工程流体力学习题及答案

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第1章 绪论

选择题

【1.1】 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。

解:流体质点是指体积小到可以看作一个几何点,但它又含有大量的分子,且具有诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。 (d ) 【1.2】 与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是:(a )切应力和压强;(b )切应力和剪切变

形速度;(c )切应力和剪切变形;(d )切应力和流速。

解:牛顿内摩擦定律是

d d v y τμ

=,而且速度梯度d d v

y 是流体微团的剪切变形速度

d d t γ,故d d t γ

τμ=。

(b )

【1.3】 流体运动黏度υ的国际单位是:(a )m 2

/s ;(b )N/m 2

;(c )kg/m ;(d )N·s/m 2

解:流体的运动黏度υ的国际单位是/s m 2

(a )

【1.4】 理想流体的特征是:(a )黏度是常数;(b )不可压缩;(c )无黏性;(d )符合RT

p =ρ

解:不考虑黏性的流体称为理想流体。

(c )

【1.5】当水的压强增加一个大气压时,水的密度增大约为:(a )1/20 000;(b )

1/1 000;(c )1/4 000;(d )1/2 000。

解:当水的压强增加一个大气压时,其密度增大约

95d 1

d 0.51011020 000k p ρ

ρ

-==???=

(a )

【1.6】 从力学的角度分析,一般流体和固体的区别在于流体:(a )能承受拉力,平衡时

不能承受切应力;(b )不能承受拉力,平衡时能承受切应力;(c )不能承受拉力,平衡时不能承受切应力;(d )能承受拉力,平衡时也能承受切应力。

解:流体的特性是既不能承受拉力,同时具有很大的流动性,即平衡时不能承受切应力。 (c )

【1.7】下列流体哪个属牛顿流体:(a )汽油;(b )纸浆;(c )血液;(d )沥青。

解:满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 (a )

【1.8】 15C 时空气和水的运动黏度6215.210m /s υ-=?空气,62

1.14610m /s υ-=?水

,这说明:在运动中(a )空气比水的黏性力大;(b )空气比水的黏性力小;(c )空气与水的黏性力接近;(d )不能直接比较。

解:空气的运动黏度比水大近10倍,但由于水的密度是空气的近800倍,因此水的黏度反而比空气大近50倍,而黏性力除了同流体的黏度有关,还和速度梯度有

关,因此它们不能直接比较。 (d )

【1.9】 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。解:液体的黏性主要由分子内聚力决定。

(b )第

2章 流体静力学

选择题:

【2.1】 相对压强的起算基准是:(a )绝对真空;(b )1个标准大气压;(c )当 地大气压;(d )液面压强。

解:相对压强是绝对压强和当地大气压之差。 (c ) 【2.2】 金属压力表的读值是:(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。

解:金属压力表的读数值是相对压强。 (b ) 【2.3】 某点的真空压强为65 000Pa ,当地大气压为0.1MPa ,该点的绝对压强为:(a )65 000 Pa ;(b )55 000 Pa ;(c )35 000 Pa ;(d )165 000 Pa 。 解:真空压强是当相对压强为负值时它的绝对值。故该点的绝对压强

64ab 0.110 6.51035 000Pa p =?-?=。

(c )

【2.4】 绝对压强

ab p 与相对压强p 、真空压强v p 、当地大气压a p 之间的关系是:

(a )ab v p p p =+;(b )ab a p p p =+;(c )v ab a p p p =-;(d )v a p p p +=。

解:绝对压强-当地大气压=相对压强,当相对压强为负值时,其绝对值即为真空压强。即

ab a v p p p p -==-,故ab v a p p p =-。

(c )

【2.5】 在封闭容器上装有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:(a )p 1>p 2> p 3;(b )p 1=p 2= p 3;(c )p 1

解:设该封闭容器内气体压强为

0p ,则20p p =,显然32p p >,而

21H g p h p h

γγ

+=+气体,显然

12p p <。

(c )

习题.52图

习题.62

【2.6】 用U形水银压差计测量水管内A、B两点的压强差,水银面高度h p =10cm , p A -p B 为:(a )13.33kPa ;(b )12.35kPa ;(c )9.8kPa ;(d )6.4kPa 。

解:由于222H O H O H O Hg A p B p

p h h p h h γγγγ++=++

2Hg H O () (13.61)9 8070.112.35kPa

A B p p p h γγ-=-=-??=。 (b )

【2.7】在液体中潜体所受浮力的大小:(a )与潜体的密度成正比;(b )与液体的密度成正比;(c )与潜体的淹没深度成正比;(d )与液体表面的压强成反比。

解:根据阿基米德原理,浮力的大小等于该物体所排开液体的重量,故浮力的大小与液体的密度成正比。 (b ) 【2.8】 静止流场中的压强分布规律:(a )仅适用于不可压缩流体;(b )仅适用

于理想流体;(c )仅适用于粘性流体;(d )既适用于理想流体,也适用

于粘性流体。

解:由于静止流场均可作为理想流体,因此其压强分布规律既适用于理想流体,也适用于粘性流体。

(d )

【2.9】 静水中斜置平面壁的形心淹深C h 与压力中心淹深D h 的关系为C h D h :

(a )大于;(b )等于;(c )小于;(d )无规律。

解:由于平壁上的压强随着水深的增加而增加,因此压力中心淹深h D 要比平壁形

心淹深C h 大。

(c )

【2.10】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。

解:流体处于平衡状态的必要条件是质量力有势 (c ) 【2.11】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。

解:由于流体作加速直线运动时,质量力除了重力外还有惯性力,由于质量力与等压面是正交的,很显然答案是

(c )

计算题:

【2.12】试决定图示装置中A 、B 两点间的压强差。已知h 1=500mm ,h 2=200mm ,

h 3=150mm ,h 4=250mm ,h 5=400mm ,酒精γ1=7 848N/m 3,水银γ2=133 400

N/m 3,水γ3=9 810 N/m 3

习题.122图

B A 1

h 3

1

1

32水

水银

解:由于

31222A p h p h γγ+=+

321354324()B p p h p h h h γγγ=+=+-+

因此 25432413()B p p h h h h γγγ=+-+-

()22354241331

A B p p h h h h h h γγγγγ-=+-+--

354241331()h h h h h γγγγ=-+--

133 4000.29 810(0.40.25)133 4000.25=?+?-+?

7 8480.159 8100.5-?-?

55 419.3Pa 55.419kPa ==

【2.13】试对下列两种情况求A 液体中M 点处的压强(见图):(1)A 液体是水,B 液体是水银,y =60cm ,z =30cm ;(2)A 液体是比重为0.8的油,B 液体是比重为 1.25的氯化钙溶液,y =80cm ,z =20cm 。

解(1)由于

12B p p z γ==

p

3M A B A p p y z y γγγ=+=+

134 0000.39 8100.646.086kPa =?+?=

(2)

M B A p z y γγ=+

1.259 8100.20.89 8100.88.731kPa =??+??=

【2.14】在斜管微压计中,加压后无水酒精(比重为0.793)的液面较未加压时的

液面变化为y =12cm 。试求所加的压强p 为多大。设容器及斜管的断面分别

为A 和a ,1001

=

A a ,

1sin 8α=。

习题.142图

时液面

Δ

解:加压后容器的液面下降

Δy h A α=

(sin Δ)(sin )ya p y h y A γαγα=+=+

0.120.12

0.7939 810(

)126Pa 8100=??+=

【2.19】 矩形闸门AB 宽为1.0m ,左侧油深h 1=1m ,水深h 2=2m ,油的比重为0.795,

闸门倾角α=60o,试求闸门上的液体总压力及作用点的位置。

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 ,2F ,3F ,而123F F F F =++,

习题.132图

液体

液体y

M

1

3

其中

1

1

1.155m

sin sin60

h

AE

α

===

?

2

2

2.31m

sin sin60

h

EB

α

===

?

E

=

1

0.7959 81017 799Pa

h=??=

B E

p pγ

=+

2

7 7999 810227 419Pa

h=??=

1E

11

I7 799 1.155 4 504N

22

F p AE

=?=??=

2E

I7 799 2.3118 016N

F p EB

=?=?=

3B E

11

()I(27 4197 799) 2.3122 661N 22

F p p EB

=-?=?-?=

故总压力1234 50418 01622 66145.18kN

F F F F

=++=++=

设总压力F作用在闸门AB上的作用点为D,实质是求水压力图的形状中心离开A点的距离。

由合力矩定理,

123

212

()() 323

F AD F AE F EB AE F EB AE ?=++++

212

4 504 1.15518 016( 2.31 1.155)22 661( 2.31 1.155)

323

45 180

AD

??+??++??+ =

2.35m

=

或者

sin 2.35sin60 2.035m

D

h AD a

==??=

习题.19

2图

习题.20

2图

F

1

【2.24】如图所示一储水容器,容器壁上装有3个直径为d=0.5m的半球形盖,设h=2.0m,H=2.5m,试求作用在每个球盖上的静水压力。

习题.242图

解:对于a 盖,其压力体体积p a V

23

p 11

()2426a h V H d d ππ=--?

2331

(2.5 1.0)0.50.50.262m 4

12π

π=-?

