流体力学作业1

一、单选题1．层流与湍流的本质区别是（）。

DA 湍流流速＞层流流速；B 流道截面大的为湍流，截面小的为层流；C 层流的雷诺数＜湍流的雷诺数；D 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。

2．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。

AA 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。

3．当被测流体的（）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。

DA 真空度；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。

4．当被测流体的绝对压力（）外界大气压力时，所用的测压仪表称为真空表。

BA 大于；B 小于；C 等于；D 近似于。

5. 流体在园管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心的最大流速的关系为（）。

BA. Um＝1/2Umax；B. Um＝0.8Umax；C. Um＝3/2Umax。

6. 从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( )。

AA. 与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关；B. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细有关；C. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细无关。

7.层流底层越薄( )。

CA. 近壁面速度梯度越小；B. 流动阻力越小；C. 流动阻力越大；D. 流体湍动程度越小。

8.层流与湍流的本质区别是：( )。

DA. 湍流流速>层流流速；B. 流道截面大的为湍流，截面小的为层流；C. 层流的雷诺数<湍流的雷诺数；D. 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。

9.在稳定流动系统中，水由粗管连续地流入细管，若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（）倍。

CA. 2；B. 8；C. 4。

10.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（）。

CA. 流动速度大于零；B. 管边不够光滑；C. 流体具有粘性。

11.水在园形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的（）。

AA. 1/4；B. 1/2；C. 2倍。

12．柏努利方程式中的项表示单位质量流体所具有的（）。

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 ZV 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 yu y xu x tu x x x x xuuua ∂∂∂∂∂∂∂∂+++=z u z yu y xu x t u y y y y y u u u a ∂∂∂∂∂∂∂∂+++=z u z yu y x u x tu z z z z z uuua ∂∂∂∂∂∂∂∂+++=得：020222+⋅+⋅+=x y x xy y x a x0)3(300+-⋅-+=y a yz 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 xi y x y u 222222+Γ++Γ=ππ解：()()22222,2y x xu y x yu y x +Γ=+Γ=ππ代入得：()()222222y x x dy y x y dx +Γ=+ΓππC y x ydy xdx xdy y dx =-⇒=-⇒=2203.4 截面为300mm ×400mm 的矩形风道，风量为2700m 3／h ，求平均流速。

题目1.1．牛顿内摩擦定律适用于（）
A.任何流顿流体
题目2.2．液体不具有的性质是（）
A.粘滞性
B.易流动性
C.抗拉性
D.压缩性
【答案】：抗拉性
题目3.1．压强和切应力属表面力。
对
错
【答案】：对
题目4.2．流体惯性力与加速度方向相同。
对
错
【答案】：错
题目5.1．为什么要建立连续介质模型？
【答案】：
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。
题目6.
1．已知某水流流速分布为u=0.72y 1/10，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v=0.1010cm2/s，计算相应的切应力。
【答案】：
解：
（1）：①?求出点流速,②设y的增量dy=0.01m?③dyyy+=处的点流速，④求出求解流速梯
du/dy=0.5477*1/s , 0.1332*1/s , 0.07169*1/s
（2）:r=*du/dy=5.53*10-6Pa ; 1.345*10-6Pa ; 0.724*10-6Pa。

基础知识-流体力学(一)(总分72,考试时间90分钟)一、单项选择题1. 水的弹性系数K=2.10×103MPa，压强增加98kPa时，水体的体积5m3，则体积的相对变化量近似为( )。

(A) -4.67×10-5 (B) 4.67×10-5(C) -2.3×10-4 (D) 2.3×10-42. 连续介质的概念指的是( )。

(A) 有黏性的、均质的流体(B) 理想不可压缩流体(C) 分子充满所占据的空间，分子之间没有间隙的连续体(D) 不可压缩恒定且分子之间距离很小的连续体3. 在测量液体压强时，小直径测压管出现上升或下降的现象，主要是受到( )作用。

