流体力学课后习题答案

1、第一章习题答案选择题（单选题）1.1 按连续介质得概念，流体质点就是指：（d）（a）流体得分子；（b）流体内得固体颗粒；（c）几何得点；（d）几何尺寸同流动空间 相比就是极小量，又含有大量分子得微元体。邮弃泶題阎賞绸。1.2 作用于流体得质量力包括：（c）（a）压力；（b）摩擦阻力；（c）重力；（d）表面张力。1.3 单位质量力得国际单位就是：（d）（a） N； （b） Pa；（c） N / kg ；（d） m/s2。1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关得因素就是：（b）（a）剪应力与压强；（b）剪应力与剪应变率；（c）剪应力与剪应变；（d）剪应力与流 速。1.5 水得动力黏度随温度得升高：（b）

2、（a）增大；（b）减小；（c）不变；（d）不定。1.6 流体运动黏度得国际单位就是：（a）222（a） m/s ； （b） N/m ； （c） kg /m ； （d） N s/m。1.7 无黏性流体得特征就是：（c）（a）黏度就是常数；（b）不可压缩；（c）无黏性；（d）符合 RT。1.8 当水得压强增加1个大气压时，水得密度增大约为：（a）（a） 1/20000 ； （ b） 1/10000 ； （c） 1/4000 ； （d） 1/2000。31.9水得密度为1000 kg/m , 2L水得质量与重量就是多少？解： m V 1000 0.0022 （kg）G mg 2 9.80719.61

3、4 （N）答：2L水得质量就是2 kg，重量就是19、614N。31、10体积为0、5m得油料，重量为4410N，试求该油料得密度就是多少？鉀mG/g 4410 9.807 ccc“c3、解：899.358 （kg/m 3）V V0.5答：该油料得密度就是 899、358 kg/m3。31.11某液体得动力黏度为 0、005 Pa s，其密度为850 kg / m，试求其运动黏度。0.00562解：5.882 10（m2/s）850答：其运动黏度为5.882 10 6 m2/s。1.12有一底面积为60cm x 40cm得平板，质量为5Kg,沿一与水平面成20角得斜面下滑,平面与斜面之间得油层

4、厚度为0、6mm，若下滑速度0、84 m/S，求油得动力黏度顰泾鰻釘镘钿堯。解:平板受力如图。.n 0*T*mrr -Fs“N二U ”；20GG沿s轴投影，有:sin 20o T 0U A G sin20o答:1.13G sin20油得动力黏度5 9.807 sin200.6100.6 0.4 0.845.0 102kgm s。为了进行绝缘处理，将导线从充满绝缘涂料得模具中间拉过。25.0 10(s)已知导线直径为8mm ;涂料得黏度=0、02 Pa s，模具得直径为0、9mm，长度为20mm，导线得牵拉速度为50m/s，试求所需牵拉力。 拢園現襲鞑閾诅。20mmm mooo-U&U50 10

5、002解：0.02 20 (kN/m2)0.9 0.8/2T d l0.8 10 3 20 10 3 201.01 (N)答：所需牵拉力为1.01N。1.14一圆锥体绕其中心轴作等角速度旋转=16 rad / s，锥体与固定壁面间得距离R=0 3m，高 H=0、5m。=1mm,用 =0、1 Pa s得润滑油充满间隙，锥底半径求作用于圆锥体得阻力矩。3R ,鯇糞谇購賢诹潯。解：选择坐标如图，在z处半径为r得微元力矩为dM。dM dA r2 rdz2 r3dzcos r其中R ZHR319o厂 r3、.h2r20.1 1610 30.33 0.520.3239.568 （ N m）答：作用于圆锥体

6、得阻力矩为39.568 N m。1.15 活塞加压，缸体内液体得压强为0、1Mpa时，体积为1000 cm3，压强为10Mpa时,3体积为995 cm，试求液体得体积弹性模量。陰魚赕議禎懑囑。6解： p 10 0.1109.9（ Mpa）6 6V 995 1000 105 10 （ m3）9.9 1065 10 6 1000 1091.98 10 (pa)答：液体得体积弹性模量K 1.98 109 pa。1.16图示为压力表校正器，器内充满压缩系数为k=4、75x 10-10m2/N得液压油，由手轮丝杠推进活塞加压，已知活塞直径为1cm，丝杠螺距为2mm，加压前油得体积为200mL，为使油压达

