流體力學(xué)課后習(xí)題與解答

1、1.1 按連續(xù)介質(zhì)的概念，流體質(zhì)點(diǎn)是指：（ ）（a）流體的分子；（b）流體內(nèi)的固體顆粒；（c）幾何的點(diǎn)；（d）幾何尺寸同流動(dòng)空間相比是極小量，又含有大量分子的微元體。1.2 作用于流體的質(zhì)量力包括：（ ）（a）壓力；（b）摩擦阻力；（c）重力；（d）表面張力。1.3 單位質(zhì)量力的國(guó)際單位是：（ ）（a）N；（b）Pa；（c）；（d）。1.4 與牛頓內(nèi)摩擦定律直接有關(guān)的因素是：（ ）（a）剪應(yīng)力和壓強(qiáng)（b）剪應(yīng)力和剪應(yīng)變率（c）剪應(yīng)力和剪應(yīng)變（d）剪應(yīng)力和流速1.5 水的動(dòng)力黏度隨溫度的升高：（ ）（a）增大；（b）減??；（c）不變；（d）不定。1.6 流體運(yùn)動(dòng)黏度的國(guó)際單位是：（ ）（a）；（

2、b）；（c）；（d）。1.7 無(wú)黏性流體的特征是：（ ）（a）黏度是常數(shù)；（b）不可壓縮；（c）無(wú)黏性；（d）符合。1.8 當(dāng)水的壓強(qiáng)增加1個(gè)大氣壓時(shí)，水的密度增大約為：（ ）（a）1/20000；（b）1/10000；（c）1/4000；（d）1/2000。2.1 靜止流體中存在：（ ）（a）壓應(yīng)力；（b）壓應(yīng)力和拉應(yīng)力；（c）壓應(yīng)力和剪應(yīng)力；（d）壓應(yīng)力、拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。2.2 相對(duì)壓強(qiáng)的起算基準(zhǔn)是：（ ）（a）絕對(duì)真空；（b）1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；（c）當(dāng)?shù)卮髿鈮?；（d）液面壓強(qiáng)。2.3 金屬壓力表的讀值是：（ ）（a）絕對(duì)壓強(qiáng)（b）相對(duì)壓強(qiáng)（c）絕對(duì)壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮海╠）相對(duì)壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮?/p>

3、2.4 某點(diǎn)的真空度為65000Pa，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?.1MPa,該點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為：（ ）（a）65000Pa；（b）55000Pa；（c）35000Pa；（d）165000Pa。2.5 絕對(duì)壓強(qiáng)與相對(duì)壓強(qiáng)、真空度、當(dāng)?shù)卮髿鈮褐g的關(guān)系是：（ ）（a）=+；（b）=+；（c）=-；（d）=+。2.6 在密閉容器上裝有U形水銀測(cè)壓計(jì)，其中1、2、3點(diǎn)位于同一水平面上，其壓強(qiáng)關(guān)系為：（ ）（a） >>；（b）=；（b） （c）<<；（d）<<。2.7 用U形水銀壓差計(jì)測(cè)量水管內(nèi)A、B兩點(diǎn)的壓強(qiáng)差，水銀面高差hp=10cm,-為：（ ） （a）13.33kPa；（b

4、）12.35kPa；（c）9.8kPa；（d）6.4kPa。2.8 露天水池，水深5 m處的相對(duì)壓強(qiáng)為：（ ）（a）5kPa；（b）49kPa；（c）147kPa；（d）205kPa。2.9 垂直放置的矩形平板擋水，水深3m，靜水總壓力P的作用點(diǎn)到水面的距離為：（ ）（a）1.25m；（b）1.5m；（c）2m；（d）2.5m。2.10 在液體中潛體所受浮力的大小：（ ）（a）與潛體的密度成正比；（b）與液體的密度成正比；（c）與潛體淹沒(méi)的深度成正比；（d）與液體表面的壓強(qiáng)成反比。2.12 用多管水銀測(cè)壓計(jì)測(cè)壓，圖中標(biāo)高的單位為m，試求水面的壓強(qiáng)。2.13 繪制題圖中面上的壓強(qiáng)分布圖。2.23