(A) 重力 (B) 表面张力 (C) 黏性力 (D) 压力4. 一根小玻璃管(d≤8mm)插入水液体中，图6-6示可能正确的是( )。

5. ( )流体可作为理想流体模型处理。

(A) 不可压缩(B) 速度分布为线性(C) 黏性力为零(D) 黏性力很小6. 对于流体力学的一个重要特性：黏滞性，下列说法不正确的是( )。

(A) 液体的黏滞性是抵抗切向变形的一种性质(B) 相同温度的水与石油，水比石油的黏滞性要小(C) 同一种液体，因温度降低而使液体的内聚力升高，从而黏滞性减小(D) 黏滞性是液体流动时产生能量损失的内因7. 如图6-7示封闭容器内表面的压强p0＜pa。

(环境大气压)，剖面ABC静水压强分布可能正确的是( )。

8. 如图6-8所示封闭水容器安装两个压力表，上压力表的读数为0.05kPa一下压力表的读数为5kPa，A点测压管高度h应为( )m。

(A) 0.305 (B) 0.505 (C) 0.510 (D) 0.3109. 为了求二向曲面引入压力体的概念，压力体是由三个条件构成的封闭体，下列不是构成二向曲面剖面的条件是( )。

(A) 受压面曲线本身(B) 水面或水面的延长线(C) 水底或水底的延长线(D) 受压面曲线边缘点到水面或水面的延长线的铅垂线10. 某点用测压管测得高度如图6-9所示，液体为水，环境大气压98kPa则该点的压力真空值应为( )kPa。

高
等
学
校
教
材
过程装备与控制工程专业核心课程教材
工程流体力学
习题参考答案
主讲：陈庆光
化学工业出版社教材出版中心
黄卫星, 陈文梅主编. 工程流体力学, 北京：化学工业出版社教材出版中心，2001.8
习题 1-1 如图 1-9 所示，一个边长 200mm 重量为 1kN 的滑块在 20 斜面的油膜上滑动，油膜 厚度 0.005m，油的粘度 µ = 7 × 10−2 Pa ⋅ s 。设油膜内速度为线性分布，试求滑块的平衡速度。
V= 1000 3 1000 （因为是正方形容器，厚度为 3m） 。 m 的油，使左侧容器中的油的高度增加了 ρ油 g 3ρ油 g
假设此时右侧容器的水位在原来的基础上升高了 ym，则根据左右容器的尺寸关系，左侧的油 柱将下降 2ym。再根据等压面（等压面下降了 2ym 的高度）的性质有： 1000 1000 + ρ油 g h ( y + 2 y ) + (3 − 2) ⇒ y = 9 ρ g ≈ 0.01134m = 11.34mm 3ρ g = ρ水 g 水 油 习题 3-2 在海中一艘满载货物的船，其形态如图 3-10 所示。船底长度 12m，舱体宽度(垂直 于纸面)上下均为 6m，船长两端梯度均为 45 ，并近似取海水的密度为 1000 kg m3 。求船加 上货物的总质量。
参考答案 3
∂v ∂v y ∂vx ∂vz ∂v y ∂vx − − Ω = ∇×v = z − i + j+ ∂y ∂z ∂z ∂x ∂x ∂y ∂v ∂v cz cy j− k = x j+ x k = ∂z ∂y y2 + z2 y2 + z2

严新华主编《水力学（修订本）》教材（科技文献出版社2001年版）部分习题参考答案第一章 习题答案1-1 水的运动粘性系数s m /10006.126-⨯=ν；空气的动力粘性系数s Pa ⋅⨯=-51081.1μ。

1-2 活塞移动速度s m V /49.0=。

1-3 动力粘性系数s Pa ⋅=151.0μ。

1-4 2/5.11m N =τ。

1-5 阻力矩m N M ⋅=6.39。

第二章 习题答案2-1（a ）图中2/6.68m KN p A =；绝对压强2/93.169m KN p A='。

（b ）图中22/4.29,0,/6.19m KN p p m KN p A B C -===；绝对压强222/93.71,/33.101,/93.120m KN p m KN p m KN p AB C ='='='。