?-

?=

p 9 8100.262 2.57kN

za a F V γ==?=(方向↑)

对于b 盖,其压力体体积为

p b

V

23

p 1

()2412b h V H d d ππ=++

2331

(2.5 1.0)0.50.50.720m 4

12π

π=+?

?+

?=

p 9 8100.7207.063kN

zb b F V γ==?=(方向↓)

对于c 盖,静水压力可分解成水平及铅重两个分力,其中

水平方向分力

229 810 2.50.5 4.813kN

4

4

xc F H

d π

π

γ==??

?=(方向←)

铅重方向分力

3p 9 8100.50.321kN

12

zc c F V π

γ==?

?=(方向↓)

【2.30】某空载船由内河出海时,吃水减少了20cm ,接着在港口装了一些货物,

吃水增加了15cm 。设最初船的空载排水量为1 000t ,问该船在港口装了多少货物。设吃水线附近船的侧面为直壁,设海水的密度为ρ=1

026kg/m 3

。 解:由于船的最初排水量为1 000t ,即它的排水体积为3

1 000m ,

它未装货时,在海水中的排水体积为

3

1 000

974.66m 1.026V =

=,

按题意,在吃水线附近穿的侧壁为直壁,则吃水线附近的水

线面积为 2

1 000974.66

126.7m 0.20S -=

=

因此载货量 126.70.15 1 02619.50t 191.3W =??==kN

第3章流体运动学

选择题:

【3.1】 用欧拉法表示流体质点的加速度a 等于:(a )22

d d t r ;(b )v t ??;(c )()v v ??;

(d )()t ?+???v

v v

解:用欧拉法表示的流体质点的加速度为

()d d t t ?==+??v v a v v (d ) 【3.2】 恒定流是:(a )流动随时间按一定规律变化;(b )各空间点上的运动要

素不随时间变化;(c )各过流断面的速度分布相同;(d )迁移加速度为

零。

解:恒定流是指用欧拉法来观察流体的运动,在任何固定的空间点若 流体质点的所有物理量皆不随时间而变化的流动. (b )

【3.3】 一元流动限于:(

a )流线是直线;(

b )速度分布按直线变化;(

c )运

动参数是一个空间坐标和时间变量的函数;(d )运动参数不随时间变化的流动。

解:一维流动指流动参数可简化成一个空间坐标的函数。 (c )

【3.4】 均匀流是:(

a )当地加速度为零;(

b )迁移加速度为零;(

c )向心加

速度为零;(d )合加速度为零。

解:按欧拉法流体质点的加速度由当地加速度和变位加速度(亦称迁移加速度)这两部分组成,若变位加速度等于零,称为均匀流动 (b )

【3.5】 无旋运动限于:(

a )流线是直线的流动;(

b )迹线是直线的流动;(

c )

微团无旋转的流动;(d )恒定流动。解:无旋运动也称势流,是指流体微团作无旋转的流动,或旋度等于零的流动。 (d )

【3.6】 变直径管,直径

1320mm d =,2160mm d =,流速1 1.5m/s V =。2V 为:

(a )

3m/s ;(b )4m/s ;(c )6m/s ;(d )9m/s 。

解:按连续性方程,

22

1

12

2

4

4

V d V d π

π

=,故

2

2

12123201.56m/s

160d V V d ????==?= ? ?????

(c )

【3.7】 平面流动具有流函数的条件是:(a )理想流体;(b )无旋流动;(c )

具有流速势;(d )满足连续性。

解:平面流动只要满足连续方程,则流函数是存在的。

(d )

【3.8】恒定流动中,流体质点的加速度:(a )等于零;(b )等于常数;(c )

随时间变化而变化;(d )与时间无关。

解:所谓恒定流动(定常流动)是用欧拉法来描述的,指任意一空间点

观察流体质点的物理量均不随时间而变化,但要注意的是这并不表示流

体质点无加速度。(d)【3.9】在流动中,流线和迹线重合:(a)无旋;(b)有旋;(c)恒定;

(d)非恒定。解:对于恒定流动,流线和迹线在形式上是重合的。(c)【3.10】流体微团的运动与刚体运动相比,多了一项运动:(a)平移;(b)旋转;(c)变形;(d)加速。

解:流体微团的运动由以下三种运动:平移、旋转、变形迭加而成。而

刚体是不变形的物体。(c)【3.11】一维流动的连续性方程VA=C成立的必要条件是:(a)理想流体;(b)粘性流体;(c)可压缩流体;(d)不可压缩流体。

解:一维流动的连续方程VA C

=成立的条件是不可压缩流体,倘若是可

压缩流体,则连续方程为

VA C

ρ=(d)

【3.12】流线与流线,在通常情况下:(a)能相交,也能相切;(b)仅能相交,但不能相切;(c)仅能相切,但不能相交;(d)既不能相交,也不能相

切。

解:流线和流线在通常情况下是不能相交的,除非相交点该处的速度为

零(称为驻点),但通常情况下两条流线可以相切。(c)【3.13】欧拉法描述流体质点的运动:(a)直接;(b)间接;(c)不能;

(d)只在恒定时能。

解:欧拉法也称空间点法,它是占据某一个空间点去观察经过这一空间

点上的流体质点的物理量,因而是间接的。而拉格朗日法(质点法)是

直接跟随质点运动观察它的物理量(b)【3.14】非恒定流动中,流线与迹线:(a)一定重合;(b)一定不重合;(c)特殊情况下可能重合;(d)一定正交。

解:对于恒定流动,流线和迹线在形式上一定重合,但对于非恒定流动,在某些特殊情况下也可能重合,举一个简单例子,如果流体质点作直线

运动,尽管是非恒定的,但流线和迹线可能是重合。(c)【3.15】一维流动中,“截面积大处速度小,截面积小处速度大”成立的必要条

件是:(a )理想流体;(b )粘性流体;(c )可压缩流体;(d )不可压缩流体。

解:这道题的解释同3.11题一样的。

(d )

【3.16】速度势函数存在于 流动中:(

a )不可压缩流体;(

b )平面连续;

(c )所有无旋;(d )任意平面。

解:速度势函数(速度势)存在的条件是势流(无旋流动)

(c )

【3.17】流体作无旋运动的特征是:(a )所有流线都是直线;(b )所有迹线都

是直线;(c )任意流体元的角变形为零;(d )任意一点的涡量都为零。 解:流体作无旋运动特征是任意一点的涡量都为零。

(d )

【3.18】速度势函数和流函数同时存在的前提条件是:(

a )两维不可压缩连续运

动;(b )两维不可压缩连续且无旋运动;(c )三维不可压缩连续运动;(d )三维不可压缩连续运动。

解:流函数存在条件是不可压缩流体平面流动,而速度势存在条件是无旋流动,即流动是平面势流。

(b )

计算题

【3.19】设流体质点的轨迹方程为

123

e 1e 1t t x C t y C t z C ?

=--?

=+-?

?=?

其中C 1、C 2、C 3为常数。试求(1)t=0时位于a x =,b y =,c z =处的流体质点的轨迹方程;(2)求任意流体质点的速度;(3)用Euler 法表示上面流动的速度场;(4)用Euler 法直接求加速度场和用Lagrange 法求得质点的加速度后再换算成Euler 法的加速度场,两者结果是否相同。 解:(1)以0t =, x a =,y b =,z c =代入轨迹方程,得

1231

1a c b c c c

=-??

=-??=?

故得

123

11c a c b c c =+??

=+??=?

当0t =时位于(,,)a b c 流体质点的轨迹方程为

(1)e 1(1)e 1t t

x a t y b t z c ?=+--?=++-??=?

(a )

(2)求任意质点的速度12e 1e 10t t x u c t y v c t w ??==-???

??==+?

??

=??

?

(b )

(3)若用Euler 法表示该速度场

由(a )式解出,,a b c ;

即 ()()111e 111e t t a x t b y t c z ?

=++-??

?=-+-??=???

(c )

(a )式对t 求导并将(c )式代入得

(1)e 1(1)e 120t

t x u a x t t y v b y t t z w t ??==+-=+???

??==++=-+?

??

??==??? (d )

(4)用Euler 法求加速度场

x u u u u

a u v w t x y z ????=

+++????

1()1x t x t =++=++

y v v v v a u v w t x y z ????=

+++????

1(2)1y t y t =-+-+=-+

0z w w w w a u v w t x y z ????=

+++=????

由(a )式Lagrange 法求加速度场为

222222(1)e (1)e

t x t

y z x a a t y a b t z a t ??==+???

??==+?????==???

(e )

将(c )式代入(e )式 得

?

??

??=+-=++=011z y x a t y a t x a

两种结果完全相同

【3.20】已知流场中的速度分布为

u yz t v xz t w xy =+?

?

=-??=?

(1)试问此流动是否恒定。(2)求流体质点在通过场中(1,1,1)点时的 加速度。

解: (1)由于速度场与时间t 有关,该流动为非恒定流动。

(2)

x u u u u a u v w t x y z ????=

+++????

)()(1xy y t xz z +-+=

y v v v v a u v w t x y z ????=

+++????

)()(1xy x t yz z +++-=

z w w w w a u v w t x y z ????=

+++????

)()(t xz x t yz y -++=

将 1,1,1x y z ===代入上式,得

?

??

??=+=-=213z y x a t a t a

【3.22】已知流动的速度分布为

2222()()u ay y x v ax y x ?