5、 矩形平板閘門，一側(cè)擋水，已知長(zhǎng)=2m，寬=1m，形心點(diǎn)水深=2m，傾角=，閘門上緣處設(shè)有轉(zhuǎn)軸，忽略閘門自重及門軸摩擦力，試求開(kāi)啟閘門所需拉力。2.24 矩形閘門高=3m，寬=2m，上游水深=6m，下游水深=4.5m，試求：（1）作用在閘門上的靜水總壓力；（2）壓力中心的位置。2.25 矩形平板閘門一側(cè)擋水，門高=1m，寬=0.8m，要求擋水深超過(guò)2m時(shí)，閘門即可自動(dòng)開(kāi)啟，試求轉(zhuǎn)軸應(yīng)設(shè)的位置。2.26 一弧形閘門，寬2m，圓心角=，半徑=3m，閘門轉(zhuǎn)軸與水平齊平，試求作用在閘門上的靜水總壓力的大小和方向。2.27 密閉盛水容器，水深=60cm，=100cm，水銀測(cè)壓計(jì)讀值=25cm，試求半徑=

6、0.5m的半球形蓋所受總壓力的水平分力和鉛垂分力。3.1 用歐拉法表示流體質(zhì)點(diǎn)的加速度等于：（ ）（a）；（b）；（c）；（d）+。3.2 恒定流是：（ ）（a）流動(dòng)隨時(shí)間按一定規(guī)律變化；（b）各空間點(diǎn)上的流動(dòng)參數(shù)不隨時(shí)間變化；（c）各過(guò)流斷面的速度分布相同；（d）遷移加速度為零。3.3 一維流動(dòng)限于：（ ）（a）流線是直線；（b）速度分布按直線變化；（c）流動(dòng)參數(shù)是一個(gè)空間坐標(biāo)和時(shí)間變量的函數(shù)；（d）流動(dòng)參數(shù)不隨時(shí)間變化的流動(dòng)。3.4 均勻流是：（ ）（a）當(dāng)?shù)丶铀俣葹榱悖╞）遷移加速度為零（c）向心加速度為零（d）合加速度為零3.5 無(wú)旋流動(dòng)限于：（ ）（a）流線是直線的流動(dòng)（b）跡線是直

7、線的流動(dòng)（c）微團(tuán)無(wú)旋轉(zhuǎn)的流動(dòng)（d）恒定流動(dòng)3.6 變直徑管，直徑=320mm,=160mm,流速=1.5m/s。為：（ ）（a）3m/s；（b）4m/s；（c）6m/s；（d）9m/s。3.13不可壓縮流體，下面的運(yùn)動(dòng)能否出現(xiàn)（是否滿足連續(xù)性條件）？（1）=2；=（2）=；=（3）=；=；=3.14已知不可壓縮流體平面流動(dòng)，在方向的速度分量為=-2+2。試求速度在方向的分量。4.1等直徑水管，A-A為過(guò)流斷面，B-B為水平面，1、2、3、4為面上各點(diǎn)，各點(diǎn)的流動(dòng)參（a） =；（b）=；（c）+=+；（d）+=+。數(shù)有以下關(guān)系：（ ）4.2伯努利方程中+表示：（ ）（a）單位重量流體具有的機(jī)械

8、能；（b）單位質(zhì)量流體具有的機(jī)械能；（c）單位體積流體具有的機(jī)械能；（d）通過(guò)過(guò)流斷面流體的總機(jī)械能。4.3水平放置的漸擴(kuò)管，如忽略水頭損失，斷面形心點(diǎn)的壓強(qiáng)，有以下關(guān)系：（ ）（a）>；（b）=；（c）<；（d）不定。4.4黏性流體總水頭線沿程的變化是：（ ）（a）沿程下降；（b）沿程上升；（c）保持水平；（d）前三種情況都有可能。4.5黏性流體測(cè)壓管水頭線的沿程變化是：（ ）（a）沿程下降；（b）沿程上升；（c）保持水平；（d）前三種情況都有可能。4.8利用皮托管原理，測(cè)量水管中的點(diǎn)速度。如讀值=60mm，求該點(diǎn)流速。4.10水在變直徑豎管中流動(dòng)，已知粗管直徑=300mm，流速

