流体力学泵与风机第五版课后习题答案【篇一：流体力学泵与风机习题集】
习题集
一、填空题
1．流体力学中三个主要力学模型是（123。
2．在现实生活中可视为牛顿流体的有和等。
3．流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。它们的区别在于：前者是作
用在；而后者是作用在。
4．均匀流过流断面上压强分布服从于。
5．和液体相比，固体存在着、和三方面的能力。
6．空气在温度为290k，压强为760mmhg时的密度和容重分别为
7．流体受压，体积缩小，密度；流体受热，体
积膨胀，密度的性质，称为流体的。
8．压缩系数?的倒数称为流体的，以来表示
9．１工程大气压等于千帕，等于水柱高，等于汞柱高。
10．静止流体任一边界上压强的变化，将等值地传到其他各点，只要，
这就是的帕斯卡定律。
11．流体静压强的方向必然是沿着。
12．液体静压强分布规律只适用于。
13．静止非均质流体的水平面是，和。
14．测压管是一根玻璃直管或u形管，一端另一
端。
15．在微压计测量气体压强时，其倾角为??30?，测得l?20cm 则。 16．作用于曲面上的水静压力p的铅直分力pz等于。
17．通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为。
18．流线不能相交（驻点处除外），也不能是折线，因为流线只能
是一条光滑的。
19．、和之和以pz表示，称为总压。
20．液体质点的运动是极不规则的，各部分流体，这种流动状态称为。
?，21．由紊流转变为层流的临界流速vk由层流转变为紊流的临界
流速vk
?称为，vk称为其中vk
22．对圆管来说，临界雷诺数值rek?。
23．圆管层流的沿程阻力系数仅与而和无关。
24．根据?繁荣变化特征，尼古拉兹实验曲线可分为五个阻力区，分
别
是；；；和。
25．紊流过渡区的阿里特苏里公式为。
26．速度的或发生变化而引起的能量损失，称为损失。
27．正方形形断面管道(边长为a)，其水力半径r等于当量直径de
等于
28．正三角形断面管道(边长为a)，其水力半径r等于de
等于。
29．湿周是指和接触的周界。
滑管区与有关，在过渡区与有关，在粗糙区与有关。
31．串联管路总的综合阻力系数s等于。
32．并联管路总的综合阻力系数s与各分支管综合阻力系数的关系为。管嘴与孔口比较,如果水头h和直径d相同，其流速比v孔口
/v管嘴等于流量比q孔口/q管嘴等于
33．不可压缩流体的空间三维的连续性微分方程是。
34．m?1即气流速度与相等，此时称气体处于状态。
35．淹没出流是指液体通过时的流动。
36．气体自所形成的流动，称为气体淹没射流。
37．有旋流动是指流体微团的的流动。
38．几何相似是指即线段长度保持一定的比例。
39．因次是指物理量的。因次分析法就是通过对及因的各种性质的
分析来研究现象相似性的方法。他是一方程式
的和为基础的。
40．容积泵与风机又可分为和。
41．根据流体的流动情况，可将泵和风机分为以下四种类
别：；；和。
42．风机的压头（全压）p是指
43．单位时间内泵或风机所输送的流体量称为风机的容积流量，
特指。
44．泵或风机所提供的流量与设备本身效率之间的关系，用来表示。 45．泵或风机的工作点是与的交点。
46．泵的扬程h的定义是：泵所输送的增值。
47．安装角是指叶片与之间的交角。
48．泵和风机的全效率等于
49．当泵的扬程一定时，增加叶轮转速可以相应的轮径。
50．附面层的分离发生在区。附面层外主流区的流动属于流动。附
面层内的流动属于流动。
二、判断题
1．当平面水平放置时，压力中心与平面形心重合。
2．一个工程大气压等于98kpa,相当于10m水柱的压强。
3．静止液体自由表面的压强，一定是大气压。
4．静止液体的自由表面是一个水平面，也是等压面。
5．当静止液体受到表面压强作用后，将毫不改变地传递到液体内部
各点。
6．当相对压强为零时，称为绝对真空。
7．某点的绝对压强小于一个大气压强时即称该点产生真空。
8．流场中液体质点通过空间点时，所有的运动要素不随时间变化的
流体叫恒定流。
9．恒定流时，流线随的形状不随时间变化，流线不一定与迹线相重合。
10．渐变流过水断面上动水压强的分布规律可近似地看作与静水压
强分布规律相同。
11．流线是光滑的曲线，不能是折线，流线之间可以相交。
12．一变直径管段，a断面直径是b断面直径的2倍，则b断面的
流速是a断面流速的4倍。
13．弯管曲率半径rc与管径d之比愈大，则弯管的局部损失系数愈大。
14．随流动雷诺数增大，管流壁面粘性底层的厚度也愈大。
15．水泵的扬程就是指它的提水高度。
16．管嘴出流的局部水头损失可有两部分组成，即孔口的局部水头
损失及收缩断面出突然缩小产生的局部水头损失。
17．当流速分布比较均匀时，则动能修正系数的值接近于零。
18．流速分布越不均匀，动能修正系数的值越小。
19．在水流过水断面面积相等的前提下，湿周愈大，水力半径愈小。 20．圆形管的直径就是其水力半径。