=-?

=-?

其中

a 为常数。(1)试求流线方程,并绘制流线图;(2)判断流动是否有

旋,若无旋,则求速度势?并绘制等势线。

解:对于二维流动的流线微分方程为

d d x y u v =

2222

d d ()()x y ay y x ax y x =--

消去 2

2

()a y x - 得 d d x x y y =

积分 得 22

1122x y c =+

或者

22x y c -=

若c 取一系列不同的数值,可得到流线族—双曲线族,它们的渐近

线为x y =如图

有关流线的指向,可由流速分布来确定。

22

22()()u ay y x v ax y x ?=-??=-??

对于 0y >, 当||||y x >时,0u >

当||||y x <时,0u <

对于 0y <, 当|||y x >时,0u <

当||||y x <时,0u >

据此可画出流线的方向

判别流动是否有旋,只要判别rot v 是否为零,

2222[()][()]v u ax y x ay y x x y x y ????-=---????

2

2

2

2

2

2

()2()2a y x ax a y x ay =----+

22

220ax ay =-+≠ 习题.223图

所以流动是有旋的,不存在速度势。

max

max 24

233b u bu ==

【3.29】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)u ay =-,v ax =,0w =

(2)

22cy u x y =-

+,22cx

v x y =

+,0w =

式中a 、c 是常数。 解:(1)判别流动是否有旋,只有判别rot v 是否等于零。

000w v

y z ??-=-=?? 000u w z x ??-=-=?? ()2v u a a a x y ??-=--=??

所以 rot 2a =v k 流动为有旋流动。

角变形 11

()()0

22xy v u a a x y γ??=+=-=??

11

(

)(00)022yz w v y z γ??=+=+=??

11

()(00)0

22xz u w z x γ??=+=+=??

所以流动无角变形。

(2) 000w v

y z ??-=-=??

000u w z x ??-=-=??

222222222222

()2[()2]0()()v u c x y cx c x y cy x y x y x y ??+--++-=-=??++

故流动为无旋

同理 222

22()()xy

c x y x y γ--=+

0yz γ=

0xz γ=

【3.30】已知平面流动的速度分布2

24u x x y =+-,22v xy y =--。试确定流动:

(1)是否满足连续性方程;(2)是否有旋;(3)如存在速度势和流函数, 求出?和ψ。 解:(1)由div v 是否为零

22220u v x x x y ??+=+--=??

故满足连续性方程

(2)由二维流动的rot v

2(4)0v u y x y ??-=---≠??

故流动有旋

(3)此流场为不可压缩流动的有旋二维流动,存在流函数ψ

而速度势?不存在

224u x x y y ψ

?==+-?

积分得

2222()x y xy y f x ψ=+-+ 22v xy y x ?

?=-=+? 故 22()22xy y f x xy y '++=+

()0f x '=,()f x C =

因此 2222x y xy y ψ=+-(常数可以作为零)

第4章 理想流体动力学

选择题

【4.1】 如图等直径水管,A —A 为过流断面,B —B 为水平面,1、2、3、4为面

上各点,各点的运动参数有以下关系:(a )21p p =;(b )43

p p =;(c )

g p z g p z ρρ2

211+=+

;(d )

g p

z g p z ρρ4433+=+。

习题.14图

解:对于恒定渐变流过流断面上的动压强按静压强的分布规律,即

p

z c

γ

+

=,故在同一过流断面上满足

g p z g p z ρρ2211+=+

(c )

【4.2】

伯努利方程中

2

2p aV z g g ρ++

表示(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。

解:伯努利方程

g v g

p

z 22

αρ+

+

表示单位重量流体所具有的位置势能、压强势能和动能之和或者是总机械能。故 (a )

【4.3】 水平放置的渐扩管,如忽略水头损失,断面形心的压强,有以下关系:

(a )21p p >;(b )21p p =;(c )21p p <;(d )不定。 解:水平放置的渐扩管由于断面1和2形心高度不变,但

21V V <因此12p p <(c )

【4.4】

粘性流体总水头线沿程的变化是:(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。

解:粘性流体由于沿程有能量损失,因此总水头线沿程总是下降的 (a )

【4.5】 粘性流体测压管水头线沿程的变化是:(

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。 解:粘性流体测压管水头线表示单位重量流体所具有的势能,因此沿程的变化是不一定的。

(d )

计算题

【4.6】

如图,设一虹吸管a=2m ,h=6m ,d=15cm 。试求:(1)管内的流量;(2)管内最高点S 的压强;(3)若h 不变,点S 继续升高(即a 增大,而上端管口始终浸入水内),问使吸虹管内的水不能连续流动的a 值为多大。

解:(1)以水箱底面为基准,对自由液面上的点

1和虹吸管下端出口处2建立1-2流线伯努利方程,则

222

22p v g γ++

其中

h z z +=21,

021==p p ,

10v =

2m 10.85s v ===

管内体积流量

3

222

m

10.850.150.192s 4

4

Q v d π

π

==?

?=

(2)以管口2处为基准,对自由液面1处及管内最高点S 列1-S 流

习题.64图

线伯努利方程。则

22

1

1122s s s p v p v z z g g γγ++=++

其中 h z =1,y h z s

+=,

01=p ,10v =, 210.85m/s s v v ==

即22()2s v p y g γ=--=9 807210.85(2)78.46kPa 29.81?--=-?

即S 点的真空压强

v 78.46kPa p =

(3)当h 不变,S 点y 增大时,当S 点的压强

s p 等于水的汽化压强时,

此时S 点发生水的汽化,管内的流动即中止。查表,在常温下(15

℃)水的汽化压强为1 697Pa (绝对压强)以管口2为基准,列2S -点的伯

努利方程,

22

22

222s

s s p v p v z z g g γγ++=++

其中 y h z s

+=,02=z ,

2s v v =,

1 697 Pa s p =,

2 1 01325Pa p = (大气绝对压强)

即 2 1 01325 1 697 610.166 4.16m

9 807 s p p y h γ--=-=-=-=

本题要注意的是伯努利方程中两边的压强计示方式要相同,由于s p 为绝对压

强,因此出口处也要绝对压强。

【4.8】

如图,水从密闭容器中恒定出流,经一变截面管而流入大气中,已知H =7m,p = 0.3at ,A 1=A 3=50cm 2,A 2=100cm 2,A 4=25cm 2,若不计流动损失,试求:(1)各截面上的流速、流经管路的体积流量;(2)各截面上的总水头。 解:(1)以管口4为基准,从密闭容器自由液面上0点到变截面管出口处4列0-4流线伯努利方程,

220

044

0422p v p v z z g g γγ++=++

其中 H z =0

,04=z

040p p p ==,

00v =

4m

14s

v ===

22

41410m 229.81v g ==?

由连续性原理,由于1

3A A = 故13v v =

又 由于

3344A v A v =

434325

147m/s 50A v v A =

=?=

由于

2244A v A v =

424225m

14 3.5s 100A v v A =

=?=

流经管路的体积流量

3

444m

2510140.035s Q A v -==??=

(2)以管口为基准,该处总水头等于10m ,由于不计粘性损失,因此各截面

上总水头均等于10m 。

【4.9】

如图,在水箱侧壁同一铅垂线上开了上下两个小孔,若两股射流在O

点相交,试证明11

22h z h z

=。 解: 列容器自由液面0至小孔1及2流线的伯努利方程,可得到小孔处出流

速度v =Toricelli ),它在形式上与初始速度为零的自由落体运动一样,这是不考虑流体粘性的结果。

212y gt =

公式,分别算出流体下落y 距离所需的时间,其中

12t t =

=

经过1t

及2t 时间后,两孔射流在某处相交,它们的水平距离相等,

即 11

22v t v t =,

其中

1v =

2v =,

因此

=

即 11

22h y h y =

【4.14】

如图,一消防水枪,向上倾角

30=α水管直径D=150mm ,压力表读数p=3m 水柱高,喷嘴直径d=75mm ,求喷出流速,喷至最高点的高程及在最高点的射流直径。

解:不计重力,对压力表截面1处至喷咀出口2处列伯努利方程

221

12222p V p V g g γγ+=+

其中 1

3m

p γ

=

习题.84图

习题.94图

2

p γ

= 得

2221236V V g g -=?=

()a

另外,由连续方程 2212

4

4

D V d V π

π

=

2

2

2122

751504V d V V V D ????

=== ? ?????

上式代入()a 式得 2

2

22

69.81

16V V -=?

因此 27.92m/s V = 设最高点位置为max y ,则根据质点的上抛运动有

2

2max (sin )2V a gy =

2max

(7.92sin 30)0.8m

29.81y ?==?

射流至最高点时,仅有水平速度32cos30V V =,列喷咀出口处2至

最高点处3的伯努利方程(在大气中压强均为零)。

22

320.822V V g g =+

3 6.86m/s

V ===

或者水平速度始终是不变的 32cos307.920.866 6.86m/s V V ==?=

由连续方程,最高点射流直径

3d 为

22233

4

4

d V d V π

π

=

37580.6mm d ===

习题.144图

习题.154图

【4.15】

如图,水以V=10m/s 的速度从内径为50mm 的喷管中喷出,喷管的一端则用螺栓固定在内径为100mm 水管的法兰上,如不计损失,试求作

用在连接螺栓上的拉力。 解:由连续方程

221

12

4

4

V d V

d π

π

=

故2

2

2115010 2.5m/s

100d V V d ????==?= ? ?????

