流體力學(xué)課后習(xí)題和解答

./按連續(xù)介質(zhì)的概念,流體質(zhì)點是指：〔〔a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：〔〔a壓力；〔b摩擦阻力；〔c重力；〔d表面張力。單位質(zhì)量力的國際單位是：〔〔aN；〔bPa；〔c；〔d。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)力和流速水的動力黏度μ隨溫度的升高：〔〔a增大；〔b減??；〔c不變；〔d不定。流體運動黏度的國際單位是：〔〔a；〔b；〔c；〔d。無黏性流體的特征是：〔〔a黏度是常數(shù)；〔b不可壓縮；〔c無黏性；〔d符合。當(dāng)水的壓強(qiáng)增加1個大氣壓時,水的密度增大約為：〔〔a1/20000；〔b1/10000；〔c1/4000；〔d1/2000。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。相對壓強(qiáng)的起算基準(zhǔn)是：〔〔a絕對真空；〔b1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；〔c當(dāng)?shù)卮髿鈮海弧瞕液面壓強(qiáng)。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)卮髿鈮骸瞕相對壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮耗滁c的真空度為65000Pa,當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?.1MPa,該點的絕對壓強(qiáng)為：〔〔a65000Pa；〔b55000Pa；〔c35000Pa；〔d165000Pa。絕對壓強(qiáng)與相對壓強(qiáng)、真空度、當(dāng)?shù)卮髿鈮褐g的關(guān)系是：〔〔a=+；〔b=+；〔c=-；〔d=+。在密閉容器上裝有U形水銀測壓計,其中1、2、3點位于同一水平面上,其壓強(qiáng)關(guān)系為：〔>>；〔b==；〔c<<；〔d<<。用U形水銀壓差計測量水管內(nèi)A、B兩點的壓強(qiáng)差,水銀面高差hp=10cm,-為：〔〔a13.33kPa；〔b12.35kPa；〔c9.8kPa；〔d6.4kPa。露XX池,水深5m處的相對壓強(qiáng)為：〔〔a5kPa；〔b49kPa；〔c147kPa；〔d205kPa。垂直放置的矩形平板擋水,水深3m,靜水總壓力P的作用點到水面的距離為：〔〔a1.25m；〔b1.5m；〔c2m；〔d2.5m?！瞐1.25m；〔b1.5m；〔c2m；〔d2.5m。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；〔d與液體表面的壓強(qiáng)成反比。用多管水銀測壓計測壓,圖中標(biāo)高的單位為m,試求水面的壓強(qiáng)。繪制題圖中面上的壓強(qiáng)分布圖。矩形平板閘門,一側(cè)擋水,已知長=2m,寬=1m,形心點水深=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,試求開啟閘門所需拉力。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。矩形平板閘門一側(cè)擋水,門高=1m,寬=0.8m,要求擋水深超過2m時,閘門即可自動開啟,試求轉(zhuǎn)軸應(yīng)設(shè)的位置。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。密閉盛水容器,水深=60cm,=100cm,水銀測壓計讀值=25cm,試求半徑=0.5m的半球形蓋所受總壓力的水平分力和鉛垂分力。用歐拉法表示流體質(zhì)點的加速度等于：〔〔a；〔b；〔c；〔d+。恒定流是：〔〔a流動隨時間按一定規(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。一維流動限于：〔〔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)和時間變量的函數(shù)；〔d流動參數(shù)不隨時間變化的流動。均勻流是：〔〔a當(dāng)?shù)丶铀俣葹榱恪瞓遷移加速度為零〔c向心加速度為零〔d合加速度為零無旋流動限于：〔〔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恒定流動變直徑管,直徑=320mm,=160mm,流速=1.5m/s。為：〔〔a3m/s；〔b4m/s；〔c6m/s；〔d9m/s。3.13不可壓縮流體,下面的運動能否出現(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,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為過流斷面,B-B為水平面,1、2、3、4為面上各點,各點的流動參=；〔b=；〔b=；〔c+=+；〔d+=+。4.2伯努利方程中++表示：〔〔a單位重量流體具有的機(jī)械能；〔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通過過流斷面流體的總機(jī)械能。4.3水平放置的漸擴(kuò)管,如忽略水頭損失,斷面形心點的壓強(qiáng),有以下關(guān)系：〔〔a>〔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,測量水管中的點速度。