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流体力学答案
篇一：
流体力学第二版课后习题答案
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/s2。
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）
（a）m/s2；（b）N/m2；（c）kg/m；（d）N?
s/m2。
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
p
?
RT。
?
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）1/201X0；（b）1/10000；（c）1/4000；（d）1/201X。
1.9水的密度为1000kg/m，2L水的质量和重量是多少？
解：
m?
?
V?
1000?
0.002?
2（kg）
G?
mg?
2?
9.807?
19.614（N）
3
答：
2L水的质量是2kg，重量是19.614N。
1.10体积为0.5m的油料，重量为4410N，试求该油料的密度是多少？
解：
?
?
mV?
GgV
?
44109.807
0.5
3
3
?
899.358（kg/m）
3
答：
该油料的密度是899.358kg/m。
1.11某液体的动力黏度为0.005Pa?
s，其密度为850kg/m，试求其运动黏度。
3
解：
?
?
?
?
?
0.005850
?
5.882?
10
?
6
（m2/s）
答：
其运动黏度为5.882?
10?
6m2/s。
1.12有一底面积为60cm×40cm的平板，质量为5Kg，沿一与水平面成20°角的斜面下滑，
平面与斜面之间的油层厚度为0.6mm，若下滑速度0.84m/s，求油的动力黏度?
。
G
解：
平板受力如图。
G
沿s轴投影，有：
G?
sin20?
T?
0T?
?
U
?
A?
G?
sin20
?
?
3
?
?
?
∴?
?
G?
sin20?
?
U?
A
?
?
5?
9.807?
sin20?
0.6?
10
0.6?
0.4?
0.84
?
2
?
5.0?
10
?
2
（
kgm?
s
）
答：
油的动力黏度?
?
5.0?
10
kgm?
s
。
1.13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；
涂料的黏度?
=0.02Pa?
s，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。
U
解：
?
?
?
U
?
0.02?
50?
1000
?
20（kN/m2）
?
?
0.9?
0.8?
2
?
3
T?
?
d?
l?
?
?
?
?
0.8?
10?
20?
10
?
3
?
20?
1.01（N）
答：
所需牵拉力为1.01N。
1.14一圆锥体绕其中心轴作等角速度旋转?
=16rad/s，锥体与固定壁面间的距离
?
=1mm，用?
=0.1Pa?
s的润滑油充满间隙，锥底半径R=0.3m，高H=0.5m。
求作用
于圆锥体的阻力矩。
解：
选择坐标如图，在z处半径为r的微元力矩为dM。
?
dM?
?
dA?
r?
r?
?
2?
rdz
?
?
?
3
y
2?
r?
H
cos?
?
r?
?
dz
其中r
R
H
?
z
H
∴
M?
?
H
2?
?
?
?
?
RH
33
zdz
3
?
?
?
?
?
2?
?
R
3
?
?
0.1?
16
2?
1?
10
?
3
?
0.3?
?
39.568（N?
m）
答：
作用于圆锥体的阻力矩为39.568N?
m。
1.15活塞加压，缸体内液体的压强为0.1Mpa时，体积为1000cm3，压强为10Mpa时，
体积为995cm3，试求液体的体积弹性模量。
解：
?
p?
?
10?
0.1?
?
10?
9.9（Mpa）
6
?
V?
?
995?
1000?
?
10
K?
?
?
p?
V?
?
?
6
?
?
5?
10
6
?
6
（m3）
9
9.9?
10?
5?
10
?
6
?
10
?
6
?
1.98?
10（pa）
答：
液体的体积弹性模量K?
1.98?
109pa。
1.16图示为压力表校正器，器内充满压缩系数为k=4.75×10-10m2/N的液压油，由手轮
丝杠推进活塞加压，已知活塞直径为1cm，丝杠螺距为2mm，加压前油的体积为200mL，为使油压达到20Mpa，手轮要摇多少转？
解：
∵K?
?
?
V?
p
∴?
V?
?
KV?
p?
