在m 06.0=b 宽水平缝隙的中间位置,板上下分别放有不同粘度的油,一种油的粘度是另一种的2倍。当以s m 3.0=V 的恒定速度水平拖动平板时,每平方米受的总摩擦力为N 29=F 。求两种油的粘度。 【解】平板匀速运动,受力平衡。 题中给出薄板”,故无需考虑平板的体积、重量及边缘效应等。 本题应求解的水平方向的拖力。

流体力学第一章

流体力学泵与风机 主讲教师:杨艺 广东海洋大学工程学院 热能与动力工程系 电话:139******** E-mail:yiyang_1@https://www.doczj.com/doc/b1997317.html,

参考书: [1] 流体力学泵与风机, 许玉望主编, 中国建 筑工业出版社, 第一版 [2] 流体力学, 吴望一主编, 北京大学出版社, 第一版 [3] 流体力学基本理论与方法, 赵克强,韩占忠编, 北京理工大学出版社, 第一版图书馆索取号:o35/06 [4] 流体力学水力学题解, 莫乃榕,槐文信编, 华中科技大学出版社, 第一版图书馆索取号:o35-44/M864 [5] 流体力学学习方法及解题指导, 程军等编, 同济大学出版社, 第一版图书馆索取 号:o35/c540

第一节流体力学的研究对象、任务及其应用 ?定义 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,称为流体。 流体力学是研究流体机械运动规律及其应用的科学,是力学的一个重要分支。 ?研究对象 流体力学研究对象是液体和气体,统称为流体。 ?研究任务 流体力学的任务是研究流体平衡和运动的力学规律,及其在工程中的应用。

第一节流体力学的研究对象、任务及其应用 ?分类 流体力学可分为理论力学和工程流体力学。前者以理 论研究为主,后者研究实际工程中的流体力学问题。 流体力学又可分为水力学和气体动力学。 水力学研究不可压缩流体,主要是液体和一定条件下气体的平衡和运动规律; 气体动力学研究可压缩流体,主要是气体的平衡和运动规律。 ?组成 流体力学组成:一是研究流体平衡规律的流体静力学;二是研究流体运动规律的流体动力学。

第一节流体力学的研究对象、任务及其应用 ?流体力学发展简史: 第一阶段(16世纪以前):流体力学形成的萌芽阶段 公元前2286年-公元前2278年 大禹治水——疏壅导滞(洪水归于河) 公元前300多年 李冰都江堰——深淘滩,低作堰 公元584年-公元610年 隋朝南北大运河、船闸应用 埃及、巴比伦、罗马、希腊、印度等地水利、造船、航海产业发展 系统研究 古希腊哲学家阿基米德《论浮体》(公元前250年)奠定了流体静力学的基础

流体力学习题及答案-第一章

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==dy dv μτ,没有剪切应力。 (2)对于理想流体,由于粘性系数0=μ,因此0==dy dv μ τ,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 ?=??==-s m m s m UL ν。 C ?10时空气的Re 为:()()72410714.5/10014.04)/(20Re ?=??==-s m m s m UL ν 。 C ?40时水的Re 为:()() 82410067.1/100075.04)/(20Re ?=??== -s m m s m UL ν。

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。

流体力学第一章答案

第一章习题简答 1-S为防I上水温升高时,体积膨胀将水管胀裂,通常在水暧系统顶部设有膨胀水箱, 若系统内水的总体积为10ms加温前后温差为5O°C ,在其温度范用内水的体积膨胀系数 dV = a v VclT = O.OOO5 x!0x50= 0.25/n3 IT压缩机压缩空气,绝对压强从9?8067xlO4 Pa升髙到5.8840xl05 Pa,温度从 20C升髙到78°C,问空气体积减少了多少? 解:将空气近似作为理想气体来研究,则由- = RT得出P m m △—匕= 1.166 = 80% V, _w P\ 5.841 P\ 1-5如图,在相距6 =+0mm的两平行平板间充满动力粘度卩=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。假左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。 9.8067 xlO4 287x(273 + 20) =\A66kg/m s 5.8840x10' 287x(273 + 78) =5?841匕/沪 a v=0.0005/°Co求膨胀水箱的最小容积V mm o 据题意,a、?=O.OOO5/°C, V=10m5, dT=5O°C 故膨胀水箱的最小容积

