流體力學(xué)課后習(xí)題與解答

文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排版.word版本可編寫?支持.1.1按連續(xù)介質(zhì)的看法，流體質(zhì)點是指：()流體的分子；(b)流體內(nèi)的固體顆粒；(c)幾何的點；(d)幾何尺寸同流動空間對照是極小呈:，又含有大量分子的微元體。1.2作用于流體的思疑力包括：()(a)壓力：(b)摩擦阻力：(c)重力：(d)表面張力。13單位質(zhì)雖:力的國際單位是：()(a)N：(b)Pa：(c)N/kg:(d)mls2o1.4與牛頓內(nèi)摩擦泄律直接有關(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水的動力黏度P隨溫度的高升：()(a)增大：(b)減??；(c)不變；(d)不定。1.6流體運動黏度"的國際單位是：()：2(a)m/s'(b)N/m~:(c)kg/m:(d)N-s/m?1.7無黏性流體的特色是：()(a)黏度是常數(shù)；(b)不能壓縮：(c)無黏性；(d)吻合H=RT°P1.8當(dāng)水的壓強(qiáng)增加1個大氣壓時，水的密度增大體為：()(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相對壓強(qiáng)的起算基準(zhǔn)是：()(a)絕對真空：(b)1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓：(c)當(dāng)?shù)卮髿鈮海?d)液而壓強(qiáng)。2.3金屬壓力表的讀值是：()(a)絕對壓強(qiáng)(b)相對壓強(qiáng)(c)絕對壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮?d)相對壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮?.4某點的真空度為65OOOPa,0.1MPa,)當(dāng)?shù)卮髿鈮簽樵擖c的絕對壓強(qiáng)為：((a)65000Pa；(b)55OOOPa：(c)35000Pa：(d)165000Pao2.5絕對壓強(qiáng)”涵與相對壓強(qiáng)"、真空度幾、當(dāng)?shù)卮髿鈮簬字g的關(guān)系是：()(a)Pab$=P+Pv；(b)P=Pab$+Pa；(C)Pv^Pa'Pabs^P=Pv+Pv。2.6在密閉容器上裝有U形水銀測壓計，英中12、3點位于同一水平而上，苴壓強(qiáng)關(guān)系為：、1文檔本源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編借.文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排版word版本可編寫?支持.()Pi>p2>p3x(b)p}=p2=p3；(c)<p2<py:(d)p2<Pi<py?2.7用U形水銀壓差計測量水管內(nèi)A、B兩點的壓強(qiáng)差，水銀而高差hp=10cm,pA-為:文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排版.word版本可編寫?支持.()(a)13?33kPa；(b)12.35kPa：(c)9.8kPa：(d)6?4kPa°2.8露天水池，水深5m處的相對壓強(qiáng)為：()(a)5kPa：(b)49kPa：(c)147kPa；(d)2O5kPa°2.9垂宜放宜的矩形平板擋水，水深3m,靜水總壓力P的作用點到水而的距離兒為:()I

(a)1.25m：(b)1.5m；(c)2m：(d)2.5mo2.10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)與潛體淹沒的深度成正比:與液體表面的壓強(qiáng)成反比。2.12用多管水銀測壓計測壓，圖中標(biāo)髙的單位為m,試求水面的壓強(qiáng)Po。2.13繪制題圖中A3而上的壓強(qiáng)分布圖。2.23矩形平板閘門—側(cè)擋水，已知長/=2m,寬b=lm,形心點水深九=2m,傾角a=45。，閘門上緣A處設(shè)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。2.24矩形閘門髙h=3m,寬b=2m,上游水深/"=6m,下游水深心=4.5m,試求：(1)作用在閘門上的靜水總壓力；(2)壓力中心的地址。2.25矩形平板閘門一側(cè)擋水，門髙/21m,寬b=0.8m,要求擋水深久高出2m時，閘門即可自動開啟，試求轉(zhuǎn)軸應(yīng)設(shè)的位畳2.26一孤形閘門，寬2m,圓心角&=30。，半徑R=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,水銀測壓計讀值A(chǔ)//=25cm,試求半徑/?