流体力学复习.docx
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流体力学复习
流体力学（机械类）第1次作业
一、单项选择题（只有一个选项正确，共5道小题）
1.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
（0均质流体与非均质流体
（D）理想流体与实际流体
正确答案：
D
解答参考：
2.相对压强是指该点的绝对压强与一的差值
（A）标准大气压
（B）当地大气压
（0工程大气压
（D）真空压强
正确答案：
B
解答参考：
3.粘性流体总水头线沿程的变化是
⑷沿程下降
（B）沿程上升
（0保持水平
（D）前三种情况都有可能
正确答案：
A
解答参考：
4.雷诺数Re反映了（）的对比关系
（A）粘滞力与重力
（B）重力与惯性力
（0惯性力与粘滞力
（D）粘滞力与动水压力
正确答案：
C
解答参考：
5.圆管均匀层流过流断而上切应力分布为
（A）抛物线分布，管壁处为零，管轴处最大
（B）直线分布，管壁处最大，管轴处为零
（0均匀分布
（D）对数分布
正确答案：
B
解答参考：
四、主观题（共5道小题）
底面积为1.5m2的蒲板在液面上水平移动速度为16m/s,液层厚度为4mm,液体的动力粘度A为0900」。
假定液层内速度为直线分布规律，试求移动平板的力F为多大？
如xrfer=4Nm2
参考答案:
F=TxA=4x1.5=6N
7.
如图所示的矩形闸门AB将水（pi=1000kg/m3）和甘油（p2=1264kg/m3）分隔，试求作用在单位宽度闸门上的总压力及作用点。
\/
X7
=1.8m
1.2m
—
水壽
A
甘油
2m
B
参考答案：
耳=pIgliclA1=（1.8+1.2+2/2）x9807x2=78456N
jjbh?
/1223
yDi=yCi+-^=lici十厂亍二彳十―=4十VciahclA4x212x8
%=yDi-（1.8+12）=4.08-3=1.08m
F2=p2ghc2A：
=1264x9.807x（1.2十2/2）x2=54542.6N
Yc2AhC2A2.2x212x22x2
h2=yD2-12=2.35-1.2=1.15m
Fy=Fih1-F2h2
23913,4y=78456x1.08-54542.6x1.15
y=0.92m
&有一贮水装苣如图所示，贮水池足够大，当阀门关闭时，压强汁读数为2.8个大气压强。
而当将阀门全开，水从管中流出时，压强计读数是0・6个大气压强，试求当水管直径
参考答案:
d=12cm时，通过出口的体积流量Q（不计流动损失）。
Pa+PgH=h+2.8p
V2二）2gH-£1^]=（2X9.806X*2.8-=20.78（m/s）
qv=jd2V2=0.785x0.122x20.78=0.235（m3/s）
9.
如图所示水箱孔口岀流，p=0.5atm,h]=2m,=40mm,Jij=]12=0.62,
d2=30mm,h3=lm,求h?
和Q。
0P
参考答案：
Q;A^2gH0
比=血-％）+畧应十空尹=hz-h2^
■72gY
Q：
=丛72g（h1-h2+p/7）⑴
Q2=/觴（h2+h3）⑵
Q-_=Q2（3）
h2=5.08m,Q=4.78L/s
10.水平管路路直径由dFlOcm，突然扩大到&二15cm,水的流量Q=2m'/min。
（1）试求突然扩大的局部水头损失；
（2）试求突然扩大前后的压强水头之差。
=0.284
72g72g2g7g
*=4.244m/s.v2=1,886m's=>———=0.455m参考答案：
丫
流体力学（机械类）第2次作业
一、单项选择题（只有一个选项正确，共5道小题）
+九中鸽必，必分别代表（）
厲_Q）02_佥）=刊+
1.不可压缩气体总流能量方程2
（A）1和2断面上的绝对压强
（B）1断而上的绝对压强及2动能上的相对压强
（01和2断面上的相对压强
（D）1断而上的相对压强及2断而上的绝对压强
正确答案：
C
解答参考：
2.动疑方程式中流速和作用力
（A）流速有方向，作用力没有方向
（B）流速没有方向，作用力有方向
（0都没有方向
（D）都有方向
正确答案：
D
解答参考：
3.管道中紊流运动，过流断面流速分布符合
（A）均匀分布
（B）直线变化规律
（0抛物线规律
（D）对数曲线规律
正确答案：
D
解答参考：
4.在紊流粗糙管中
（A）层流底层覆盖粗糙髙度
（B）沿程阻力系数只取决于雷诺数
（0沿程水头损失与流速的平方成正比
（D）阻力系数与相对粗糙无关
正确答案：
C
解答参考：
5.水力半径是0
（A）湿周除以过水断而积
（B）过水断而枳除以湿周的平方
（0过水断而积的平方根
（D）过流断而积除以湿周
正确答案：
D
解答参考：
四、主观题（共16道小题）
6.在流体力学当中，三个主要的力学模型是指哪三个？
参考答案：
答：
（1）连续介质：
（2）无粘性流体；（3）不可压缩流体。
7.
三元不可压缩流场中，己知vx=x24-y2z3,Vv=-（xy+yz+zx）,且己知Z=0处
■
vz=0,试求的表达式。
参考答案:
=-xz+——
22
8.
