工程流体力学习题及答案1

(完整版)工程流体力学习题集及答案

（一）选择题

1. 下列哪项不是流体的基本特性？（ ）

A. 连续性

B. 压缩性

C. 粘性

D. 不可压缩性

答案：D

2. 在流体的伯努利方程中，下列哪个物理量保持不变？（ ）

A. 动能

B. 势能

C. 总能量

D. 静压能

答案：C

3. 下列哪种流动状态是稳定的？（ ） A. 层流

B. 紊流

C. 涡流

D. 粘性流动

答案：A

（二）填空题

1. 流体的连续性方程是______。

答案：质量守恒方程

2. 在流体的伯努利方程中，流速和压强的关系是______。

答案：流速越大，压强越小

3. 流体力学中的雷诺数用于判断______。

答案：流动状态

（三）计算题

1. 已知一水平管道，直径为0.2m，流速为1.5m/s，流体密度为1000kg/m³，求管道中的流量。

答案：流量Q = π * d² * v = π * (0.2m)² *

1.5m/s = 0.0942m³/s 2. 一管道中的流体在某一截面处的流速为2m/s，压强为1.5×10⁵Pa，流体密度为1000kg/m³，求该截面处的动能。

答案：动能 = 0.5 * ρ * v² = 0.5 *

1000kg/m³ * (2m/s)² = 2000J/m³

3. 已知一圆柱形油桶，直径为1m，高为2m，油桶内装有密度为800kg/m³的油，求油桶内油的体积。

答案：油桶内油的体积V = π * d² * h / 4 =

π * (1m)² * 2m / 4 = 1.5708m³

（四）论述题

1. 请简述层流和紊流的区别。

答案：层流是指流体流动时各层流体之间没有交换，流动稳定，速度分布呈抛物线状。紊流是指流体流动时各层流体之间发生交换，流动不稳定，速度分布呈锯齿状。

2. 请解释伯努利方程的物理意义。

答案：伯努利方程描述了理想流体在流动过程中，流速、压强和高度之间的关系。当流速增大时，压强减小；当流速减小时，压强增大。同时，流速、压强和高度之间满足能量守恒。 二、答案

1 一、填 空 题

1．流体力学中三个主要力学模型是（1）连续介质模型（2）不可压缩流体力学模型（3）无粘性流体力学模型。

2．在现实生活中可视为牛顿流体的有水 和空气 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：前者是作用在某一面积上的总压力；而后者是作用在某一面积上的平均压强或某一点的压强。

4．均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。

5．和液体相比，固体存在着抗拉、抗压和抗切三方面的能力。

6．空气在温度为290K，压强为760mmHg时的密度和容重分别为1.2a kg/m3和11.77aN/m3。

7．流体受压，体积缩小，密度增大 的性质，称为流体的压缩性 ；流体受热，体积膨胀，密度减少 的性质，称为流体的热胀性 。

8．压缩系数的倒数称为流体的弹性模量 ，以E来表示

9．１工程大气压等于98.07千帕，等于10m水柱高，等于735.6毫米汞柱高。

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（只要静止不被破坏），这就是水静压强等值传递的帕斯卡定律。

11．流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。

12．液体静压强分布规律只适用于静止、同种、连续液体。

13．静止非均质流体的水平面是等压面，等密面和等温面。

14．测压管是一根玻璃直管或U形管，一端连接在需要测定的容器孔口上，另一端开口，直接和大气相通。

15．在微压计测量气体压强时，其倾角为30，测得20lcm 则h=10cm。

16．作用于曲面上的水静压力P的铅直分力zP等于其压力体内的水重。

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欧拉法。

18． 流线不能相交（驻点处除外），也不能是折线，因为流场内任一固定点在同一瞬间只能有一个速度向量，流线只能是一条光滑的曲线或直线。

19．静压、动压和位压之和以zp表示，称为总压。

20．液体质点的运动是极不规则的，各部分流体相互剧烈掺混，这种流动状态称为紊流。

⼯程流体⼒学习题及答案（李良）

⼯程流体⼒学习题

第⼀部分 流体及其物理性质1、按连续介质的概念，流体质点是指：

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。 2、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。 3、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。 4、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=。

5、 流体运动黏度υ的国际单位是：

A 、m 2/s ；

B 、N/m 2；

C 、 kg/m ；

D 、N·s/m 2。 6、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 7、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。 8、下列流体哪个属⽜顿流体：

A 、汽油；

B 、纸浆；C 、⾎液；

D 、沥青。 9、液体的黏性主要来⾃于液体：

A 、分⼦热运动；

B 、分⼦间内聚⼒；

C 、易变形性；

D 、抗拒变形的能⼒。 10、 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。 11、 简答题

（1） 连续介质假设 （2） ⽜顿流体 （3） 流体微团12、

如图所⽰为压⼒表校正器。器内充满压缩系数为βp ＝4.75×10－10 1/Pa 的

油液，器内压⼒为105Pa 时油液的体积为200mL 。现⽤⼿轮丝杆和活塞加压，活塞直径为1cm ，丝杆螺距为2mm ，当压⼒升⾼⾄20MPa 时，问需将⼿轮摇多少转？

第一章 绪论

1-1．20℃的水2.5m3，当温度升至80℃时，其体积增加多少？

[解] 温度变化前后质量守恒，即2211VV

又20℃时，水的密度31/23.998mkg

80℃时，水的密度32/83.971mkg

321125679.2mVV

则增加的体积为3120679.0mVVV

1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度增加15%，重度减少10%，问此时动力粘度增加多少（百分数）？

[解] 原原)1.01()15.01(

原原原035.1035.1

035.0035.1原原原原原

此时动力粘度增加了3.5%

1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为/)5.0(002.02yhygu，式中、分别为水的密度和动力粘度，h为水深。试求mh5.0时渠底（y=0）处的切应力。

[解] /)(002.0yhgdydu

)(002.0yhgdydu

当h=0.5m，y=0时

)05.0(807.91000002.0

Pa807.9

1-4．一底面积为45×50cm2，高为1cm的木块，质量为5kg，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s，油层厚1cm，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。

[解] 木块重量沿斜坡分力F与切力T平衡时，等速下滑 uyuATmgddsin

001.0145.04.062.22sin8.95sinuAmg

sPa1047.0

1-5．已知液体中流速沿y方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律yudd，定性绘出切应力沿y方向的分布图。

[解]

1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。已知导线直径0.9mm，长度20mm，涂料的粘度=0.02Pa．s。若导线以速率50m/s拉过模具，试求所需牵拉力。（1.O1N）