流体力学第二版课后答案刘鹤年完整版

第一章习题答案选择题（单选题）11按连续介质的概念，流体质点是指（D）（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。12作用于流体的质量力包括（C）（A）压力；（B）摩擦阻力；（C）重力；（D）表面张力。13单位质量力的国际单位是（D）（A）N；（B）PA；（C）；（D）。KGN/2/SM14与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是（B）（A）剪应力和压强；（B）剪应力和剪应变率；（C）剪应力和剪应变；（D）剪应力和流速。15水的动力黏度随温度的升高（B）（A）增大；（B）减小；（C）不变；（D）不定。16流体运动黏度的国际单位是（A）（A）；（B）；（C）；（D）。2/SM2/NMKG/2/SN17无黏性流体的特征是（C）（A）黏度是常数；（B）不可压缩；（C）无黏性；（D）符合。RTP18当水的压强增加1个大气压时，水的密度增大约为（A）（A）1/20000；（B）1/10000；（C）1/4000；（D）1/2000。19水的密度为1000，2L水的质量和重量是多少3KG/M解（KG）02V（N）987164G答2L水的质量是2KG，重量是19614N。110体积为05的油料，重量为4410N，试求该油料的密度是多少3M解（KG/M3）08955GV答该油料的密度是899358KG/M3。111某液体的动力黏度为0005，其密度为850，试求其运动黏度。PAS3/KGM解（M2/S）605810答其运动黏度为M2/S。6112有一底面积为60CM40CM的平板，质量为5KG，沿一与水平面成20角的斜面下滑，平面与斜面之间的油层厚度为06MM，若下滑速度084，求油的动力黏度/MS。UGTFS062解平板受力如图。NS沿轴投影，有SSIN20GTSIN20UA（）32SI5987615048KGMS答油的动力黏度。201KGMS113为了进行绝缘处理，将导线从充满绝缘涂料的模具中间拉过。已知导线直径为08MM；涂料的黏度002，模具的直径为09MM，长度为20MM，导线的PAS牵拉速度为50，试求所需牵拉力。/MS20U5解（KN/M2）50120982U（N）3310TDL答所需牵拉力为N。10114一圆锥体绕其中心轴作等角速度旋转16，锥体与固定壁面间的距离/RADS1MM，用01的润滑油充满间隙，锥底半径R03M，高H05M。求作PAS用于圆锥体的阻力矩。HR解选择坐标如图，在处半径为的微元力矩为。ZRDMXYO322COSRDZRHRDMADZ其中RZRH230RZD323216050（）3958NM答作用于圆锥体的阻力矩为。39568NM115活塞加压，缸体内液体的压强为01MPA时，体积为1000，压强为10MPA时，3CM体积为995，试求液体的体积弹性模量。3CM解（MPA）6109P（M3）65105V（PA）966180K答液体的体积弹性模量PA。9180116图示为压力表校正器，器内充满压缩系数为4751010的液压油，由手轮KNM/2丝杠推进活塞加压，已知活塞直径为1CM，丝杠螺距为2MM，加压前油的体积为200ML，为使油压达到20MPA，手轮要摇多少转D解VKP（M3）1066647520190设手轮摇动圈数为，则有NDLV圈62239412010VNDL即要摇动12圈以上。答手轮要摇12转以上。117图示为一水暖系统，为了防止水温升高时，体积膨胀将水管胀裂，在系统顶部设一膨胀水箱。若系统内水的总体积为8，加温前后温差为50，在其温度范围内水3M的膨胀系数000051/。求膨胀水箱的最小容积。V散热器锅炉解VT（M3）0518024答膨胀水箱的最小容积M3。24118钢贮罐内装满10的水，密封加热到75，在加热增压的温度和压强范围内，水的热膨胀系数41104/，体积弹性模量2109，罐体坚固，假设容VK2/N积不变，试估算加热后罐壁承受的压强。解VT自由膨胀下有VT又PK（MPA）4910275103VT加热后，钢罐内的压强为MPA。设（表压强）。53PP答加热后罐壁承受的压强是MPA。