第一章-流体力学基础习题

《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-2B、M*L2*TC、M*L*T(-2)D、L(-1)*T10.单位体积液体的重量称为液体的______，其单位。

A、容重N/m2B、容重N/M3C、密度kg/m3D、密度N/m311.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_____。

第一章《流体力学》练习题一、单选题1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。

A 质量；B 粘度；C 位能；D 动能。

A2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。

A 密度；B 粘度；C 位能；D 动能。

A3．层流与湍流的本质区别是（）。

A 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。

D4．气体是（）的流体。

A 可移动；B 可压缩；C 可流动；D 可测量。

B5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。

A 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。

C6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。

A 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。

A7．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。

A 真空度；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。

D8．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压力表。

A 大于；B 小于；C 等于；D 近似于。

A9．（）上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值，称为表压力。

A 压力表；B 真空表；C 高度表；D 速度表。

A10．被测流体的（）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。

A 大气压；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。

D11. 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（）。

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

B12. 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( )。

A. 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。

A13. 层流底层越薄( )。

A. 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。

(1). 证明圆周 x 2
y a
2
2
上的任意一点的速度都与 y 轴平行,且此
速度大小与 y 成反比. (2). 求 y 轴上的速度最大点;
(3). 证明 y 轴是一条流线.
7. 已知速度势φ, 求相应流函数ψ. (1). (2).
xy

x x y
2 2
b
b
U p
8. 求图示不脱体绕流平板上下表面压强, 压强系数和速度分布.
2
2
（1）沿下边给出的封闭曲线积分求速度环量,
0 x 10, y 0; 0 y 5, x 10; 0 x 10, y 5; 0 y 5, x 0.
（2）求涡量 ，然后求


n dA
A
式中A是 (1) 中给出的矩形面积， 是此面积的外单位法线矢量。

u i t u
j
t
u j
x
ij j
x k
u j u k

ij
xi
f
j
可简化为
u i x
j
fi
6. 流体在弯曲的变截面细管中流动,设 A 为细管的横断面积, 在 A 断面上的流动物理量是均匀的,试证明连续方程具有下述形式,
L1
C
L2
第四章 教科书 4.1, 4.4, 4.7, 4.12 5. 设复位势为
F ( z ) m ln ( z 1 z )
(1). 问流动是由哪些基本流动组成; (2). 求流线方程;
(3). 求通过 z i 和 z
1 2
两点连线的流体体积流量.
6. 在点 (a, 0), ( -a, 0) 上放置等强度的点源,

第一章流体流动习题1. 引言本习题集旨在帮助读者巩固并深入理解流体力学中的流体流动相关知识。

通过解答各式作业题和习题，读者将能够提高对流体流动的理论知识的掌握，并能运用所学知识解决实际问题。

2. 流体等压流动2.1 定常流动1.习题1：在一水力发电站，重力因子为9.8 m/s²，一台水轮机的进口直径为10 m，出口直径为4 m，水流的速度在进口和出口处分别为12 m/s和48 m/s。