?
4.75?
10设手轮摇动圈数为n，则有n?
n?
4?
V
?
?
10
?
200?
10
2
?
6
?
20?
10?
?
1.9?
10
6?
6
（m）
3
?
4
d?
?
l?
?
V
?
6
4?
?
?
1.9?
10?
?
3
?
d?
l
2
?
?
?
1?
10
?
2
?
?
?
?
2?
10?
2
?
12.10圈
即要摇动12圈以上。
篇二：
第五版流体力学习题答案完整版
《流体力学》答案
1-6．当空气温度从00C增加至200C时，容重减少10%，?
值增加15%，问此时?
值增加多少？
?
?
解?
?
（?
?
?
0）
?
（?
?
?
?
0?
0）
?
（115%?
0?
90%
?
g
?
?
0
?
0
g
）
00?
00
g
?
0
?
0.035?
3.5%
1-7．图示为一水平方向运动的木板，其速度为1，平板浮在油面上，油深?
?
1mm，油的?
?
0.09807Pa?
s，求作用于平板单位面积上的阻力？
du1
?
?
?
?
0.09807?
?
98.07Pa解?
?
?
?
dy0.001
1-9．一底面积为40?
45cm，高为1cm的木板，质量为5kg，沿着涂有润滑油的斜面等速向下运动，已知v?
1，?
?
1mm，求润滑油的动力粘滞系数？
1
5
?
?
解?
?
T?
GSin?
?
0
所以T?
GSin?
?
G?
5525
?
5?
g?
?
g131313
但T?
A?
所以?
?
du1?
0.40?
0.45?
?
180?
dy0.001
25?
9.807
?
0.105Pa?
s
13?
180
1-10．一个圆锥体绕其铅直中心轴等速旋转，锥体与固定壁的间距为δ＝1mm，全部为润滑油充满，μ＝0.1Pa.s，当旋转角速度ω＝16s－1，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：
取微元体，
dA?
2?
r?
dl?
2?
r?
?
?
?
微元面积：
du?
r?
0
?
?
dy?
dT?
?
dAdM?
dT?
r
dhcos?
阻力矩为：
1-14．图示为一采暖系统图，由于水温升高引起水的体积膨胀，为了防止管道及暖气片胀裂，特在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?
8m3，加热前后温度差
t?
500C，水的热胀系数?
?
0.0005，求膨胀水箱的最小容积？
dV?
?
解?
?
因为?
?
dt
所以dV?
?
Vdt?
0.0005?
8?
50?
0.2m3
2-2．在封闭管端完全真空的情况下，水银柱差Z2?
50mm，求盛水容器液面绝对压强p1及测压管中水面高度Z1？
3
3
?
?
解?
?
p1?
0?
?
Z2?
13.6?
10?
9.8?
0.05?
6664pa
Z1?
p1
?
?
6.664
?
0.68m?
680mm9.8
2-6．封闭容器水面的绝对压强p0?
107.7KN
KNpa?
98.07
m2
m2
，当地大气压强
，试求
（1）水深h?
0.8m的A点的绝对压强和相对压
强？
（2）若容器水面距基准面高度Z?
5m，求A点的测压管高度和测压管水头。
并图示容器内液体各点的测压管水头线；（3）压力表M和酒精（?
?
7.944m2
）测压计h的读数值？
Mp0h1A
KN2?
A?
p0?
?
h1?
107.7?
9.807?
0.8?
115.55?
解?
?
（1）p?
mKNpA?
p?
A?
pa?
115.55?
98.07?
17.48
h
m2
4
（2）h2?
pA
?
?
17.48
?
1.78m9.807
Hn?
ZA?
h2?
5?
1.78?
6.78m
（3）pM?
p0?
pa?
107.7?
98.07?
9.63KN
h?
pM
m2
?
?
9.63
?
1.21m7.944
2-8．已知水深h?
1.2m，水银柱高度hp?
240mm，大气压强pa?