2-2 20/4900m N p -=；液面真空值20/4900m N p V =。

2-3（1）2/54.115m KN p A ='；2/47.17m KN p A =。

（2）压力表读数m h m KN p M 213.1,/63.92==。

2-4 A 点表压强2/8.9m KN p A -=；液面空气真空度2/6.19m KN p V =。

2-5 m H 40.0=。

2-6 cm h 1284=。

2-7 O H 84.172mmh V =。

2-8 ①2/22.185m KN p p B A =-；②2/42.175m KN p p B A =-。

2-9 ⑴21/86.1m KN p p B A -=-为油时：ρ；⑵21/784.0m KN p p B A -=-为空气时：ρ。

2-10 ⎪⎭⎫⎝⎛-='b a 1ρρ；gH b a p p BA ρ=-。

2-11 241/1084.118m N p ⨯=。

2-12 )/3.101(/84.37822m KN p m KN p a =='取：。

题目：1．牛顿内摩擦定律适用于（）
选项A：任何流体
选项B：牛顿流体
选项C：非牛顿流体
答案：牛顿流体
题目：2．液体不具有的性质是（）
选项A：粘滞性
选项B：抗拉性
选项C：易流动性
选项D：压缩性
答案：抗拉性
题目：3．连续介质假定认为流体（）连续。

选项A：原子间
选项B：分子间
选项C：在宏观上
选项D：在微观上
答案：分子间
题目：4．在国际制单位制中流体力学基本量纲不包括（）选项A：长度
选项B：质量
选项C：时间
选项D：力
答案：力
题目：5．在静水中取一六面体，作用在该六面体上的力有（）选项A：正压力、重力
选项B：切向力、重力
选项C：正压力、切向力、重力
选项D：切向力、正压力
答案：正压力、切向力、重力
题目：6．下属那些力属于质量力（）
选项A：粘滞力
选项B：表面张力
选项C：弹性力
选项D：重力
选项E：惯性力
答案：重力
题目：1．压强和切应力属表面力。

选项A：对
选项B：错
答案：对
题目：2．流体惯性力与加速度方向相同。

选项A：对
选项B：错
答案：错
题目：3．粘滞性可以制止流体流动。

流体⼒学作业11.⼯程流体⼒学《科学出版社》18页，例1－3图1－5是滑动轴承⽰意图，直径60d mm =，长度140L mm =，间隙0.3mm δ=，间隙中充满了运动粘度6235.2810/m s ν-=?，密度3890/kg m ρ=的润滑油。

如果轴的转速500/min n r =，求轴表⾯磨擦阻⼒f F 和所消耗的功率p 的⼤⼩。

解：假设间隙是同⼼环形，因δ d ,间隙中的速度分布直线分布规律()u u r =，轴表⾯的速度梯度为60du rw dn dr πδδ== ⼜运动粘度µ＝ργ＝3.14ⅹ210-（Pa s ?）摩擦表⾯积 A dL π=根据⽜顿内摩擦定律，作⽤在轴表⾯的摩擦阻⼒为 f F ＝duA drµ?＝4.33N 摩擦阻⼒消耗的功为 2260f f d n P F rw F π==?＝6.8W 2. ⼯程流体⼒学《科学出版社》 46-47页，例2－4试推导装满液体的圆柱形容器，如图2－19所⽰，在下述条件下绕垂直轴作等⾓速度旋转时的压强表达ω式（a ）容器的顶盖中⼼处开⼝（b ）容器的顶盖边缘处开⼝解：等⾓速度旋转时压强的⼀般表达式为：22()2w r p g z c gρ=-+ （1）(a) 顶盖中⼼处开⼝则00,0r z p p ===时，,代⼊（1）式得0c p =，于是压强公式为：220()2w r p p g z gρ=+-（b ）顶盖边缘开⼝，则0,0r R z p p ===时，得此时压强公式为2220()[]2w R r p p g z gρ-=-+3. ⼯程流体⼒学《科学出版社》 55-56页，例2－6如图2－26所⽰⼀弧形闸门，半径7.5R m =，挡着深度 4.8h m =的⽔，其圆⼼⾓43α=，旋转轴的位置距底为 5.8H m =，闸门的⽔平投影 2.7CB a m ==，闸门的宽度 6.4b m = 试求作⽤在闸门上的总压⼒的⼤⼩和压⼒中⼼。