=0.5m的半球形蓋所受總壓力的水均分力和鉛垂分力。3.1用歐拉法表示流體質(zhì)點的加速度方等于：()//-rQu--Qu-*—(a)—:(b)—；(c)("V7)"；(d)—+drdtdt3.2恒定流是：()(a)流動隨時間按一泄規(guī)律變化；(b)各空間點上的流動參數(shù)不隨時間變化：(c)各過流斷面的速度分布相同：(d)遷移加速度為零。3.3—維流動限于：()(a)流線是直線；(b)速度分布按直線變化；(c)流動參數(shù)是一個空間坐標(biāo)和時間變1文檔本源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編借.文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排版word版本可編寫?支持.1文檔本源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編借.文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排版.word版本可編寫?支持.疑的函數(shù)：（d）流動參數(shù)不隨時間變化的流動。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無旋流動限于：（）a）流線是直線的流動（b）跡線是直線的流動（c）微團(tuán)無旋轉(zhuǎn)的流動（d）恒泄流動3.6變直徑管，直徑流速人=1.5m/s。叫為：（）a）3m/s：（b）4m/s；（c）6m/s：（d）9m/s。3.13不能壓縮流體，下而的運動可否岀現(xiàn)（可否滿足連續(xù)性條件）？ux=2x2+y1:z/v=x3-x(y2-2y)ux=xt+2y:uy=xt2-yt(3)ux=y2+2xz,:uy=-2yz+x2yz:1223u,=-xZ+Xy2?3.14已知不能壓縮流體平而流動，在y方向的速度分咼為uy=y2^2x+2y.試求速度在x方4.1等直徑水管，A?A為過流斷而，B?B為水■亠?、1—y-*IA/?—4?—平「數(shù)有以下關(guān)系：（）丄J纟^,2(a)Pj=p2；(b)卩3=幾：4.2伯努利方程中z+—+空表示：（Pg2g（a）單位重量流體擁有的機(jī)械能：（b）單位(c)^+—=2,+—;質(zhì)有的機(jī)械能：（d）經(jīng)過過流斷而流體的總機(jī)pg?PS'具械f4.3水平放置的漸擴(kuò)管，如忽略水頭損失，斷頁(d)z3+—=z4+—oPgPgrl—-----------------------------------------P2(a)p,>p2:(b)=p2:(c)—_4.4黏性流體總水頭線沿程的變化是：（Pi<p2:(d)不定。）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，測雖水管中的點速度嘰如讀值A(chǔ)/7=60mm,求該點流速‘4」0水在變直徑豎管中流動，已知粗管直徑d]=300mm,流速v^m/s.為使兩斷而的壓力表讀值相同，試求細(xì)管直徑（水頭損失不訃）。4」1為了測量石油管道的流量，安裝文丘里流量計，管道直徑r/,=200mm,流量計喉管直徑^2=100mm,石油密度流量計流量系數(shù)//=0.95o現(xiàn)測得水銀壓差計讀書1文檔本源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編借.文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排版.word版本可編寫?支持.嘰=150mm,問此時管中流量0是多少。4.17水由噴嘴射岀，已知流量Q=0.4加'/S,主管直徑D=0Am/s,噴口直徑d=0.1m,水頭損失不計，求水流作用在噴嘴上的力。4.19矩形斷而的平底渠道，其寬度3為2.7m,0.5m,該斷而上游的水深為渠底在某斷而處抬高2m,下游水而降低0.15m,如忽略邊壁和渠底阻力，試求：(1)渠道的流疑；(2)水流對底坎的沖力。7.1比較在正常工作條件下，作用水頭H，直徑d相等時，小孔口的流量0和圓柱形外管嘴的流疑2：()(a)Q>Q”；(b)0<0”；(c)Q=Q“；(d)不定。7.2圓柱形外管嘴的正常工作條件是：()(a)/=(3-4)d,H0>9m；(b)/=(3~4)d,Ho<9m：(c)/>(3-4)d,Ho>9m：(d)/<(3*4)d,Ho<9m?7.3圖示兩根完好相同的長管適，可是安裝髙度不相同，兩管的流量關(guān)系是：()....丫(a)0<Q：(b)(c)______0=Q：9)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，長度12=31},經(jīng)過的流量為：()(a)&=02：(b)0=1?50門(c)?=1.7302：5)0=30。27.5并聯(lián)管道123A、B之間的水頭損失是：()、、、(a)hfAli=hf、+hf?+hj3?(b)尬=hn+hf2；(c)hfAB=hf2

