流体力学习题及参考答案

1、09流体力学习题1及参考答案一、单项选择题（共 15分，每小题1分）1、下列各力中，属于质量力的是（）。A .离心力B.摩擦力C.压力 D .表面张力2、下列关于流体粘性的说法中，不准确的说法是（）。A 粘性是实际流体的固有属性B. 构成流体粘性的因素是流体分子间的吸引力C 流体粘性具有传递运动和阻碍运动的双重性D 动力粘度与密度之比称为运动粘度3、在流体研究的欧拉法中，流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成，当地加速 度反映（）。A .流体的压缩性B.由于流体质点运动改变了空间位置而引起的速度变化率C. 流体速度场的不稳定性 D 流体速度场的不均匀性4、重力场中流体的平衡微分方程为（）

2、。A. dp gdzB. dpgdzC. dp dzD. dp gdz5、无旋流动是指（ ）的流动。A .速度环量为零B.迹线是直线 C.流线是直线D.速度环量不为零6、压强的量纲 p是（ ）。2 1 2 1 1 1A. MLt B. ML 1t C. ML 1t 1 D. MLt 1u f（y,z）7、 已知不可压缩流体的流速场为f（X, Z,t）则流动不属于（）。w 0A .非均匀流B.非稳定流动C.稳定流动D .三维流动8、动量方程的适用条件是QY）oUt。（ QV）inA 仅适用于理想流体作定常流动B. 仅适用于粘性流体作定常流动C. 适用于理想流体与粘性流体作定常或非定常流动D .适

3、用于理想流体与粘性流体作定常流动9、在重力场中作稳定流动的系统，沿流动方向总水头线维持水平的条件是（）。A .管道是水平放置的 B.流体为不可压缩流体C.管道是等径管 D .流体为不可压缩理想流体10、并联管道系统中，其各支管内单位质量流体的能量损失（）。A .不相等B.之和为总能量损失C.相等D .不确定11、边界层的基本特征之一是（）。A .边界层内流体的流动为层流B.与物体的特征长度相比，边界层的厚度很小C.边界层厚度沿流动方向逐渐减薄D .边界层内流体的流动为湍流12、指出下列论点中的错误论点：（）A .平行流的等势线与流线相互平行B.涡流的径向速度为零C.无旋流动也称为有势流动D .

4、点源的圆周速度为零13、 关于涡流有以下的论点，指出其中的错误论点：（）。A .以涡束诱导出的平面流动，称为涡流B.点涡是涡流C.涡流的流线是许多同心圆D .在涡流区域速度与半径成正比14、超音速气体在收缩管中流动时，气流速度（）。A .逐渐增大B.不变C.不确定D .逐渐减小15、为提高离心泵的允许安装高度，以下哪种措施是不当的？（）A .提高流体的温度B.增大离心泵吸入管的管径C.缩短离心泵吸入管的管径D .减少离心泵吸入管路上的管件参考答案：1.A2.B3.C 4.D5.A6.B7.C8.D9.D10.C11.B12.A13.D14.D15.A二、填空题（共12分海小题2分）1、 静止流

5、体中任一点的静压强大小与其作用面在空间的方位无关，与该点位置相关。2、理想流体是指不考虑粘性的流体；不可压缩流体是指 忽略密度变化 的流体。3、粘性流体沿缓变流流动产生的阻力损失称为沿程阻力损失，在急变流处产生的阻力损失称为局部阻力 。4、调节往复泵流量的方法有：改变活塞冲程，旁路调节 等。5、造成边界层分离的原因，在于逆压强梯度作用和物面粘性滞止效应的共同影响。6、 已知某输水管路中，泵的特性曲线方程为H 40 7.2 104Q 2，管路的特性曲线方程为He 284.810 4Q 2，（注：式中H的单位为m , Q的单位为m3/s）。当输水量为8.5L/S时，消耗于阀门调节的水头损失是3.3

6、3 m.o三、简答题（共18分海小题6 分）分别写出理想流体和粘性流体总流的伯努利方程。比较它们的相同之点和不同之处。参考答案：理想流体的伯努利方程：gz22 2V2V1Plgzi 22粘性流体总流的伯努利方程:p £1z12 ,2g g 2gZ2 旦 hwg均适用于不可压缩流体;它们的相同之点：是能量守恒定律在流体流动系统的应用结果;反映流动系统中动能、势能、静压能之间的相互关系。不同之处是：理想流体伯努利方程表明，理想流体沿流动方向的总水头保持不变；粘性流体总流的伯努利方程则表明，为了克服粘性阻力，粘性流体沿流动方向的总水头是逐渐减 少的。（2）为何流体静压力的方向总是沿着作用面