求水轮机的功率。

2.习题2：一根水平管道中水流的速度为2 m/s。

管道的截面面积为1.0 m²，密度为1000 kg/m³。

若管道上安装了一过滤器，则过滤器前后水流速度分别为2.5 m/s和1.5 m/s。

求过滤器对水流影响的大小。

2.2 无粘流动1.习题3：一个圆柱体在某无粘流体中运动，其直径为1 m，流体的密度为1 kg/m³，流速为10 m/s。

若圆柱体沿流速方向行进距离为100 m，在这一过程中流体对圆柱体所做的阻力是多少？2.习题4：一道湍流水流通过一个圆柱体。

圆柱体的直径为2 m，流速为5 m/s，流体密度为1.2 kg/m³。

若圆柱体所受到的阻力为1000 N，求流过圆柱体的湍流水流的体积流量。

3. 流体定常流动3.1 流管与元素流量1.习题5：一条河的宽度为10 m，平均流速为2 m/s。

设河水的密度为1000 kg/m³。

求河水的体积流量。

2.习题6：某水管直径为0.2 m，输送液体的流速为3 m/s。

求液体的质量流量。

3.2 动量定理与波动方程1.习题7：一个质量为1000 kg的船以速度10 m/s行驶，船上一个质量为10 kg的人以速度2 m/s从船头跳进水中。

求船在跳水后的速度。

2.习题8：一个质量为500 kg的小汽车以速度20 m/s驶入河流。

汽车下沉后速度降为8 m/s。

求汽车所受的阻力大小。

4. 流体非定常流动4.1 欧拉方程与伯努利方程1.习题9：一水管中水的流速为2 m/s。

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10003kg/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0.53m 的油料，重量为4410N ，试求该油料的密度是多少？ 解： 44109.807899.3580.5m 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。

问高位槽内的液面应比塔的进料口高出多少米。
1－13见右图，高位槽内水面高于地面8m，水从φ108mm×4mm 的管道中流出，管路出口高于地面2m。在 本题特定条件下，水流经系统的能量损失（不包括出口的能量损失）可按 计算，其中 u 为水在管内的流速 m/s。
试计算：（1）A-A’截面处水的流速； （2）水的流量（以 m3/h 计）。
1－5在右图所示的储油罐中盛有密度为960 kg/m3的油，油面距罐底9.6m，油面上方为常压，在 罐侧壁的 下部有一直径为760mm 的圆孔，其中心距罐底800mm，孔盖用 M14钢 制的螺钉材料的作应力取为 3.93×107N/m2。
问至少需要几个螺钉？
1－6右图所示的测压管分别与3个设备 A，B，C 相连通。连通管的下部是水银，上部是水，3个设备内水 面在同一水平面上。问：
1－22用离心泵从井中抽水（如右图），吸水量为20m3/h，吸水管直径为φ108 mm×4 mm，吸水管路阻力损 失为4904 Pa，求泵入口处的真空度为多少？
1－23如右图所示，储槽内水位维持不变。槽的底部与内径为100 mm 钢质放水管相连，管路上装有一个闸 阀。距管路入口端15 m 处安有以水银为指示液的 U 形管压差计，压差计连接管内充满了水，测压点 与管路出口端之间的直管长度为20 m。 (1) 当闸阀关闭时，测得 R=600 mm，h=1500 mm；当闸阀部分开启时，测得 R=400 mm，h=1400 mm。摩 擦系数λ可取为0.025，管路入口处的局部阻力系数取为 0.5，问每小时从管中流出多少 m3的水； (2) 当闸阀全开时，le/d=15，摩擦系数仍可取0.025。问 U 形管压差计测点处的静压强为多少 Pa(表压)？
1－15用离心泵把20℃的水从储槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定。各部分相对位置如右图所示，管路 的直径均为φ76mm×2.5mm，在操作条件下，泵入口处真空表读数为185mmHg，水流经吸入管（包括管入 口）与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按与计算，由于管径不变，故式中 u 为吸入或排出管的流 速 m/s，排水管与喷头连接处的压强为

