流體力學課后習題與解答

1.11.21.3

文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排word版可編歡下載支.按連續(xù)介質(zhì)的概念，流體質(zhì)點是指）（）體的分子）體內(nèi)的固體顆粒）何點）幾何尺寸同流動空間相比是極小量，又含有大量分子的微元體。作用于流體的質(zhì)量力包括）（）力）摩擦阻力）力）面張力。單位質(zhì)量力的國際單位是）（））Pa）

）

。1.41.51.6

與牛頓內(nèi)摩擦定律直接有關(guān)的因素是）（）應力和壓強b）應力和剪應變率c）剪應力剪應變d）剪應力和流速水的動力黏度μ隨溫度的升高）（）大）減?。┳儯┎欢āＡ黧w運動黏的際單位）（）m/2）N/

2

））N

2

。無黏性流體的特征是）1.7（）度是常數(shù)）可壓縮）黏性）符合

p

。1.82.12.22.32.4

當水的壓強增加1個大氣壓時，水的密度增大約為）（）1/20000）））1/2000。靜止流體中存在）（）應力）應力和拉應力）應和剪應力）應力、拉應力和剪應力。相對壓強的起算基準是）（）對真空）1個準大氣壓）地大氣壓）面壓強金屬壓力表的讀值是）（）對壓強）相對壓強c）絕對壓強加當?shù)卮髿鈮海┫鄬簭娂赢數(shù)卮髿鈮耗滁c的真空度為，地大氣壓為該的絕對壓強為）（）65000Pa）55000Pa）35000Pa）165000Pa2.5

絕對壓強

abs

與相對壓強

、真空度、地大氣壓p之間的關(guān)系是）（）

abs

=

+

）

=

abs

+

）

=

-

abs

）

=

+

。2.6

在密閉容器上裝有U形水銀測壓計，其中1、、3點于同一水平面上，其壓強關(guān)系為）（）p>p）p=p=p；2312（b（）

<

<

）

<

<

。2.7

用U水銀壓差計測量水管內(nèi)A、B點的壓強差，水銀面高差=10cm,p-為文檔來源為從網(wǎng)絡收集整理.word版可編輯.

2.8

文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排word版可編歡下載支.（）（）13.33kPa）12.35kPa））。露天水池，水深5處相對壓強為）（）5kPa）49kPa）147kPa）205kPa。2.9

垂直放置的矩形平板擋水，水深，水總壓力P的作用點到水面的距離

y

D

為：（）

D

（）1.25m）1.5m；在液體中潛體所受浮力的大?。?/p>

（c））。

（）潛體的密度成正比與體的密度成正比與體淹沒的深度成正比；（d與液體表面的壓強成反比。用多管水銀測壓計測壓，圖中標高的單位為m試求水面的壓強。繪制題圖中面上的壓強分布圖。

矩形平板閘門

AB

，一側(cè)擋水，已知長

l

=2m，

b

，形心點水深

=2m傾角=上A處有轉(zhuǎn)軸，忽略閘門自重及門軸摩擦力，試求開啟閘門所需拉力

T

。

矩形閘門高h，寬b，上游水深=6m下游水深h=4.5m試求）作2用在閘門上的靜水總壓力壓力中心的位置。矩形平板閘門一側(cè)擋水，門高h，寬b，要求擋水深超時，閘門即可自動開啟，試求轉(zhuǎn)軸應設的位置。一弧形閘門，寬，圓心=，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。密閉盛水容器，水深=60cmh，銀測壓計讀值=25cm，求半徑R

的球形蓋

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)點的加速度等）（）

drdt2

））

(u

）+

(u

。3.23.3

恒定流是）（）動隨時間按一定規(guī)律變化）空間點上的動參數(shù)不隨時間變化）過流斷面的速度分布相同）移加速度為零。一維流動限于）（）線是直線）度分布按直線變化）動參數(shù)是一個空間坐標和時間變文檔來源為從網(wǎng)絡收集整理.word版可編輯.

