流体力学试题及答案4

流体力学复习题

-----2013制

一、填空题

1、1mmH2O= 9.807 Pa

2、描述流体运动的方法有 欧拉法 和 拉格朗日法 。

3、流体的主要力学模型是指 连续介质 、 无粘性 和不可压缩性。

4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时 粘性力 与 惯性力 的对比关系。

5、流量Q1和Q2，阻抗为S1和S2的两管路并联，则并联 后总管路的流量Q为Q= Q1 + Q2，总阻抗S为 。 串联后总管路的流量Q为Q= Q1 =Q2，总阻抗S为S1+S2 。 6、流体紊流运动的特征是 脉动现行 ，处理方法是 时均法 。

7、流体在管道中流动时，流动阻力包括沿程阻力 和 局部阻力 。

8、流体微团的基本运动形式有： 平移运动 、 旋转流动 和 变形运动 。

9、马赫数气体动力学中一个重要的无因次数，他反映了 惯性力 与 弹性力 的相对比值。 10、稳定流动的流线与迹线 重合 。

pu211、理想流体伯努力方

第四章 流体动力学基础

学习要点：本章是该门课程的重点，熟练掌握三大方程的应用、伯努利方程的物理意义和流体力学意

义、适用条件及其修正等；掌握流函数与速度势函数的存在条件及其计算等；了解应力与应变之间的关系、理想流体的无漩流与有漩流、势流叠加原理等。

第一节 流体的运动微分方程

连续性微分方程是控制流体运动的运动学方程，还需建立控制流体运动的动力学方程，这就是流体的运动微分方程。

一、理想流体运动微分方程

在运动的理想流体中，取微小平行六面体(质点)，正交的三个边长dx,dy,dz,分别平行于x,y,z坐标轴(图4—1)。设六面体的中心点o＇，速度u压强ｐ，分析该微小六面体ｘ方向的受力和运动情况。

1.表面力：理想流体内不存在切应力，只有压强。

图4—1连续性微分方程

ｘ方向受压面(abcd面和a?b?c?d?面)形心点的压强为：

?p （4—1） pM?p?12?xdx?p （4—2） pN?p?12?xdx受压面上的压力为： PM?pMdydz

工程流体力学

第四章

理想流体动力学

本章主要是研究理想流体的运动和引起运动的原 因——力之间的关系。其中主要内容是流体的能量方 程——伯努利方程和理想流体的动量定理，以便研究 流体和物体之间的作用力问题。

4.14.1.1

欧拉运动微分方程式欧拉运动微分方程式的导出

第2章流体静力学中曾推导出流体静力学的平衡 微分方程式

工程流体力学

p f x x p f y y p fz z

这里的fx、fy、fz是流体质量力在x、y、z轴上的投影，且质量力中包含以下两项：重力和惯性力。在这里如

果假定fx、fy、fz仅仅是重力在三个坐标轴上的投影， 那么惯性力在x、y、z轴上的投影分别为： du 、 dv dt dt dw 。于是，上式便可写成 和 dt

工程流体力学

du p f x dt x dv p fy dt y dw p f z dt z

上式整理后便得到

du 1 p d t f x x dv 1 p fy

第4章

4-8 计算下图中在下列两种情况下A点的表压强：

（1）管道出口有喷嘴时（如图示）；（2）管道出口无喷嘴时。（不计损失） 解：（1）管道出口有喷嘴时，对1-1与2-2截面列伯努利方程，得

p?p?z1?1?1?z2?2?2

?g2g?g2g即：（2.1＋3）＋0＋0＝0＋0＋

221 1

?222g3

2 可得 ?2＝2?9.807?5.1＝10 m/s 对2-2和3-3截面列伯努利方程，得

22p??p3?3p2?2 即 3?3?3?0?0?2 z3???z2???g2g2g?g2g?g2g222 由连续性方程 ?3A3??2A2 得： ?3??2A2A3=4.01 m/s

A点的表压强 pA?p3??(?22??32)2?3?g

1000?(102?4.012)?3?100?09.807 ?＝1.25×104 Pa

2（2）管道出口无喷嘴时，由连续性方程可知?3??2＝10 m/s A点的表压强 pA?p3?

4-15一变直径水平放置的90?弯管，如图所示，已知d1=200mm， d2=100mm，管中水的表

压强p1g=200kPa，流量qV=226m3/h，流体通过弯管中的水头损失为0

问题：按连续介质的概念，流体质点是指: A、流体的分子； B、流体内的固体颗粒； C、几何的点；

D、几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。 问题：理想流体的特征是:

A、粘度是常数； B、不可压缩； C、无粘性； D、符合pV=RT。 问题：下面关于流体粘性的说法中，不正确的是: A、粘性是流体的固有属性；

B、粘性是运动状态下，流体有抵抗剪切变形速率能力的量度； C、流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重性； D、流体的粘度随温度的升高而增大。

问题：水力学的基本原理也同样适用于气体的条件是:

A、气体不可压缩； B、气体连续； C、气体无粘滞性； D、气体无表面张力。 问题：与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：

A、切应力和压强； B、切应力和剪切变形速率； C、切应力和剪切变形； D、切应力和流速。 1. 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 。

问题：露天水池水深5m处的相对压强为：

A. 5kPa； B. 49kPa；

《流体力学》试题

一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）

在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。

1．流体在叶轮内的流动是轴对称流动，即认为在同一半径的圆周上（ ） A．流体质点有越来越大的速度 B．流体质点有越来越小的速度 C．流体质点有不均匀的速度 D．流体质点有相同大小的速度 2．流体的比容表示（ ）