第一章《流体力学》练习题一、单选题1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。

A 质量；B 粘度；C 位能；D 动能。

A2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。

A 密度；B 粘度；C 位能；D 动能。

A3．层流与湍流的本质区别是（）。

A 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。

D4．气体是（）的流体。

A 可移动；B 可压缩；C 可流动；D 可测量。

B5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。

A 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。

C6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。

A 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。

A7．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。

A 真空度；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。

D8．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压力表。

A 大于；B 小于；C 等于；D 近似于。

A9．（）上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值，称为表压力。

A 压力表；B 真空表；C 高度表；D 速度表。

A10．被测流体的（）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。

A 大气压；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。

D11. 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（）。

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

B12. 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( )。

A. 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。

A13. 层流底层越薄( )。

A. 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。

第一章 流体力学一.填空题1. 某设备的真空表读数为500mmHg ，设备外环境大气压强为640mmHg ，则它的绝对压强为_________Pa 。

该设备的绝对压强=640-500=140mmHg ＝140×＝×104Pa 。

2. 流体在圆形直管内作滞流（层流）流动时，其速度分布呈_________形曲线，中心最大速度为平均速度的____________倍。

此时摩擦系数λ与__________无关，只随__________加大而_______________。

抛物线，2，ε/d，Re ，减小。

3.牛顿粘性定律表达式为_____τ＝μy∆∆μ_______，它只适用于___牛顿____型流体。

4.内摩擦力是流体________________的表现，所以又称为___________力或者__________________力。

粘性， 粘滞，粘性摩擦5.流体在圆形直管内流动时，在湍流区则摩擦系数λ与________及________有关。

在完全湍流区则λ与雷诺系数的关系线趋近于___________线。

Re ，ε/d，水平6.粘度的物理意义是___促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。

___。

7.在定态流动系统中，水连续地从粗圆管流入细圆管，粗管内径为细管的2倍。

则细管内水的流速为粗管内流速的________倍。

据=21u u (12d d )2＝（112d d ）2＝(2)2=4 8. 流体在圆管内流动时的摩擦阻力可分为__________________和_____________两种。

局部阻力的计算方法有___________法和_________法。

直管阻力，局部阻力，阻力系数，当量长度。

9.在静止的同一种连续流体的内部，各截面上__位___能与___静压___能之和为常数。

10. 法定单位制中，粘度的单位为_________________,在cgs 制中粘度的单位为_______________________，他们之间的关系是________________。

工程流体力学复习题第一章流体的力学性质1、连续介质（概念)、假设(质量分布、运动、内应力连续））2、流体的主要物理性质（a）分类（固、液、气各自特点）（b）流动性（c)可压缩性和膨胀性（d)粘性(牛顿内摩擦定律、液体和气体（温度、压力）)（e)表面张力（润湿和不润湿)3、牛顿流体和非牛顿流体第二章流体运动学基本概念1、流动分类（流体性质、流动状态、流动空间的坐标数目)2、描述流体运动的两种方法（a)拉格朗日法和欧拉法基本思路（b）质点导数（c）迹线和流线的意义及其求解（，)3、有旋流动和无旋流动(概念及其基本性质)涡量的连续性方程、速度场有势的充要条件是流动无旋等第三章流体静力学1、作用在流体上的力（质量力和表面力）2、流体静止时质量力必须满足的条件3、有势质量力场中静止流体的分界面上，既是等压面也是等势面。

4、静止的正压流场，其质量力必然有势；反之，质量力有势，非正压流场不可能处于静止状态，处于静止状态的必然是正压流场。

5、重力场静止液体的压力分布和物体受力（、）第四章流体流动基本原理1、系统和控制体的定义和区别2、输运公式定义及其表达式（系统质量、动量、能量变化率）3、质量守恒方程（a)定义（，质量流量、质量通量）（b）特殊形式的应用(，稳态、不可压缩）4、动量守恒方程（a）定义(，动量流量）(b）应用5、能量守恒方程（a）定义（b）伯努利方程（简化条件、公式（理想不可压缩流体稳态流动）第五章不可压缩流体的一维层流流动1、常见边界条件（固壁—流体、液体—气体、液体—液体）2、流动条件说明（稳态、不可压缩、一维、层流、充分发展流动）3、狭缝流动（概念、产生流动的因素——压差流、剪切流）4、管内流动分析（切应力和速度分布规律）5、降膜流动分析第六章流体流动微分方程——连续性方程和运动方程（了解)1、连续性方程不可压缩流体2、运动方程(以应力表示的运动方程→引入牛顿流体本构方程→N－S方程）第八章流体力学的实验研究方法1、流动相似（几何相似、运动相似、动力相似的定义和应用）2、相似准则（至少四个相似准数及其物理意义、计算应用）3、量纲分析(常见物理量的量纲、基本量纲（M、L、T）、量纲分析方法:瑞利（Rayleigh)方法和白金汉姆（Buckingham）方法)第九章管内流体流动1、流态的判定（指标、层流、过渡流、湍流）2、圆管内充分发展的层流流动（阻力损失、阻力系数）3、湍流的半经验理论(布辛聂斯克涡粘性假设、普朗特混合长度理论、壁面附近湍流的三个区域）4、圆管内充分发展的湍流流动（光滑管、粗糙管（水力光滑管、过渡型圆管、水力粗糙管）沿程阻力系数）5、圆管内流体流动的速度分布6、沿程阻力损失的计算7、圆管进口段流动分析8、非圆形截面管内的流体流动(水力当量直径的计算)参考公式哈密尔顿算子速度梯度流体的散度旋度。

