09流体力学习题1及参考答案.docx
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09流体力学习题1及参考答案
09流体力学习题1及参考答案
09流体力学习题1及参考答案
一、单项选择题（共15分，每小题１分）
1、下列各力中，属于质量力的是（）。
A．离心力 B．摩擦力C．压力D．表面张力
2、下列关于流体粘性的说法中，不准确的说法是（）。
A．粘性是实际流体的固有属性
B．构成流体粘性的因素是流体分子间的吸引力
C．流体粘性具有传递运动和阻碍运动的双重性
D．动力粘度与密度之比称为运动粘度
3、在流体研究的欧拉法中，流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成，当地加速度反映（）。
A．流体的压缩性B．由于流体质点运动改变了空间位置而引起的速度变化率
C．流体速度场的不稳定性D．流体速度场的不均匀性
适用条件是（ ）。
A．仅适用于理想流体作定常流动
B．仅适用于粘性流体作定常流动
C．适用于理想流体与粘性流体作定常或非定常流动
D．适用于理想流体与粘性流体作定常流动
9、在重力场中作稳定流动的系统，沿流动方向总水头线维持水平的条件是（）。
A．管道是水平放置的 B．流体为不可压缩流体
C．管道是等径管 D．流体为不可压缩理想流体
10、并联管道系统中,其各支管内单位质量流体的能量损失（）。
A．不相等 B．之和为总能量损失C．相等 D．不确定
11、边界层的基本特征之一是（）。
A．边界层内流体的流动为层流B．与物体的特征长度相比，边界层的厚度很小
C．边界层厚度沿流动方向逐渐减薄D．边界层内流体的流动为湍流
12、指出下列论点中的错误论点：
（）
A．平行流的等势线与流线相互平行 B．涡流的径向速度为零
C．无旋流动也称为有势流动 D．点源的圆周速度为零
13、关于涡流有以下的论点，指出其中的错误论点：
（）。
A．以涡束诱导出的平面流动，称为涡流B．点涡是涡流
C．涡流的流线是许多同心圆D．在涡流区域速度与半径成正比
14、超音速气体在收缩管中流动时，气流速度（）。
A．逐渐增大 B．不变 C．不确定 D．逐渐减小
15、为提高离心泵的允许安装高度，以下哪种措施是不当的？
（）
A．提高流体的温度 B．增大离心泵吸入管的管径
C．缩短离心泵吸入管的管径D．减少离心泵吸入管路上的管件
参考答案：
1.A2.B3.C4.D5.A6.B7.C8.D9.D10.C11.B12.A13.D14.D15.A
二、填空题（共12分,每小题２分）
1、静止流体中任一点的静压强大小与其作用面在空间的方位无关，与该点位置相关。
2、理想流体是指不考虑粘性的流体；不可压缩流体是指忽略密度变化的流体。
３、粘性流体沿缓变流流动产生的阻力损失称为沿程阻力损失，在急变流处产生的阻力损失称为局部阻力。
４、调节往复泵流量的方法有：
改变活塞冲程，旁路调节 等。
５、造成边界层分离的原因，在于逆压强梯度作用和物面粘性滞止效应的共同影响。
6、已知某输水管路中，泵的特性曲线方程为
，管路的特性曲线方程为
，（注：
式中
的单位为m，
的单位为m3/s）。
当输水量为8.5L/S时，消耗于阀门调节的水头损失是3.33m.。
三、简答题（共18分,每小题6分）
（1）分别写出理想流体和粘性流体总流的伯努利方程。
比较它们的相同之点和不同之处。
参考答案：
理想流体的伯努利方程：
粘性流体总流的伯努利方程：
它们的相同之点：
是能量守恒定律在流体流动系统的应用结果；均适用于不可压缩流体；反映流动系统中动能、势能、静压能之间的相互关系。
不同之处是：
理想流体伯努利方程表明，理想流体沿流动方向的总水头保持不变；粘性流体总流的伯努利方程则表明，为了克服粘性阻力，粘性流体沿流动方向的总水头是逐渐减少的。
（2）为何流体静压力的方向总是沿着作用面的内法线方向？
参考答案：
因为:
（1）静止流体不能承受剪力，即τ=0，故p垂直受压面；
（2）因流体几乎不能承受拉力，故p指向受压面。
（３）流体的压缩性指的是什么？
列举出两种反映流体的压缩性的参数。
在工程实际应用中，如何考虑液体和气体的压缩性？
参考答案：
流体在一定温度下，体积随压强增大而缩小的特性称为流体的压缩性。
反映流体的压缩性的参数有：
压缩系数、体积模量、音速。
一般而言，液体的压缩性很小，但当压强变化很大时（如水击和水下爆炸），应考虑液体密度的变化；气体的压缩性很大，但在流速不太高，压强变化较小的情况下，可将气体视为不可压缩流体。
四、计算题（六题，共55分）
１、（5分）当压强增加5×104Pa时，某种液体的密度增长0.02%，求该液体的体积模量。
解：
2、（10分）已知某不可压缩流体平面流动的速度分布规律为：
判断说明该流动是否连续？
是否无旋？
并求出流函数。
解：
满足连续性方程，所以流动连续。
所以流动有旋。
令C＝0，则流函数为
3、（14分）图示离心泵管路系统，将常压下20℃的水从低位槽抽到高位槽，已知输送水量：
Q＝36m3/h，吸入管（泵前）直径100mm,吸入管长10m（含局部阻力的当量长度）,摩擦系数λ1=0.02。
排出管（泵后）直径75mm,排出管长50m（含局部阻力的当量长度）,摩擦系数λ2=0.03。
常压下，20℃水的密度可取1000kg/m3。
泵的效率为55%。
求：
（1）泵的轴功率N为多少kw？
（2）泵入口处的真空表读数应该是多少Pa?
解：
Q＝36m3/h=0.01m3/s
（1）泵的轴功率N
泵吸入管内的流速为:
泵压出管内的流速为
在断面1-1和2-2之间列伯努利方程，并移项整理得
（2）泵入口处的真空表读数
取1－1、B断面列伯努利方程：
解得
4、（12分）已知：
一个水平放置的90º弯管输送水
d1＝150mm，d2＝75mm
p1＝2.06×105Pa，Q＝0.02m3/s
求：
水流对弯管的作用力大小和方向（不计水头损失）。
解：
取1-1、2-2两断面列伯努利方程
所以，
对选取的控制体列动量方程：
x方向：
y方向：
所以，
所以，水流对弯管壁的作用力为R的反作用力R'=-3786N，大小相等，方向相反。
5、（8分）大容器压缩空气灌中的压缩空气，经一收缩喷管向大气喷出，设喷嘴出口处的大气绝对压为101.33kPa,温度为25℃，流速为234m/s,试求压缩空气灌中的温度和压强。
解：
由
代入已知数据，得
解得
6、（6分）如图，水箱中的水通过直径为d，长度为l，沿程阻力系数为λ的立管向大气中泄水，问h多大时，立管排出的流量Q与h无关？
解：
在水箱液面与出水口断面间列伯努利方程：
所以，当
时，Q与h、l无关。
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