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。

牛顿内摩擦定律中的（BDE )。

A.为流体的运动黏度B。

为流体的动力黏度C。

为运动流体的剪切变形D.为运动流体的剪切变形速率E.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,其运动黏度增加了15％,密度减小了10％，试求其动力黏度将增加多少(百分数）？【解】设0℃时，流体的动力黏度、运动黏度、密度分别为；20℃时，各物理量将均产生一增量,即分别为.联立得将代入上式,得2.若某流体的动力粘度=0。

1N.s/m2,粘性切应力N/m2，试求该流体的流速梯度。

【解】由牛顿内摩擦定律，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 B。

解：列A点和B点所在断面的伯努利方程（假 设流动方向为A到B）
0
pA
g

v
2 A
2g


h
pB
g

vB2 2g
hwAB
则
hwA B

pA pB
g
vA2 vB2 2g
h
其中
Q
vA

1 4
d
2 A
6.37(m/s)
Q
vB

1 4
d
2 B
1.59(m/s)
g 2g g 2g
p vA2 pC vC2
g 2g g 2g
由以上三个方程可求出三通所受水平力-R=816kN； 当Q=0时，说明流体速度为零，此时，-R=-1136kN。
4.直径d=100mm的虹吸管， 位置如图所示。求流量和2、3 点的压力（不计损失）。
解: 列1、4断面的伯努利方程，以过4点的水平面为基准面：
υx x
υy
υx y
υz
υx z

ay

υy t
υx
υy x
υy
υy y
υz
υy z

az

υz t
υx
υz x
υy
υz y
υz
υz z

2.一变直径的管段AB，直径 dA=0.2m， dB=0.4m， 高差Δ h=1.0m，用压力表测 得pA=70kPa ， pB=40kPa， 用流量计测得流量Q=0.2m3/s。 试判断水在管段中流动的放向？
解：选取图中坐标方向、分离体。设三通对流 体的作用力为R，如图所示。 应用动量方程：

16秋学期《流体力学》在线作业1
一、单选题（共 10 道试题，共 50 分。）
1. 流量为Q，速度为V的射流冲击一块与流向垂直的平板，则平板受到的冲击力为____ 。
A.
B.
正确答案：
2. 圆管流动中，层流的临界雷诺数等于____ 。
A. 20000
B. 2320
正确答案：
3.
A. 12
B. 0.027
正确答案：
4. 水从一个水池经一条管道流出大气，求出流量Q时，应对____这两个截面应用伯努利方程。
A. 水面和管道出口
B. 水面和管道入口
正确答案：
5. 应用动量方程求流体对物体的合力时，进、出口的压强应使用____
A. 绝对压强
B. 正确
正确答案：
9. 粘性流体在圆管中流动时，截面上的速度分布是均匀的
A. 错误
B. 正确
正确答案：
10. 物体在粘性流体中运动需克服粘性阻力，粘性阻力是作用在物体上的粘性切应力的总和.
A. 错误
B. 正确
正：
6. 超音速气流在绝热摩擦管流动，沿流动方向，速度____ 。
A. 可能大于1
B. 可能小于1
正确答案：
7. 如果M→∞，则λ→____。
A. 0
B.
正确答案：
8.
A. 2
B. 1.57×104
正确答案：
9.
A. ＞
B. ＝
正确答案：
A. 错误
B. 正确
正确答案：
3. 对于平板边界层的前缘附近，可应用边界层的微分方程进行求解。

第一次作业作业要求：1）计算题需列出相关的计算公式，步骤需尽量详细、清晰2）独立完成，并在规定时间内上传递交（不交或迟交作业会影响平时成绩）简答题：1）与固体相比，流体的易变形性有哪些特点？答：流体的易变性是流体的决定性宏观力学特征，它决定了流体的各种力学行为。