9、=6。為使兩斷面的壓力表讀值相同，試求細(xì)管直徑（水頭損失不計(jì)）。4.11為了測(cè)量石油管道的流量，安裝文丘里流量計(jì)，管道直徑=200mm，流量計(jì)喉管直徑=100mm，石油密度=850，流量計(jì)流量系數(shù)=0.95?，F(xiàn)測(cè)得水銀壓差計(jì)讀書(shū)=150mm，問(wèn)此時(shí)管中流量是多少。4.17水由噴嘴射出，已知流量=0.4，主管直徑=0.4，噴口直徑=0.1m，水頭損失不計(jì)，求水流作用在噴嘴上的力。4.19矩形斷面的平底渠道，其寬度為2.7m，渠底在某斷面處抬高0.5m，該斷面上游的水深為2m，下游水面降低0.15m，如忽略邊壁和渠底阻力，試求：（1）渠道的流量；（2）水流對(duì)底坎的沖力。7.1比較在正常工作條件下，

10、作用水頭，直徑相等時(shí)，小孔口的流量和圓柱形外管嘴的流量：（ ）（a）>；（b）<；（c）=；（d）不定。7.2圓柱形外管嘴的正常工作條件是：（ ）（a）=（34），>9m；（b）=（34），<9m；（c）>（34），>9m；（d）<（34），<9m。7.3圖示兩根完全相同的長(zhǎng)管道，只是安裝高度不同，兩管的流量關(guān)系是：（ ）（a）<；（b）>；（c）=；（d）不定。7.4并聯(lián)管道1、2，兩管的直徑相同，沿程阻力系數(shù)相同，長(zhǎng)度=3，通過(guò)的流量為：（ ）（a）=；（b）=1.5；（c）=1.73；（d）=3。7.5并聯(lián)管道1、2、3、A、B

11、之間的水頭損失是：（ ）（a） =+；（b）=+；（c）=+；（d）=。7.6長(zhǎng)管并聯(lián)管道各并聯(lián)管段的：（ ）（a）水頭損失相等；（b）水里坡度相等；（c）總能量損失相等；（d）通過(guò)的流量相等。（a） 、都減??；（b） 減小，不變，減?。唬╟）減小，增加，減??；（d）不變，增加，減小。7.7并聯(lián)管道閥門為全開(kāi)時(shí)各段流量為、，現(xiàn)關(guān)小閥門，其他條件不變，流量的變化為：（ ）7.10水箱用隔板分為、兩室，隔板上開(kāi)一孔口，其直徑=4cm，在室底部裝有圓柱形外管嘴，其直徑=3cm。已知=3m，=0.5m，試求：（1），；（2）流出水箱的流量。7.11有一平底空船，其船底面積為8，船舷高為0.5m，船自重

12、為9.8kN，現(xiàn)船底破一直徑10cm的圓孔，水自圓孔漏入船中，試問(wèn)經(jīng)過(guò)多少時(shí)間后船將沉沒(méi)。7.14虹吸管將池中的水輸入池，已知長(zhǎng)度=3m，=5m，直徑=75mm，兩池水面高差=2m，最大超高=1.8m，沿程摩阻系數(shù)=0.02，局部損失系數(shù)：進(jìn)口=0.5，轉(zhuǎn)彎=0.2，出口=1，試求流量及管道最大超高斷面的真空度。7.16水從密閉容器，沿直徑=25mm，長(zhǎng)=10m的管道流入容器，已知容器水面的相對(duì)壓強(qiáng)=2at，水面高=1m，=5m，沿程摩阻系數(shù)=0.025，局部損失系數(shù)：閥門=4.0，彎頭=0.3，試求流量。8.1明渠均勻流只能出現(xiàn)在：（ ）（a）平坡棱柱形渠道；（b）順坡棱柱形渠道；（c）逆坡