21．为了减少摩擦阻力，必须把物体做成流线型。
23．水泵的安装高度取决于水泵的允许真空值、供水流量和水头损失。
24．大孔口与小孔口都可认为其断面上压强、流速分布均匀，各点作用水头可以认为是一常数。
三、简答题
1．什么是粘滞性？什么是牛顿内摩擦定律？不满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体还是非牛顿流体？
2．在流体力学当中，三个主要的力学模型是指哪三个？
3．什么是理想流体？
4．什么是实际流体？
5．什么是不可压缩流体？
6．为什么流体静压强的方向必垂直作用面的内法线？
7．为什么水平面必是等压面？
8．什么是等压面？满足等压面的三个条件是什么？
9．什么是阿基米德原理？
10．潜体或浮体在重力g和浮力p的作用，会出现哪三种情况？
11．等角速旋转运动液体的特征有那些？
12．什么是绝对压强和相对压强？
13．什么叫自由表面？
14．什么是流线？什么是迹线？流线与迹线的区别是什么？
15．什么是流场？
16．什么是欧拉法？
17．什么是拉格朗日法？
18．什么是恒定流动？什么是非恒定流动？
19．什么是沿程损失？
20．是局部损失？
21．什么叫孔口自由出流和淹没出流？
22．什么是有旋流动？什么是无旋流动？
23．流体力学中拉格朗曰分析法和欧拉分析法有何区别？
24．什么叫流管、流束、过流断面和元流？
25．什么是入口段长度？对于层流、紊流分别用什么表示？
26．什么是单位压能？
27．什么是滞止参数？
28．气流速度与断面的关系有哪几种？
29．什么是几何相似、运动相似和动力相似？
【篇二：许贤良_陈庆光等编著《流体力学》课后详解】1 若某种牌号的汽油的重度?为7000n/m3，求它的密度?。
7000n/m33
解：由???g得，????714.29kg/m
g9.8m/m2
?
?
得，?????997.0kg/m3?0.893?10?6m2/s?8.9?10?4pa?s ?
1.3 一块可动平板与另一块不动平板同时浸在某种液体中，它们之间
的距离为0.5mm，可动板若以 0.25m/s的速度移动，为了维持这个
速度需要单位面积上的作用力为2n/m2，求这两块平板间流体的动
力黏度?。
解：假设板间流体中的速度分布是线性的，则板间流体的速度梯度
可计算为
duu0.25?1
???500s ?3dyy0.5?10
由牛顿切应力定律???
du
，可得两块平板间流体的动力黏度为 dy
??
?dy
du
?4?10?3pa?s
题1.4图
解：圆盘不同半径处线速度不同，速度梯度不同，摩擦力也不同，
但在微小面积上可视为常量。在半径r处，取增量dr，微面积，则
微面积da上的摩擦力df为
df??da
由df可求da上的摩擦矩dt
dur??2?r?dr dz?2???
r3dr
dt?rdf?
积分上式则有
?
1
t??dt??
d20
2???
?
??d4?rdr?
32?
3
题1.5图
解：以d点为原点建立坐标系，设流速分布u?ay2?by?c，由已知条件得c=0,a=-625,b=50
则u??625y2?50y 由切应力公式???
dudu
???(?1250y?50) 得???
dydy
y=0cm时，y=2cm时，y=4cm
时，?3?0 ?1?5?10?2n/m2；?2?2.5?10?2n/m2；
解：由k?lim(?
?v?0
?v1dv
)???得 v?pvdp
1?v1(1000?995)?10?6m3
k???????0.5?10?8pa?1 ?636262
v?p995?10m2?10n/m?1?10n/m
1.7 当压强增量为50000 n/m2时，某种液体的密度增长为0.02%，求此液体的体积弹性模数?。
解：由体积弹性模数公式??
1dpdp?v?p?
得 ?lim????v???
k?v?0??v?dvd?
?p?p50000n/m2
??????2.5?108pa
?????0.02%
2
第2章流体静力学
2.1 一潜水员在水下15m处工作，问潜水员在该处所受的压强是多少？解：由p??h得，p?1000kg/m3?9.8m/s2?15m?1.47?105pa 2.2 一盛水封闭容器，容器内液面压强po=80kn/m2。液面上有无真空存在？若有，求出真空值。
解：pa?1.01?105pap0?0.8?105pa，即存在真空真空值
pv?pa?p0?0.21?105pa
2.3 如图，用u型水银测压计测量水容器中某点压强，已知
h1=6cm，h2=4cm，求a点的压强。
解：选择水和水银的分界面作为等压面得
pa??1(h1?h2)?pa??2h2
故a点压强为pa?pa??1h1?h2(?1??2)?1.14?105pa
2.4 如图示两容器底部连通，顶部空气互相隔绝，并装有压力表，
p1＝245kpa，p2＝245kpa，试求两容器中水面的高差h。
解：由p1?p2??h得，h?
p1?p2
?
