最新流体力学课后习题答案第一章资料
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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: 10000.002m 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。
流体力学课后答案第1章绪论1.1 若某种牌号的汽油的重度γ为7000N/m 3,求它的密度ρ。
解:由g γρ=得,3327000N/m 714.29kg/m 9.8m /m γρ===g1.2 已知水的密度ρ=997.0kg/m 3,运动黏度ν=0.893×10-6m 2/s ,求它的动力黏度μ。
解:ρμ=v 得,3624997.0kg/m 0.89310m /s 8.910Pa s μρν--==??=?? 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/m 2,求这两块平板间流体的动力黏度μ。
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13du u 0.25500s dy y 0.510--===? 由牛顿切应力定律d d uyτμ=,可得两块平板间流体的动力黏度为 3d 410Pa s d yuτμ-==??1.4上下两个平行的圆盘,直径均为d ,间隙厚度为δ,间隙中的液体动力黏度系数为μ,若下盘固定不动,上盘以角速度ω旋转,求所需力矩T 的表达式。
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du r dF dA2r dr dz ωμπμδ== 由dF 可求dA 上的摩擦矩dT32dT rdF r dr πμωδ==积分上式则有d 43202d T dT r dr 32πμωπμωδδ===??1.5 如下图所示,水流在平板上运动,靠近板壁附近的流速呈抛物线形分布,E 点为抛物线端点,E 点处0d d =y u ,水的运动黏度ν=1.0×10-6m 2/s ,试求y =0,2,4cm 处的切应力。
(提示:先设流速分布C By Ay u ++=2,利用给定的条件确定待定常数A 、B 、C )题1.5图解:以D 点为原点建立坐标系,设流速分布C By Ay u ++=2,由已知条件得C=0,A=-625,B=50则2u 625y 50y =-+ 由切应力公式du dyτμ=得du(1250y 50)dy τμρν==-+ y=0cm 时,221510N /m τ-=?;y=2cm 时,222 2.510N /m τ-=?;y=4cm 时,30τ= 1.6 某流体在圆筒形容器中。
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 ) N / kg ;(d ) m / s 2 。
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 流体运动黏度的国际单位是: ( a )222( a )) N / m ;( );( ) N s/ m 。
bc kg / m d1.7 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pRT 。
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 1000 kg/m 3 ,2L 水的质量和重量是多少?解:m V 1000 ( kg )0. 002Gmg2 9.80719.614 ( N )答: 2L 水的质量是 2 kg ,重量是 19.614N 。
1.10 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:m G g 4 4 1 0 9 . 8 0879 9 . 3 (58kg/m 3)V V0 . 5答:该油料的密度是899.358 kg/m 3。
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。
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。
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。
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2kg ,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899.358kg/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》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:x y z f axf b f cz ì=ï=íï=î,物体的密度2lx ry nz r p =++,坐标量度单位为m ;其中,0a =,0.1b N kg =,()0.5c N kg m =×;52.0l kg m =,0r =,41.0n kg m =。
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;34410
900/9.80.5
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:
0000000
10000
(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:
630.950
0.02(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-=⨯
2
523
63310
1.8310(
2.510)1104
3.10100.04310du T A dy T N
μπ------⨯==⨯⨯⨯⨯⨯
⨯=⨯=⨯
1—7 一圆锥体绕其铅直中心轴等速旋转,锥体与固定壁面间的距离1mm δ
=,用
0.1pa s μ=∙的润滑油充满间隙。
当旋转角速度116s ω-=,锥体底部半径R=0.3m 、高
H=0.5m 时,求作用于圆锥的阻力矩。
解:2322333
223
330
32w 2 =w 2 =w 2w =20.116 =
0.3
39.520.001
H du w r
dy dM rds r
R H r dh
H
R R h dh H H
R R M h dh H H R N m
τμ
μδ
τπμπδμπδμπδμπ
δ
π===+++=⨯⨯⨯=⨯⎰
1—8 水在常温下,压强由5at 增加到10at 时,密度改变多少?
解:
011
0510 /2
P
RT
P at at RT RT RT ρ
ρρρρ====
=
故变为原来的2倍。
1—9 体积为5m 3的水,在温度不变的情况下,当压强从1at 增加到5at 时,体积减少1L,求水的压缩系数和弹性模量。
解:压缩系数为k
33
92/110/5110(51)5498000 =0.510/dv v k dP at m N
---⨯⨯=-=-=
-⨯⨯⨯ 体积摸量为K
928
11210/0.510K N m k -=
==⨯⨯
1—10 如图所示的采暖系统,由于水温升高引起的水的体积膨胀,为了防止管道及暖气片胀裂,特在系统顶部设置一膨胀水箱,使水的体积有自由膨胀的余地。
若系统内水的总体积
V=8m 3,加热后温差50℃,水的热胀系数为0.0005/℃-1,求膨胀水箱的最小容积。
解:膨胀系数为v α:3
3
min 10.00058500.280.28.2v v dV v dT
dV VdT m V m αα=
==⨯⨯==+=
1—11 钢贮罐内装满10℃的水,密封加热到75℃,在加热增压的温度和压强范围内,水的热胀系数为4
4.110
/-⨯℃-1,体积模量为9
210Pa ⨯,罐体坚固,假设容积不变,试估算加
热后管壁所承受的压强。
解:49
2 4.110(7510)210 =53310v v a
dV dP
dT V k
dP dT k kp αα-=
===⨯⨯-⨯⨯⨯
1—12 汽车上路时,轮胎内空气的温度为20℃,绝对压强为395kPa ,行驶轮胎内空气的温度上升到50℃,试求此时的压强。
解:00111
1001100
1 p 395 1.05(50273)
381.011.2(20273)
a
p
RT
p p T P T T T
p kp ρ
ρρρρ===⨯⨯+=
=⨯+。