53119汽车上路时，轮胎内空气的温度为20，绝对压强为395KPA，行驶后轮胎内空气的的温度上升到50，试求这时的压强。解设满足理想气体方程，则有12395270VPPRT假设，可解得（KPA）12V24答这时的压强为KPA。435第二章习题答案选择题（单选题）21静止流体中存在（A）（A）压应力；（B）压应力和拉应力；（C）压应力和剪应力；（D）压应力、拉应力和剪应力。22相对压强的起算基准是（C）（A）绝对真空；（B）1个标准大气压；（C）当地大气压；（D）液面压强。23金属压力表的读值是（B）（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。24某点的真空度为65000PA，当地大气压为01MPA,该点的绝对压强为（D）（A）65000PA；（B）55000PA；（C）35000PA；（D）165000PA。25绝对压强与相对压强、真空度、当地大气压之间的关系是（C）ASPPVAP（A）；（B）；（C）；（D）。BVABSVBSPV26在密闭容器上装有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（C）水汞（A）；（B）；（C）0）的流线。Y解XYDU0BA或为线性方程XYCBYXCA答流线方程为。311已知平面流动的速度场为，其中为常数。试求流线XU2YCYU2XCC方程并画出若干条流线。解XYDU0C为圆心在的圆族。22XY,答流线方程为，为圆心在的圆族。22XYC0,312已知平面流动的速度场为。求1时的流线方程，并UJTXYITXY964T画出14区间穿过轴的4条流线图形。XX解469DYTYT当秒时，146XDYX32230Y0XYC过的流线为1,032X过的流线为26Y过的流线为3,9X过的流线为40321Y答1时的流线方程为。TXC313不可压缩流体，下面的运动能否出现（是否满足连续性条件）（1）2；XU2YU23YX（2）；TT2（3）；XZ2YZ2U4321YXZ解（1）40YXUX不能出现。（2）YXT能出现。（3）20YXZUXZ不能出现。314已知不可压缩流体平面流动，在方向的速度分量为22。试求速度在YYU2XY方向的分量。XXU解0Y2XU2XYXCXYC答速度在方向的分量。XU315在送风道的壁上有一面积为04的风口，试求风口出流的平均速度。2MV43/S53/S孔口0解其中M3/S，M3/S123Q14Q25（M3/S）345SIN02AVV（M/S）172答风口出流的平均速度M/S。5316求两平行平板间，流体的单宽流量，已知速度分布为。式中0U12MAXBYY为中心线，为平板所在位置，为常数。YBMAXU解单宽流量为10BQDY2MAX0BUDYMAX13UAX4B答两平行平板间，流体的单宽流量为。MAX43U317下列两个流动，哪个有旋哪个无旋哪个有角变形哪个无角变形（1），；0XUAYXZ（2），0X2CYU2CZU式中、是常数。A解（1）有旋。1122YXTA无角变形。0YXYXU（2）1YXT2222CCXYCXY221无旋（不包括奇点）。00,存在角变形运动。221102YXYXCYXCYXU318已知有旋流动的速度场23，23，23。试求旋转角速度XZYUZU和角变形速度。解11322YZXUXZY11322YXZU2XYZ15YXYXU22XZZX15YZZYU答旋转角速度，角变形速度。12XYZ52YXZY第四章习题答案选择题（单选题）41等直径水管，AA为过流断面，BB为水平面，1、2、3、4为面上各点，各点的流动参数有以下关系（C）ABB1324（A）；（B）；（C）；（D）。1P23P41ZPG23ZPG442伯努利方程中表示（A）ZG2V（A）单位重量流体具有的机械能；（B）单位质量流体具有的机械能；（C）单位体积流体具有的机械能；（D）通过过流断面流体的总机械能。43水平放置的渐扩管，如忽略水头损失，断面形心点的压强，有以下关系（C）12（A）；（B）；（C）；（B）9M；（B）（34），（34），LD0L0LD9M；（D）；（C）；（D）不定。