对喷管的入口及出口列总流伯努利方程

22

1

122p V V p g g γγ+=+

其中

0p = 得

()()2

2222

110.5 1 00010 2.546 875N/m 2

p V V ρ

=

-=??-=

取控制面,并建立坐标如图,设喷管对流体的作用力为F 。

动量定理为

d x

n x A

F V V A

ρ=∑?

222

1

111

12

1 000() 1 0004

4

4

F p d V V d VV

d π

π

π

-+=?-+

22222

46 8750.1 1 000 2.50.1 1 000100.054

4

4

F π

π

π

=?

?+??

?-??

?

220.8N =

则作用在连接螺栓上的拉力大小为220.8N 方向同F 方向相反.

第7章 粘性流体动力学

选择题:

7.1 速度v 、长度l 、重力加速度g 的无量纲集合是:(a )g lv ;(b )gl v

;(c )gv l ;

(d )gl v 2

。解:(d )。

7.2 速度v 、密度ρ、压强p 的无量纲集合是:(a )v p

ρ;(b )p v ρ;(c )ρ2pv ;

(d )2v p

ρ。 解:(d )。

7.3 速度v 、长度l 、时间t 的无量纲集合是:(a )lt v ;(b )vl t ;(c )2

vt l

;(d )

vt l

。解:(d )。

7.4 压强差p ?、密度ρ、长度l 、流量Q 的无量纲集合是:(a )2pl Q

?ρ;(b )2pQ l

?ρ;

(c )

ρplQ

?;(d )2

l Q

p ?ρ。解:(d )。

7.5 进行水力模型实验,要实现有压管流的动力相似,应选的相似准则是:(a )

雷诺准则;(b )弗劳德准则;(c )欧拉准则;(d )其它。

解:对于有压管流进行水力模型实验,主要是粘性力相似,因此取雷诺数相等 (a )

7.6 雷诺数的物理意义表示:(a )粘性力与重力之比;(b )重力与惯性力之比;

(c )惯性力与粘性力之比;(d )压力与粘性力之比。

解:雷诺数的物理定义是惯性力与粘性力之比(c )

7.7 压力输水管模型实验,长度比尺为8,模型水管的流量应为原型输水管流量

的:(a )1/2;(b )1/4;(c )1/8;(d )1/16。

解:压力输水管模型实验取雷诺数相等即

p p

m m

p

m v d v d υυ=

,若p m υυ=,

则p

1m l m p v d v d λ-==,而2

2m m m l l 2p

p p l 118Q v d Q v d λλλ-==== (c ) 7.8 判断层流或紊流的无量纲量是:(a )弗劳德数Fr ;(b )雷诺数Re ;(c )欧

拉数Eu ;(d )斯特劳哈尔数Sr 。

解:判断层流和紊流的无量纲数为雷诺数,当2300Re <为层流,否则为紊流。(b ) 7.9 在安排水池中的船舶阻力试验时,首先考虑要满足的相似准则是:(a )雷诺

数Re ;(b )弗劳德数Fr ;(c )斯特劳哈尔数Sr ;(d )欧拉数Eu 。 解:在安排船模阻力试验时,理论上要满足雷诺准则和弗劳德准则,但Re 数和Fr 数同时分别相等是很难实现的,而且Re 数相等在试验条件又存在困难,因此一

般是取实船 和船模的弗劳德数相等。(b ) 7.10弗劳德数Fr 代表的是 之比:(a )惯性力与压力;(b )惯性力与重力;

(c )惯性力与表面张力;(d )惯性力与粘性力。 解:(b ) 7.11在安排管道阀门阻力试验时,首先考虑要满足的相似准则是:(a )雷诺数Re ;

(b )弗劳德数Fr ;(c )斯特劳哈尔数Sr ;(d )欧拉数Eu 。 解:由于管道阀门阻力试验是粘性阻力,因此应满足雷诺数Re 相等。(b )

7.12欧拉数Eu 代表的是 之比:(a )惯性力与压力;(b )惯性力与重力;(c )惯性力与表面张力;(d )惯性力与粘性力。 解:(a )

第8章 圆管中的流动

选择题:

8.1 水在垂直管内由上向下流动,相距l 的两断面间,测

压管水头差h ,两断面间沿程水头损失

f h ,则:

(a )

f h h =; (b )f

h h l =+; h

l

工程流体力学试题及答案1

一\选择题部分 (1)在水力学中,单位质量力是指(答案:c ) a、单位面积液体受到的质量力; b、单位体积液体受到的质量力; c、单位质量液体受到的质量力; d、单位重量液体受到的质量力。 (2)在平衡液体中,质量力与等压面(答案:d) a、重合; b、平行 c、相交; d、正交。 (3)液体中某点的绝对压强为100kN/m2,则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案:b (4)水力学中的一维流动是指(答案:d ) a、恒定流动; b、均匀流动; c、层流运动; d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 (5)有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=(答案:b) a、8; b、4; c、2; d、1。 (6)已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关,即可以判断该液体流动属于答案:c a、层流区; b、紊流光滑区; c、紊流过渡粗糙区; d、紊流粗糙区(7)突然完全关闭管道末端的阀门,产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s,水击压强水头H = 250m,则管道中原来的流速v0为答案:c a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m (8)在明渠中不可以发生的流动是(答案:c ) a、恒定均匀流; b、恒定非均匀流; c、非恒定均匀流; d、非恒定非均匀流。 (9)在缓坡明渠中不可以发生的流动是(答案:b)。 a、均匀缓流; b、均匀急流; c、非均匀缓流; d、非均匀急流。 (10)底宽b=1.5m的矩形明渠,通过的流量Q =1.5m3/s,已知渠中某处水深h = 0.4m,则该处水流的流态为答案:b a、缓流; b、急流; c、临界流; (11)闸孔出流的流量Q与闸前水头的H(答案:d )成正比。 a、1次方 b、2次方 c、3/2次方 d、1/2次方 (12)渗流研究的对象是(答案:a )的运动规律。 a、重力水; b、毛细水; c、气态水; d、薄膜水。 (13)测量水槽中某点水流流速的仪器有答案:b a、文丘里计 b、毕托管 c、测压管 d、薄壁堰 (14)按重力相似准则设计的水力学模型,长度比尺λL=100,模型中水深为0.1米,则原型中对应点水深为和流量比尺为答案:d a、1米,λQ =1000; b、10米,λQ =100;

工程流体力学练习题计算题答案

四、计算题: 1、【解】 s m V D D V s m A Q V A V A V Q /02.13.25.11/3.2114.38.142 22 212 222211=???? ??=??? ? ??==??== ==(3分) 对1-1、2-2列伯努利方程: Pa g V V p p g V p g V p 3898558.923.219800108.9422222422 2 1 122 22211 =??? ? ???-?+??=-+=+=+γγγ(3分) 由动量方程: ()122211V V Q R A p A p -=--ρ () ()() ←=-??-??-???=---=N V V Q A p A p R 825.38399313.28.110004 114.338985545.114.39800042 2122211ρ(4分) 支座所承受的轴向力为384KN ,方向向右。 (2分) 2、【解】(0-0为水池液面;1-1为泵前;2-2为泵后) (2分) (2分) (1) (2分) (2)吸入段沿程水头损失: (2分) (1分) 局部水头损失:

(1分) (2分) (3)列0-0、1-1两断面伯努利方程: 即泵前真空表读数为 (2分) (4)列1-1、2-2两断面伯努利方程: (2分) 3、【解】由已知条件,s m A Q v /66.515 .01 .0*4/2 =?==π(1分) 雷诺数:5 6 105.810 115.066.5Re ?=??= = -υ vd (1分) 相对粗糙度001.015.0/1015.0/3 =?=?-d (1分) 从莫迪图上可查出,沿程损失系数023.0=λ (2分) 1)在1km 管道中的沿程阻力损失为:m g v d L h f 6.2508.9266.515.01000023.022 2=?? ?=??=λ 压降损失Mpa gh p f 456.26.2508.91000=??==?ρ (3分) 2)10km 管道上的损失为:m g v d L h f 25068.9266.515.010000023.022 2=?? ?=??=λ (1分) 进出口两截面建立伯努利方程: m h g p Z g p f 253625068.9100098000 2021=+?+=++?=ρρ (1分)