第一章流体力学1.表压与大气压、绝对压的正确关系是（A）。

A. 表压＝绝对压-大气压B. 表压＝大气压-绝对压C. 表压＝绝对压+真空度2.压力表上显示的压力，即为被测流体的（ B ）。

A. 绝对压B. 表压C. 真空度D. 大气压3.压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为（ B ）。

A.真空度B.表压强C.绝对压强D.附加压强4.设备内的真空度愈高，即说明设备内的绝对压强（ B ）。

A. 愈大B. 愈小C. 愈接近大气压D. 无法确定5.一密闭容器内的真空度为80kPa,则表压为（ B ）kPa。

A. 80B. －80C. 某设备进、出口测压仪表中的读数分别为p1（表压）=1200mmHg和p2（真空度）=700mmHg，当地大气压为750mmHg，则两处的绝对压强差为（ D ）mmHg。

7.当水面压强为一个工程大气压，水深20m处的绝对压强为（ B ）。

A. 1个工程大气压B. 2个工程大气压C. 3个工程大气压D. 4个工程大气压8.某塔高30m，进行水压试验时，离塔底10m高处的压力表的读数为500kpa，（塔外大气压强为100kpa）。

那么塔顶处水的压强（ A ）。

A．403．8kpa B. 698. 1kpa C. 600kpa D. 100kpa 9.在静止的连续的同一液体中，处于同一水平面上各点的压强（ A ）A. 均相等B. 不相等C. 不一定相等10.液体的液封高度的确定是根据( C ).A.连续性方程B.物料衡算式C.静力学方程D.牛顿黏性定律11.为使U形压差计的灵敏度较高，选择指示液时，应使指示液和被测流体的密度差（ρ指-ρ）的值（ B ）。

A. 偏大B. 偏小C. 越大越好12.稳定流动是指流体在流动系统中，任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量（ A ）。

A. 仅随位置变，不随时间变B. 仅随时间变，不随位置变C. 既不随时间变，也不随位置变D. 既随时间变，也随位置变13.流体在稳定连续流动系统中，单位时间通过任一截面的（ B ）流量都相等。

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10003kg/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0.53m 的油料，重量为4410N ，试求该油料的密度是多少？ 解： 44109.807899.3580.5m 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》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 -2B 、M*L 2*TC 、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 2B 、容重N/M 3C 、密度kg/m 3D 、密度N/m 311.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_____。

《流体力学》习题与答案周立强中南大学机电工程学院液压研究所第1章流体力学的基本概念1-1.是非题(正确的打“√”，错误的打“”)1. 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。