1Q2121Q274并联管道1、2，两管的直径相同，沿程阻力系数相同，长度3，通过的流量为2L1（C）2（A）；（B）15；（C）173；（D）3。1Q21Q121Q275并联管道1、2、3、A、B之间的水头损失是（D）AB123（A）；（B）；（C）；（D）FABH1F2F3FHFAB1FH2FFABH2F3FFABH。12376长管并联管道各并联管段的（C）（A）水头损失相等；（B）水里坡度相等；（C）总能量损失相等；（D）通过的流量相等。77并联管道阀门为全开时各段流量为、，现关小阀门，其他条件不变，K1Q23K流量的变化为（C）123K（A）、都减小；（B）减小，不变，减小；（C）减小，1Q231Q231Q增加，减小；（D）不变，增加，减小。278有一薄壁圆形孔口，直径为10MM，水头为2M。现测得射流收缩断面的直径H为8MM，在328S时间内，经孔口流出的水量为001，试求孔口的收缩系数，CD3M流量系数，流速系数及孔口局部损失系数。解280641CAVQGHT20138062974VTAGH60CV22CCCVHGG222106CCCHV答孔口的收缩系数，流量系数，流速系数，孔口局部损失064097系数。79薄壁孔口出流，直径2CM，水箱水位恒定2M，试求（1）孔口流量；DHCD（2）此孔口外接圆柱形管嘴的流量；（3）管嘴收缩断面的真空高度。NQ解（L/S）2206124QAGHG（L/S）806N以收缩断面CC到出口断面NN列伯努利方程222CNCNVPVGG221ACVCNCNH2CNCNCNVVG1CNG2NV234160164987（M）5答（1）孔口流量L/S；（2）此孔口外接圆柱形管嘴的流量1CDL/S；（3）管嘴收缩断面的真空高度为M。6NQ1506710水箱用隔板分为、两室，隔板上开一孔口，其直径4CM，在室底部装有圆AB1DB柱形外管嘴，其直径3CM。已知3M，05M，试求（1），；（2）流出2DH3H1H水箱的流量。1D2QH3解要保持不变，则补充水量应与流出水量保持相等，即孔口出流量、管嘴出口流量H均为。Q1122NAGHGHH2108305486H可解得（M）105483106HH（M）21354（L/S）20469807163Q答（1）M，M；（2）流出水箱的流量L/S。10H217Q711有一平底空船，其船底面积为8，船舷高为05M，船自重为98KN，现船HG底破一直径10CM的圆孔，水自圆孔漏入船中，试问经过多少时间后船将沉没。解设船底到水面的水深为，船中水深为，下沉过程是平稳的，则有0HTHTGGG0TH从孔口流入的流量为，为常数。022GQTAGHTA当船沉没时GHTT（S）3329810508962164TA答经过S后船将沉没。396712游泳池长25M，宽10M，水深15M，池底设有直径10CM的放水孔直通排水地沟，试求放净池水所需的时间。解设池内水深为时，为水流量为H2QAGHDVQT0AD02DTHHG000HHADTA022511569874G（H）789设水池中的水量为，则水量减少量为VDVQT02DAGDTH答放净池水所需的时间为H。789713油槽车的油槽长度为，直径为，油槽底部设有卸油孔，孔口面积为，流量系数LDA为，试求该车充满油后所需卸空时间。解2A设当油箱中漏深为时，瞬时泄油量为。HQDT02DVAQDTAGH其中，02AL22D；SINSIN2A当时COS2HD，INDSIN2DDHD当当时2COSINDDH0SIN22ALTDHGG02SINSILDLDTDHA202SISINILDAGHH2220SINSINLDDDAGHH其中0122010SISICO1COUUDD12002SIN2SIN2CCDDDD积分可得32243LLTAGAG答该车充满油后所需卸空时间为。32LDT714虹吸管将池中的水输入池，已知长度3M，5M，直径75MM，两池水面B1L2LD高差2M，最大超高18M，沿程摩阻系数002，局部损失系数进口05，转HHA弯02，出口1，试求流量及管道最大超高断面的真空度。BCACLL解以下游水面为基准面，从上池水面到下池水面列伯努利方程222223507107VLVVHGDGGBC进（M/S）98073（L/S）2325144QVA从C过流断面到下池水面列伯努利方程222CCPVLVZGDG取1CV251820107ACVPVHGGM533802179答流量L/S，管道最大超高断面的真空度为M。