主要有以下特征：在受到剪力持续作用时，固体的变形一般是微小的或有限的，但流体却能产生很大的甚至无限大的变形；固体内的切应力由剪切变形量决定，而流体内的切应力与变形量无关，由变形速度决定；当剪力停止作用时，固体变性能恢复或部分恢复，流体则不作任何恢复；任意改变均质流体元排列次序,不影响它的宏观物理性质; 任意改变固体元的排列无疑将彻底破坏它；固体重量引起的压强只沿重力方向传递,垂直于重力方向的压强一般很小或为零；流体平衡时压强可等值地向各个方向传递，压强可垂直作用于任何方位的平面上；固体表面之间的摩擦是滑动摩擦,摩擦力与固体表面状况有关；流体与固体表面可实现分子量级的接触，达到表面不滑移；流体流动时，内部可形成超乎想象的复杂结构；固体受力时，内部结构变化相对简单。

2）简述牛顿粘性定律，并写出粘性切应力与切应变的关系式。

答：流体两部分由于缺乏润滑而引起的阻力，同这两部分彼此分开的速度成正比，称为牛顿粘性定律。

粘性切应力与切应变的关系式：τy x=μ*（dγ/d t）=μγμ称为动力粘度，简称粘度，由液体性质决定。

γ称为角变形速率或剪切变形速率，简称切变率。

3）何为流体迹线、流线、脉线？答：迹线是流体质点的运动轨迹。

在流场中对某一流体质点作标记, 将其在不同时刻所在的位置点连成线就是该流体质点的迹线。

迹线是流场中实际存在的线。

具有持续性, 随时间的增长, 迹线不断延伸。

流线是指示某一时刻流场中各点的速度矢量方向的假想曲线, 定义为任意一点的切线方向与该点的速度矢量方向一致的瞬时矢量切线。

流线是瞬时线。

脉线是相继通过某固定点的流体质点连成的线。

在定常流中脉线的形状不变, 与流线、迹线重合, 因此常用它来代表流线。

国家开放大学《流体力学基础》形考作业1-4答案形考作业11均质流体是指各点密度完全相同的流体。

对2静止流体不显示粘性。

对3温度升高时，空气的粘度减小。

错4当两流层间无相对运动时，内摩擦力为零。

对5理想流体就是不考虑粘滞性的、实际不存在的，理想化的流体。

对6压缩性是指在温度不变的条件下，流体的体积随压力而变化的特性。

对7压缩性是指在压强不变的条件下，流体的体积随温度而变化的特性。

错8热胀性是指在压强不变的条件下，流体的体积随温度而变化的特性。

对9当流体随容器作匀速直线运动时，流体所受质量力除重力外还有惯性力。

错10静止流体中不会有拉应力和切应力，作用于其上的表面力只有压力。

对11静止流体上的表面力有法向压力与切向压力。

错12静止流体中任一点压强的大小在各个方向上均相等，与该点的位置无关。

错13处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。

错14相对静止状态的等压面一定也是水平面。

错15相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。

对16某点的绝对压强只能是正值。

对17某点的相对压强可以是正值，也可以是负值。

对18流线和迹线—定重合。

错19非均匀流的流线为相互平行的直线。

错20均匀流的流线为相互平行的直线。

对21液体粘度随温度升高而()。

B.减小22水力学中的一维流动是指()。

D.运动参数只与一个空间坐标有关的流动23测量水槽中某点水流流速的仪器是( )。

B.毕托管24常用于测量管道流量的仪器是( )。

B.文丘里流量计25相对压强的起量点是( )。

D.当地大气压强26从压力表读出的压强值一股是( )。

B.相对压强27相对压强是指该点的绝对压强与（)的差值。

B.当地大气压28在平衡液体中，质量力与等压面( )。

D.正交29流体流动时，流场中运动参数的分布规律随时间发生变化的流动称为( ）。

B.非恒定流30流体流动时，流场中各位置点运动参数不随时间发生变化的流动称为( )。

A.恒定流31若流动是一个坐标量的函数，又是时间t的函数，则流动为()。

（⽔⼒学）-流体⼒学实验（1）壹、静⽔压强实验⼀、实验⽬的1、加深对⽔静⼒学基本⽅程物理意义的理解，验证静⽌液体中，不同点对于同⼀基准⾯的测压管⽔头为常数（即C g p z =+ρ）。