工程流体力学简答

工程流体力学简答 1.流体的粘性 ①什么是粘性? 当流体在外力作用下,流体微元间出现相对运动时,随之产生阻碍流体层相对运动的内摩擦力,流体产生内摩擦力的这种性质称为粘性。 ②粘性力(粘性内摩擦力)产生的原因? 这种阻力是由分子间的相互吸引力和分子不规则运动的动量交换产生的阻力组合而成。 (a)分子间吸引力产生的阻力:当相邻两液体层有相对运动时,会引起相邻分子间距的加大。这种间距的加大会使分子间吸引力明显表现出来,即快速运动的分子层拖动慢速的分子层使其加快运动,而慢速运动的分子层反过来阻滞快速层的运动,这种相互作用的宏观表现为粘性力。 (b)分子不规则运动的动量交换产生的阻力:当流体定向或不定向流动时,由于分子的不规则运动,分子在层与层间有跳跃迁移,这种跳跃迁移将导致动量交换。快速层与慢速层的分子相互跃迁进行动量交换,而动量交换的结果将使彼此相互牵制,宏观表现就是粘性力。 ③液体与气体粘性力产生的主要因素? 液体:低速流动时,不规则运动弱,主要取决于分子间的吸引力; 高速流动时,不规则运动增强,变为不规则运动的动量交换引起。 气体:主要取决于分子不规则运动的动量交换。 ④压强和温度对流体粘性的影响? 压强:由于压强变化对分子动量交换影响小,所以气体的粘度随压强变化很小。而压强加大 使分子间距减小,故压强对液体粘性的影响较大。但低压下压强对液体粘度影响很小。 温度:对于液体,温度升高,分子间距增大,粘度将显著减小; 对于气体,温度升高,分子不规则运动加剧,粘度增大。 2.流体静压强的两个重要特征? (1)流体静压强的方向沿作用面的内法线方向。 (2)流体静压强的数值与作用面在空间的方位无关,即在任一点的压强不论来自何方均相等。 3.等压面的三个特性 一.等压面就是等势面。

工程流体力学课后习题答案

工程流体力学 (第二版) 习题与解答

1 2 p p 2 1 V 第 1 章 流体的力学性质 1-1 用压缩机压缩初始温度为 20℃的空气,绝对压力从 1 个标准大气压升高到 6 个标准大气压。试计算等温压缩、绝热压缩、以及压缩终温为 78℃这三种情况下,空气的体积 减小率?V = (V 1 - V 2 )/V 1 各为多少? 解:根据气体压缩过程方程: pV k = const ,有(V /V ) = ( p / p )1/ k ,所以 2 1 1 2 (V -V ) V ? p ?1/ k ? = 1 2 = 1 - 2 = 1 - 1 ? V V V p 1 1 ? 2 ? 等温过程 k =1,所以 ?V = 1 - p 1 / p 2 = 1 -1/ 6 =83.33% 绝热过程 k =1.4,所以 ? = 1 - ( p / p )1/1.4 = 1 - (1/ 6)1/1.4 =72.19% 压缩终温为 78℃时,利用理想气体状态方程可得 ? = 1 - V 2 = 1 - p 1T 2 = 1 - 1? 78 =80.03% V 1 p 2T 1 6 ? 20 1-2 图 1-12 所示为压力表校验器,器内充满体积压缩系数 β = 4.75 ?10-10 m 2/N 的油, 用手轮旋进活塞达到设定压力。已知活塞直径 D =10mm ,活塞杆螺距 t =2mm ,在 1 标准大气压时的充油体积为 V 0=200cm 3。设活塞周边密封良好,问手轮转动多少转,才能达到 200 标准大气压的油压(1 标准大气压=101330Pa )。 解:根据体积压缩系数定义积分可得: β = - 1 d V → V = V exp[-β ( p - p )] p V d p p 因为 nt π D 2 4 = V 0 - V = V 0 ??1 - e x p - β p ( p - p 0 ) ?? 所以 n = 4 V ?1 - e - β ( p - p ) ? = 12.14 rpm π D 2t 0 ? ? 0.05mm 1kN 20° 图 1-12 习题 1-2 附图 图 1-13 习题 1-3 附图 1-3 如图 1-13 所示,一个底边为200mm ? 200mm 、重量为 1kN 的滑块在 20°斜面的油膜上滑动,油膜厚度 0.05mm ,油的粘度μ= 7 ?10-2 Pa·s 。设油膜内速度为线性分布,试求滑块的平衡速度u T 。 V

工程流体力学第二版习题答案_(杜广生)

《工程流体力学》习题答案(杜广生主编) 第一章 习题 1. 解:依据相对密度的定义:13600 13.61000 f w d ρρ===。 式中,w ρ 表示4摄氏度时水的密度。 2. 解:查表可知,标准状态下:2 31.976/CO kg m ρ=,2 32.927/SO kg m ρ=,2 31.429/O kg m ρ=, 2 31.251/N kg m ρ=,2 30.804/H O kg m ρ= ,因此烟气在标准状态下的密度为: 11223 1.9760.135 2.9270.003 1.4290.052 1.2510.760.8040.051.341/n n kg m ρραραρα=++=?+?+?+?+?=L 3. 解:(1)气体等温压缩时,气体的体积弹性模量等于作用在气体上的压强,因此,绝对压强为4atm 的空气的等温体积模量: 34101325405.310T K Pa =?=? ; (2)气体等熵压缩时,其体积弹性模量等于等熵指数和压强的乘积,因此,绝对压强为4atm 的空气的等熵体积模量: 31.44101325567.410S K p Pa κ==??=? 式中,对于空气,其等熵指数为1.4。 4. 解:根据流体膨胀系数表达式可知: 30.0058502V dV V dT m α=??=??= 因此,膨胀水箱至少应有的体积为2立方米。 5. 解:由流体压缩系数计算公式可知: 392 5 11050.5110/(4.90.98)10 dV V k m N dp -?÷=-=-=?-? 6. 解:根据动力粘度计算关系式: 74678 4.2810 2.910Pa S μρν--==??=?? 7. 解:根据运动粘度计算公式:

工程流体力学习题全解

第1章 绪论 选择题 【1.1】 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。 解:流体质点是指体积小到可以看作一个几何点,但它又含有大量的分子,且具有 诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。 (d ) 【1.2】 与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是:(a )切应力和压强;(b )切应力和剪切变 形速度;(c )切应力和剪切变形;(d )切应力和流速。 解:牛顿内摩擦定律是 d d v y τμ =,而且速度梯度d d v y 是流体微团的剪切变形速度 d d t γ,故d d t γ τμ=。 (b ) 【1.3】 流体运动黏度υ的国际单位是:(a )m 2/s ;(b )N/m 2;(c )kg/m ;(d )N·s/m 2。 解:流体的运动黏度υ的国际单位是/s m 2 。 (a ) 【1.4】 理想流体的特征是:(a )黏度是常数;(b )不可压缩;(c )无黏性;(d )符合RT p =ρ 。 解:不考虑黏性的流体称为理想流体。 (c ) 【1.5】 当水的压强增加一个 大气压时,水的密度增大约为:(a )1/20 000;(b )1/1 000;(c )1/4 000;(d )1/2 000。 解:当水的压强增加一个大气压时,其密度增大约 95d 1 d 0.51011020 000k p ρ ρ -==???= 。 (a ) 【1.6】 从力学的角度分析,一般流体和固体的区别在于流体:(a )能承受拉力,平衡时 不能承受切应力;(b )不能承受拉力,平衡时能承受切应力;(c )不能承受拉力,平衡时不能承受切应力;(d )能承受拉力,平衡时也能承受切应力。 解:流体的特性是既不能承受拉力,同时具有很大的流动性,即平衡时不能承受切应力。 (c ) 【1.7】 下列流体哪个属牛顿 流体:(a )汽油;(b )纸浆;(c )血液;(d )沥青。 解:满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 (a ) 【1.8】 15C o 时空气和水的运动黏度6215.210m /s υ-=?空气,62 1.14610m /s υ-=?水 ,这 说明:在运动中(a )空气比水的黏性力大;(b )空气比水的黏性力小;(c )空气 与水的黏性力接近;(d )不能直接比较。 解:空气的运动黏度比水大近10倍,但由于水的密度是空气的近800倍,因此水的黏度反而比空气大近50倍,而黏性力除了同流体的黏度有关,还和速度梯度有 关,因此它们不能直接比较。 (d ) 【1.9】 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

工程流体力学(一)试题库

2009 年 秋季学期 工 程 流 体 力 学 题号 一 二 三 四 五 六 总分 分数 班号 学号 姓名 一、解释下列概念:(20分) 1. 连续性介质模型、粘性、表面力、质量力 2. 等压面、压力体、流线、迹线 简述“流体”的定义及特点。 3. 恒定流动、非恒定流动、牛顿流体、正压流体 简述 Euler “连续介质模型”的内容及引入的意义。 4.动能修正因数、动量修正因数、水力半径、当量直径 简述“压力体”的概念及应用意义。 5. 有旋运动、无旋运动、缓变流动、急变流动 .简述研究“理想流体动力学”的意义。

二.简答题(10分) 1.流体粘性产生的原因是什么?影响流体粘性的因素有哪些? 2.粘性的表示方法有几种?影响流体粘性的因素有哪些? 3.举例说明等压面在静力学计算中的应用 4. 举例说明压力体在静力学计算中的应用 说明静止流体对曲面壁总作用力的计算方法 三.推导题(30分) 1试推导:流体在直角坐标系中非恒定可压缩流体连续性微分方程式为: 2.试推导粘性流体应力形式的运动微分方程 2.试从粘性流体应力形式出发推导粘性流体的运动微分方程(N-S 方程) 4. 由恒定流动、不可压缩流体流体微小流束的伯努利方程出发,推求粘性流体总流的伯努利方程,并指出其使用条件。 5.推求粘性不可压缩流体作恒定流动时的动量方程式 试证明在不可压缩流体的缓变过流断面上有: z+p/ρg=c 1.试证明:粘性流体的动压强为 四、已知某流速场速度分布为 ,,x y z v yz t v xz t v xy =+=+= 10 d V dt ρ ρ+?=u v g ()1 3 xx yy zz p σσσ=- ++