2222223.43.53.6

文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排word版可編歡下載支.量的函數(shù)）流動參數(shù)不隨時間變化的流動。均勻流是）（）地加速度為零）遷移加速度為）向心加速度為零）合加速度為零無旋流動限于）（）線是直線的流動b跡線是直線的流動c）微團無旋的流動d）恒定流動變直徑管，直徑=320mm,d流。為）22（）3m/s）4m/s））9m/s。不可縮流體，下面的運動能否出現(xiàn)（是否滿足連續(xù)性條件）？（1xy；=xyx

2y)（2

x

=

y

；

y

=

xt2（3=y；=x；=xz

12

x

y

已知可壓縮流體平面流動

y

方向的速度分量為

y

=

x

+2

y

求速度在

x

方向的分量。x4.1等徑水管A-A為流斷面B-B為平面、、3、4為上各點，各點的流動參數(shù)有以下關(guān)系）（）

=

）

=

；24.2伯利方程中+表示）pg（）z+=z+2；（）位重量流體具有的機械能）位質(zhì)量流體具有的機械能）單位體積流體具有的機械能）通過過流斷面流體的總機械能。p（）+3=z+4。4.3水放置的漸擴管，如忽水頭損失，斷面形心點的）

（）pp）=）2

<p）定。4.4黏流體總水頭線沿程的化是）（）程下降）程上升）持水平）三種情況都有可能。4.5黏流體測壓管水頭線的程變化是）（）程下降）程上升）持水平）三種情況都有可能。4.8利皮托管原理，測量水中的點速度v。讀值，該點流速。水在直徑豎管中流動，已知粗管直徑

d

，速

v

=6

/

。為使兩斷面的壓力表讀值相同，試求細管直徑（水頭損失不計為了測量石油管道的流，安裝文丘里流量計，管道直d=200mm，流量計喉管直徑d

，石油密度=850

，流量計流量系數(shù)。測水銀壓差計書文檔來源為從網(wǎng)絡收集整理.word版可編輯.

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，問此時管中流量

Q

是多少。水由噴嘴射出，已知流量Qm/s主管直徑/s，口直徑

，水頭損失不計，求水流作用在噴嘴上的力。矩形面的平底渠道，其寬度為2.7m渠底在某斷面處抬高，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，試求渠道的流量）水流對底坎的沖力。7.1比在常工作條件下，作用水頭，徑d相等時，孔口的流量和柱形外管嘴的流量

）（）Q

>

）Q

<

）

=

）不定。7.2圓形外管嘴的正常工作件是）（）l（）dH

l（）d，

l（3~4），

>9m；（dl（），H<9m。7.3圖兩根完全相同的長管，只是安裝高度不同，兩管的流量關(guān)系是）

H

（）<Q>Qc）

=

）定。7.4并管道1管的直相同程力系數(shù)相同度ll過流量為）Q

1

（）

=

）

=1.5

；（c）Q）Q=3Q。122Q7.5并管道1、3A、間的水頭損失是）A

B

（）h

=

f1

+

h

f

+

h

f

；

（b

=

f1

+

h

f

=

h

f

+

h

f

；（）h

fAB

=

h

f1

=

f

=

f

。7.6長并聯(lián)管道各并聯(lián)管段）（）頭損失相等水里坡度相等總能量失相等）通過的流量相等。7.7并管閥門為K

全開時各段流量為Q、、，關(guān)小閥門2

，其他條件不變，流量的變化為）（）、、都減?。?文檔來源為從網(wǎng)絡收

減?。唬╟）減，Q增加，減??；3（d

不變，

增加，

減小。

文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排word版可編歡下載支.水箱隔板分為A

、

兩室，隔板上開一孔口，其直d

，在B

室底部裝有圓柱形外管嘴，其直徑=3cm。已知H=3m，，求，）出水箱的1流量

。有一平底空船，其船底積為8m2，舷高h為0.5m船自重為9.8kN，現(xiàn)船底破一直徑的圓孔，水自圓孔漏入船中，試問經(jīng)過多少時間后船將沉沒。虹吸管將

池中的水輸入

池，已知長度

l1

=3m，

l

2

，直徑

d

=75mm兩池水面高差H

=2m最大超高，程摩阻系數(shù)，部失系數(shù)：進口，彎

=0.2出口

c

=1，試求流量及管道最大超高斷面的真空度。水從閉容器A，沿直徑，長l=10m的道流入容器

，已知容器

水面的相對壓強

p

=2at，水面高

，

H

=5m，沿程摩阻系數(shù)

=0.025，局部失系數(shù)：閥門

v

=4.0彎頭，試求流量。8.1明均勻流只能出現(xiàn)在）（）坡棱柱形渠道）順坡棱柱形渠道逆棱柱形渠道天然河道中。8.2水最優(yōu)斷面是）（）價最低的渠道斷面）壁面粗糙系數(shù)最小的斷面）水斷面積一點，濕周最小的斷面）過水斷面積一定，水力半徑最小的斷面。8.3水最優(yōu)矩形渠道斷面，深比/是）（）））2.0）。8.8在量一定，渠道斷面的狀、尺寸和壁面粗糙一定時，隨底坡的增大，正常水深將：（）大）減?。┳儯┎欢ā?.9在量一定，渠道斷面的狀、尺寸一定時，隨底坡的增大，臨界水深將）（）大）減?。┳儯┎欢ā挏\矩形斷面渠道，隨流量的增大，臨界底坡i將）（）增大）?。┎蛔儯┎欢?。梯斷面土渠，底寬

