流体力学第二章课后题答案龙天渝

流体力学龙天渝第二版课后答案

【篇一：流体力学_龙天渝_建环专业课程教案】

>（建筑环境与设备工程专业） 第一章 绪论

1．本章的教学目标及基本要求

本章为绪论，涉及到流体的定义、作用在流体上的力、流体的基本物理性质和流体的力学模型。通过本章的教学，要求学生了解流体力学在本学科及相关工程技术领域内的地位和作用，掌握流体与固体的典型区别，连续介质模型、不可压缩流体和理想流体的定义，了解流体的主要物理性质；掌握流体的受力分析方法，能够正确应用牛顿内摩擦定律分析解决液膜条件下流体的运动及及其与固体间的相互作用问题。

2．本章各节教学内容（列出节名）及学时分配 本章教学内容分2单元，每单元2学时

? 单元1：流体力学在本学科中的地位和作用，流体的定义与特点，，作用在流体上的力;流体的惯性, 流体的粘性；习题1-1, 4

? 单元2：流体的粘性，压缩性与膨胀性, 不可压缩流体和理想流体的概念，流体的连续介质模型；习题1-7，8，12 3．本章教学内容的重点和难点

本章的重点是：本章的教学任务是让学生初步建立起流体及流体力学的基本概念，重点放在流体与固体的本质区别，描述流体的基本模型及流体的主要物理性质。

本章的难点是：熟练、正确进行受力

第二章 水静力学

一、复习思考题 二、习题

1、选择题 2、计算题

一、复习思考题

1．试述静止流体中的应力特性。

2．怎么认识流体静力学基本方程的几何意义和物理意义？ 3．绝对压强、相对压强、真空度是怎样定义的？相互之间如何换算？ 4．怎样绘制液体静压强颁布图？

5．何谓压力体？怎样确定压力体？判断虚、实压力体有向实际意义？ 6．怎样计算作用在潜体和浮体上的静水总压力？ 7．液体的表面压强（以相对压强计）力？

时，怎样计算作用在平面或曲面上的静水总压

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二、习题

1、选择题

2-1 静止液体中存在（ ）： (a) 压应力;

(b) 压应力和拉应力； (c ) 压应力、切应力；

(d) 压应力、拉应力和切应力。 2-2 相对压强的起点是（ ）： (a) 绝对压强；

(b) 1个标准大气压； (c) 当地大气压； (d) 液面大气压。

2-3 金属压力表的读值是（ ）： (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。

2-4 某点的真空度为65000Pa，当地大气压为0.1MPa，该点的绝对压强为（ ）： (a) 65000Pa； (b) 55000Pa； (

第二章习题简答

2-1 题2-1图示中的A、B点的相对压强各为多少？(单位分别用N/m2和mH2O表示)

题2-1图

解：

PA??ghA?1000?9.8??3.5?3???4900Pa??0.5mH2OPB??ghB?1000?9.8?3?29400Pa?3mH2O

2-2 已知题2-2图中z = 1m， h = 2m，试求A点的相对压强。

解：取等压面1-1，则

PA??gz???ghPA??gz??gh?1000?9.8?(1?2)??9.8?103Pa3h2?0.2m，?油?800kg/m，求h1为多少米？

2-3 已知水箱真空表M的读数为0.98kPa，水箱与油箱的液面差H=1.5m，水银柱差

解：取等压面1-1，则

Pa?P??g?H?h1?h2??Pa??油gh1??Hggh2?Hggh2?P??g?H?h2?h1?????油?g133280?0.2?980?9800??1.5?0.2???1000?800??9.8?5.6m