13、棱柱形渠道；（d）天然河道中。8.2水力最優(yōu)斷面是：（ ）（a）造價(jià)最低的渠道斷面；（b）壁面粗糙系數(shù)最小的斷面；（c）過(guò)水?dāng)嗝娣e一點(diǎn)，濕周最小的斷面；（d）過(guò)水?dāng)嗝娣e一定，水力半徑最小的斷面。8.3水力最優(yōu)矩形渠道斷面，寬深比是：（ ）（a）0.5；（b）1.0；（c）2.0；（d）4.0。8.8在流量一定，渠道斷面的形狀、尺寸和壁面粗糙一定時(shí)，隨底坡的增大，正常水深將： （a）增大；（b）減小；（c）不變；（d）不定。8.9在流量一定，渠道斷面的形狀、尺寸一定時(shí)，隨底坡的增大，臨界水深將：（ ）（a）增大；（b）減小；（c）不變；（d）不定。8.10寬淺的矩形斷面渠道，隨流量的增大，臨界底

14、坡將：（ ）（a） 增大；（b）減小；（c）不變；（d）不定。8.12梯形斷面土渠，底寬=3m，邊坡系數(shù)=2，水深=1.2m，底坡=0.0002，渠道受到中等養(yǎng)護(hù)，試求通過(guò)流量。8.13修建混凝土砌面（較粗糙）的矩形渠道，要求通過(guò)流量=9.7，底坡=0.001，試按水力最優(yōu)斷面設(shè)計(jì)斷面尺寸。答案1-11-8 dcdbb aca 2-12-10 acbdc cbbca 2-12解：（kPa）答：水面的壓強(qiáng)kPa。2-132-23解：（kPa）（kPa）（kN）對(duì)A點(diǎn)取矩，有（kN）答：開(kāi)啟閘門所需拉力kN。2-24解：（1）圖解法。壓強(qiáng)分布如圖所示：（kPa）（kN）合力作用位置：在閘門的幾何中

15、心，即距地面處。2-25解：當(dāng)擋水深達(dá)到時(shí)，水壓力作用位置應(yīng)作用在轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)水深大于時(shí)，水壓力作用位置應(yīng)作用于轉(zhuǎn)軸上，使閘門開(kāi)啟。（kPa）（m）轉(zhuǎn)軸位置距渠底的距離為：（m）可行性判定：當(dāng)增大時(shí)增大，則減小，即壓力作用位置距閘門形越近，即作用力距渠底的距離將大于米。答：轉(zhuǎn)軸應(yīng)設(shè)的位置m。2-26解：（1）水平壓力：（kN）（）（2）垂向壓力：（kN）（）合力：（kN）答：作用在閘門上的靜水總壓力kN，。3-13-6 dbcbc c3.13解：（1）不能出現(xiàn)。（2）能出現(xiàn)。（3）不能出現(xiàn)。3.14解：答：速度在方向的分量。4-14-5 cacad4-8解：（m/s）答：該點(diǎn)流速m/s。4-10

16、解：以過(guò)下壓力表處的水平面為基準(zhǔn)面，列伯努利方程如下：，m，取，當(dāng)時(shí)，有：（m/s）由連續(xù)性方程（mm）答：細(xì)管直徑為mm。4-11解：其中：；（m）（m3/s）（l/s）答：此時(shí)管中流量l/s。4-17解（1）取過(guò)軸線的水平面為基準(zhǔn)面，列螺栓斷面與出口斷面的伯努利方程：（kPa）（m/s）（m/s）（2）取控制體如圖所示，列動(dòng)量方程。（kN）答：水流作用在噴嘴上的力為kN。4-19解：（1）以上游渠底為基準(zhǔn)面，列上、下游過(guò)水?dāng)嗝娴哪芰Ψ匠蹋浩渲校?，m，m，m，m（m3/s）（m/s）（m/s）（2）取控制體如圖，列動(dòng)量方程.（kN）答：（1）渠道的流量m3/s；（2）水流對(duì)底坎的沖力kN。7-17-7 bbccd cc 7-10解： 要保持不變，則補(bǔ)充水量應(yīng)與流出水量保持相等，即孔口出流量、管嘴出口流量均為。 可解得：（m）（m）（l/s）答：（1）m，m；（2）流出水箱的流量L/s。7-11解： 設(shè)船底到水面的水深為，船中水深為，下沉過(guò)程是平穩(wěn)的，則有：從孔口流入的流量為，為常數(shù)。 當(dāng)船沉沒(méi)時(shí)： （s）答：