工程流体力学习题及答案李良.doc

1、工程流体力学习题第一部分 流体及其物理性质1、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。2、与牛顿内摩擦定律有关的因素是：A、压强、速度和粘度； B、流体的粘度、切应力与角变形率；C、切应力、温度、粘度和速度； D、压强、粘度和角变形。3、在研究流体运动时，按照是否考虑流体的粘性，可将流体分为：A、牛顿流体及非牛顿流体； B、可压缩流体与不可压缩流体；C、均质流体与非均质流体； D、理想流体与实际流体。4、理想液体的特征是：A、粘度为常数 B、无粘性 C、不可压缩 D、符合 。RTp5、 流

2、体运动黏度 的国际单位是：A、m2/s； B、N/m2； C、 kg/m； D、Ns/m2。6、液体黏度随温度的升高而_，气体黏度随温度的升高而_。A、减小，升高； B、增大，减小； C、减小，不变； D、减小，减小7、下列说法正确的是：A、液体不能承受拉力，也不能承受压力B、液体不能承受拉力，但能承受压力C、液体能承受拉力，但不能承受压力D、液体能承受拉力，也能承受压力。8、下列流体哪个属牛顿流体：A、汽油；B、纸浆；C 、血液； D、沥青。9、液体的黏性主要来自于液体：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。10、 流体是 一种物质。A、不断膨胀直到充满容器的

3、；B、实际上是不可压缩的；C、不能承受剪切力的； D、在任一剪切力的作用下不能保持静止的。11、 简答题（1） 连续介质假设（2） 牛顿流体（3） 流体微团12、 如图所示为压力表校正器。器内充满压缩系数为 p4.7510 10 1/Pa的油液，器内压力为 105Pa 时油液的体积为 200mL。现用手轮丝杆和活塞加压，活塞直径为 1cm，丝杆螺距为 2mm，当压力升高至 20MPa 时，问需将手轮摇多少转？解：p 010 5Pa，p20MPa， p4.7510 10 1/Pa，V0200mL，d1cm ，2mm。由式 ，得Vp361066p0 m89.75.410).2(10)( .4389

4、262 dVn约需要将手轮摇 12 转。13、 在相距 1mm 的两平行平板之间充有某种黏性液体，当其中一板以1.2m/s 的速度相对于另一板作等速移动时，作用于板上的切应力为 3 500 Pa。试求该液体的黏度。解：由dvy， 3103 52.97Pas.yv14、 有一块 3040cm2 的矩形平板，浮在油面上，其水平运动的速度为10cm/s，油层厚度 10mm，油的动力粘度 0.102Pas，求平板所受的阻力。解：A3040cm 2，u10cm/s，10mm，0.102Pas。根据牛顿内摩擦定律，得平板所受的阻力为N12.043.01.dAyT第二部分 流体静力学1、水力学中，单位质量力

5、是指作用在单位_液体上的质量力。A、面积 B、体积 C、质量 D、重量2、在重力作用下静止液体中，等压面是水平面的条件是 。A、同一种液体； B、相互连通；C、不连通； D、同一种液体，相互连通。3、压力表的读值是：A、绝对压强；B、绝对压强与当地大气压的差值；C、绝对压强加当地大气压；D、当地大气压与绝对压强的差值。4、相对压强是指该点的绝对压强与 的差值。A、标准大气压；B、当地大气压；C、工程大气压； D、真空压强。5、图示容器内盛有两种不同的液体，密度分别为 ， ，则有12A、 B、gpzzBA11 gpzzCA21C、 D、DB21 CB21ABCD zOO126、图示盛水封闭容器中

6、，1、2、3 在同一水平面上，则：A、 B、 321p321pC、 D、 312p321p123 7、用 U 形水银测压计测 A 点压强， ， ，A 点的压强是：m50h02hA、63700 ； B、66640 2mN2mNC、69580 D、 60760 h hA 2 18、对于相对平衡液体，有：A、等压面不一定是水平面；B、液体内部同一等压面上各点，处在自由液面下同一深度的面上；C、 （对于任意的 ） ；gpzz2121,zD、 不成立。)d(dzZyYxXp9、对于相对平衡液体，说法正确的是：A、等压面与质量力不正交； B、等压面不可能为水平面；C、等压面的形状与液体密度有关； D、两种

7、液体的交界面为等压面。10、 等压面与质量力关系是：A、平行 B、斜交 C、正交 D、无关11、 露天水池，水深 5m 处的相对压强为：A、5kPa、 B、49kPa C、147kPa D、205kPa12、 流体处于平衡状态的必要条件是：A、流体无粘性；B、流体粘度大；C、质量力有势；D 、流体正压。13、 液体在重力场中作加速直线运动时，其自由面与 处处正交。A、重力；B、惯性力；C、重力和惯性力的合力；D 、压力。14、 简答题（1） 压力的特性（2） 绝对压力、相对压力与真空度之间的关系15、 图示封闭容器中有空气、油和水三种流体，压力表 A 读数为1.47N/cm 2。(1)试绘出容