（√）2. 在连续介质假设的条件下，液体中各种物理量的变化是连续的。

（√ ）3. 粘滞性是引起流体运动能量损失的根本原因。

（√ ）4. 牛顿内摩擦定律适用于所有的流体。

（）5. 牛顿内摩擦定律只适用于管道中的层流。

（）6. 有旋运动就是流体作圆周运动。

（）7. 温度升高时，空气的粘度减小。

（）8. 流体力学中用欧拉法研究每个质点的轨迹。

（）9. 平衡流体不能抵抗剪切力。

（√ ）10. 静止流体不显示粘性。

（√ ）11. 速度梯度实质上是流体的粘性。

（√ ）12. 流体运动的速度梯度是剪切变形角速度。

（√ ）13. 恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。

（）14. 牛顿内摩擦定律中，粘度系数m和v均与压力和温度有关。

（）15. 迹线与流线分别是Lagrange和Euler几何描述；它们是对同一事物的不同说法；因此迹线就是流线，流线就是迹线。

（）16. 如果流体的线变形速度θ=θx+θy+θz=0,则流体为不可压缩流体。

（√ ）17. 如果流体的角变形速度ω=ωx+ωy+ωz=0,则流体为无旋流动。

（√ ）18. 流体的表面力不仅与作用的表面积的外力有关，而且还与作用面积的大小、体积和密度有关。

（）19. 对于平衡流体，其表面力就是压强。

（√ ）20. 边界层就是流体的自由表明和容器壁的接触面。

（）1-2已知作用在单位质量物体上的体积力分布为：，物体的密度，坐标量度单位为m；其中，，，；，，。

试求：如图1-2所示区域的体积力、、各为多少？题1-2图解：答：各体积力为：、、1-3作用在物体上的单位质量力分布为：，物体的密度为，如图1-3所示，其中，，，；。

试求：作用在图示区域内的质量总力？解：题图1-3答：各质量力为：、、，总质量力。

液压传动与控制一、单项选择题1．液压系统的工作压力取决于（）。

A．负载 B．泵吸压油口压差 C．泵的额定压力 D．溢流阀的调定压力2．L-HL22普通液压油表示该油在400C时的平均运动粘度为（）。

A．22m2/s B．22dm2/s C．22cm2/s D．22mm2/s3．绝对压力为0.4个大气压，其真空度为（）。

A．0.4个大气压 B．0.6个大气压 C．—0.4个大气压 D．—0.6个大气压4．层流时的动能修正系数α一般取（）。

A．1 B．1.33 C．1.5 D．25．流动液体的能量守恒定律是根据（）导出的。

A．动量守恒定律 B．质量守恒定律 C．帕斯卡定律 D．伯努利方程6．实验台上的压力表测量的是（）。

A．大气压力 B．绝对压力 C．相对压力 D．真空度7．液压泵吸油口的压力为P1，压油口压力为P2，其输出功率为（）和输出流量的乘积。

A．P1 B．P2 C．P1—P2 D．P2—P18．计算沿程阻力系数λ时，不必考虑（）。

A．管子长度 B．油液粘度 C．液流速度 D．管子直径9．在（）工作的液压系统容易发生气蚀。

A．高原 B．洼地 C．平原 D．沙漠10．下面（）的说法是不正确的。

A．水力直径对通流能力影响很大 B．圆形截面水力直径最大C．水力直径大，通流面积小时也不易堵塞 D．水力直径小表示通流阻力小11．光滑的金属圆管内液流的临界雷诺数为（）。

A．1100～1600 B．1600～2000 C．2000～2300 D．2500～300012．液压系统的故障大多数是由（）引起的。

A．系统漏油 B．油温过高 C．油液污染 D．油液粘度不对13.油泵吸油高度一般应（）。

A．<0.5m B．>0.5m C．0.5m～1m D．>1m14．我国生产的机械油和液压油采用40℃时的（）作为其标号。

A．赛氏秒 B．恩氏度°Ｅ C．动力粘度Ｐa.S D．运动粘度mm2/s 15．关于气压与液压传动叙述错误的是（）。

克服轴承摩擦所消耗的功率为
1-8解:
或，由 积分得
1-9解:法一：5atm
10atm
=0.537 x 10-9x (10-5) x98.07 x 103= 0.026%
法二： ,积分得
1-10解：水在玻璃管中上升高度
h =
水银在玻璃管中下降的高度
H= mm
第二章流体静力学
2-1解：已知液体所受质量力的x向分量为–a ,z向分量为-g。液体平衡方程为
重心C位于浮心之上，偏心距
沉箱绕长度方向的对称轴y轴倾斜时稳定性最差。浮面面积A=15m2。浮面关于y
轴的惯性矩和体积排量为
定倾半径
可见， >e,定倾中心高于重心，沉箱是稳定的。
第三章流体运动学
3-1解：质点的运动速度
质点的轨迹方程
3-Байду номын сангаас解：
由 和 ,得
故
3-3解：当t=1s时，点A（1,2）处的流速
线速度u = 0r,速度环量
(2)半径r+dr的圆周封闭流线的速度环量为
得
忽略高阶项2 0dr2，得d
（3）设涡量为 ，它在半径r和r+dr两条圆周封闭流线之间的圆环域上的积分为d 。因为 在圆环域上可看作均匀分布，得
将圆环域的面积dA=2 rdr代入该式，得
可解出 =2 + dr/r。忽略无穷小量 dr/r，最后的涡量
沉箱绕长度方向的对称轴y倾斜时稳定性最差。浮面面积A=15m2.浮面关于y轴的惯性矩和体积排量为
定倾半径
可见， ，定倾中心低于重心，沉箱是不稳定的。
(2)沉箱的混凝土体积
沉箱的重量
沉箱水平截面面积
设吃水深度为h,取水的密度 =1000kg/m3.浮力F等于重量G。有