(245?145)?103pa??10.2m 1000kg/m3?9.8m/s2
2.5 水压机是由两个尺寸不同而彼此连通的，以及置于缸筒内的一对活塞组成，缸内充满水或油，如图示：已知大小活塞的面积分别为
a2，a1，若忽略两活塞的质量及其与圆筒摩阻的影响，当小活塞加
力f1时，求大活塞所产生的力f2。
解：由
p1p2fa
得，f2?
12 ?
a2a1a2
题2.3图题2.4图题2.5图
2.6如图示高h=1m的容器中，上半装油下半装水，油上部真空表
读数p1=4500pa，水下部压力表读数p2=4500pa，试求油的密度?。解：由题意可得pabs?pa?p1，pabs??g
hh???p2 22
3
解得??
p2?pabs??
2
h
?836.7kg/m3
2.7 用两个水银测压计连接到水管中心线上，左边测压计中交界面在中心a点之下的距离为z，其水银柱高度为h。右边测压计中交界面
在中心a点之下的距离为z+?z，其水银柱高为h+?h。（1）试求?h 与?z的关系。（2）如果令水银的相对密度为13.6，?z=136cm时，求?h是多少？
题2.6图题2.7图
解：（1）分别取左边测压计中交界面为等压面得，
?pa??1h??2?pa
?
p??(z??z)?p??(h??h)2a1?a
解得?h与?z的关系为：?2?z??1?h （2）当?z=136cm时，?h? ?2?z
?10cm ?1
2.8 给出如图所示a、b 面的压强分布图。
（a）
（b）
题2.8图
（c）
解：
4
2.9 如图示一铅直矩形平板ab如图2所示，板宽为1.5米，板高
h=2.0米，板顶水深h1=1米，求板所受的总压力的大小及力的作用点。
题2.9图题2.10图
解：将坐标原点放在水面与直板延长线的交点，水平向右为o-x轴，竖直向下为o-y轴，建立直角坐标系o-xy，在y方向上h处取宽度
为dh的矩形，作用力df为
df??hda?1.5?hdh
在y方向上积分得总压力f为
h?h1
h?h1
f??
h
df??
h
1.5?hdh?
1.5?2
[(h?h1)2?h1]?5.88?104n 2
总压力的作用点为
hv?
?hdf
f
?
?
h?h1
h
1.5?h2dhf
?2.167m
解：建立坐标系o-xy，原点在o点，ox垂直于闸门斜向下，oy沿闸门斜向下，浸在水中的闸门上的作用力（不计大气压力）为
f??hca??
hbh
? 2sin60?
设压力中心为d到ox轴的距离为zd，则有
bh3
()?h0jcchc2hzd??zc????????sin?zcasin60?2sin60?sin603sin 60()2sin60?sin60?
当闸门转动时，f与g产生的合力矩与提升力t产生的力矩相等，则有
t(c?h)?bh2c2hh?c
?(?)?g
tan60?2sin60?sin60?3sin60?2tan60?
则t大小为
5
【篇三：典型例题----流体力学】
>1 基本概念及方程
?v/v??p/e
5
e?np0(p/p0?b)
p为绝对压强。
当地大气压未知，用标准大气压
p0?1.01325
?10
pa
5
代替。
pa
p1?p0?g1/a?1.76325p2?p0?g2/a?3.01325
?10
p2/p0
?10
5
pa
因
p1/p0
和
p2/p0
不是很大，可选用其中任何一个，例如，选用
来计算
体积弹性系数：
e?np0(p2/p0?b)?2.1299
?10
9
9
pa
在工程实际中，当压强不太高时，可取
e?2.1?10
?5
pa
?h/h??v/v??p/e?(p2?p1)/e?6.4827?h?604827
?10
?5
?10
h?3.2413?10
?5
m
同样，打开阀门2时，
两式相减并化简得
代入已知数据，得
所以有
2 基本概念及参数
因此
【1－4】高速水流的压强很低，水容易汽化成气泡，对水工建筑物产生气蚀。拟将小气泡合并在一起，减少气泡的危害。现将10个半径r1＝0.1mm的气泡合成一个较大的气泡
【解】小泡和大泡满足的拉普拉斯方程分别是
令x＝r/r1，将已知数据代入上式，化简得
上式为高次方程，可用迭代法求解，例如，
以xo = 2作为初值，三次迭代后得x＝2.2372846，误差小于105，因此，合成的气泡的半径为
－
还可以算得大、小气泡的压强分布为
，
。
所以力矩
另一方面，从摩擦阻力f的等效力系看，造成飞轮减速的力矩为：
为线性分布。则
摩擦阻力矩应等于m，即t=m 即
所以
3 流体静力学
【2－1】试求解图中同高程的两条输水管道的压强差p1－p2，已知液面高程读数z1＝18mm，z2＝62mm，z3＝32mm，z4＝53mm，酒精密度为800kg/m3。
将z的单位换成m，代入数据，得
同样，打开阀门2时，