2、学习利⽤U 形管测量液体密度。

3、建⽴液体表⾯压强a p p >0，a p p <0的概念，并观察真空现象。

4、测定在静⽌液体内部A 、B 两点的压强值。

⼆、实验原理在重⼒作⽤下，⽔静⼒学基本⽅程为：C gp z =+ρ它表明：当质量⼒仅为重⼒时，静⽌液体内部任意点对同⼀基准⾯的z 与gp ρ两项之和为常数。

重⼒作⽤下，液体中任何⼀点静⽌⽔压强gh p p ρ+=0，0p 为液体表⾯压强。

a p p >0为正压；a p p <0为负压，负压可⽤真空压强v p 或真空⾼度v h 表⽰：abs a v p p p -= gp h v v ρ= 重⼒作⽤下，静⽌均质液体中的等压⾯是⽔平⾯。

利⽤互相连通的同⼀种液体的等到压⾯原理，可求出待求液体的密度。

三、实验设备在⼀全透明密封有机玻璃箱内注⼊适量的⽔，并由⼀乳胶管将⽔箱与⼀可升降的调压筒相连。

⽔箱顶部装有排⽓孔1k ，可与⼤⽓相通，⽤以控制容器内液体表⾯压强。

若在U 形管压差计所装液体为油，⽔油ρρ<，通过升降调压筒可调节⽔箱内液体的表⾯压强，如图1-1所⽰。

图 1—1四、实验步骤1、熟悉仪器，测记有关常数。

2、将调压筒旋转到适当⾼度，打开排⽓阀1k ，使之与⽔箱内的液⾯与⼤⽓相通，此时液⾯压强a p p =0。

待⽔⾯稳定后，观察各U 形压差计的液⾯位置，以验证等压⾯原理。

3、关闭排⽓阀1k ，将调压阀升⾄某⼀⾼度。

此时⽔箱内的液⾯压强a p p >0。

观察各测压管的液⾯⾼度变化并测记液⾯标⾼。

4、继续提⾼调压筒，再做两次。

5、打开排⽓阀1k ，使之与⼤⽓相通，待液⾯稳定后再关闭1k （此时不要移动调压筒）。

6、将调压筒降⾄某⼀⾼度。

⎞1.4 ⎟ ⎠
=
596K
压缩开始时， Ev = κ p1 = 1.4× 3.4×105 = 4.76×105 Pa
压缩结束时， Ev = κ p2 = 1.4× 3.236×106 = 4.53×106 Pa
第二章
2-4 设液体中密度随深度 h 而增加， ρ = kh + ρ0 ，式中 k 为常数，ρ0 为液面处密度，试推
导液体中压强随深度变化规律。
解：根据静止流体内压强变化的基本方程
dp dh
=
ρ
g
，把密度的表达式
ρ
=
kh
+
ρ0
代入得：
dp dh
=
(kh +
ρ0 )
g
。积分后得到：
p
=
kgh2 2
+
ρ0 gh
+C
。
当
h
=
0,
p
=
0
时，确定常数 C
=
0
。所以液体中压强随深度变化规律为：
p
=
kgh2 2
+
ρ0 gh
。
2-6 如题 2-6 图所示，封闭容器中盛有ρ = 800 kg/m3 的油，h1 = 300 mm，油下面为水，h2 = 500 mm，测压管中水银液位读数 h = 400 mm，求封闭容器中油面上的压强 p 的大小。 解： p + ρ油gh1 + ρ水 gh2 = pa + ρ汞gh
p1 = p2 = pm + ( ρH2O g h + h1 )
p2 = p3 + ρHg gh1
解： p3 = p4 p5 = p4 + ρAl gh3