14Q30715风动工具的送风系统由空气压缩机、贮气筒、管道等组成，已知管道总长100MM，L直径75MM，沿程摩阻系数0045，各项局部水头损失系数之和44，压缩空气D密度786，风动工具要求风压650KPA，风量0088，试求贮气筒的工作3/MKGS/3压强。空压机贮气筒接风动工具解从贮气筒到风动工具入口列伯努利方程，忽略高差，则有221PVVLGDG2121040457Q2378608656753301910（KPA）7520答贮气筒的工作压强为KPA。716水从密闭容器，沿直径25MM，长10M的管道流入容器，已知容器水面ADLBA的相对压强2AT，水面高1M，5M，沿程摩阻系数0025，局部损失系数1P1H2阀门40，弯头03，试求流量。VB12解以地面为基准面，从池面到池面列伯努利方程AB22213VBPVPVLVHGGDG进出取；，则有120V205进1出21200514305PGHV1226G（M/S）437（L/S）2051QVA答流量L/S。215717水车由一直径150MM，长80M的管道供水，该管道中有两个闸阀和4个90弯DL头（003，闸阀全开012，弯头048）。已知水车的有效容积为25，水ABV3M塔具有水头18M，试求水车充满水所需的最短时间。HH解以管出水口为基准面，列伯努利方程242LVHDG进弯阀28005108135VG（M/S）24296GV（L/S）015789QAVT（S）（MIN）328474891056答水车充满水所需的最短时间为MIN。56718自密闭容器经两段串联管道输水，已知压力表读值1AT，水头2M，管长MPH10M，20M，直径100MM，200MM，沿程摩阻系数003，试求流量1L2L1D212并绘总水头线和测压管水头线。HL1DPML2解以管中心线为基准面，从容器水面到出口断面列伯努利方程2222211MVPVLVLHGGDG进，12A2121V0可求得1222442122110PGHVDDLDL进12442980710052109323（M/S）14（M/S）21873DV（L/S）2250584QAX1030（M）H1206269174（M）P78521206960174052X答流量L/S，总水头线和测压管水头线见上图。5803Q719水从密闭水箱沿垂直管道送入高位水池中，已知管道直径25MM，管长3M，水DL深05M，流量15L/S，沿程摩阻系数0033，局部损失系数阀门93，入HA口1，试求密闭容器上压力表读值，并绘总水头线和测压管水头线。EMPLPMH解以下池水面为基准面，列伯努利方程20MAPLHVLHGDG进出23354150109202L3347（KPA）10865（M/S）32VXHMHPMH1158/11101158/1063L3977/3535/35LH3535阀444444LHH359741580H,PM答密闭容器上压力表读值KPA，总水头线和测压管水头线见上图。MP10865720工厂供水系统，由水塔向、三处供水，管道均为铸铁管，已知流量10ABCCQ，5，10，各段管长350M，450M，100M，各段直SL/BQS/QSL/1L2L3L径200MM，150MM，100MM，整个场地水平，试求所需水头。1D23D水塔L1DL23DABCQQ解以水平面为基准面，从水塔水面到断面出口列伯努利方程C22231LVLVLHDGDG其中，取，查表73可得2530NA0；1924375A（L/S）；（L/S）；（L/S）5Q1310Q代入可得222905453710H（M）38答所需水头为M。10721在长为2，直径为的管道上，并联一根直径相同，长为的支管（图中虚线），若LDL水头不变，不计局部损失，试求并联支管前后的流量比。L解并联前，设管道的比阻为，则有A，2HALQHAL并联后，总流为，22254ALLALQ45HAL两支路的流量为12Q8065答并联支管前后的流量比为。12722有一泵循环管道，各支管阀门全开时，支管流量分别为、，若将阀门开度变1Q2A小，其他条件不变，试论证主管流量怎样变化，支管流量、怎样变化。