工程流体力学计算题题库

工程流体力学经典计算题

1、相对密度0.89的石油，温度20oC时的运动粘度为40cSt，求动力粘度为多少？

解：d??-42

?0.89 ν＝40cSt＝0.4St＝0.4×10m/s ?水μ＝νρ＝0.4×10-4×890＝3.56×10-2 Pa·s

2、图示一平板在油面上作水平运动，已知运动速度u=1m/s，板与固定边界的距离δ=1，油的动力粘度μ＝1.147Pa·s，由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布，求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少？

解：???du132?1.147??1.147?10N/m ?3dy1?103、如图所示活塞油缸，其直径D＝12cm，活塞直径d＝11.96cm，活塞长度L＝14cm，油的μ＝0.65P，当活塞移动速度为0.5m/s时，试求拉回活塞所需的力F=？

解：A＝πdl , μ＝0.65P＝0.065 Pa·s ,

Δu＝0.5m/s , Δy=(D-d)/2，

F??Adu0.5?0.065?3.14?11.96?10?2?14?10?2??8.55Ndy?12?11.96??10?22

4、在一直径D＝300mm、高H＝500mm的圆柱形容器中注入水至高度h1＝300mm，然后

30.(6分)飞机在10000m高空(T=223.15K,p=0.264bar)以速度800km/h飞行，燃烧室的进口扩压通道朝向前方，设空气在扩压通道中可逆压缩，试确定相对于扩压通道的来流马赫数和出口压力。(空气的比热容为Cp=1006J/(kg·K)，等熵指数为k=1.4，空气的气体常数R为287J/(kg·K))

800?1032/2Cp?22315.?()/(2?1006)

3600 =247.69K

T0=T∞+v2?v?(800?103/3600)??0.74 M∞=a?14.?287?22315.kk?12?k?1 M??? P0=p∞?1?2??.?1?14 =0.264?1??0.74?2??1.42?1.4?1?0.38bar

31.(6分)一截面为圆形风道，风量为10000m3/h，最大允许平均流速为20m/s， 求：(1)此时风道内径为多少?

(2)若设计内径应取50mm的整倍数，这时设计内径为多少? (3)核算在设计内径时平均风速为多少? 依连续方程（ρ=C）v1A1=v2A2=qv

(1)v1

10000?4?2d1?qv d1==0.42m=420mm

3600?20?4(2)设计内径应取

一.选择题

1.牛顿内摩擦定律适用于（ ）。 A． 任何流体 B．牛顿流体 C．非牛顿流体 2.液体不具有的性质是（ ）。 A． 易流动性 B．压缩性 C．抗拉性 D．粘滞性

3.连续介质假定认为流体（ ）连续。 A． 在宏观上 B．在微观上 C．分子间 D．原子间 4.在国际单位制中流体力学基本量纲不包括（ ）。 A．时间 B．质量 C．长度 D．力．

5.在静水中取一六面体，作用在该六面体上的力有（ ） A．切向力、正压力 B．正压力 C．正压力、重力 D．正压力、切向力、重力

6．下述哪些力属于质量力 ( ) ( ) A．惯性力 B．粘性力 C．弹性力 D．表面张力 E．重力 7．某点存在真空时，（ ）（ ） A．该点的绝对压强为正值 B．该点的相对压强为正值 c.该点的绝对压强为负值 D．该点的相对压强为负值

8.流体静压强的（ ）。 A．方向与受压面有关 B．大小与受压面积有关 B． 大小与受压面方位无关 9.流体静压强的全微分式为（ ）。 A． B． C．

10.压强单位为 时，采用了哪种表示法（ ）。 A．应力单位 B．大气压倍数 C．液柱高度 11.密封容器内液

一、 选择/填空

1.当水的压强增加1个大气压时，水的密度约增大（ ）。 A. 1/20000； B. 1/10000； C. 1/4000； D. 1/2000 2.液体的粘性主要来源于液体（ ）。

A. 分子热运动； B. 分子间内聚力； C. 易变形性； D. 抗拒变形的能力。 3.静水中斜置平面壁的形心淹深hc与压力中心淹深hD的关系为hc（ ）hD。 A. 大于； B. 等于； C. 小于； D. 无规律。

4.绝对压强pabs、相对压强p、真空值pv、当地大气压强pa之间的关系是（ ）。 A. pabs=p+pv； B. pv=pa- pabs；C. pabs=pa-p；D. pabs=p-pa。

