1、32 学时流体力学课复习题学时流体力学课复习题 一、填空题一、填空题 1、流体是一种受任何微小的 都会产生连续 的物质。 2、牛顿内摩擦定律： ，其中的比例系数称为 。 3、温度升高时，液体的粘度 ，而气体的粘度 。 4、作用在流体上的力可分为 和 两类。 5、单位质量力是指作用在单位_ 液体上的质量力。 6、单位质量力的量纲是 。 7、对于不同的流体，体积弹性系数的值不同，弹性模量越 ，流体越不易被压缩。 8、某点处的绝对压强等于该处的 加上该处的 。 9、某点处的真空等于该处的 减去该处的 。 10、某点处的相对压强等于该处的 减去该处的 。 11、在平衡流体中，静压强相等的各点所组成的面
2、称为 ，平衡流体内任一点所受 的 与通过该点的 互相垂直。 12、静止流场中的压强分布规律，既适用于 流体，也适用于 流体。 13、根据 的大小，粘性流体的流动状态可分为 和 。 14、根据流体是否有粘性，流体可分为 和 。 15、根据流动参数随时间的变化，流体流动可分为 流动和 流动。 16、连续性方程是 在流体力学上的数学表达形式。 17、总流伯努利方程是 在流体力学上的数学表达形式。 18、计算局部阻力的公式为： ；计算沿程阻力的公式为： 。 19、相似条件包括 、 和 。 20、沿程阻力主要是由于 引起的，而局部阻力则主要是由于 引起的。 21、连续性方程表示控制体的_守恒。 22、液
3、体随容器作等角速度旋转时，重力和惯性力的合力总是与液体自由面 。 23、圆管层流中断面平均流速等于管中最大流速的 。 二、选择题二、选择题 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： (1)牛顿流体及非牛顿流体；(2)可压缩流体与不可压缩流体 (3)均质流体与非均质流体；(4)理想流体与实际流体 3. 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
4、任一剪切力的作用下不能保持静止的 4. 下列说法哪个是正确的： (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 5. 理想气体的特征是： 。 (A)粘度为常数； (B)无粘性； (C)不可压缩； (D)满足状态方程RTP 6. 下面 4 种物质，非牛顿流体的是： 。 (A) 水； (B) 空气； (C) 沥青； (D) 酒精 7. 流体的粘性与流体的 无关。 (A)分子内聚力； (B)分子动量交换； (C)温度； (D)速度梯度 8. 流体力学中，单位质量力是指作用在单位 _ 流体上的质量力。 (A)
5、面积； (B) 体积； (C) 质量； (D) 重量 9. 单位质量力的量纲是： 。 (A) L*T-2； (B) M*L2*T ； (C) M*L*T(-2) ； (D) L(-1)*T 10. 不同的液体其粘性_；同一种液体的粘性随温度_而降低。 (A) 相同，降低；(B) 相同，升高；(C) 不同，降低；(D) 不同，升高 11. 运动粘性系数的量纲是： 。 (A) L/T2 ；(B) L/T3 ；(C) L2/T ；(D) L3/T 12. 动力粘性系数的单位是： 。 (A) N*s/m ； (B) s *N /m2 ； (C) m2/s； (D) m/s 13. 下列说法正确的是：
6、。 (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 14. 压力表的读值是： 。 (A) 绝对压强； (B) 绝对压强与当地大气压的差值； (C) 绝对压强加当地大气压； (D) 当地大气压与绝对压强的差值 15. 相对压强是指该点的绝对压强与 的差值。 (A) 标准大气压； (B) 当地大气压； (C) 工程大气压； (D) 真空压强 16. 图示容器内盛有两种不同的液体，密度分别为 1 和 2 。则有： 。 (A) g p z g p z B B A A 11 (B) g p z
7、g p z C C A A 21 (C) g p z g p z D D B B 21 (D) g p z g p z C C B B 21 第 16 题图 第 17 题图 17. 图示盛水封闭容器中，1、2、3 点在同一水平面上。则有： 。 (A) 321 ppp (B) 321 ppp (C) 312 ppp (D) 312 ppp 18. 一密闭容器内，下部为水，上部为空气。液面下 4.2 米处的测压管高度为 2.2m。设当地大气压强为 98000Pa。则容器内液面上的绝对压强为 水柱。 (A) 2m； (B) 1m； (C) 8m； (D) -2m 19. 洒水车以等加速度 a 水平向
8、前行驶，则水车内水的自由表面与水平面间的夹角等于： 。 (A) g a arctan (B) a g arctan (C) 22 arctan ga g (D) 22 arctan ga a 20. 在等角速度旋转液体中，下列说法正确的是： 。 (A) 各点的测压管水头等于常数； (B) 各点的测压管水头不等于常数，但测压管高度等于常数； (C) 各点的压强随水深的变化是线性关系； (D) 等压面与质量力不一定正交。 21. 对于相对平衡液体， 。 (A) 等压面与质量力不正交； (B) 等压面不可能为水平面； (C) 等压面的形状与液体密度有关； (D) 两种液体的交界面为等压面。 22.
