《工程流体力学》2（本科）

《工程流体力学》2 （本科）

一、 选择题

1. 关于流体的粘性，以下说法不正确的是（ ）。

A 形成流体粘性的原因是分子间的引力和流体分子的热运动 B 压强增加，粘性增大

C 液体的粘性随温度的增加而增加 D 气体的粘性随温度的增加而增加

2. 在下图中，两块相距h，水平放置的的平行平板间充满动力粘度为μ的粘性流体。上平板以速度U水

平向右运动，下平板以速度U水平向左运动，则流体作用在平板上的切应力为（ ）。 A．2?2UUU B． ? h2hhUC．? D．?

UhhU

3. 如图一维管流中，已知管道中流体的密度为ρ1，U形管中工作液体的密度为ρ2，如果ρ1<ρ2，那么管

内流体的流动方向为（ ）。 A．由左到右 B．静止不动 C．由右到左 D．不确定

4. 当z轴向下为正时，重力场中流体平衡的欧拉微分方程式是（ ）。

A．dp=ρdz B．dp=?zdρ C．dp=?ρgdz D．dp=ρgdz

5. 流管是在流场里取作管状假想表面，流体流动应是（ ）。

A．不能穿过侧壁流动

B．流体能穿过管侧壁由管外向管内流动 C．流体能穿过管侧壁由管内向管外流动 D．不确定

6. 在紊流粗糙管平方阻力区，管道流动的沿程能量损失与平均流速的（ ）次方成正比。

A．1 B．1.75 C．2 D．0.85 7. 关于马赫数，以下说法不正确的是（ ）。

?2?1A．马赫数表示惯性力与弹性力之比

B．马赫数小于1时，气体可以忽略压缩性的影响 C．马赫数可用作划分气体的流动状态

D．马赫数表示气体宏观运动动能与气体内能之比

8. 在连续的管流中，如果两个截面的直径比为d1d2?2，则这两个截面上的雷诺数之比为Re1Re2?（ ）。

A. 2 B. 4 C. 1/4 D. 1/2 9. 用皮托—静压管直接测量出的物理量是（ ）

A．总压 B．静压 C．流量 D．总压与静压的差值 10. 当流体沿x方向流动时，边界层分离的必要条件是( )

?p?p?0 B．?0 ?x?x?p?p?pC．?0 D．?0或?0

?x?x?xA． 二、 概念题

1、分别说明液体和气体的粘性随温度的变化规律，并简述原因。

2、画出图中二维曲面AB所受液体总压力的垂直分力对应的压力体，并标出垂直分力的方向。

三、填空题

1、研究流体流动的两种方法是_________法和__________法。 2、判别流体的流动状态是层流或紊流的依据是________数。 3、流体微团的运动形式包括平动、___________和____________。 4、在运动流体中，物体受到的阻力主要包括___________和_________。 四、计算题

1. 有一高为h，密度为?的铁块，沿涂有润滑油的倾角为?的斜面以速度v匀速滑下，铁块与斜面接触面

积为A，如图所示。若斜面铁块间油层的厚度?非常小，求油的动力粘度?。

2. 如图所示，用两个串接的U形管压力计测量A点的压强。已知h1?600mm，h2?250mm，

h3?200mm，h4?300mm，??1000kgm3，?Hg?13600kgm3，???800kgm3，当地大气压

5强为pa?10Pa。

3. 连续管系中的90°渐缩弯管放在水平面上，如图所示，入口直径d1?15cm,出口直径d2?7.5cm，入口处水的平均流速v1?2.5ms，计示压强p1?6.86?10Pa，若不计阻力损失，试求支撑弯管所需的水平力。

4. 应用细管式粘度计测定油的粘度，已知细管直径d?0.006m，测量段长l?2m。实测油的流量

4qv?77?10?6m3s，水银压差计的读数为hp?0.3m，油的密度??900kgm3，水银的密度

?p?13600kgm3。试求油的运动粘度和动力粘度。

参考答案：

1. 铁块沿斜面匀速下滑，重力在运动方向上的分力等于铁块与斜面间流体的内摩擦力。即

?gAhsin???Advx dy斜面与铁块间油层的厚度非常小，其间的速度分布可以认为是线性的，即

dvxv? dy??gAhsin???A

?????ghsin?

v2. 根据等压面条件，1，2和3均为等压面，则

vp3?pa??Hggh4

p2?p3???gh3 p1?p2??Hggh2

A点的压强为pA?p1??gh1?pa??Hggh4???gh3??Hggh2??gh1

将数据代入上式得

pA?105?13600?9.8??0.3?0.25??800?9.8?0.2?1000?9.2?0.6?165903.4Pa

相对压强 pe?65904.4Pa

3. 选取弯管壁面和进、出口截面内的体积为控制体，建立图示坐标系。

A?0.15?由连续性方程 v2?v11?2.5????10ms

A20.075??设弯管对控制体内流体的水平约束力为F，其在x、y方向上的分力分别为Fx、Fy。

2根据伯努利方程

p1e??v122?p2e?2?v22

得 p2e?p1e???v2?212?v2?68600??1000?2.52?102?21725Pa 2??在x方向上 p1e由上式可解得

4d12?Fx??v1?4d12?0?v1?

Fx??4d12p1e??v12????4?0.152?68600?1000?2.52?1323N

??在弯管的外表面上作用有大气压强，流体静压强中也有大气压因素，故由大气压强产生的作用力在管子的内外表面上力可以两两抵消 在y方向上 Fy?p2e由上式可解得

?42d2??v2?42?v2?0? d2Fy??422d2p2e??v2????4?0.0752?21725?1000?102?538N

??合力为 F?Fx2?Fy2?13232?5382?1427N

支撑弯管所需的水平力 F???F??1427N 4. 列细管测量段前、后面的伯努利方程得

?p1p2??p?hf?????1??hp?g?g??? ?13600????1??0.3?4.23m900??设流动状态为层流，则

4qv4?77?10?6v???2.73ms 22?d3.14?0.00664?lv2因为 hf?

vdd2g2gd22?9.8?0.0062?4.23??8.54?10?6m2s 所以 ??hf64lv64?2.73?2 ?????900?8.54?10?6?7.69?10?3Pa?s

校核流动状态 Re?

vd??2.73?0.006?1918?2000 层流假设正确。

8.54?10?6

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/8aif.html