，邊坡系數(shù)

=2水深

=1.2m，底坡i

，渠道受到中等養(yǎng)護，試求通過流量。修建混凝土砌面（較粗糙）的矩形渠道，要求通過流量m，底坡i=0.001，試按水力最優(yōu)斷面設計斷面尺寸。

答案1-1~1-8dcdbbacaacbdccbbca2-12：

4p

（kPa）答：水面的壓強

。文檔來源為從網(wǎng)絡收集整理.word版可編輯.

ABABA1D文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排word版可編歡下ABABA1D2-13l2-23：p

12.68

（）l45

（）PB

26.5522

（kN）對A點矩，有P012∴

l12pl2l（kN）答：開啟閘門所需拉力。2-24）解法。壓強分布如圖所示：∵214.71（kPa）

gp

（kN合力作用位置：在閘門的幾何中心，即距地面(1.5m,)

處。2-25解當擋水深達到

時，水壓力作用位置應作用在轉(zhuǎn)軸上，當水深大于

時，水壓力作用位置應作用于轉(zhuǎn)軸上，使閘門開啟。hPh2

（kPa）h

121.5

（）∴轉(zhuǎn)軸位置距渠底的距離為：

（）可行性判定：當

增大時

h

增大，則

I

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0.444米。答：轉(zhuǎn)軸應設的位置

y0.444

。文檔來源為從網(wǎng)絡收集整理.word版可編輯.

yyyy文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排word版可編歡下載支.yyyy2-26）平壓力：

x

2

g

2

22.066

（）（2垂向壓力：

2

Rsin

7.996

（）合力：

P

P2

7.996

23.470

（）答：作用在閘門上的靜水總壓力kN，19.92。3-1~3-6c解）∵

xx2y∴不能出現(xiàn)。（2∵

x

∴能出現(xiàn)。（3∵

xzz

2

z

2

z∴不能出現(xiàn)。解：

x

∴

2y

∴

x答：速度在x方的分量4-1~4-5

x解：

g

Hg

9.80712.6

（）答：該點流速

3.85

。4-10：以過下壓力表處的水平面為基準面，列伯努利方程如下：∵

h

，

z1

m

z02取

1

2

，當

pp1

2

時，有：文檔來源為從網(wǎng)絡收集整理.word版可編輯.

d0.11文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排word版可編歡下載d0.11v9.742

（）由連續(xù)性方程

vA2211∴

d2

612

（）答：細管直徑為235.5mm4-11解

Hg油

其中：

；

K

4

4

9.807

h

（）0.0511575/s）51.2（l/s答：此時管中流量

51.2

l。4-17（1）取過軸線的水平面為基準面，列螺栓斷面與出口斷面的伯努利方程：∴

2d2

2

3.18

2

1291.854

（kPav1

0.4A21

（）v2

50.93A22

（）（2取控制體如圖所示，列動量方程。∴

p1

0.44

（kN答：水流作用在噴嘴上的力為143.239kN。4-19）上游渠底為基準面，列上下游過水斷面的能力方程：其中：

ppp012

，

z2.01

m

z2

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2121Ah2121Ahv1

文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排word版可編歡下載支.Q，vABhA11h，h2.01.351

∴

2

1122218.47

（3/s）Q8.47v1.57ABh2.71

（）v2

Q2.32ABh2.72

（m/s）（2取控制體如圖，列動量方.∴

A22

Q

（）答）道流量Q3

/s）流對底坎的沖力F。7-1~7-77-10解：要持H不，則補充水應與流出水量保持相等，即孔口出流量、管嘴出口流量均為

?！?/p>

0.82nH

0.548可解得：

0.548H1.061.548

（）h21

（）Q

0.044

9.8073.67

（l/s答）

h1

，

h2

）流出水箱的流量Q

L。7-11解設底到水面的深為

，船中水深為h過程是平穩(wěn)的，則有：從孔口流入的流量為Q

G

，為常數(shù)?！喈敵翛]時：

h

Q文檔來源為從網(wǎng)絡收集整理.word版可編輯.

2文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排word版可編歡下載支.2∴T

9.830.532