流体力学、机械习题及答案

流体力学部分：

1.力按物理性质的不同分类：重力、摩擦力、惯性力、弹性力、表面张力等。 2. 力按作用方式分：质量力和面积力。

3 质量力是指作用于隔离体内每一流体质点上的力，它的大小与质量成正比 4 最常见的质量力有：重力、惯性力。

5 比较重力场（质量力只有重力）中，水和水银所受的单位质量力f水和fA. f水

水银

水银

的大小？

； C. f水>f

水银

； B. f水=f水银； D、不一定。

6 试问自由落体和加速度a向x方向运动状态下的液体所受的单位质量力大小（fX. fY. fZ）分别为多少？

自由落体：X＝Y=0,Z=0。加速运动：X=-a,Y=0,Z=-g。

7.静止的流体受到哪几种力的作用？理想流体受到哪几种力的作用？

重力与压应力，无法承受剪切力。 重力与压应力，因为无粘性，故无剪切力 8判断：在弯曲断面上，理想流体动压强呈静压强分布特征。 对 错 9 如图所示的密闭容器中，液面压强p0＝9.8kPa，A点压强为49kPa，则B点压强为39.2kPa ,

在液面下的深度为3m 。

10．露天水池水深5m处的相对压强为：

A. 5kPa； B. 49kPa； C. 147kPa； D. 205kPa。 重力作用下静水压强的分布规律，如图2-9所示。

图2-9

11. 仅受重力作用处于静止状态的流体中，任意点对同一基准面的单位势能为一常数，即各点测压管水头相等，位头增高，压头减小。 12. 在均质连通的液体中，水平面必然是等压面

13：仅在重力作用下,静止液体中任意一点对同一基准面的单位势能为_b__ A. 随

深度增加而增加； C. 随深度增加而减少； B. 常数； D. 不确定。 14：试问图示中A、 B、 C、 D点的测压管高度，测压管水头。（D点闸门关闭，以D点所在的水平面为基准面）

A:测压管高度，测压管水头 B:测压管高度，测压管水头 C:测压管高度，测压管水头 D:测压管高度，测压管水头

A:0m，6m B:2m，6m C:3m，6m D:6m，6m

15：如图2-10所示，

，下述两个静力学方程哪个正确？

图2-10

16.求淡水自由表面下2m 深处的绝对压强和相对压强。 解： 绝对压强：

=1.194标准大气压 相对压强：

标准大气压

17. 设如图2-13所示，hv=2m时，求封闭容器A中的真空值。

图2-13

解：设封闭容器内的绝对压强为pabs，真空值为Pv 。 则： 根据真空值定义：

18： 绝对压强pabs与相对压强p 、真空度pv 、当地大气压pa之间的关系是： A. pabs =p+pv； B. p=pabs+pa C. pv= pa-pabs D. p=pabs+pa

19：金属压力表的读数值是： A. 绝对压强； B. 相对压强； C. 绝对压强加当地大气压； D. 相对压强加当地大气压。

20：一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下4.2m处测压管高度为2.2m，设当地大气压为1个工程大气压，则容器内绝对压强为几米水柱?

A. 2m； C. 8m； B. 1m； D. -2m。

21．相对平衡流体中，质量力除重力外，还受到惯性力的作用。

22 如图2-14所示，一洒水车等加速度a=0.98m/s2向右行驶，求水车内自由表面与水平面间的夹角；若B点在运动前位于水面下深为h=1.0m，距z轴为xB=-１.5m，求洒水车加速运动后该点的静水压强。

解：考虑惯性力与重力在内的单位质量力为 （取原液面中点为坐标原点）

图2-14

X= -a ； Y=0 ；Z= -g

代入式 （2-7）

得： 积分得：

得： C=p0 =0

在自由液面上，有： x=z=0 ；p=p0

代入上式得： Ｂ点的压强为：

自由液面方程为（∵液面上p0=0） ax ＋ gz = 0 即：

23：某点的真空度为65000 Pa，当地大气压为0.1MPa，该点的绝对压强为： A. 65000Pa； B. 55000Pa； C. 35000Pa； D. 165000Pa。

24：什么是等压面？等压面的条件是什么？ 等压面是指流体中压强相等的各点所组成的面。只有重力作用下的等压面应满足的条件是：静止、连通、连续均质流体、同一水平面。

25. 相对平衡的流体的等压面是否为水平面？为什么？什么条件下的等压面是水平面？ 不一定，因为相对平衡的流体存在惯性力，质量力只有重力作用下平衡流体的等压面是水平面。