解:平板受到上下两侧黏滞切力匚和1\ 作用,由T = //A —可得 〃y T = T] += //A —— + //A — = 0.7 x 0.06 x 5 _h h U 相反) 1-6两平行平板相距0.5mm,英间充满流体,下板固立,上板在2 N/nP 的力作用下以 O.25m/s 匀速移动,求该流体的动力黏度卩。 解:由于两平板间相距很小,且上平板移动速度不大,则可认为平板间每层流体的速度 分布是直线分布,则T = /zA —= /zA-,得流体的动力黏度为 dy a T T b “ 0.5x 10"3 片 in _4D A 丄 A u 0.25 b 1-7温度为20弋 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 c 求作用于单位长度管壁上的黏滞切力为多少? 解:温度为20叱 的空气的黏度为1S.5X10-6 Pa-s 如图建立坐标系,且设"二?P+c 由题意可得方程组 0 = 6/0.0 1 252+C < 0.03 = 67(0.0125-0.00 l)2+c 解得 a= -1250, uO.195 贝lj u=-l250)^+0.193 则 ^=J(-1250r +0.195)= 25()()y dy dy 10.04-0.01 0.01; = 847V (方向与

(流体力学)流体的受力分析

(流体力学)流体的受力分析第一部分? 流体的受力分析 (一) 静力学的研究内容 研究流体在外力作用下处于静止状态时的力学规律。通过受力分析可知:静力学主要是获得静止状态下的压强,即静压强。进一步把面积考虑进去,获得与流体相互作用的固体壁面所受到时的流体作用力。 (二) 控制体的选择 1. 控制体的定义 流场中,用几何边界所围成的固定空间区域称为控制体,它是流体力学的研究对象. 流体静力学中,把控制体又称为隔离体. (三) 流体的受力 控制体中流体质点的受力总体上可分为表面力和质量力两类. 1. 表面力(Surface Force) (1) 定义 通过接触界面作用于控制体中流体质点上的力称为表面力,又称之为接触力.如一容器内盛有水,其中壁面对所盛流体的约束力及作用于液体自由表面的大气压力等都均属于表面力 (3) 实质 ?? 虽然质量力属于“力”的概念,而加速度属于“运动”的概念,但单位质量的质量力就是加速度,在这里"动"与"力"合二为一. (四) 静止状态及静止状态时的受力分析 1. 静止状态 (1) 含义

相对于所选定的坐标系,流体不移动、不转动及不变形,称为静止状态或平衡状态。 (2) 分类 A. 绝对静止:相对于惯性坐标系,如地面,流体处于静止状态; B. 相对静止:相对非惯性坐标系,流体处于静止状态。 2. 静止状态时的受力分析 (1) 表面力:流体处于静止状态时,内部无相对运动,则流体内部各处切应力为零,流体不呈现出黏性,即表面力中只存在压强。 (2) 质量力:若处于重力场下,单位质量力为重力加速度;若还处于惯性力场下,则单位质量力还应包括惯性加速度等。一般不考虑电磁场作用。 (五) 静压强 1. 含义 流体处于静止状态下所受到的压强,称为静压强,区别于流体运动状态下的所谓动压强。 2. 实质 静压强实际上是流体所受的表面力中的法向应力。 (六) 静压强特性 1. 存在性与方向性。静止流体所受表面力中只存在静压强,其方向总是垂直于作用面,并指向流体内法线方向。 [注意]? 液体自由表面上的表面张力是例外。 2. 各向等值性。静止流体中任一点的压强值在空间各方位上,其大小均相等,它只与该点空间位置有关。

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