+hf3:(d)hfAB=hf、=hf2=hf3o7.6長管并聯(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)經(jīng)過的流量相等。7.7并聯(lián)管道閥門為K全開時0段流量為現(xiàn)關(guān)小閥門K,其他條件不變,流量的變化為：()(a)@都減小;(c)0減小，0增加，@減小:1文檔本源為:從網(wǎng)絡(luò)農(nóng)(b)0減小，Q不變，0減小;(d)0不變，@增加，@減小。文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排版.word版本可編寫?支持.7.10水箱用隔板分為A、B兩室，隔板上開一孔口，苴直徑d(=4cm,在B室底部裝有圓柱形外管嘴，其直徑心曲呦。已知H=3m,〃3=O.5m,試求:(1)%,虹；(2)Q流出水箱的流量。7.11有一平底空船,其船底面積。為8加彳,船舷髙〃為0.5m,船自重G為9.8kN,現(xiàn)船底破一直徑10cm的圓孔，水自圓孔漏入船中，試問經(jīng)過多少時間后船將淹沒。7.14虹吸管將A池中的水輸入B池，已知長度23m,/2=5m,直徑c/=75mm,兩池水而髙差H=2m,最大超髙/2=1.8m,沿程摩阻系數(shù)2=0.02,局部損失系數(shù)：進(jìn)口篇=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A,沿直徑d=25mm,長/=10m的管道流入容器3,已知容器A水面的相對壓強(qiáng)門=2at,水面高H2=5m,沿程摩阻系數(shù)A=0.025,局部損失系數(shù)：閥門彎頭,=4.0,5=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)逆坡棱柱形渠道：(d)天然河流中。&2水力最優(yōu)斷而是：()(a)造價最低的渠道斷面：(b)壁而粗糙系數(shù)最小的斷而；(c)過水?dāng)喽e一點，濕周最小的斷而：(d)過水?dāng)嗝娣e必然，水力半徑最小的斷而。8.3水力最優(yōu)矩形渠逍斷而，寬深比b/力是：()(a)0.5：(b)1.0；(c)2.0；(d)4.0。8.8在流疑一泄，渠道斷而的形狀、尺寸和壁而粗糙一準(zhǔn)時，隨底坡的增大，正常水深將：(a)增大：(b)減小；(c)不變；(d)不宦。8.9在流呈:一上，渠道斷而的形狀、尺寸一泄時，隨底坡的增大，臨界水深將：()(a)增大：(b)減??；(c)不變；(d)不泄。8.10寬淺的矩形斷而渠逍，隨流量的增大，臨界底坡?將：()增大；(b)減?。?c)不變：(d)不定。8.12梯形斷面土渠,底寬b=3m,邊坡系數(shù)m=2,水深/i=1.2m,底坡/=0.0002,渠道碰到中等養(yǎng)護(hù)，試求經(jīng)過流量。&13修建混凝土砌而(較粗糙)的矩形渠道，要求經(jīng)過流量0=9.7〃*",底坡：=0.001,試按水力最優(yōu)斷而設(shè)讓斷而尺寸。答案1-1-1-8dcdbbaca2-1-2-10acbdccbbca2-12解：p()=P4-(3.0—1.4)Qg=幾+265.00(kPa)答：水而的壓強(qiáng)"o=265?OOkPa。1文檔本源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編借.文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排版.word版本可編寫?支持.2-132?23解：PAh廠-—sinpg=12.68(kPa)45pg=26.55(kPa)對A點取矩，有AD,+P2-AD2-TABCOS45:=0.幾+(內(nèi)一p.J?冷xbx#//?cos45=31.009(kN)答：開啟閘門所需拉力T=31.009kNo2-24解：(1)圖解法。壓強(qiáng)分布以下列圖：丁廠[(%-〃)-仇-力)]Qg=14.71(kPa)P=/?./?Z?=14.71x3x2=88.263(kN)合力作用位宜：在閘門的幾何中心，即距地而(l?5m上)處。2?25解：當(dāng)擋水深達(dá)到九時，水壓力作用地址應(yīng)作用在轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)水深大于勺時，水壓力作用地址應(yīng)作用于轉(zhuǎn)軸上，使閘門開啟。1.5x1000x9.807x1x0.8=11.7684(kPa)=1.5+=1.556(m)1.5x12???