26. 压力表和测压计上测得的压强是绝对压强还是相对压强？ 相对压强。 27. 盛有液体的敞口容器作自由落体时，容器壁面AB上的压强分布如何？

∴p =const，自由液面上p = 0 ∴p = 0

28. 若人所能承受的最大压力为 1.274MPa（相对压强），则潜水员的极限潜水深度为多少？

潜水员的极限潜水深度为：

则测压管最小长度应该为多少？ 测压管最小长度为1.5m。

29. 如2-1图所示，若测压管水头为1m，压强水头为1.5m，

30. 为什么虹吸管能将水输送到一定的高度？

因为虹吸管内出现了真空。 题2-1图

31：如图所示的密封容器，当已知测压管高出液面

h=1.5m，求液面相对压强p0，用水柱高表示。容器盛的液体是汽油。（

=7.35kN/m3）

A. 1.5m； B. 1.125m； C. 2m； D. 11.5m。

31. 在静止流体中，各点的测压管水头是否相等？在流动流体中是否相等？

相等；均匀流、渐变流中同一断面上各点测压管水头相等，急变流中不相等。 32. 在如图所示的密闭容器上装有U形水银测压计,其中1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为：

A. p1=p2=p3； B. p1>p2>p3； C. p1

33： 在传统实验中，为什么常用水银作U型测压管的工作体？ 1.压缩性小；2.汽化压强低；3.密度大。

34 :一密封水箱如图所示，若水面上的相对压强p0=-44.5kN/m2，求：（1）h值；（2）求水下0.3m处M点的压强，要求分别用绝对压强、相对压强、真空度、水柱高及大气压表示；（3）M点相对于基准面O—O的测压管水头。

流

解 （1）求h值图2-22

列等压面1—1，pN = pR = pa 。以相对压强计算，

（2）求 pM

用相对压强表示：

53. 集流器有筒形、锥形、弧形与组合形等几种形式。

54. 集流器与叶轮间存在着间隙，其形式可分为径向间隙和轴向间隙两种，

55. 机壳的作用：是将叶轮出口的气体汇集起来，导至通风机的出口，并将气体的部分动压转变为静压。

56. 进气箱：进气箱一般应用于大型离心式通风机进口之前需接弯管的场合(如双吸离心式通风机)。因气流速度转向，会使叶轮进口的气流很不均匀。在进口集流器之前安装进气箱，可改善这种状况。

57. 进口导流器(前导器)：大型离心式风机为扩大使用范围和提高调节性能，在集流器前或进气箱内装设进口导流器，进口导流器分为轴向与径向两种 58.

4—72— 1 1 №20 B右90°

4表示通风机在最高效率点的全压系数为0.4。72表示通风机的比转数为72；右90 表示出口位置表示右向旋转；1 表示通风机叶轮为单侧进风；1 表示设计序号；B 表示通风机的传动方式为B式(悬臂支承，皮带轮传动，皮带轮在两轴承中间)； №20 表示通风机机号，即叶轮直径为2000mm；

59. 轴流式风机主要气动零部件有叶轮、导叶、机壳、集流器(集风器)、疏流罩(流线体)和扩散器、传动部分等。

60. 风机叶轮：用来对流体做功以提高流体能量的关键部件。主要由叶片和轮毂组成：叶片多为机翼扭曲叶片。

61. 风机导叶：导叶的作用是确定流体通过叶轮前或后的流动方向,减少气流流动的能量损失。对于后导叶还有将叶轮出口旋绕速度的动压转换成静压的作用。 62. 风机集流器和疏流罩： 扩散器的作用是将流体的部分动压转换为静压,以提高风机静效率。其结构形式有筒形和锥形两种. 63. 2 K60—4 № 28

表示通风机的机号，即叶轮直径为2800mm 表示结构设计序号； 表示该型通风机轮毂比的100倍，即叶轮的轮毂直径与叶轮直径比为0.6； 表示矿用通风机； 表示两级叶轮 64. BDK54-8-№23

№23——表示通风机机号，即叶轮直径为2300mm； 表示配用8极电机，转速为740r/min 表示该型通风机轮毂比的100倍； 表示矿用风机； 表示对旋式轴流风机； 表示隔爆型； 65. 风量：单位时间内通风机输送的气体的体积量，称为风量，以Q表示。其单位为m3／s、m3／min、m3／h。