工程流体力学教学--作者闻建龙工程流体力学习题+答案(部分)

闻建龙主编的《工程流体力学》习题参考答案 第一章 绪论 1-1 物质是按什么原则分为固体和液体两大类的? 解:从物质受力和运动的特性将物质分成两大类:不能抵抗切向力,在切向力作用下可以无限的变形(流动),这类物质称为流体。如空气、水等。而在同等条件下,固体则产生有限的变形。 因此,可以说:流体不管是液体还是气体,在无论多么小的剪应力(切向)作用下都能发生连续不断的变形。与此相反,固体的变形与作用的应力成比例,经一段时间变形后将达到平衡,而不会无限增加。 1-2 何谓连续介质假设?引入连续介质模型的目的是什么?在解决流动问题时,应用连续介质模型的条件是什么? 解:1753年,欧拉首次采用连续介质作为流体宏观流动模型,即不考虑流体分子的存在,把真实的流体看成是由无限多流体质点组成的稠密而无间隙的连续介质,甚至在流体与固体边壁距离接近零的极限情况也认为如此,这个假设叫流体连续介质假设或稠密性假设。 流体连续性假设是流体力学中第一个根本性假设,将真实流体看成为连续介质,意味着流体的一切宏观物理量,如密度、压力、速度等,都可看成时间和空间位置的连续函数,使我们有可能用数学分析来讨论和解决流体力学问题。 在一些特定情况下,连续介质假设是不成立的,例如:航天器在高空稀薄气体中飞行,超声速气流中激波前后,血液在微血管(1μm )内的流动。 1-3 底面积为2 5.1m 的薄板在液面上水平移动(图1-3),其移动速度为s m 16,液层 厚度为mm 4,当液体分别为C 020的水和C 0 20时密度为3 856m kg 的原油时,移动平板 所需的力各为多大? 题1-3图 解:20℃ 水:s Pa ??=-3 10 1μ 20℃,3 /856m kg =ρ, 原油:s Pa ??='-3 102.7μ 水: 23 3 /410 416 101m N u =??=? =--δμτ N A F 65.14=?=?=τ

工程流体力学简答题

1、什么就是黏性?当温度变化时, 黏性如何变化?为什么? 当流体内部存在相对运动时,流体内产生内摩擦力阻碍相对运动的属性。 气体的粘性随温度的升高而升高;液体的粘性随温度的升高而降低。 分子间的引力就是形成液体粘性的主要原因。温度的升高,分子间距离增大,引力减小。 分子作混乱运动时不同流层间动量交换就是形成气体粘性的主要原因。温度的升高,混乱运动强烈,动量交换频繁,气体粘度越大 2、解释:牛顿流体、理想流体 牛顿流体:切应力与速度梯度成正比的流体 理想流体:没有粘性的流体 3、流体静压强的两的特性就是什么? 流体静压强的方向就是作用面内法线方向,即垂直指向作用面。 流体静压强的大小与作用面方位无关,就是点坐标的函数 4、画出下列曲面对应的压力体。(4分)★

5、 分别画出下图中曲面A 、B 、C 对应的压力体(6分) 6、写出不可压缩粘性流体总流的能量方程式,并说明各项的物理意义与应用条件。 w h z g p a z g p a +++=++22222112112g v 2g v ρρ 2g v 2 a 单位重量流体的动能 g p ρ单位重量流体的压 能 z 单位重量流体的位能 w h 单位重量流体的两 断面间流动损失

不可压缩粘性流体在重力场中定常流动,沿流向任两缓变流过流断面 7、什么就是流线?它有那些基本特性? 流场中某一瞬时一系列流体质点的流动方向线。一般流线就是一条光滑曲线、不能相交与转折 定常流动中,流线与迹线重合。 8、解释:定常流动、层流流动、二元流动。 定常流动:运动要素不随时间改变 层流流动:流体分层流动,层与层之间互不混合。 二元流动:运动要素就是两个坐标的函数。 9、解释:流线、迹线 流线:流场中某一瞬时,一系列流体质点的平均流动方向线。曲线上任意一点的切线方向与该点速度方向一致。 迹线:流场中一时间段内某流体质点的运动轨迹。10、描述流动运动有哪两种方法,它们的区别就是什 么? 欧拉法,以流体空间点为研究对象 拉格朗日法:以流体质点为研究对象 11、什么就是量纲?流体力学中的基本量纲有哪些?写出压强、加速度的量纲。 物理量单位的种类,

《工程流体力学》考试试卷及答案解析

《工程流体力学》复习题及参考答案 整理人:郭冠中内蒙古科技大学能源与环境学院热能与动力工程09级1班 使用专业:热能与动力工程 一、名词解释。 1、雷诺数 2、流线 3、压力体 4、牛顿流体 5、欧拉法 6、拉格朗日法 7、湿周 8、恒定流动 9、附面层 10、卡门涡街11、自由紊流射流 12、流场 13、无旋流动14、贴附现象15、有旋流动16、自由射流 17、浓差或温差射流 18、音速19、稳定流动20、不可压缩流体21、驻点22、 自动模型区 二、是非题。 1.流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。() 2.平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。() 3.附面层分离只能发生在增压减速区。() 4.等温管流摩阻随管长增加而增加,速度和压力都减少。() 5.相对静止状态的等压面一定也是水平面。() 6.平面流只存在流函数,无旋流动存在势函数。() 7.流体的静压是指流体的点静压。() 8.流线和等势线一定正交。() 9.附面层内的流体流动是粘性有旋流动。() 10.亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加,速度增加,压力减小。() 11.相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。() 12.超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加,速度减小,压力增加。() 13.壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。() 14.相邻两流线的函数值之差,是此两流线间的单宽流量。() 15.附面层外的流体流动时理想无旋流动。() 16.处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。() 17.流体的粘滞性随温度变化而变化,温度升高粘滞性减少;温度降低粘滞性增大。 () 18.流体流动时切应力与流体的粘性有关,与其他无关。() 三、填空题。 1、1mmH2O= Pa 2、描述流体运动的方法有和。 3、流体的主要力学模型是指、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 与的对比关系。

工程流体力学习题及答案

工程流体力学习题及答案(1) 1 某种液体的比重为3,试求其比容。 (答:3.3×10-4米3/公斤) 2 体积为5.26米3的某种油,质量为4480公斤,试求这种油的比重、密度与重度。 (答:0.85;851公斤/米3;8348牛/米3) 3 若煤油的密度为0.8克/厘米3,试求按工程单位计算的煤油的重度、密度与比容。 (答:800公斤力/米3;81.56公斤力·秒2/米4;1.25×10-3米3/公斤力) 4 试计算空气在温度t=4℃,绝对压力P=3.4大气压下的重度、密度与比容。 (答:42.4牛/米3;4.33公斤/米3;0.231米3/公斤) 5 试计算二氧化碳在温度为t=85℃,绝对压力P=7.1大气压下的重度、密度与比容。 (答:104牛/米3;10.6公斤/米3;0.09厘米3/公斤 ) 6 空气在蓄热室内于定压下,温度自20℃增高为400℃,问空气的体积增加了多少倍? (答:1.3倍) 7 加热炉烟道入口烟气的温度900=t 入℃,烟气经烟道及其中设置的换热器后,至烟道出 口温度下降为500=t 出℃,若烟气在0℃时的密度为28.10 =ρ公斤/米3,求烟道入口与出口处烟气的密度。 (答:298.0=ρ人公斤/米3;452.0=ρ出 公斤/米3) 8 试计算一氧化碳在表压力为0.3大气压、温度为8℃下的重度。 (答:15.49牛/米3) 9 已知速度为抛物线分布,如图示 y=0,4,8,12,17厘米处的速度梯度。又若气体的绝 对粘性系数为1013.25-?=μ牛·秒/米3,求以上各处气体的摩擦切应力。 9 题图 10 夹缝宽度为h ,其中所放的很薄的大平板以定速v 移动。若板上方流体的粘性系数为μ,

工程流体力学习题册

(仅供参考) 一、名词解释(本大题共5小题,每小题3分,共15分) 1 ?比体积:单位质量的物质所占有的体积称为比体积。 2?体膨胀系数:当压强保持不变时,单位温升所引起的体积变化率,就称为体积膨胀系数。 3?流线:某一瞬时的流线是这样的曲线,在改曲线上各点的速度矢量与该曲线相切,流线给出了同一时刻不同流体质点的运动方向。 4 ?粘性底层:由于靠近管壁湍流脉动受到限制,黏滞力的作用增强,在紧贴管壁很薄的流层中湍流脉动消失,黏滞力的阻滞作用使流速急剧下降,速度分布比较陡峭,速度梯度大?这一流体薄层称黏性底层。 5?过流断面:在流束或总流中与所有流线都想垂直的横断面称为过流断面或 有效断面。 1 ?单位质量力:单位质量流体所受到的质量力称为单位质量力。 2. 体积压缩率:在温度不变时,单位压升所引起的体积变化率。 3 ?迹线:流体质点的运动的轨迹,是某一流体质点在一段时间内经过的路径,是同一流体质点在不同时刻位置的连线。 4. 相对粗糙度:绝对粗糙度与管径的比值称为相对粗糙度。 (管壁粗糙凸起高度&与管子内径D的比值) 5. 湿周:在总流的截面上流体同固体边界接触部分的周长叫湿周。 二、是非题(每题1分,共5分。正确的打V,错误的打X。) 1. 在连续介质假设的条件下,液体中各种物理量的变化是连续的。(V ) 2. 串联长管道各管段的水头损失可能相等,也可能不相等。(V ) fUx 3?不可压缩液体连续性微分方程:x 門■-z只适用于定常流。(X ) 4 .尼古拉兹试验是研究管道沿程水头损失随雷诺数和相对粗糙度的变化关系的 试验。(X )