流体静力学一：牛顿内摩擦定律的应用1、在下图中，气缸内壁的直径D=12cm，活塞直径d=11.96cm，活塞的长度l=10cm，活塞往复运动的速度为1m/s，润滑油液的动力粘度为0.1 Pa·s，试问作用在活塞上的黏性力为？2、如图所示，上端为固定壁面，下端为运动壁面。

里面充满油。

中心有一平板在以3m/s 速度运动。

中心平板长、宽均为30cm，厚度可忽略不计。

平板距离上端为1mm，距离下端为2.2mm。

油的粘度系数为0.027Pa.s，下端运动壁面速度为0.3m/s。

试求速度为零的位置y A及拉力F？解：根据题意：速度为零的位置根据速度梯度相似性， 2.230.3A A y y -= 得到0.2A y =mm F 由上下两部分组成，U L F F F =+ U F 为上面的拉力，L F 为下端拉力。

1030.027*0.3*0.3*7.290.001U du V F A A N dy h μμ-==== 2(0.3) 3.30.027*0.3*0.3* 3.6450.0022L du V F AA N dy h μμ--==== 7.29 3.64510.935U L F F F N =+=+=二：平面静压力的计算3、如图所示，某挡水矩形闸门，门宽b=2m ，一侧水深h 1=4m ，另一侧水深h 2=2m ，试用解析法求该闸门上所受到的静水总压力。

4、如图所示，蓄水池被一个L 形铰链控制水位。

已知铰链宽度5m ，出口高度15m ，水平长度8m 。

为了存储高度为12m 的水位，在水平端上加载的质量w 为多少？提示：力矩平衡的应用根据题意，在A 点形成力矩平衡：出口平均压强 ：62c h p gh g g ρρρ===pa压力为 **12*560F p A p p === N 作用点为22*12/383p h y m === 即距离底部4m 。

力矩平衡 F*(15-4)=w*8 得到 w=360*1.0*103*9.8*11/8=441000牛顿二：曲面静压力的计算5、如图所示：有一圆形滚门，长 1m （垂直圆面方向），直径为 4m ，两侧有水，上游水深4m ，下游水深2m ，求作用在门上的总压力的大小及作用线的位置。

即 解出， 由得 由拉格朗日初始条件 得，质点的迹线为 速度的拉格朗日描述为 1.11 已知u=(a-1)et+1,v=1-(b+1)e-t,w=0,求 （1）加速度场及t=1时在x=1,y=1处的值； （2）迹线及流线及经（0，1，0）处的流线和t=1时在（1，0， 0）处的迹线； （3）散度及旋度。 [解答]（1）由已知的拉氏场求加速度场的拉格朗日表述为 又由已知u=(a-1)et+1,v=1-(b+1)e-t, w=0， 得 由初始条件得
.3 速度场由 v=(x2t,yt2,xz)
给出，当t=1时求质点P（1，3，2）的速度及加速度。 [解答]由v=(x2t,yt2,xz)得t=1时P（1，3，2）的速度为v=(1，3，2)
由 ，
，
当t=1时质点的加速度 即。
.5 已知质点的位置表示如下： x=a,y=b+a(e-2t-1),z=c+a(e-3t-1)
（4）散度 旋度 = =由旋度 Nhomakorabea涡线方程为 即解之得
（5）速度梯度， 应变率张量
旋转张量
1.9 已知u=x+1,v=x,w=0,求 （1）速度的拉格朗日描述； （2）质点加速度； （3）散度及旋度；运动是否有旋；流体是否不可压； （4）迹线及流线。
[解答]（1）由,得 得
再由初始条件得
速度的拉格朗日描述为
速度的欧拉表示为 （2）对于拉格朗日表示
将（*）式代入上式得欧拉表示为 将（x,y,z）=(1,0,0)代入得 将（a,b,c）=(1,0,0)代入得
（3）流线微分方程为 由z=const 流线方程转化为
解之得 代入得：，const=1 过点的流线方程为 而迹线方程的参数方程即为，