66. 风压：单位体积的空气流经通风机后所获得的总能量，称为风压，以H表示。其单位为Pa。

67. 功率：轴功率 电动机传递给通风机轴的功率，即通风机的输入功率，用P表示，单位为kW。

68. 矿井通风设备的作用：向井下输送新鲜空气供人呼吸；稀释和排除有害气体；调节井下气候，改善劳动条件，保证安全生产。

69. 通风系统类型：1）中央式 2）对角式 3）混合式

70. 离心式通风机和轴流式通风机的工作原理，都是由于气流通过叶轮时，受到叶轮作用

而获得能量，从而实现通风的目的。但因结构不同，两者间又有区别：在离心式通风机中，气流是径向流动；而在轴流式通风机中，气流是沿轴向流动。

71. 离心式和轴流式通风机的个体特性曲线，反映的是某台通风机在某一转速下的特性。而离心式通风机的类型特性曲线，则反映了同类型的所有通风机，在不同转速下的特性。 72. 通风机在网路中工作时，所产生的风压Ｈ包括静压Ｈj和动压Ｈd两部分。前者用于克服网路阻力，后者则随气流消耗在大气中。

73. 通风网路的阻力大小，可用网路阻力损失常数R(或Rj)和等积孔AC的大小来表示。R(或Rj)越大，AC越小，说明通风越困难，反之越容易。 74.

通风机工况的调节有两条途径：其一是改变网路特性曲线，可通过闸门节流法来实现；其二是改变通风机的特性曲线，它可通过改变叶轮转速法、前导器调节法、改变叶轮叶片安装角度法、改变通风机的叶轮叶片数目法来实现。

75. 通风机联合运转的基本方法有串联工作和并联工作两种。串联工作的主要目的是为了增大风压，并联工作的主要目的是为了增大风量。

76. 离心式通风机应在关闭闸门的情况下起动，而轴流式通风机应在闸门半开或全开的情况下起动。

77. 煤矿常用离心式通风机有4-72-11型、G4-73-11型、和K4-73-01型，它们的主要部件包括叶轮、进风口集流器、机壳、传动轴、进气箱、前导器等组成

78. 煤矿轴流式通风机的主要部件有叶轮、导叶、集流器、疏流罩、扩散器、传动部分等组成。叶片和导叶都是呈扭曲机翼型，且有导叶可调装置，能实现反转反风。叶片调节可分为不停车调节和停车调节两种。

79. 中、后导叶：不旋转，作用是将叶轮出口的气流方向调速为轴向。又称整流器。 80. 扩散风筒：由于结构限制，出口截面不太大，因此出口流速较高，全压中动压占了较大比例，而动压没有利用就散失在空气中，造成不必要的浪费。扩散器可将部分动压转变成静压，提高静压效率。

81. 轴流式通风机应在门半开或全开的情况下起动，而离心式通风机则应在门全闭的情况下起动。

82. 轴流式通风机、离心式通风机工况调节方法比较：轴流式通风机可通过改变叶轮转速、叶片安装角度、减少叶轮级数和叶片数目、调节前导器等多种方法以及使用闸门节流法进行调节，以适应矿井风量、风压的变化。但离心式通风机的调节方法较少，一般只能采用门节流法或改变叶轮转速和前导器调节法。因此，轴流风机的可调性优于离心风机。

83. 传动机构：由曲轴、连杆、十字头、皮带轮等组成。作用：将曲轴的旋转运动转变为活塞的直线往复运动。

84. 储气罐（或风包）的作用：1.缓和压力脉动（或稳压作用），2.分离水、油 3.储气备耗气量增大之需

85. 动力的传递流程是：电动机→三角皮带轮→曲轴→连杆→十字头→活塞杆→活塞。 86.

压气流程是：自由空气→滤风器→减荷阀→一级吸气阀→一级气缸→一级排气阀→中间冷却器→二级吸气阀→二级气缸→二级排气阀→(后冷却器)→储气罐（或风包） 87. 压缩机构：压缩机构由气缸、吸气阀、排气阀、和活塞等部件组成。 88. 89.

传动机构：传动机构由三角皮带轮、曲轴、连杆、十字头和轴承等部件组成。 润滑机构：润滑机构由齿轮液压泵、注油器和滤油器等装置组成。

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