730mm水银柱，连接橡皮软管中全部都是空气，求封闭水箱水面的绝对压强及真空度？
?
?
解?
?
1?
1.2
?
0.088mHg13.6
将1.2m的水柱高度换算为水
银柱高度为：
则水面的绝对压强为：
0.73?
0.24?
0.088?
0.402m?
402mmHg
pV?
pa?
p0?
730?
402?
328mmHg
2-14.封闭不水箱各测压管的液面高程为：
?
1?
100cm，?
2?
20cm，
?
4?
60cm，问?
3为多少？
5
篇三：
流体力学课后答案和过程
第1章绪论
1.1解：
?
?
1.2解：
mG4410?
?
kgm3?
900kgm3VgV9.8?
0.5
13
du2um?
y?
?
?
?
dy3h?
h?
当
?
ydu2um
?
0.25时，此处的流速梯度为?
hdy3h
?
1?
?
?
?
4?
?
1?
?
?
?
2?
?
13
u
?
1.m
hu
?
0.m
h
当1.3解：
ydu2um?
0.50时，此处的流速梯度为?
hdy3h
?
1
3
T?
?
A?
?
1.4解：
du1A?
1.15?
?
0.8?
0.2N?
184Ndy0.001
充入内外筒间隙中的实验液体，在外筒的带动下做圆周运
动。
因间隙很小，速度可视为近似直线分布，不计内筒端面的影响，内桶剪切应力由牛顿内摩擦定律推得：
?
?
?
udu?
（r?
?
）
?
?
0?
?
dy?
?
作用于内筒的扭矩：
M?
?
Ar?
?
?
（r?
?
）
2?
r2h?
4.9?
0.003
102?
?
?
0.22?
0.4?
?
0.2?
0.003?
60
Pa?
s?
4.3219Pa?
s
?
?
M?
?
2
2?
?
rr?
?
h
1.5解：
dV
体积压缩系数：
?
?
?
dp
dV?
?
?
Vdp
?
?
4.75?
10?
10m2N?
200ml?
（20?
106?
1?
105）Pa?
?
1.8905ml
（负号表示体积减少）
手轮转数：
n?
dV1.8905
?
?
12
?
d2?
?
12
?
?
0.244
1.6解：
?
1?
?
?
?
2?
?
1?
15%?
?
?
1?
10%?
?
?
1.035?
?
?
2
?
1.035，即?
2比?
1增加了3.5％。
?
1
测压管内液面超高：
hH2O?
1.7解：
hHg
29.8
?
2.98mmd10.5?
?
?
?
1.05mm
d
2.98
m?
5.34402m1000
1.05
）m?
5.34805m1000
当测压管内液面标高为5.437m时，若箱内盛水，水箱液面高程为：
5.347m?
若箱内盛水银，水箱液面高程为：
5.347m?
（?
1.8解：
当液体静止时，它所受到的单位质量力：
?
f?
?
fx,fy,fz?
?
?
0,0,?
g?
。
当封闭容器自由下落时，它所受到质量力除向下的重力G＝mg外，还有与重力加速度方向相反
（即向上）的惯性力F＝－mg，所以
fz?
其单位质量力为f?
fx,fy,fz?
?
0,0,0?
1.9解：
?
G?
Fmg?
mg
?
?
0mm
?
?
F离心?
?
m?
2r?
?
m?
2x2?
y2
水平方向（法向）的单位质量力为：
f水平?
F离心?
m
?
?
?
r?
?
?
x?
y
2
2222
Fx?
?
m?
x?
y?
22
xx2?
y2
?
?
m?
2x
?
m?
2x
fx?
?
?
2x
?
m
同理可求：
fy?
?
y
2
fz?
－?
mg
?
－g?
－9.8m/s2?
m
则A点处单位质量力为：
f?
与水平方向夹角为：
?
?
arcsin1.10解：
g2?
?
4x2?
y2
2
gg?
arcsinfg2?
?
4x2?
y2
2
dV
体积膨胀系数：
?