7、的内法线方向?参考答案:因为：（1）静止流体不能承受剪力，即T =0,故P垂直受压面；（2）因流体几乎不能承受拉力，故p指向受压面。（3 ）流体的压缩性指的是什么？列举出两种反映流体的压缩性的参数。在工程实际应 用中，如何考虑液体和气体的压缩性？参考答案：流体在一定温度下，体积随压强增大而缩小的特性称为流体的压缩性。反映流体的压缩性的参数有：压缩系数、体积模量、音速。一般而言，液体的压缩性很小，但当压强变化很大时（如水击和水下爆炸），应考虑液体密度的变化；气体的压缩性很大，但在流速不太高，压强变化较小的情况下，可将气体视 为不可压缩流体。四、计算题（六题，共 55 分）2u x 2x 4y2x

8、y 2y1、（5分）当压强增加5xi04Pa时，某种液体的密度增长 0.02%,求该液体的体积模量。解:MVVdM VddV 0dVdE11dp-5 1042.5 108PapdVId0.02%Vdp2、（ 10分）已知某不可压缩流体平面流动的速度分布规律为:判断说明该流动是否连续？是否无旋？并求出流函数。解:2x 2,2x 2x满足连续性方程，所以流动连续。4,2y2y 40所以流动有旋。u x2 2x 4y yx2y 2xy 2y2 f(x)2xy 2y f (x) x2xy 2yf (x)0, f (x) C令C= 0,则流函数为2 2x y 2xy 2y3、（ 14 分）图示离心泵管路

9、系统,将常压下20 C的水从低位槽抽到高位槽，已知输送水量:Q = 36m 7h，吸入管（泵前）直径力=0.02。排出管（泵后）直径求：（1）泵的轴功率N为多少kw ?(2)泵入口处的真空表读数应该是多少解:Q = 36m3/h=0.01m 3/s(1)泵的轴功率N泵吸入管内的流速为：Vi 程 41.27m/sd10.1Pa?B圧力衷LOm泵压出管内的流速为Vo V1(虫)21.27 (型)22.26m/sd275在断面1-1和2-2之间列伯努利方程，并移项整理得He(Z2Zi)2ghfi 2P2Pi0,亿z1) 7m0,g2 2u2 u1hfi 2=(0.02+ (0.03Hele1 Vi

10、!)!(di2g10)1.2720.12 9.81302.2620.075)2 9.813.310.3mli1 2川l2 l e23.3mNeHeg Q 10.3 9.811000 0.0i i.0ikw1.01 i.84kw0.55(2 )泵入口处的真空表读数取1- 1、B断面列伯努利方程:0 E2g1.7歳 °.164hfi b (li1 di10)0.10.164m= (0.02)2g1.2722 9.81解得 Pb19092Pa4、(12分)已知：一个水平放置的90o弯管输送水di = 150mm , d2= 75mm5亠3pi = 2.06X10 Pa, Q= 0.02m

11、/s求：水流对弯管的作用力大小和方向（不计水头损失）V14Q1.132 m / sQA24Q4.527 m/s取1-1、2-2两断面列伯努利方程P1V12P2V222g2g所以，P2P12V：V22d；对选取的控制体列动量方程:1.964 105Pax 方向：P1 A1 RxQ(0 V1)解：Ry P2A2Q(V2 0)y万向：Rx 3663N Ry 958N 所以，:22-R v Rx Ry 3786 N14.66 Rx所以，水流对弯管壁的作用力为R的反作用力R'=-3786N，大小相等，方向相反。5、（ 8分）大容器压缩空气灌中的压缩空气，经一收缩喷管向大气喷出，设喷嘴出口处的大 气绝对压为101.33kPa,温度为25C，流速为234m/s,试求压缩空气灌中的温度和压强。解:PRT101330287(273 5)1.27m3/kgk p V2 k 12代入已知数据，得1.41.4 1287T01.4 10133023421.4 11.272解得T°305KP0T p(;)k1101.331 4(305 眄(278)140kPa6、（ 6分）如图，水箱中的水通过直径为 d，长度为I,沿程阻力系数为入的立管向大气中泄水，问h多大时，立管排出的流量 Q与h无关?解：在水箱液面与出水口断面间列伯努利方程:V11h