轉(zhuǎn)軸位宜距渠底的距離為：2-1.556=0.444(m)可行性判立：當(dāng)弘增大時yc=[/?,--]增大，則丄一減小，即壓力作用地址距閘門形越近，即作用力距渠底的距離將大于0.444Xo答：轉(zhuǎn)軸應(yīng)設(shè)的地址y=0.444mo2-26解：（1）水平壓力：p*=（Rs；a）怎b=（3xsm3O）乂2乂9.807=22.066（kN）（一）1文檔本源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編借.文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排版.word版本可編寫?支持.(2)垂向壓力：P：=Vpg=pgITTR~?———丄/?sine?/?cosa\122=7.996(kN)(t)合力：P=yJP；+=>/22.0662+7.9962=23.470(kN)答：作用在閘門上的靜水總壓力P=23.470kN,&=19?92S3-1-3-6dbcbcc&解:⑴??栄+益"—（2y-2）H0???不能夠出現(xiàn)。(2)v-^-+—=/-r=0dxdy???能出現(xiàn)。du、du0>>(3)T—+—+—=2z-2z+x"+fzHOdxdydz.???不能夠出現(xiàn)。3.14解：?竺+竺=0dxdy??A(2+2y):.ux=-(2+2y)x+c(y)=-2A:-2xy+c(y)答：速度在x方向的分=-2x-2xy+c（y）4-1-4-5cacad4-8解：ii=層=嚴(yán)_）△—顧而(ni/s)xl2.6x60xl0~3=3.85答：該點流速"=3.85m/s。牛10解：以過下壓力表處的水平面為基準(zhǔn)而，列伯努利方程以下：丁九1-2=°Z]=3im，Z2=0取ax=a2,當(dāng)p、=“2時，有:1文檔本源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編借.文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排版.word版本可編寫?支持.冬=9?74(m/s)由連續(xù)性方程嶺4=兒人答：細(xì)管直徑235.5mm./rx0.2‘4x>/2x9^807其中：//=0.95:=0.0359=0.15(m)0.0511575(m3/s)51.2(//s)答：此時管中流Me=51.2//So牛17解(1)取過軸線的水平而為基準(zhǔn)而，列螺栓斷面與出口斷面的伯努利方程:=-X(50.932-3.182)=1291.854(kPa)嘖=罷=3.18佔v.=^-=0,4x4=50.93(m/s)A2^xO.r(2)取控制體以下列圖，列動量方程。???^=M-P2(V2-V1)=129L854x^±-lx0.4x()=143.239(kN)答：水流作用在噴嘴上的力為143.239kN。牛19解：(1)以上游渠底為基準(zhǔn)面，列上、下游過水?dāng)嗝娴哪芰Ψ匠蹋浩渲校簆、=］兒=化=0,z{=2.0m>z2=2.0—0.15=1.85m1文檔本源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編借.文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排版.word版本可編寫?支持.Q_Q一。。勺B/q'2_4麗h}=2.0m,人=2.0—0.15—0.5=1.35mAv2-vr=G2=(勺一?)?2g8.47(m3/s)=2=2=2LL=i?57(m/s)2.7x2QQ8.47，，、v->=—=----=--------------=2.32(m/s)4Bh「■厶(2)取控制體如圖，列動量方程.??尸=吶-P2A2~PQ(V2~V1)=22.48(kN)答：(1)渠道的流>2=8.47m3/s；(2)水流對底坎的沖力F=22.48kN07-1-7-7bbccdcc7-10解：要保持H不變，則補充水量應(yīng)與流出水量保持相等，即孔口出流量、管嘴岀口\-丿f2仃丫_0.82X0.032>H—％“AJ流量均為0。=0.548瓜=H—h、一11?=3—1.06—0.5=1.44(m)可解得：2罟-罟X3+6(.)°=0.64x兀*歲一xJ2X9.807x1.06=3.67(〃s)答：(1)h}2；(2)流出水箱的流Q=1.06m,h=1.44mM<2=3.67L/s7J1解：設(shè)船底到水而的水深為HQ⑴,船中水深為/*,下沉過程是平穩(wěn)的，則有:從孔口流入的流量為Q(t)=“A』2g［弘⑴-/訂=/M?篙,為常數(shù)。???當(dāng)船淹沒時：Qi/?--^j=C(r)-T1文檔本源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編借.文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排版.word版本可編寫?支持.8x0.5-9.8xl039.8X103X8；I1000x8=393.6(s)°-62xr012V2x9.8xl03答：經(jīng)過393.6s后船將淹沒。7-14解：以