V?
dt
dV?
?
VVdt?
0.00051?
10?
80m3?
0.408m3解法二：
散热器
dV
?
?
VdtVVdVT
?
?
?
Vdt积分：
?
V0VT0
锅炉
ln
V
?
?
V?
T?
T0?
?
0.00051?
80?
0.0408V0
V?
V0e?
V?
T?
T0?
?
10e0.0408?
10?
1.0416?
10.4164m3
m所以，膨胀水箱的最小容积为：
?
V?
0.4164
1.11答：
运动粘度?
——L切应力?
——MLT表面张力系数?
——M3
?
2
?
?
2
?
体积模量?
——?
LT
2
2
M
?
?
2
?
动量p——?
?
功E——?
ML
3
2
2
?
?
lv2pA?
?
We（韦伯数）1.12答：
①④?
Eu（欧拉数）②③
?
Q?
v2
1.13解：
由已知条件可将溢流堰过流时单宽流量q与堰顶水头H、水的密度ρ和重力加速度g的关系写成下面的一般表达式：
q?
K?
?
g?
H?
其量纲公式：
2?
1
?
ML?
3LT
?
?
?
?
?
LT?
?
L?
?
?
M?
?
L?
?
?
2?
?
?
?
3?
?
?
?
?
?
T?
?
2?
根据量纲一致性原则：
?
M?
：
?
?
0?
L?
：
?
3?
?
?
?
?
?
2
?
T?
：
?
2?
?
?
1
?
?
0
解得：
?
?
2
?
?
2
令m?
K1.14解：
根据题意已知列出水泵输出功率N与有关的物理量的关系式：
f?
N,?
g,Q,H?
?
0
由于用瑞利法求力学方程，有关物理量不能超过4个，当有关物理量超过4个时，则需要归并有关物理量，令?
?
?
g
写出指数乘积关系式：
N?
K?
aQbHc
写出量纲式：
?
N?
?
?
?
?
?
Q?
?
H?
a
b
c
，得堰流单宽流量计算公式：
q?
m2gH2（即堰流流量系数）
3
20
以基本量纲（M、L、T）表示各物理量量纲：
ML2T?
3?
ML?
2T?
2
?
?
?
LT?
?
L?
a
3
?
1b
c
根据量纲和谐原理求量纲指数：
M：
1?
a
L：
2?
?
2a?
3b?
cT：
?
3?
?
2a?
b得：
a?
1，b?
1，c?
1
整理方程：
令K为试验确定的系数：
N?
K?
QH?
K?
gQH1.15解：
列出有关物理量的关系式：
f?
v,?
p,d1,d2,?
?
?
?
0
取v，d2，?
为基本量
?
1?
d1?
p?
?
?
，，?
?
32a1b1c1a3b3c3a2b2c2
vd2?
vd2?
vd2?
1
1
1
?
1：
?
?
p?
?
?
v?
a?
d2?
b?
?
?
c
a
b
ML?
1T?
2?
?
LT?
1?
L?
1ML?
3M：
1?
c1
L：
?
1?
a1?
b1?
3c1
?
?
c1
T：
?
2?
?
a1
得：
a1?
2,b1?
0,c1?
1，?
1?
?
p
2
v?
同理可得：
?
2?
d1
d2
3
3
?
3：
?
?
?
?
?
v?
a?
d2?
b?
?
?
c
3
解得：
a3?
1，b3?
1，c3?
0，?
3?
?
vd2
1
即：
f?
?
v2?
d,vd?
?
?
0
22?
?
?
?
pd?
?
?
d2vd2?
p
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第2章流体静力学
2.1解：
相对压强：
p?
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gh
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p3090?
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1.0510?
103kg/m3?
1051.0204kg/m3gh9.8?
300
2.2解：
设小活塞顶部所受的来自杠杆的压力为F，则小活塞给杠杆的反力亦为F，对杠杆列力矩平衡方程：
T（a?
b）?
FaF?
T（a?
b）
a
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