Q12解设主管阻抗为，支管阻抗为，。0S1S2主管损失为，支管损失为。2FHQ221FHQS11212FFFS1212S12S水泵扬程221201000FFSHHSQQ2200012031111DQDSSSS20011HDD对离心泵，一般有，成立。0DQ01S即减小，而增加，减小，故增加。000FHF又，当增加时，不变，故增加121F22Q减少Q答主管流量减小，支管流量减少、增加。1Q2723电厂引水钢管直径180MM，壁厚10MM，流速2，工作压强为DVSM/1106PA，当阀门突然关闭时，管壁中的应力比原来增加多少倍解0CHVG其中（M/S）1921043539281KDE其中PA；PA；MM；MM9200D1（M）13687H（KPA）4P管中压强增大的倍数为倍。答管壁中的应力比原来增加倍。724输水钢管直径100MM，壁厚7MM，流速12，试求阀门突然关闭时的DVSM/水击压强，又如该管道改为铸铁管水击压强有何变化解对钢管（M/S）01921043534217CKDE对铸铁（M/S）019210568C（M）0134265987CHVG（M）05309PA619PPA507答阀门突然关闭时的水击压强为PA，该管道改为铸铁管水击压强为6109PA。61725水箱中的水由立管及水平支管流入大气，已知水箱水深1M，各管段长5M，直HL径25MM，沿程摩阻系数00237，除阀门阻力（局部水头损失系数）外，其他局D部阻力不计，试求（1）阀门关闭时，立管和水平支管的流量、；（2）阀门全开1Q（0）时，流量、；（3）使，应为多少1Q212Q2Q1L,D解（1）阀门关闭。2VLHDG（M/S）29807153223LV（L/S）2354QA10（2）阀门全开。设结点处压强为，以水平管为基准面，则有P；2PALG21LAQG可得21Q其中52525803708210AGD再从水池面到出口列能量方程11LHALQ2LHQA12可得21LQA2512553316000LHQ2515162602120Q21260解得12045Q故，不合题意。124Q124Q代入方程中可得（L/S），（L/S），25896020971245（L/S）4（3）设置阀门开度，使时，阀门阻力系数为。12QA则有2122144AADLLHALQGGD及2221148ALQLQG，1222144AALD/可得2424558AALLHLGDGD242452245109705819686ALGDALL（L/S）050524249872169AQ（L/S）12答（1）阀门关闭时，立管和水平支管的流量、L/S；（2）阀门全开（10Q2730）时，流量L/S、L/S；（3）使，应为。145Q2971Q196726离心泵装置系统，已知该泵的性能曲线（见图749），静扬程（几何给水高度）19M，管道总阻抗76000，试求水泵的流量、扬程、效率、轴功GHS52/MSH率。0246810162836QL/SHM70654解装置扬程为221970GHSQ在图上作曲线，列表如下4681930217326确定工作点为流量（L/S）72Q扬程（M）90H效率6轴功率（KW）319807210266GN727由一台水泵把贮水池的水抽送到水塔中去，流量70，管路总长（包括吸、压QSL/水管）为1500M，管径为250MM，沿程摩阻系数0025，水池水面距水塔水面的高D差20M，试求水泵的扬程及电机功率（水泵的效率55）。GH压水管吸水管HG解2525801697AGD水泵扬程（M）20735GHALQ（KW）108354N答水泵的扬程为M，电机功率为KW。357第八章习题答案选择题（单选题）81明渠均匀流只能出现在（B）（A）平坡棱柱形渠道；（B）顺坡棱柱形渠道；（C）逆坡棱柱形渠道；（D）天然河道中。82水力最优断面是（C）（A）造价最低的渠道断面；（B）壁面粗糙系数最小的断面；（C）过水断面积一点，湿周最小的断面；（D）过水断面积一定，水力半径最小的断面。83水力最优矩形渠道断面，宽深比是（C）/BH（A）05；（B）10；（C）20；（D）40。84平坡和逆坡渠道中，断面单位能量沿程的变化（B）（A）