9、相对压强是指该点的绝对气压与_ 的差值。 (A) 标准大气压； (B) 当地大气压； (C) 真空压强； (D) 工程大气压 23. 液体受到表面压强 p 作用后，该压强将 地传递到液体内部任何一点。 (A) 毫不改变； (B) 有所增加； (C) 有所减小； (D) 只传压力不传递压强。 24. 静止的水仅受重力作用时，其测压管水头线必为_。 (A) 水平线； (B) 直线； (C) 斜线； (D) 曲线 25. 任意形状平面壁上所受静水总作用力的大小等于 处的静水压强乘以受压面的面积。 (A)受压面的中心； (B)受压面的重心； (C)受压面的形心； (D)受压面的垂心 26. 等压面与质
10、量力关系是：_。 (A) 平行； (B) 斜交； (C) 正交； (D) 无关 27. 无能量输入的粘性流体总水头线沿程的变化是：_。 (A) 沿程下降； (B) 沿程上升； (C) 保持水平； (D) 前三种情况都有可能 三三、简答题、简答题 1、简述液体与气体的粘性随温度的变化规律，并说明为什么？ 2、请详细说明作用在流体上的力。 3、简述流体的连续介质假说。 4、何谓不可压缩流体？在什么情况下可以忽略流体的压缩性？ 5、流体静压力有哪两个重要特征？ 6、不同形状的敞开的贮液容器放在桌面上，如果液深相同，容器底部的面积相同，试问作用于容器底部 的总压力是否相同？桌面上受到的容器的作用力是否
11、相同？为什么？ 7、相对平衡的液体的等压面形状与什么因素有关？ 8、静力学的全部内容适用于理想流体还是实际粘性流体？或者两者都可？为什么？ 9、叙述帕斯卡原理，试举例说明它在工程中的应用。 10、何谓压力体？压力体是由哪些面围成的？ 11、什么是表面力？什么是质量力？ 12、试述文丘里管测量流量的原理，如果通过文丘里管的流量保持不变，试问管道倾斜放置与水平放置 的两种情况，测得差压计的液面高差是否会改变？为什么？ 13、简述沿程阻力系数随雷诺数的变化规律，并画出其趋势图。 14、流体在渐扩管道中，从截面 1 流向截面 2，若已知在截面 1 处流体作层流流动。试问，流体在截面 2 处是否仍保持层
12、流流动？为什么？ 15、在串联管道、并联管道中，各管段的流量和能量损失分别满足什么关系？ 16、简述水力光滑管和水力粗糙管的定义。一根确定的管子是否永远保持为水力光滑管或水力粗糙管？ 为什么？ 17、简单叙述沿程阻力和局部阻力的定义，试分析产生这两种损失的原因。 18、何谓缓变流和急变流？在缓变流截面上，压强分布有何规律？ 19、写出总流伯努利方程，并简述其物理意义。 20、简述流线的定义，并写出流线方程。 21、何谓系统和控制体？它们有何区别与联系？ 四四、计算题、计算题 1、 一块平板距离另一块固定的平板 0.5mm，两平板间充满某种流体，上平板在 4.8N 的力作用下，以 0.25m/s
13、 的速度移动。如果上平板的面积为 2.4m2，求该流体的粘度。 （0.004PaS） 2、 一块底面积为 45 x 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 ， 油层厚度 1cm ， 斜坡 22.620 (见图示)，求油的粘度。 （0.837PaS） 3、一块平板距离另一块固定的平板 0.5mm，两平板间充满粘度为 0.004PaS 的某种流体，如果上平板的 面积为 2. 4m2，求使上平板以 0.25m/s 的速度移动所需的作用力。 （4.8N） 4、直径 76mm 的轴在同心缝隙为 0.03mm，长度为 150mm