5.当管流过水断面流速按抛物线规律分布时,管中水流为紊流。(X )1. 牛顿内 摩擦定律只适用于管道中的层流。(X )2. 温度升高时,空气的粘度减小。(X ) 3. 伯努力方程适用于可压缩流体。 4. 水力光滑管是指管道内壁光滑。 5. 雷诺实验的目的是验证流体粘性的存在。 三、填空题(本大题分6小题,1-5题每空1分,6题每空3分,共15分) 1. ______________________________ 描述流体运动的两种方法是_______ 拉格朗日法_____________________________ 和___________________ 欧拉 法________ 。 2. 只要比较总流中两个缓变流过流断面上单位重量流体的总水头大小,就能判断出流动方向。 3. 在相似理论中,要保证力学相似,应该满足几何相似, ____________ 运动___ 相似和动力相似。 4. 牛顿内摩擦定律表明,决定流体内部切应力的因素是粘度和—剪切变形速度(速度梯度)________ 。(角变形速度?) 5. 尼古拉兹曲线将管内流动分为五个区域,分别为:层流区,过度区,湍流光滑管区,湍流粗糙管过渡区和湍流粗糙管平方阻力区。 6. 在堰流的模型试验中模型水流应与原型水流相似,若模型与原型的长度比例 103m 3/h。为1: 100,贝U当原型流量为1000mVh时,模型流量为__ 1 (0.01 ?) 1. 作用于静止(绝对平衡)液体上的表面力有压力,质量力有重力。

工程流体力学习题答案

第三章 流体静力学 【3-2】 图3-35所示为一直煤气管,为求管中静止煤气的密度,在高度差H =20m 的两个截面装U 形管测压计,内装水。已知管外空气的密度ρa =1.28kg/m3,测压计读数h 1=100mm ,h 2=115mm 。与水相比,U 形管中气柱的影响可以忽略。求管内煤气的密度。 图3-35 习题3-2示意图 【解】 1air 1O H 1gas 2p gh p +=ρ 2air 2O H 2gas 2p gh p +=ρ 2gas gas 1gas p gH p +=ρ 2air air 1air p gH p +=ρ 2gas gas 1air 1O H 2 p gH p gh +=+ρρ gH gh p p air 2O H 1air 2gas 2ρρ-=- gH gh gH gh air 2O H gas 1O H 2 2 ρρρρ-+= H H h h gas air 2O H 1O H 2 2 ρρρρ=+- () 3air 21O H gas kg/m 53.028.120 115 .01.010002 =+-?=+-=ρρρH h h 【3-10】 试按复式水银测压计(图3-43)的读数算出锅炉中水面上蒸汽的绝对压强p 。已知:H =3m , h 1=1.4m ,h 2=2.5m ,h 3=1.2m ,h 4=2.3m ,水银的密度ρHg =13600kg/m 3。 图3-43 习题3-10示意图

【解】 ()p h H g p +-=1O H 12ρ ()212Hg 1p h h g p +-=ρ ()232O H 32p h h g p +-=ρ ()a 34Hg 3p h h g p +-=ρ ()()212Hg 1O H 2 p h h g p h H g +-=+-ρρ ()()a 34Hg 232O H 2 p h h g p h h g +-=+-ρρ ()()a 3412Hg 321O H 2 p h h h h g p h h h H g +-+-=+-+-ρρ ()()()()() Pa 14.3663101013252.15.24.13807.910004.15.22.13.2807.913600a 321O H 1234Hg 2=+-+-??--+-??=+-+---+-=p h h h H g h h h h g p ρρ ()()()()()Pa 366300.683 1013252.15.24.1380665.910004.15.22.13.280665.913600a 321O H 1234Hg 2=+-+-??--+-??=+-+---+-=p h h h H g h h h h g p ρρ 【3-15】 图3-48所示为一等加速向下运动的盛水容器,水深h =2m ,加速度a =4.9m/s 2。试确定:(1) 容器底部的流体绝对静压强;(2)加速度为何值时容器底部所受压强为大气压强?(3)加速度为何值时容器底部的绝对静压强等于零? 图3-48 习题3-15示意图 【解】 0=x f ,0=y f ,g a f z -= 压强差公式 () z f y f x f p z y x d d d d ++=ρ ()()z g a z f y f x f p z y x d d d d d -=++=ρρ ()?? --=h p p z g a p a d d ρ ()()()()??? ? ??-=-=----=-g a gh a g h g a h g a p p a 10ρρρρ ??? ? ??-+=g a gh p p a 1ρ () a g h p p a -=-ρh p p g a a ρ-- = (1) ()()()Pa 111138.39.480665.921000101325=-??+=-+=a g h p p a ρ

工程流体力学简答题.

1. 什么是黏性?当温度变化时, 黏性如何变化?为什么? 当流体内部存在相对运动时,流体内产生内摩擦力阻碍相对运动的属性。 气体的粘性随温度的升高而升高;液体的粘性随温度的升高而降低。 分子间的引力是形成液体粘性的主要原因。温度的升高,分子间距离增大,引力减小。 分子作混乱运动时不同流层间动量交换是形成气体粘性的主要原因。温度的升高,混乱运动强烈,动量交换频繁,气体粘度越大 2. 解释:牛顿流体、理想流体 牛顿流体:切应力与速度梯度成正比的流体 理想流体:没有粘性的流体 3.流体静压强的两的特性是什么? 流体静压强的方向是作用面内法线方向,即垂直指向作用面。 流体静压强的大小与作用面方位无关,是点坐标的函数

4、画出下列曲面对应的压力体。(4分) ★ 5. 分别画出下图中曲面A 、B 、C 对应的压力体(6分) 6.写出不可压缩粘性流体总流的能量方程式,并说明各项的物理意义和应用条件。 w h z g p a z g p a +++=++22222112112g v 2g v ρρ 2g v 2 a 单位重量流体的动能 g p ρ单位重量流体的压 能

z单位重量流体的位能w h单位重量流体的两断面间流动损失 不可压缩粘性流体在重力场中定常流动,沿流向任两缓变流过流断面 7. 什么是流线?它有那些基本特性? 流场中某一瞬时一系列流体质点的流动方向线。一般流线是一条光滑曲线、不能相交和转折 定常流动中,流线与迹线重合。 8.解释:定常流动、层流流动、二元流动。 定常流动:运动要素不随时间改变 层流流动:流体分层流动,层与层之间互不混合。二元流动:运动要素是两个坐标的函数。 9.解释:流线、迹线 流线:流场中某一瞬时,一系列流体质点的平均流动方向线。曲线上任意一点的切线方向与该点速度方向一致。 迹线:流场中一时间段内某流体质点的运动轨迹。 10. 描述流动运动有哪两种方法,它们的区别是什

工程流体力学课后习题答案章

第1章 绪论 【1-1】500cm 3的某种液体,在天平上称得其质量为0.453kg ,试求其密度和相对密度。 【解】液体的密度 3340.4530.90610 kg/m 510 m V ρ-= ==?? 相对密度 3 3 0.906100.9061.010w ρδρ?===? 【1-2】体积为5m 3的水,在温度不变的条件下,当压强从98000Pa 增加到 4.9×105Pa 时,体积减少1L 。求水的压缩系数和弹性系数。 【解】由压缩系数公式 10-15 10.001 5.110 Pa 5(4.91098000) p dV V dP β-=-==???- 910 1 1 1.9610 Pa 5.110 p E β-= = =?? 【1-3】温度为20℃,流量为60m 3/h 的水流入加热器,如果水的体积膨胀系数βt =0.00055K -1,问加热到80℃后从加热器中流出时的体积流量变为多少? 【解】根据膨胀系数 1t dV V dt β= 则 211 3600.00055(8020)6061.98 m /h t Q Q dt Q β=+=??-+= 【1-4】用200升汽油桶装相对密度0.70的汽油。罐装时液面上压强为98000Pa 。 封闭后由于温度变化升高了20℃,此时汽油的蒸汽压力为17640Pa 。若汽油的膨胀系数为0.0006K -1,弹性系数为13.72×106Pa ,(1)试计算由于压力温度变化所增加的体积,(2)问灌装时汽油的体积最多不应超过桶体积的百分之多少? 【解】(1)由1 β=-=P p dV Vdp E 可得,由于压力改变而减少的体积为 6 20017640 0.257L 13.7210??=-= ==?P p VdP V dV E