2-4 为了精确测定密度为?的液体中A、B两点的微小压差，特设计图示微压计。测定时的各液面差如图示。试求?与??的关系及同一高程上A、B两点的压差。

解：如图取等压面1-1，则

?'gb??g?b

流体静力学概述一、流体静压强特性二、重力场中流体静压强的分布静止流体平衡微分方程、压强测量

三、相对静止状态下流体的平衡四、作用在壁面上的流体静压力西安交通大学流体力学课程组

2.1流体静压强的特性流体静压强rΔP p= limΔS→ 0Δ SrΔPBΔS

流体静压强的方向垂直于作用面，并指向流体内部p

s

西安交通大学流体力学课程组

流体静压强的特性2静止流体任意点处静压强的大小与其作用面方位无关，只是作用点位置的函数质量力r 1 f ρ dxdydz 6pydx z C

pndz

pxdy B y

表面力1 p x dydz 2 1 p y dxdz 2A x

O

pz

西安交通大学流体力学课程组

流体静压强的特性3表面力1 pz dxdy 2

pnΔAz C

所受合力为零py

pndz

pxdy B y

O

p= f ( x, y, z )x

dx A

pz

理想流体压强西安交通大学流体力学课程组

p= f ( x, y, z )

2.2静止流体平衡微分方程质量力 r f ρδxδyδz表面力δz

p 1δz p+ z 2

z

p 1δx x p x 2

y

p 1 p δy y 2 p 1δx p+ x 2西安交通大学流体力学课程组

O(p)

δy

δx

p 1 p+δy y 2

p 1δ

第四章 流动阻力和水头损失

一、复习思考题 二、习题

1、选择题 2、计算题

一、复习思考题

1．怎样判别粘性流体的两种液态——层流和紊流？

2．为何不能直接用临界流速作为判别液态（层流和紊流）的标准？ 3．常温下，水和空气在相同的直径的管道中以相同的速度流动，哪种流体易为紊流？

4．怎样理解层流和紊流切应力的产生和变化规律不同，而均匀流动方程式对两种液态都适用？

5．紊流的瞬时流速、时均流速、脉运流速、断面平均流速有何联系和区别？

6．何谓粘性底层？它对实际流动有何意义？

7．紊流不同阻力区（光滑区，过渡区，粗糙区）沿程摩擦阻力系数的影响因素何不同？

8．什么是当量粗糙？当量粗糙高度是怎样得到的？

9．比较圆管层流和紊流水力特点（切应力、流速分布、沿程水头损失、没种摩系数）的差异。

10．造成局部水头损失的主要原因是什么？

11．什么是边界层？提出边界层概念对水力学研究有何意义？ 12．何谓绕流阻力，怎样计算？

二、习题

1、选择题

4-1 水在垂直管内由上向下流动，测压管水头差h，两断面间沿程水头损失，则： （a）hf=h； （b）hf=h+l； （c）hf=l－h； （d）hf=l。

4-2 圆管流动过流断面上切应力分布为： （a）在

第一章 绪论

无

第二章 流体的性质

一 选择题

1. 在常温下水的密度为 kg/m3。

(A) 1 (B) 10 (C) 100 (D) 1000 2. 在标准大气压下200C 时空气的密度为 kg/m3。 (A) 1.2 (B) 12 (C) 120 (D) 1200 3. 温度升高时，水的粘性 。

(A) 变小 (B) 变大 (C) 不变 (D) 不能确定 4. 温度升高时，空气的粘性 。

(A) 变小 (B) 变大 (C) 不变 (D) 不能确定 5. 动力粘性系数?与运动粘性系数?的关系为 。

6. 运动粘性系数的单位是 。

(A) s/m2 (B) m2/s (C) N? s/m2 (D) N? m2/s 7. 流体的粘性与流体的 无关。

(A) 分子内聚力 (B) 分子动量交换 (C) 温度 (D) 速度梯度 8. 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是 。

(A) 切应力与速度 (B) 切应力与剪切变形 (C)切应力与剪切变形速度 (D) 切应力与压强

9. 液体的体积压缩系数是在 条件下单位压强变化引起的体积变化率。 (A) 等压 (B) 等温 (C) 等密度 (D) 体积不变 10. 是非牛顿

第二章 液压流体力学基础 练习题 一、填空题

1、油液在外力作用下，液层间作相对运动而产生内摩擦力的性质，叫做

。

2、作用在液体内部所有质点上的力大小与受作用的液体质量成正比，这种力称为

3、作用在所研究的液体外表面上并与液体表面积成正比的力称为 。

。

4、 液体体积随压力变化而改变。在一定温度下，每增加一个单位压力，液体体积的相对变化值，称为 5、液体流动中，任意一点上的运动参数不随时间变化的流动状态称为定常流动，又称