如讀值=60mm,求該點流速。4.10水在變直徑豎管中流動,已知粗管直徑=300mm,流速=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。4.11為了測量石油管道的流量,安裝文丘里流量計,管道直徑=200mm,流量計喉管直徑=100mm,石油密度=850,流量計流量系數(shù)=0.95?，F(xiàn)測得水銀壓差計讀書=150mm,問此時管中流量是多少。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,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水流對底坎的沖力。7.1比較在正常工作條件下,作用水頭,直徑相等時,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=〔3~4,>9m；〔b=〔3~4,<9m；〔c>〔3~4,>9m；〔d<〔3~4,<9m。7.3圖示兩根完全相同的長管道,只是安裝高度不同,兩管的流量關(guān)系是：〔〔a<〔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,長度=3,通過的流量為：〔〔a=〔a=；〔b=1.5；〔c=1.73；〔d=3。7.5并聯(lián)管道1、2、3、A、B之間的水頭損失是：〔=+=++；〔b=+；〔c=+；〔d===。7.6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通過的流量相等。、、都減??；減小,不變,減小；〔c減小,增加,減小；〔d不變,、、都減?。粶p小,不變,減??；〔c減小,增加,減??；〔d不變,增加,減小。7.10水箱用隔板分為、兩室,隔板上開一孔口,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)過多少時間后船將沉沒。7.14虹吸管將池中的水輸入池,已知長度=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=10m的管道流入容器,已知容器水面的相對壓強(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逆坡棱柱形渠道；〔d天然河道中。8.2水力最優(yōu)斷面是：〔〔a造價最低的渠道斷面；〔b壁面粗糙系數(shù)最小的斷面；〔c過水?dāng)嗝娣e一點,濕周最小的斷面；〔d過水?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：〔〔a0.5；〔b1.0；〔c2.0；〔d4.0。8.8在流量一定,渠道斷面的形狀、尺寸和壁面粗糙一定時,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,隨底坡的增大,臨界水深將：〔〔a增大；〔b減??；〔c不變；〔d不定。8.10寬淺的矩形斷面渠道,隨流量的增大,臨界底坡將：〔增大；〔b減??；〔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),試求通過流量。8.13修建混凝土砌面〔較粗糙的矩形渠道,要求通過流量=9.7,底坡=0.001,試按水力最優(yōu)斷面設(shè)計斷面尺寸。答案1-1~1-8dcdbbaca2-1~2-10acbdccbbca2-12解：〔kPa答：水面的壓強(qiáng)kPa。2-132-23解：〔kPa〔kPa〔kN對A點取矩,有∴〔kN答：開啟閘門所需拉力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：在閘門的幾何中心,即距地面處。2-25解：當(dāng)擋水深達(dá)到時,水壓力作用位置應(yīng)作用在轉(zhuǎn)軸上,當(dāng)水深大于時,水壓力作用位置應(yīng)作用于轉(zhuǎn)軸上,使閘門開啟?！瞜Pa〔m∴轉(zhuǎn)軸位置距渠底的距離為：〔m可行性判定：當(dāng)增大時增大,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,。3-1~3-6dbcbcc3.13解：〔1∵∴不能出現(xiàn)。〔2∵∴能出現(xiàn)?！?∵∴不能出現(xiàn)。3.14解：∵∴∴答：速度在方向的分量。4-1~4-5cacad4-8解：〔m/s答：該點流速m/s。4-10解：以過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,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：此時管中流量l/s。4-17解〔1取過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,列動量方程?！唷瞜N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,列動量方程.∴〔kN答：〔1渠道的流量m3/s；〔2水流對底坎的沖力kN。7-1~7-7bbccdcc7-10解：要保持不變,則補充水量應(yīng)與流出水量保持相等,即孔口出流量、管嘴出口流量均為?！嗫山獾茫骸瞞〔m〔l/s答：〔1m,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,下沉過程是平穩(wěn)的,則有：從孔口流入的流量為,為常數(shù)?！喈?dāng)船沉沒時：∴〔s答：經(jīng)過s后船將沉沒。7-14解：以下游水面