工程流体力学泵与风机伍悦滨

工程流体力学泵与风机习题答案（曹慧哲部分） 第三章

3-1已知流速场ux=2t+2x+2y，uy= t - y+z，uz= t+x – z。求流场中x=2，y=2，z=1的点在t=3时的加速度。a =35.86 m/s2

3-2已知流速场ux=xy3，uy??是几元流动；（3）是恒定流还是非恒定流；（4）是均匀流还是非均匀流？a =36.27m/s2二元恒定非均匀流

3-3已知平面流动的流速分布为ux=a，uy=b，其中a、b为正数。求流线方程并画出若干条y＞0时的流线。ay-bx=c

3-4已知平面流动速度分布为ux??13（1）点（1，2，3）的加速度；（2）y，uz= xy，试求：

3cycx 其中c为常数，求流线方程，u?，y2222x?yx?y并画出若干条流线。x2+y2=c

3-5已知平面流动速度场分布为u?(4y?6x)ti?(6y?9x)tj。求t=1时的流线方程并绘出x=0至x=4区间穿过x轴的4条流线图形。3x-2y=3

3-6已知圆管中流速分布为u?umax()yr01/7,r0为圆管半径，y为离开管壁的距离，umax

为管轴处最大流速。求流速等于断面平均流速的点离管壁的距离y。y=0.242r0

3-7对于不可压缩流体，下

工程流体力学泵与风机习题答案（曹慧哲部分） 第三章

3-1已知流速场ux=2t+2x+2y，uy= t - y+z，uz= t+x – z。求流场中x=2，y=2，z=1的点在t=3时的加速度。a =35.86 m/s2

3-2已知流速场ux=xy3，uy??是几元流动；（3）是恒定流还是非恒定流；（4）是均匀流还是非均匀流？a =36.27m/s2二元恒定非均匀流

3-3已知平面流动的流速分布为ux=a，uy=b，其中a、b为正数。求流线方程并画出若干条y＞0时的流线。ay-bx=c

3-4已知平面流动速度分布为ux??13（1）点（1，2，3）的加速度；（2）y，uz= xy，试求：

3cycx 其中c为常数，求流线方程，u?，y2222x?yx?y并画出若干条流线。x2+y2=c

3-5已知平面流动速度场分布为u?(4y?6x)ti?(6y?9x)tj。求t=1时的流线方程并绘出x=0至x=4区间穿过x轴的4条流线图形。3x-2y=3

3-6已知圆管中流速分布为u?umax()yr01/7,r0为圆管半径，y为离开管壁的距离，umax

为管轴处最大流速。求流速等于断面平均流速的点离管壁的距离y。y=0.242r0

3-7对于不可压缩流体，下

工程流体力学泵与风机习题答案（曹慧哲部分） 第三章

3-1已知流速场ux=2t+2x+2y，uy= t - y+z，uz= t+x – z。求流场中x=2，y=2，z=1的点在t=3时的加速度。a =35.86 m/s2

3-2已知流速场ux=xy3，uy??是几元流动；（3）是恒定流还是非恒定流；（4）是均匀流还是非均匀流？a =36.27m/s2二元恒定非均匀流

3-3已知平面流动的流速分布为ux=a，uy=b，其中a、b为正数。求流线方程并画出若干条y＞0时的流线。ay-bx=c

3-4已知平面流动速度分布为ux??13（1）点（1，2，3）的加速度；（2）y，uz= xy，试求：

3cycx 其中c为常数，求流线方程，u?，y2222x?yx?y并画出若干条流线。x2+y2=c

3-5已知平面流动速度场分布为u?(4y?6x)ti?(6y?9x)tj。求t=1时的流线方程并绘出x=0至x=4区间穿过x轴的4条流线图形。3x-2y=3

3-6已知圆管中流速分布为u?umax()yr01/7,r0为圆管半径，y为离开管壁的距离，umax

为管轴处最大流速。求流速等于断面平均流速的点离管壁的距离y。y=0.242r0

3-7对于不可压缩流体，下

流体力学泵与风机

习题集

土木与制冷工程学院李晓燕、吴邦喜

一、填 空 题

1．流体力学中三个主要力学模型是（1） （2） （3） 。 2．在现实生活中可视为牛顿流体的有 和 等。

3．流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。它们的区别在于：前者是作用在 ；而后者是作用在 。 4．均匀流过流断面上压强分布服从于 。 5．和液体相比，固体存在着 、 和 三方面的能力。