5.一盛水圆筒静止时水面为水平面，当圆筒以匀角速度绕中心轴旋转时，水面将变成（ ）。

A. 斜面； B. 曲面； C. 水平面； D. 以上都有可能。 6.文丘里管用于测量流量时的主要工作原理是（ ）。

A. 连续性方程； B. 运动方程； C.伯努利方程； D. 动量方程。 7.两根管径相同的圆管，以同样速度输送水和空气，不会出现（ ）情况。 A. 水管内为层流状态，气管内为湍流状态； B. 水管、气管内均为

闻建龙主编的《工程流体力学》习题参考答案

第一章 绪论

1-3 底面积为1.5m的薄板在液面上水平移动（图1-3），其移动速度为16ms，液层厚度为4mm，当液体分别为20C的水和20C时密度为856kgm3的原油时，移动平板所需的力各为多大？

002

题1-3图

1-4 在相距??40mm的两平行平板间充满动力粘度??0.7Pa?s液体（图1-4），液体中有一边长为a?60mm的正方形薄板以u?15ms的速度水平移动，由于粘性带动液体运动，假设沿垂直方向速度大小的分布规律是直线。

1）当h?10mm时，求薄板运动的液体阻力。

2）如果h可改变，h为多大时，薄板的阻力最小？并计算其最小阻力值。

题1-4图

1

m输水管作水压试验，管内水的压强加至1-5 直径d?400mm，长l?20007.5?106Pa时封闭，经1h后由于泄漏压强降至7.0?106Pa，不计水管变形，水的压缩率

为0.5?10Pa，求水的泄漏量。

?9?1第二章 流体静力学

2-2 如图所示，压差计中水银柱高差?h?0.36m，A、B两容器盛水，位置高差

?z?1m，试求A、B容器中心压强差pA?pB。

题2-2图

2

第三章 流体运动学基础

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 ●

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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.

一、选择题

1．连续介质假设意味着 。 A (A) 流体分子互相紧连 (B) 流体的物理量是连续函数 (C) 流体分子间有间隙 (D) 流体不可压缩

2．空气的等温积模量K= 。 (A) p （B）T (C) ρ （D）RT

3.静止流体 剪切应力。 A (A) 不能承受 (B) 可以承受 (B) 能承受很小的 (D) 具有粘性是可承受

4．温度升高时，空气的粘度 。 B (A) 变小 （B）变大 (C) 不变 5．流体的粘性与流体的 无关。

(A) 分子的内聚力 （B）分子的动量交换 (C) 温度 （D）速度梯度 A or D 6．在常温下，水的密度为 kg/m3。

一、选择题

1．连续介质假设意味着 。

(A) 流体分子互相紧连 (B) 流体的物理量是连续函数 (C) 流体分子间有间隙 (D) 流体不可压缩 2．空气的等温积模量K= 。 (A) p （B）T (C) ρ （D）RT 3.静止流体 剪切应力。 (A) 不能承受 (B) 可以承受 (B) 能承受很小的 (D) 具有粘性是可承受 4．温度升高时，空气的粘度 。 (A) 变小 （B）变大 (C) 不变 5．流体的粘性与流体的 无关。

(A) 分子的内聚力 （B）分子的动量交换 (C) 温度 （D）速度梯度 6．在常温下，水的密度为 kg/m3。 (A) 1 （B）10 (C) 100 （D）1000

7．水的体积弹性模量 空气的体积弹性模量。 (A) < （B）近似等于 (C) > 8． 的流体称为理想流体。

(A) 速度很小 （B）速度很大 (C) 忽略粘性力 （D）密度不变 9． 的流体称为不可压缩流体。

(A) 速度很小 （B）速度很大 (C) 忽略粘性力 （D）密度不变

10．用一块平板挡水，平板形心的淹深为hc，压力中心的淹深为hD

闻建龙主编的《工程流体力学》习题参考答案

第一章 绪论

1-3 底面积为1.5m的薄板在液面上水平移动（图1-3），其移动速度为16ms，液层厚度为4mm，当液体分别为20C的水和20C时密度为856kgm3的原油时，移动平板所需的力各为多大？

002

题1-3图

1-4 在相距??40mm的两平行平板间充满动力粘度??0.7Pa?s液体（图1-4），液体中有一边长为a?60mm的正方形薄板以u?15ms的速度水平移动，由于粘性带动液体运动，假设沿垂直方向速度大小的分布规律是直线。

1）当h?10mm时，求薄板运动的液体阻力。

2）如果h可改变，h为多大时，薄板的阻力最小？并计算其最小阻力值。

题1-4图

1

m输水管作水压试验，管内水的压强加至1-5 直径d?400mm，长l?20007.5?106Pa时封闭，经1h后由于泄漏压强降至7.0?106Pa，不计水管变形，水的压缩率

为0.5?10Pa，求水的泄漏量。

?9?1第二章 流体静力学

2-2 如图所示，压差计中水银柱高差?h?0.36m，A、B两容器盛水，位置高差

?z?1m，试求A、B容器中心压强差pA?pB。

题2-2图

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第三章 流体运动学基础