6、伯努利方程是以液体流动过程中的流动参数来表示 达式，即为能量方程。 二、单项选择题

1、粘度指数高的油，表示该油（）。

(A) 粘度较大；

(B) 粘度因压力变化而改变较大； (C) 粘度因温度变化而改变较小； (D) 粘度因温度变化而改变较大； (E) 能与不同粘度的油液混合的程度。

2、20℃时水的运动粘度为1×10-6㎡/S,密度ρ水=1000㎏/m3;20℃时空气的运动粘度为15×10-6㎡/S，密度ρ空气=1.2㎏/m3；试比较水和空气的粘度：

(A) 水的粘性比空气大

的一种数学表。

(B) 空气的粘性比水大

3、试讨论下述情况时，液压油的等效体积弹性模量K值会发生什么变化： 某一液

第二章 流体静力学

2-1如果地面上空气压力为0.101325MPa，求距地面100m和1000m高空处的压力。 答：取空气密度为??1.226kg/m，并注意到1?MPa??10?Pa?。

36??（1）100米高空处：

p?p0??gh?1.01325?105?Pa??1.226kg/m3?9.81m/s2?100?m??101325?Pa??1203?Pa??1.00122?10?Pa?5????

（2）1000米高空处：

p?p0??gh?1.01325?105?Pa??1.226kg/m3?9.81m/s2?1000?m??101325?Pa??12027?Pa??0.89298?10?Pa?5????

2-2 如果海面压力为一个工程大气压，求潜艇下潜深度为50m、500m和5000m时所承受海水的压力分别为多少？

答：取海水密度为??1.025?10kg/m，并注意到所求压力为相对压力。 （1）当水深为50米时：

3?3?p??gh?1.025?103kg/m3?9.81m/s2?50?m??5.028?105?Pa?。

（2）当水深为500米时：

????p??gh?1.025?103kg/m3?9.81m/s2?500?m?

第2章 流体静力学

2.1 大气压计的读数为100.66kPa(755mmHg)，水面以下7.6m深处的绝对压力

为多少？

知：Pa?100.66KPa ?水?100kg0/m h?7.6m 求：水下h处绝对压力 P

3P?Pa??gh?100.6?9.807?1000?7.6解：

?175KPa2.2 烟囱高H=20m，烟气温度ts=300℃，压力为ps，确定引起火炉中烟气自动

流通的压力差。烟气的密度可按下式计算：p=（1.25-0.0027ts）kg/m3，空气ρ=1.29kg/m3。

解：把ts?300?C代入?s?(1.25?0.0027ts)kg/m得

3?s?(1.25?0.0027ts)kg/m3

?(1.25?0.0027?300)kg/m3?0.44kg/m3

压力差?p=（?a-?s）gH，把?a?1.k2g93m，/?s?0.44kg/m3，g?9.8N/kg，H?20m分别代入上式可得

?p=（?a-?s）gH =(1.29-0.44)?9.8?20Pa

?166.6Pa

2.3 已知大气压力为98.1kN/m2。求以水柱高度表示时：（1）绝对压力为

117.2kN/m2时的相对压力；（2）绝对压力

流体静力学习题

1. 试求图（a），（b），（c）中，A，B，C各点相对压强，图

中p0是绝对压强，大气压强pa 解：（a） （b）

?1atm。

p??gh?1000?9.807?7?68650pa?68.65kpa

p?p0??gh?1atm?100000?1000?9.807?3?101325?28096pa?28.1kpa

（c）pA???gh??1000?9.807?3??29421pa??29.042kpa

pB?0

pC??gh?1000?9.807?2?19614pa?19.614kpa

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和水面高度Z1。 解：

p1??gh?13600?9.807?0.05?6669pa?6.67kpa

Z1?p16669??0.68m?680mm ?g1000?9.807 1

3. 开敞容器盛有?2??1的两种液体，问1，2两测压管中的液体的液面哪个高些？哪个和容器液面同高？

解：1号管液面与容器液面同高，如果为同种液体，两根管液面应一样高，由于?2??1，由?h?常数 ∴2号管液面低。

4. 某地大气压强为98.07KN/m2，求（1）绝对压强