14、的轴承中旋转，轴的转速为 226r/min, 测得轴 径上的摩擦力矩为 76N.m，试确定缝隙中油液的动力粘度。 （1.864PaS） 5、如图所示，U 形管压差计与容器 A 连接，已知 h1=0.25m，h2=1.61m，h3=1m。求容器 A 中水的绝对压 强和真空。 （绝对压强为 33353Pa，真空为 67972Pa） 6、 如图所示，直线行使的汽车上放置一内装液体的 U 形管，长 L=500mm。试确定当汽车以加速度 a=0.5m/s2行驶时两直管中的液面高度差。 （25.51mm） 第 5 题图 第 6 题图 7、图所示为一圆柱形容器，直径 d=300mm，高 H=500mm，容器
15、内装水，水深 h1=300mm，使容器绕垂 直轴做等角速旋转。 （1）试确定水正好不溢出时的转速 n1； （2）求刚好露出容器底面时得转速 n2； 这时容器停止旋转，水静止后得深度 h2等于多少？（n1=178.3rpm，n2=199.3rpm，h2=0.25m） 第 7 题图 第 8 题图 u 第 2 题 8、如图所示为绕铰链 O 转动的倾斜角 =60o的自动开启式水闸，当水闸一侧的水位 H=2，另一侧的水位 h=0.4 时，若要使闸门自动开启。试求铰链至水闸下端的距离 x。 （0.796m） 9、圆柱体半径mr2，长mL5，如图放置在斜面上。求水作用在圆柱上的力。 （487.415kN，与
16、水平 方向夹角 78.4 度） 第 9 题图 第 10 题图 第 11 题图 10、如图，圆柱体直径 4m，两边均有水作用，水深如图所示。如果圆柱体长度为 12m，试求作用在圆柱 体上合力的大小和方向。 （1313.42kN，与水平方向夹角 57.51 度） 11、如图，有一圆柱形闸门。已知 H=5m，=600，闸门宽度为 B=10m。求作用在闸门上的总压力的大小 及方向。 （1583kN，与水平方向夹角 39.3 度） 12、已知平面流动的速度分量为： 2 2yxux，yxuy2 2 。求流线方程。 （Cxyyx2 3 1 3 1 33 ） 13、已知流场的速度分布为j yx y i yx
17、x v 2222 44 ，求证通过任意一个以原点为圆心的同心圆的流 量都是相等的（提示：z 方向取单位长度，流场速度用极坐标表示。 ） 14、如图是离心风机的集流器，风筒直径为 200mm。当测压管中的水柱高度为 250mm 时，求集流器的 吸气量。空气密度取 1.29 kg/m3。 （1.93m3/s） 15、如图所示，水从井 A 利用虹吸管引到井 B 中，设已知体积流量 qv=100m3/h，H=3m，z=6m，不计虹 吸管中的水头损失。试求虹吸管的管径 d 及上端管中的负计示压强值 p。 （67.9mm，-58800Pa） 16、如图所示，离心式水泵借一内径 d=150mm 的吸水管以
18、q=60m3/h 的流量从一敞口水槽中吸水，并将 水送至压力水箱。设装在水泵与吸水管接头上的真空计指示出负压值为 39997Pa。水力损失不计，试 求水泵的吸水高度 H。 （4m） 第 14 题图 第 15 题图 第 16 题图 17、密度为 830kg/m3的油水平地射向直立的平板。已知油的速度为 20m/s，油柱的直径为 0.1m。求油对 平板的打击力。 （2608N） 18、连续管系中的 90o渐缩弯管放在水平面上，管径 d1=15cm，d2=7.5cm，入口处水平均流速 v1=2.5m/s， 静压 pe1=6.86 104 Pa （计示压强） 。 如不计能量损失， 试求支撑弯管在其位置