6．空气在温度为290K，压强为760mmHg时的密度和容重分别为 和 。 7．流体受压，体积缩小，密度 的性质，称为流体的 ；流体受热，体积膨胀，密度 的性质，称为流体的 。

8．压缩系数?的倒数称为流体的 ，以 来表示

9．１工程大气压等于 千帕，等于 水柱高，等于 汞柱高。 10．静止流体任一边界上压强的变化，将等值地传到其他各点，只要 ，这就是 的

流体力学泵与风机部分习题答案

2-15

解：（1）当?1为空气 p1?p2 pB???z?h??pA ?p?pA?pB???z?h?

?0.3 ?9.8?1000 ?2940pa?2.94kpa （2）当?1为油 p1?p3 pA?p1???h?H?z?

pB?p3???1h??H?

?p?pA?pB?p1?p3??h??H??z??1h??H

??h??z??1h

?9.8?1000?0.1?9.8?1000?0.2?9000?0.1 ?2040pa?2.04kpa 2-16 解：p1?p2

p1?pM??水?H?h1?h2? p2?pa??油h1??汞h2

pM??水?H?h1?h2??pa??油h1??汞h2

?980?9.8?1000??1.5?0.2?h1??7850?h1?13.6?9.8?1000?0.2 ?980?9800?1.5?9800?0.2?9800h1?7850h1?26656 1950h1?26656?980?14700?1960

h1?5.63m 2-28

解：p???h1?h2?

1

P?1212??h1?h2??h1?h2?

《流体力学泵与风机》期末考试试卷参考答案

一、判断题（本大题共 10 小题，每小题1 分，共 10 分）

1．没有粘性的流体是实际流体。 错 (1分) 2．在静止、同种、不连续流体中，水平面就是等压面。如果不同时满足这三个条件，水 3．水箱中的水经变径管流出，若水箱水位保持不变，当阀门开度一定时，水流是非恒定流动。 4．紊流运动愈强烈，雷诺数愈大，层流边层就愈厚。错 (1分) 5．Q1=Q2是恒定流可压缩流体总流连续性方程。错 (1分) 6．水泵的扬程就是指它的提水高度。错 (1分) 7．流线是光滑的曲线，不能是折线，流线之间可以相交。错 (1分) 8．一变直径管段，A断面直径是B断面直径的2倍，则B断面的流速是A断面流速的4倍。

对 (1分)

9．弯管曲率半径Rc与管径d之比愈大，则弯管的局部损失系数愈大。错

1.粘性 流体抵抗变形的特性。2.流线 在流场中某一瞬时处处与流体速度方向一致的曲线。3.流量 单位时间通过某一截面流体的数量。4.速度环量 在流场中某一瞬时速度沿某一封闭曲线的积分。5.边界层 在固壁附近速度梯度很大的薄层区域。

二．简答题（20分每题10分）

1．简述定常不可压粘性流体有压管流中层流和紊流的基本规律。

层流 紊流 流动特征 分层 脉动 hf ∝v ∝v1.75～2.0 V(r) 二次曲线 对数曲线 Va/Vmax 0.5 0.79～0.86 τ τ1 τ1+τ2 2．画出无限空间自由淹没紊流射流结构图，并说明其几何、运动、动力特征。