8、器侧壁上的静压力分布图；(2)求水银测压计中水银柱高度差。解：h 1=3m， h2=2m，h 3=0.6m，p m0=1.47N/cm 2，S 油 =0.7。设油水分界面上的相对压力为 pm1，容器底部的相对压力为 pm2，U 型管左侧汞水分界面上的相对压力为 pm3，油深为 h1，水深为 h2，根据静力学方程，得Pa5901387.04.10m1 hp水29522水a46.3m3水(1) 根据以上数据即可绘出容器侧壁上的静压力分布图(上图)；(2) 水银测压计中水银柱高度差为m235.09816.347m水ph16、 试按复式水银测压计的读数算出锅炉中水面上蒸汽的绝对压强 p。已知：H=3m

9、， h1=1.4m，h 2=2.5m，h 3=1.2m，h 4=2.3m，水银的密度Hg=13600kg/m3。解： phHgp1O12212Hg1ph2323 a34g3212H1OH2a34Hg232OH phphg a341212Pa14.360 10325.52.807.94.52.3879 a31OHHg hp.8 .4.136.1.15a32OH23Hg2 phg17、 U 形水银压差计中，已知 h10.3m，h 20.2m ，h 30.25m 。A 点的相对压力为 pA24.5kPa，酒精的比重为 0.8，试求 B 点空气的相对压力。解：因为左右两侧的 U 型管，以及中部的倒 U

10、 型管中 1、2、3 点所在的水平面均为等压面，依据题意列静力学方程，得， ，3B3hp水232hp水， 21水 11A)(p水将以上各式整理后，可得到 B 点空气的相对压力为Pa1096.2 )25.0(6.3208.)3.(854)()(43221AB hhp水水水 以 mH2O 表示为 OmH9. 24B水ph18、 一矩形水箱长为 2.0m，箱中静水面比箱顶低 h0.4m ，问水箱运动l的直线加速度多大时，水将溢出水箱?解：建立坐标系如图所示，水箱中水所受单位质量力分别为， ， afx0yfgfz代入等压面微分方程(213)式，积分后得等压面方程为Czg由边界条件：当 时， ，得 。将

11、 ， 代入上式得加速0x0lx21hz度为m/s94.3.2819lghxza19、 如图所示为绕铰链 O 转动的倾斜角 =60的自动开启式水闸，当水闸一侧的水位 H=2m，另一侧的水位 h=0.4m 时，闸门自动开启，试求铰链至水闸下端的距离 x。解：设水闸宽度为 b，水闸左侧水淹没的闸门长度为 l1，水闸右侧水淹没的闸门长度为 l2。作用在水闸左侧压力为 其中11AghFcp1Hhc sinl sin1Hbl则 si2i1gHbgFp作用在水闸右侧压力为 其中22Ahcp2hcsinl sin2hbl则 si2i2ghbgFp由于矩形平面的压力中心的坐标为lblAxIcyD321所以，水闸

12、左侧在闸门面上压力中心与水面距离为 sin1HxD水闸右侧在闸门面上压力中心与水面距离为 32对通过 O 点垂直于图面的轴取矩，设水闸左侧的力臂为 d1，则xldD11得 sin3sin32si11 HxHxlxdD设水闸右侧的力臂为 d2，则 得ldD22sin3sin3si22 hxhxlxD当满足闸门自动开启条件时，对于通过 O 点垂直于图面的轴的合力矩应为零，因此 021dFp则 sin3sisin3si2hxbgHxbgii2h32sin31HxHhhx 222isin31m0.7954.60i 220、 如图所示，在蓄水容器垂直壁的下面有一 14 圆柱面的部件 AB，该部件的长度

13、l=1.0m，半径 R=0.4m，水深 h=1.2m，试求作用在部件 AB 上的静水总压力，要求绘制水平分力的压强分布图和铅垂分力的压力体图。21、 蓄水容器上有三个半球形的盖，容器中装满水，如图下所示。已知：液面高 H2.5m，容器高 h1.5m，盖的半径 R0.5m 。求：作用于三个半球形盖的水静压力。22、 矩形闸门 AB 宽为 1.0m，左侧油深 h1=1m ， 水深 h2=2m， 油的比重为 0.795，闸门倾角 =60，试求闸门上的液体总压力。解：设油，水在闸门 AB 上的分界点为 E，则油和水在闸门上静压力分布如图所示。现将压力图 F 分解成三部分 1F， 2， 3，而 123F，其中 1.5msini60hAE22.31iiBEp油 10.795 87 9PahB水 202 411I 1.5NFA2E7 9.38 6p3B1()I(27 49 )2.31 6故总压力 1234 508 6 5.8kNF23、 一弧形闸门，宽 2m，圆心角 30，半径 r3m，闸门转轴与水平面齐平，求作用在闸门上的静水总压力的大小与方向(即合力与水平面的夹角)。解：由图可知 m5.130sinsirh弧形闸门所受的水平分力为N027.98214x bP弧形闸门所受的水平分力为