学时工程流体力学复习题与答案

32学时流体力学课复习题 一、填空题 1、流体是一种受任何微小的剪切力作用时都会产生连续变形的物质。 2、牛顿内摩擦定律=μ其中的比例系数称为动力黏性系数(动力粘度) 。 3、作用于流体上的力按其性质可以分为表面力力和质量力 4、水力学中,单位质量力是指作用在单位_质量_ 液体上的质量力。 5、单位质量力的量纲是L/T2。 6、对于不同的流体,体积弹性系数的值不同,弹性模量越大,流体越不易被压缩。 7、某点处的绝对压强等于该处的大气压强减去该处的真空度。 8、某点处的真空等于该处的大气压强减去该处的绝对压强。 9、某点处的相对压强等于该处的绝对压强减去该处的一个大气压。 10、根据粘性的大小,粘性流体的流动状态可分为层流和紊流。 11、根据流体是否有粘性,流体可分为粘性流体和理想流体。 12、根据流动参数随时间的变化,流体流动可分为定常流动和非定常流动。 13、连续性方程是质量守恒定律在流体力学上的数学表达形式。 14、总流伯努利方程是机械能守恒定律在流体力学上的数学表达形式。 15、计算局部阻力的公式为:;计算沿程阻力的公式为:。 16、相似条件包括几何相似、运动相似和动力相似。 17、沿程阻力主要是由于流体内摩擦力引起的,而局部阻力则主要是由于流动边界局部形状急剧变化引起的。 18、连续性方程表示控制体的__质量_____守恒。 19、液体随容器作等角速度旋转时,重力和惯性力的合力总是与液体自由面_垂直。 20、圆管层流中断面平均流速等于管中最大流速的1/2 二、简答题 1、简述液体与气体的粘性随温度的变化规律,并说明为什么? 答: 温度升高时液体的黏性降低,因为液体的粘性主要是分子间的内聚力引起的,温度升高时,内聚力减弱,故粘性降低,而造成气体粘性的主要原因在于气体分子的热运动,温度越高,热运动越强烈,所以粘性就越大 2、请详细说明作用在流体上的力。 作用在流体上的力按其性质可分为表面力和质量力,表面力是指作用在所研究流体表面上的力,它是由流体的表面与接触的物体的相互作用差生的,质量力是流体质点受某种力场的作用力,它的大小与流体的质量成正比 3、简述连续介质假说。 连续介质假设将流体区域看成由流体质点连续组成,占满空间而没有间隙,其物理特性和运动要素在空间是连续分布的。从而使微观运动的不均匀性、离散性、无规律性与宏观运动的均匀性、连续性、规律性达到了和谐的统一。(宏观无限小微观无限大) 4、何谓不可压缩流体?在什么情况下可以忽略流体的压缩性? 除某些特殊流动问题,工程实际中将液体看作是密度等于常数的不可压缩流体,当气体的速度小于70m/s 且压力和温度变化不大时也可近似地将气体当作不可压缩流体处理 5、流体静压力有哪两个重要特征?

工程流体力学课后习题答案章

第1章 绪论 【1-1】500cm 3 的某种液体,在天平上称得其质量为0.453kg ,试求其密度和相对密度。 【解】液体的密度 3340.4530.90610 kg/m 510 m V ρ-= ==?? 相对密度 3 3 0.906100.9061.010w ρδρ?===? 【1-2】体积为5m 3的水,在温度不变的条件下,当压强从98000Pa 增加到×105Pa 时,体积减少1L 。求水的压缩系数和弹性系数。 【解】由压缩系数公式 10-15 10.001 5.110 Pa 5(4.91098000)p dV V dP β-=- ==???- 910 1 1 1.9610 Pa 5.110 p E β-= = =?? 【1-3】温度为20℃,流量为60m 3/h 的水流入加热器,如果水的体积膨胀系数βt =,问加热到80℃后从加热器中流出时的体积流量变为多少 【解】根据膨胀系数 1t dV V dt β= 则

211 3600.00055(8020)6061.98 m /h t Q Q dt Q β=+=??-+= 【1-4】用200升汽油桶装相对密度的汽油。罐装时液面上压强为98000Pa 。封闭后由于温度变化升高了20℃,此时汽油的蒸汽压力为17640Pa 。若汽油的膨胀系数为,弹性系数为×106Pa ,(1)试计算由于压力温度变化所增加的体积,(2)问灌装时汽油的体积最多不应超过桶体积的百分之多少 【解】(1)由1 β=- =P p dV Vdp E 可得,由于压力改变而减少的体积为 6 20017640 0.257L 13.7210??=-= ==?P p VdP V dV E 由于温度变化而增加的体积,可由 1β= t t dV V dT 得 0.000620020 2.40L β?===??=t t t V dV VdT (2)因为??t p V V ,相比之下可以忽略由压力变化引起的体积 改变,则 由 200L β+=t V V dT 得 1198.8%200110.000620 β===++?t V dT 【1-5】图中表示浮在油面上的平板, 习题1-5

最新工程流体力学课后习题答案(第二版)

第一章 绪论 1-1.20℃的水2.5m 3 ,当温度升至80℃时,其体积增加多少? [解] 温度变化前后质量守恒,即2211V V ρρ= 又20℃时,水的密度3 1/23.998m kg =ρ 80℃时,水的密度32/83.971m kg =ρ 32 1 125679.2m V V == ∴ρρ 则增加的体积为3 120679.0m V V V =-=? 1-2.当空气温度从0℃增加至20℃时,运动粘度ν增加15%,重度γ减少10%,问此时动力粘度μ增加多少(百分数)? [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+== 原原原μρν035.1035.1== 035.0035.1=-=-原 原 原原原μμμμμμ 此时动力粘度μ增加了3.5% 1-3.有一矩形断面的宽渠道,其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02 y hy g u -=,式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度,h 为水深。试求m h 5.0=时渠底(y =0)处的切应力。 [解] μρ/)(002.0y h g dy du -= )(002.0y h g dy du -==∴ρμ τ 当h =0.5m ,y =0时 )05.0(807.91000002.0-??=τ Pa 807.9= 1-4.一底面积为45×50cm 2,高为1cm 的木块,质量为5kg ,沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动,木块运动速度u=1m/s ,油层厚1cm ,斜坡角22.620 (见图示),求油的粘度。 [解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时,等速下滑

y u A T mg d d sin μθ== 001 .0145.04.062 .22sin 8.95sin ????= = δθμu A mg s Pa 1047.0?=μ 1-5.已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况,试根据牛顿内摩擦定律y u d d μ τ=,定性绘出切应力沿y 方向的分布图。 [解] 1-6.为导线表面红绝缘,将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。已知导线直径0.9mm ,长度20mm ,涂料的粘度μ=0.02Pa .s 。若导线以速率50m/s 拉过模具,试求所需牵拉力。(1.O1N ) [解] 2 53310024.51020108.014.3m dl A ---?=????==π N A h u F R 01.110024.510 05.05002.053=????==∴--μ 1-7.两平行平板相距0.5mm ,其间充满流体,下板固定,上板在2Pa 的压强作用下以0.25m/s 匀速移动, 求该流体的动力粘度。 [解] 根据牛顿内摩擦定律,得 y u u u u y u u y ττ= 0y ττy 0 τττ=0 y

工程流体力学课后习题答案

第一章 绪论 1-1.20℃的水,当温度升至80℃时,其体积增加多少? [解] 温度变化前后质量守恒,即2211V V ρρ= 又20℃时,水的密度3 1/23.998m kg =ρ 80℃时,水的密度32/83.971m kg =ρ 32 1 125679.2m V V == ∴ρρ 则增加的体积为3 120679.0m V V V =-=? 1-2.当空气温度从0℃增加至20℃时,运动粘度ν增加15%,重度γ减少10%,问此时动力粘度μ增加多少(百分数)? [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+==Θ 原原原μρν035.1035.1== 035.0035.1=-=-原 原 原原原μμμμμμΘ 此时动力粘度μ增加了% 1-3.有一矩形断面的宽渠道,其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02 y hy g u -=,式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度,h 为水深。试求m h 5.0=时渠底(y =0)处的切应力。 [解] μρ/)(002.0y h g dy du -=Θ )(002.0y h g dy du -==∴ρμ τ 当h =,y =0时 )05.0(807.91000002.0-??=τ Pa 807.9= 1-4.一底面积为45×50cm 2 ,高为1cm 的木块,质量为5kg ,沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动,木块运动速度u=1m/s ,油层厚1cm ,斜坡角 (见图示),求油的粘度。 [解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时,等速下滑

y u A T mg d d sin μθ== 001 .0145.04.062 .22sin 8.95sin ????= = δθμu A mg s Pa 1047.0?=μ 1-5.已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况,试根据牛顿内摩擦定律y u d d μ τ=,定性绘出切应力沿y 方向的分布图。 [解] 1-6.为导线表面红绝缘,将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。已知导线直径,长度20mm ,涂料的粘度 μ=.s 。若导线以速率50m/s 拉过模具,试求所需牵拉力。() [解] 2 53310024.51020108.014.3m dl A ---?=????==πΘ N A h u F R 01.110024.510 05.05002.053=????==∴--μ 1-7.两平行平板相距,其间充满流体,下板固定,上板在2Pa 的压强作用下以s 匀速移动,求该流体的 动力粘度。 [解] 根据牛顿内摩擦定律,得 dy du / τμ=

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