答：几何特征：tanα＝3.4a、运动特征:各截面速度分布相似、动力特征：各截面动量相等。

三、选择与填空（30分）

1．两平板相距0.1mm，中间充满了粘度为μ=0.00114Pa/s的流体，上平板相对下平板的运动速度为3.5m/s，则平板表面的切应力为 39.9 Pa。（3分） 7．如图2所示，设H=3m，不计损失，则出口速度为 7.67 m/s。（2分） 8．两水管的有压流动相似，d1/d2=3，则v2/v1= 3 。（2分）

10．理想不可压流体作平面无旋流

《工程流体力学》课程期末考试(A)卷（开卷）

装 该试卷使用范围： 2009 年级 安全工程 专业

● 一、名词解释（每小题5分，总分25分）。 1、粘性 2、压缩性 3、流线

4、上临界速度 5、直接水击

二、简答题（每小题8分，总分24分）。

1、表达出牛顿内摩擦定律及公式中各项的意义及单位。 2、画图解释说明多支U形管测压计的工作原理 3、画图说明流动状态与水头损失的关系。 订 三、计算题（总计55分）

● 1、某种液体的动力粘性系数为0.005Pa?s，相对密度为0.85，求其运动粘性系数。（6分）

2、由两根不同直径的管子与一渐变连接管组成的管路，如图所示，已知DA?0.25m，p4A?7.8?10N/m2；DB?0.50m，p2B?4.9?104N/m，流速vB?1.2m/s，h?1m。试判断流动方向，并计算A、B两断面之间的水头损失（15分）。

线 ●

第 1 页

3、某弧形闸门下出流，今以比例尺?l?10做模型实验。（15分）

（1）已知原模型上游水深H?5m，求H'； （2）已知原模型上游流量Q?30m3/s，求Q'；

（3）在模型上测得水流流速为v'?0.

南京工业大学 工程流体力学 试题（A）卷（闭）

2010--2011 学年第 二 学期 使用班级 安全0901-03 班级 学号 姓名

1、一根直径为d1 = 0.1m的水管垂直放置，在上方转90°弯后立即收缩成直径为d 2 = 0.05m

喷口，水从此喷入大气中。设喷口水流速度为v2 =20m/s，忽略一切损失，试计算低于喷口h = 4 m处水管截面上的压强p1。

2p1v12p2v2?z1???z2??2g?2gv1d1?v2d2p1102202??4?解：v1?0.1?20?0.05 98072?9.8072?9.087v1?10m/sp1?3.78?105Pa 2、图示为一连接于压力容器的带法兰的收缩出流管嘴。设容器内压力表读数为 p = 106Pa，H = 3m，管嘴大小口直径 D = 5cm，d = 1cm。试求管嘴上螺钉群所受到的总拉力 F。

v1D?v2d 解：连续性方程：v1?5?v2?1

v2?5v1p1?p??H静力学基本方程p1?106?9807?3

?10.3?105p12v12v2???

南京工业大学 工程流体力学 试题（A）卷（闭）

2010--2011 学年第 二 学期 使用班级 安全0901-03 班级 学号 姓名

1、一根直径为d1 = 0.1m的水管垂直放置，在上方转90°弯后立即收缩成直径为d 2 = 0.05m

喷口，水从此喷入大气中。设喷口水流速度为v2 =20m/s，忽略一切损失，试计算低于喷口h = 4 m处水管截面上的压强p1。

2p1v12p2v2?z1???z2??2g?2gv1d1?v2d2p1102202??4?解：v1?0.1?20?0.05 98072?9.8072?9.087v1?10m/sp1?3.78?105Pa 2、图示为一连接于压力容器的带法兰的收缩出流管嘴。设容器内压力表读数为 p = 106Pa，H = 3m，管嘴大小口直径 D = 5cm，d = 1cm。试求管嘴上螺钉群所受到的总拉力 F。

v1D?v2d 解：连续性方程：v1?5?v2?1

v2?5v1p1?p??H静力学基本方程p1?106?9807?3

?10.3?105p12v12v2???