A．单位流体的质量 B．单位质量流体所占据的体积 C．单位温度的压强 D．单位压强的温度

3．对于不可压缩流体，可认为其密度在流场中（ ） A．随压强增加而增加 B．随压强减小而增加 C．随体积增加而减小 D．与压强变化无关

4．流管是在流场里取作管状假想表面，流体流动应是（ ） A．流体能穿过管侧壁由管内向管外流动 B．流体能穿过管侧壁由管外向管内流动 C．不能穿过侧壁流动 D．不确定

5．在同一瞬时，位于流线上各个流体质点的速度方向总是在该点，与此流线（ ） A．相切 B．重合 C．平行 D．相交

6．判定流体流动是有旋流动的关键是看（ ） A．流体微团运动轨迹的形状是圆周曲线 B．流体微团运动轨迹是曲线 C．流体微团运动轨迹

只有部分

2-1 已知某种物质的密度

w 1000kg/m

3

2.94g/cm

3

,

4C

o

时水的密度为

， 试求它的相对密度。

3

33

解:

d

w

2.94 10kg/m1000kg/m

2.94

2-2已知某厂1号炉水平烟道中烟气组分的百分数αco2=13.5%, αso2=0.3%,αo2=5.2%,α（

2

N2

=76%,α

2

H2O

=5%。试求烟气的密度。

3

SO 2.927kg/m

2

3

，

CO 1.976kg/m

3

，

O 1.429kg/m

2

3

，

N 1.251kg/m， H

3

2O

0.804kg/m

）

解: 混合气体的密度

a

ii

i 1

n

0.135 1.976 0.003 2.927 0.052 1.129 0.76 1.251 0.05 0.804=1.341kg/m

3

2-11借恩氏粘度计测得石油的粘度8.5ºE，如石油的密度ρ=850 kg/m3，求石油的动力粘度ºE。（）

解：待测液体在给定温度下的运动粘度与测得的恩氏度的关系：

0.0731E 0.0631/E, cm/s

o

o

2

0.0731 8.5 0.0631/8.5 0.6139

cm

2

/S

0.6139 10

4

850 0.05218

Pa

一、判断题（每题1分，共10分）

1、恒定流是指运动要素不随时间和空间变化的流动。 （ ） 2、流体静压强的方向沿着作用面的外法线方向。 （ ） 3、流体在做剪切流动时，内摩擦力T的大小与流体的压力大小有关。 （ ） 4、流线一般不能相交，且只能是一条光滑的曲线。 （ ） 5、静水内任意一点的静水压强均相等。 （ ） 6、绝对压强可正可负，而相对压强和真空压强恒为正值。 （ ） 7、如果两流动现象动力相似，那么它们的Eu相等。 （ ） 8、均匀流中只考虑沿程水头损失，渐变流中只考虑局部水头损失。 （ ） 9、相对压强、绝对压强和大气压之间的关系：p= p′－pa。 （ ） 10、在有压管中发生的水击现象，直接水击是不可避免的。

第一章

1. 汽缸内壁的直径D=12cm，活塞的直径d=11.96cm，活塞长度L=14cm，活塞往复运动的速度为1m/s，润滑油的μ =0.1Pa·s。求作用在活塞上的粘性力。

解：由于内外壁的间隙很小，速度分布认为是线性的，由牛顿内摩擦定律，得，

F??Adu?u1.0????dL??0.1?3.14?0.1196?0.14??26.29N

D?d0.12?0.1196dy222.旋转圆筒粘度计，外筒固定，内筒转速n=10r/min。内外筒间充入实验液体。内筒r1=1.93cm，

外筒 r2=2cm，内筒高h=7cm，转轴上扭距M=0.0045N·m。求该实验液体的粘度。

解：实验液体与内筒接触面上速度为：

v?2?r1n2?3.14?0.0193?10??0.0202m/s 6060MM0.0045N?m???27.48Pa Ar12?r1hr12?3.14?0.07?0.01932m3内筒外表面上的切应力为：

??因内外筒间隙很小，速度分布认为近似线性分布，则根据牛顿内摩擦定律，

??

?du/dy??v/(r2?r1)?27.48?(0.02?0.0193)?0.95Pa?s

0.02023.已知水的体积弹性模量为K=2х109P

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东 北 大 学 继 续 教 育 学 院

流体力学 试 卷（作业考核 线下） B 卷（共 4 页）

总分 题号 得分 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十

一、判断题（20分）

1) 流体质点只有质量没有大小。（×） 2) 温度升高液体的表面张力系数增大。（×） 3) 液滴内的压强比大气压小。（×） 4) 声音传播过程是一个等熵过程。（√）

5) 马赫线是超音速流动中被扰动和未扰动区域的分界线。（√） 6) 一般情况下当马赫数小于2/3时可以忽略气体的压缩性（×） 7) 超音速气流在收缩管道中作加速运动。（×） 8) 定常流动中，流体运动的加速度为零。（×） 9) 气体的粘性随温度的升高而增大。（√）

10) 牛顿流体的粘性切应力与速度梯度，即角变形速率成正比。（√） 11) 理想流体定常流动，流线与迹线重合。（×）

12) 应用总流伯努利方程解题时，两个断面间一定是缓变流，方程才成立。（×） 13) 雷诺数是表征重力与惯性力的比值。（×）

14) 静止的流体