H v2 2 75 H 900 0.892 p 282.1HN / m3 d 2 1562 0.06 2 p
v2 2
2
p 0.2
2
900 0.892 0.0178 105 pa 0.1787 105 pa 2
5
pa p2 900 0.885 900 9.8H 282.1H 0.1787 105 0.4 10
1-9 如图所示，已知水深 H=10m,截面 A1 0.02m2 , A2 0.04m2 ，求孔口的出流流 量以及点２处的表压力（取 1 ，不计损失）
3
第一章 流体力学基础
解：对 0-0 和 2-2 截面列理想液体能量方程：
p0 V0 2 p V2 2 2 H g 2g g 2g
qc
2p
d

代入数据得， 28.2o 1-15 有 一管径不等的串联管道，大管内径为 20mm，小管内径为 10mm,流过粘度 为 30 103 pa s 的液体， 流量为 q=20L/min， 液体的密度 =900kg/ m3 ,问液 流在两流通截面上的平均流速及雷诺数。 解：
F液 F 弹簧 F 液动
其中， F液 pA (5 4.3) 106

4
d2
F弹簧 k x F液动 q ( 2 v c o s 1v )
而
v1
q A
v2 Cd
联立以上得，
2 p

Cd
2 p

cos
( pA kx) q
q A
解 :由图中分析知，在两种情况下，作用在柱塞上的面积均为p4d2

l h
U D
2-7 浇铸生铁车轮的砂型如图所示，已知 h=180mm，D=60mm，铁水密度为 7000kg/m3，求 M 点的压强是多少？为使铸件密实，采用离心铸造，使 砂型以 600rpm 的速度旋转，则 M 点的压强将是多少？
h
M
D
ω
2-8 如图所示曲管 AOB，OB 段长 300mm，∠AOB=45，AO 垂直，B 端封闭。 管中装水，其液面到 O 点的距离 l2=230mm。此曲管绕 AO 轴旋转，问 转速为何值时 B 点压强与 O 点压强相同？OB 段中的最低压强是多少？ 其位置何在？（提示：写出 OB 段压强的表达式）
β V1
ω
第五章
5-1 已知有旋流动的流场为 u=2y+3z，υ=2z+3x，w=2x+3y，求涡量场及涡线 方程。
5-2 设流场的速度分布为 r ，r 0 ，式中 ω 是绕垂直轴的旋转角速度， r 为该点距垂直轴的距离，求涡量 Ω、涡通量 J 及涡线方程。
5-3 试证明，在均匀流场中，沿任意封闭周线的速度环量为零，即均匀流场 是无旋流场。
2.1m A 150mm
3m 水
d=95mm
4-6 如图所示，在水平管道中，水流以平均流速 V=1.5m/s 流动，管道中装有 孔板流量计，其孔径 d=115mm，流量系数α=0.64，若管道直径 D=200mm， 试求差压计中水银面高度差△h 值。
V
Dd
水 Δh
汞
8
4-7 如图所示为一根管段，小管直径 dA=0.2mm，大管直径 dB=0.4m，A 点压 强水头为 7m（水柱高），B 点压强水头为 4m（水柱高）。已知大管截面 平均流速 VB=1m/s，B 点比 A 点高 1m，求管中水流方向及 A、B 两截面 间的水头损失。