7、到 20Mpa，手轮要摇多少转？ 笋簽绍暫库灄編。解:答:1.17IO666V KV p 4.75 10200 1020 101.9 10 （ m3）设手轮摇动圈数为 n，则有n d2 l41.9 10 61 102 2 2 10 3即要摇动12圈以上。 手轮要摇12转以上。V12.10 圈图示为一水暖系统，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。若系统内水得总体积为8m3，加温前后温差为 50C，在其温度范围内水得膨胀系数 V=0、00051/C。求膨胀水箱得最小容积。慶瀏惧礴紺誤谂。散热器锅炉解:VVV T 0.00051 8 50 0.204( m3)答：膨胀水

8、箱得最小容积0.204 m3。1.18钢贮罐内装满10C得水，密封加热到 75C，在加热增压得温度与压强范围内，水得热膨胀系数 V=4、1 x 10-4/c，体积弹性模量 k=2x i09N/m2，罐体坚固，假设容积不变，试估算加热后罐壁承受得压强。棄躚种灿权却栾。解:VV VT自由膨胀下有：v TV又 KPV V PV KKv T 4.149o102 107510053.3 ( Mpa)V加热后,钢罐内得压强为P P0p 53.3 Mpa。设 p00（表压强）。答:加热后罐壁承受得压强就是53.3 Mpa。1.19汽车上路时，轮胎内空气得温度为20C，绝对压强为 395kPa,行驶后轮胎内空

9、气得得温度上升到50 C，试求这时得压强。鳶饜鲍魯釘潁杨。解:设满足理想气体方程，则有:PVR395V1p2V2T273 20273 50假设V V，可解得P 323395435.4(kPa)2293答:这时得压强为435.4 kPa。第二章习题答案选择题（单选题）2.1 静止流体中存在：（a）（a）压应力；（b）压应力与拉应力；（c）压应力与剪应力；（d）压应力、拉应力与剪 应力。2.2 相对压强得起算基准就是：（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。2.3 金属压力表得读值就是：（b）（a）绝对压强；（b）相对压强；（c）绝对压强加当地大气压；（d）

10、相对压强加当地大气压。2.4 某点得真空度为65000Pa,当地大气压为 0、1MPa,该点得绝对压强为：（d）（a） 65000Pa；（b） 55000Pa；（ c） 35000Pa；（ d） 165000Pa。2.5 绝对压强Pabs与相对压强p、真空度PV、当地大气压Pa之间得关系就是：（c）（P1P2 P3 ； （ b） P1=P2 =P3；（ c）P1 P2P3 ；（ d）P2P10 )得流线。解:.dxdyUxuy bdxady0bx aycK或y -x c为线性方程a答:流线方程为bxay c。Cycx3、11已知平面流动得速度场为Ux 二 2 , Uy=r2，其中C为常数。试求

11、流线x yx y方程并画出若干条流线。解: dx dyUx Uy cxdx cydy 02 2 2x y c 为圆心在0,0得圆族。答：流线方程为x2 y22c，为圆心在 0,0得圆族。3、12已知平面流动得速度场为 u=(4y 6x)t i (6y 9x)t j。求t=1时得流线方程，并 画出 K x W 4区间穿过x轴得4条流线图形。解：x虬_4y 6x t 6y 9x t当 t 1 秒时，6y 9x dx 4y 6x y3 2y 3x dx 2 2y 3x y 03dx 2dy 03x 2y c13不可压缩流体，下面得运动能否出现（就是否满足连续性条件）过1,0得流线为：3x 2y 3过