如图所示，消防水管直径di=0.15m,喷嘴出口直径d2=0.03m,设计流量
Q=0.03m?
/s。
喷嘴和管路用法兰盘连接并用螺栓固定，试求螺栓所受的总拉力。
QyQ
V=—=1.6977m/sV.=—42.4413m/sA1A2
p：
=p2-ps=|p（v；-V；）=8.9919X105Pa
p；A1-F=pQ（V2-V1）
F=p；AL-pQ（V2-Vj=14668N9.
有一并联管道如图所示。
若已知qv=3OOm3/h,d]=100mm,=40m,
d2=50mni,L7=30m,d3=150mm,L3=50m,丸〔=X2==0.03o试
求各支管中的流量q、「l、Qv2>及并联管道中的水头损失。
=Qvi+Qv2+Qv3〈°〉
hfi=屯
=hf?
•L1V,2
-L?
=九、一-
*42g
・d.
£
2g3d32g
qvi=尢=諜二81.97（m7h）qV2=0.2qvl=0.2x81.79=16・36（tn7h）
qV3=2.46qV3=2.46xS1.79=201.65（m7h）
=5.15（mH:
0）
10.
在距离为6的两平行壁而之间充满动力粘度为u的液体，在液体中有一边长为L的薄板以速度V沿薄板所在平而内运动。
假泄沿铅直方向的速度分布是直线规律：
（1）当薄板距下侧壁面距离为h时，求薄板运动时的液体阻力？
（2）若h可变，求h为多大时，薄板运动阻力最小？
最小阻力为多少？
—二^UA6—（—）二心&_〔°匚叫二0dhdhh5-h2（h5-hO
参考答案:
11.
圆弧形闸门长b=5m,圆心角9=6°°,半径R=4m,如图所示。
若弧形闸门的转轴与水而齐平，求作用在狐形闸门上的总压力及苴作用点的位置°
参考答案:
11=Rsin（p=4xsin60°=3.464m
Fx=pghcAx=pg£hb=1000
x9.807x0.5x3.4642x5=294192.7N
F2=pgVo=pghxRcosp"b
2p气3602J
（\14x42x601）
=9807x3.464x4lx5=240729.2N
3604丿
Jp；+F；=7294192.73+240729.22=380.13kN0=arctan士=arctan—*~=3929°
*Fx294192.7
点的流线方程。
参考答案:
13.如图所示的U形压差计测量弯管的局部水头损失系数S已知管径
d=0.25111,水流量Q=0・04m3/s,U形管的工作液体密度为p^=1600kg/m5,U形
管左右两侧液面高差Ah=70mm,求首。
参考答案:
Pi+pg（z1-z2+h+Ah）=p?
+pgh+pgAh
r、
石一z、+巳二匕二匕一1Ah=0.042mV=Q/A=0.8149m/s\2PSfIp丿
11L=C-=（^--l）Ah=0.042=>C=12405
_2gp_
14.今要以长L二80m,内径d二50mm的水平光滑管道输油，若输油流量要
等于135L/mi「用以输油的袖泵扬程为多大？
（设油的密度p=920kg/n?
粘度
%=hf=72.84m（油柱）
ji=0.056Pa-s）
Re=Vdp=l_146x0.05x920=941<2300H0.056
15.
从水管向左箱供水，然后经面积为対、流量系数为比的孔口盜向右箱”再从右箱经面
积为A,流量系数为七的孔口流岀，恒定流量为Q°试求两个水位高度比和屯。
参考答案:
16・试述流体静压强的两个重要特性。
参考答案：
流体静压力的方向沿作用而的内法线方向：
静止流体中任一点的流体静压强大小与其作用而在空间的方位无关。
17.何谓流线？
试写出流线的微分方程式。
参考答案：
流场中某一瞬时流体质点的速度方向线；
18.粘性流体在圆管中作层流流动时，其速度分布与切应力分布有何规律?
参考答案：
答（简）：
速度分布为抛物线分布，切应力分布为线性分布。
19.素流分成哪三个区，沿程阻力系数各有什么特点？
参考答案：
答（简）：
（1）紊流光滑区2=/（Re）；
（2）紊流过渡区A=/（Re,-|）；⑶紊流粗造区2=/（|）
20・一个圆柱体沿管道内壁下滑，圆柱体直径
d=105“”，长Z=300〃w自重G=10N。
管道直径Z>=1017wm,倾角0=45。
，内壁涂有润滑
油「如图，测得圆枉体下滑速度八0・23加s,求润滑油的动力粘性系数“？
U
T=U.—
S
Gsin&=u—miL
'5
iSSsin6
A=——:
=0.1631P/S
参考答案：
21.如图，一弧形闸门宽2m,圆心角
^=30%半径r=3m,闸门轴与水面齐平，求作用在闸门上的静水总压力。
Fx=-}hxhxb=—/（/sill30°）2xb
22
1n
=—x9810x3,xsin30°x2=22073N
2
F.=泮=v（—^r2一丄”cos2122122
314]
=9810x32x2（cos30°sill30°）=7998AT
122
F=十F；=V220
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