19、所需的水平力。（1426.17N） 19、喷水泉的喷嘴为一截头圆锥体，其长度 L=0.5m，两端的直径 d1=40mm，d2=20mm，竖直装置。若把 计示压强 p1e=9.807 104Pa 的水引入喷嘴，而喷嘴的能量损失 hw=1.6m（水柱） 。如不计空气阻力，试 求喷出的流量 q 和射流的上升高度 H。 （q=0.004m3/s，H=8.43m） 20、沿直径 d=200mm 的管道输送润滑油，质量流量 qm=9000kg/h，润滑油的密度 =900kg/m3，运动粘度 冬季为 =0.0001092m2/s，夏季为 =0.0000355 m2/s。试分别判断冬夏两季润滑油在管中的流动状
20、态。 21、在一水箱距离水面 3m 处开一个直径为 6cm 的小孔，为了使水箱内的水面保持不变，问每秒必须向 水箱内加多少水？（0.0217m3） 22、在直径为 30cm 的水平管道上用水作沿程损失实验，在相距 120m 的两点用水银差压计（上面为水） 测得的水银柱高度差为 33cm，已知流量为 0.23m3/s，问沿程损失系数等于多少？（0.0192） 第 22 题图 23、如图，一股射流以速度 V 水平射到倾斜平板上，体积流量为 Q。求射流对平板的打击力和上下两股 分射流的流量。 （sinQVF ， )cos1 ( 2 1 Q Q ， )cos1 ( 2 1 Q Q ） 第 23 题图
21、第 24 题图 第 25 题图 24、水从水箱沿着长为 L = 2 m，直径 d = 40 mm 的竖直管流入大气，忽略所有局部损失，管道沿程损 失系数 = 0.04，试求管道中起始断面 A 的压强与水箱内的水位 h 之间的关系式。并求当 h 为多少 时，此断面的压强与水箱外的大气压强相等。 （ d L Lh d L gpA 1 ， d h ） 25、水泵系统如图，管径mmd200，流量为smQ/1 . 0 3 ，吸水管与压水管的总长为 30m，沿程阻 力系数02. 0；吸水管设有带阀门的莲蓬头0 . 2 阀 ，所有弯头3 . 0 弯 （一共有 3 个弯头） ， 两水面高差mz.10，求水泵扬
22、程。 （13.56m） 26、水池中水从变截面管道排出，前两段的直径依次为 100mm 和 75mm；最后一段是渐缩管，出口直径 为 50mm。 如果排出的质量流量为 14kg/s， 不计损失， 求所需的水头 h， 并画出测压管水头线。 （2.6m） 27、嵌入支座内的一段输水管，其直径由md5.1 1 变化到md1 2 （见图示） 。当支座前的相对压强 kPa 392 1 p，流量smQ/8.1 3 时，试确定渐变段支座所受的轴向力 R。 （不计水头损失。 ） （R=397267N） 第 26 题图 第 27 题图 28、某输油管路长 4000m，管径 0.3m，输送运动粘度为 2.5 10
23、-4m2/s、密度为 840kg/m3的原油。当流量 Q=240m3/h 时，求油泵为克服沿程阻力所需增加的功率。 （18801.9W） 29、某管路直径 0.2m，流量 Q=0.1m3/s，水力坡度 i=0.05。求该管路的沿程阻力系数。 （0.0193） 30、两根直径分别为md18.0 1 和md25.0 2 的水平管道串联在一起。输送密度为 980kg/m3、运 动粘度为 4 10-4m2/s 的原油。如果流量为 Q=0.1m3/s，管道长度 L1=500m，L2=100m。求原油流经管 道的压强损失？（hf1=79.19，hj=0.182，hf2=4.267；合计压强损失为 83.639m）