12、2,0得流线为：3x2y6过3,0得流线为：3x2y9过4,0得流线为：3x2y12答：t=1时得流线方程为3x2yc。3、(1)2Ux=2x2y ；U3y = xx(y22y)(2)Ux = xt2y ；Uy= xt2yt(3)2Ux = y2xz ；Uy= 2yz x2yz ； Uz1 ) UxUy 4xx 2y2 0xy不能出现。(2) UxUy tt0xy能出现。(3) UxUyUz2z2z x2z x2zxyz解:不能出现。3、14已知不可压缩流体平面流动，在y方向得速度分量为2uy= y -2x +2y试求速度在x方向得分量u解:UxUy 0y答:Uxx2 2y2 2y x c速度

13、在x方向得分量ux15在送风道得壁上有一面积为2x0、2x 2xy c y2xy c y。24m得风口，试求风口出流得平均速度解:4m3/s孔口 QiQ2Q32.5m3/s其中：Qi4 m3/s, Q2 2.5m3/sQ34 2.5 1.5 (m3/s)1Q3Av sin 30o0.4 v3 21.5 二 v7.5 (m/s)0.2答：风口出流得平均速度 v 7.5 m/s。3、16求两平行平板间，流体得单宽流量，已知速度分布为u = U max 12。式中y=0为中心线，y= b为平板所在位置，Umax为常数。絹龐韫哙齊詐狹。b解：单宽流量为：q 1.0 udybb2y21Umaxdy0 b

14、2 Umax b-b34bumax34b答：两平行平板间，流体得单宽流量为bumax。33、17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) ux = - ay , uy = ax ； uz=0(2)式中(2)ey2 2x ye就是常数。1UyUx2xy1Uyxy 2x1UyUx2xy221e xy22 x1e x22 yua、tyxytx2UyUx122 ex22 2 yexuz=0e x2有旋。0 无角变形。2 2y 2ey22e x22 2 2x y无旋（不包括奇点（0,0）。yxxy丄_Ui2 x2 x2y2222y 2 x yUx1 2e y22x20 存在角

15、变形运动。2 2 2x y3、18已知有旋流动得速度场Ux=2y+3Z，Uy=2Z+3X，Uz=2X+3y。试求旋转角速度与角变形速度。解：x12Uz yUyZ-322121UxUz11y32y2zx22z1UyUx丄3212xy22/ 222.卜 xyz21UyUx5yxxy2xy2zxxzUzxUxzyyzuzuy答：旋转角速度选择题（单选题） 4、1等直径水管, 数有以下关系：z -，角变形速度yx zx yz 5。2 2第四章习题答案A-A为过流断面，B-B为水平面，1、2、3、4为面上各点，各点得流动参（c）氢这绸栅鹧驮緋。ABB32Ap1p2(a)P1= P2 ；( b)P3=P4

16、；( c)Z1+ =Z2+ - ；(d)ggZ3+电=2。g24、2伯努利方程中z+d+丄表示:g 2g(a)（a ）单位重量流体具有得机械能；（b）有得机械能；（d）通过过流断面流体得总机械能。4、3水平放置得渐扩管，如忽略水头损失，断面形心点得压强，有以下关系:单位质量流体具有得机械能；（c）读骘泷呓輸锼義。单位体积流体具(c)22P2(a)P2; ( b) = P2; (c)P2; (d)不定。4、4黏性流体总水头线沿程得变化就是：（a）（a）沿程下降；（b）沿程上升；（c）保持水平；（d）前三种情况都有可能。4、5黏性流体测压管水头线得沿程变化就是：（d）（a）沿程下降；（b）沿程上升；（c）保持水平；（d）前三种情况都有可能。4、6平面流动具有流函数得条件就是：（d）无黏性流体；（b）无旋流动；（c）具有速度势；（d）满足连续性。4、7 一变直径得管段 AB，直径d A =0、2m， dB =0、4m，高差 h =1、5m，今测得2 2Pa =30kN /m ， Pb=40kN /m ， B处断面平均流速 Vb=i、5m/s、。试判断水在管中得流动方向。 鹾讥饪谴鷲嚣袅。HaZaPa2a