流体力学部分测验题答案

一、单项选择题

1、流体运动粘度ν的国际单位为（ C ）。

A．Pa?m B．N?m C．m2/s D．Pa?s 2、理想流体指的是（ C ）。

A．膨胀性为零的流体 B．压缩性为零的流体

C．粘度为零的流体 D．体积弹性模量为零的流体 3、温度增加，气体粘度（ A ）。

A．增加 B．减小 C．不变 D．可能增加也可能减小 4、下列流体哪个属牛顿型流体？ ( D )

A. 牙膏 B.纸浆 C.油漆 D. 汽油 5、表面力是指作用在（ B ）的力。

A．流体内部每一个质点上 B．流体体积表面上 C．理想流体液面上 D．粘性流体体积上 6、下列各种力中属于质量力的是（ C ）。

A．压力 B．表面张力 C．重力 D．摩擦力 7、在平衡液体中，质量力恒与等压面（ C ）。

A．平行 B．重合 C．正交 D．相交 8、密度均匀的连续静止流体的等压面为（ D ）。

A．斜平面 B．抛物面 C．垂直面 D．水平面 9、相对压强的起量点为（ A ）。

A．当地大气压 B．标准大气压 C．液面压强 D．绝对压强 10、重力场中流体的平衡微分方程为（ D ）。 A．dp??gdz B．dp??gdz

C．

dp???dz D．dp???gdz

11、静止液体中同一点各方向的压强 （ A ）

A．数值相等 B．数值不等 C．仅水平方向数值相等 D．垂直方向数值最大

12、用欧拉法研究流体运动时，流体质点的加速度a?（ A ）。

?V?d2rA．?t?(V??)VV B．?t C．(V??)V D．

dt2

13、在流体研究的欧拉法中，流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成，当地加速度反映（ C A．流体的压缩性

B．由于流体质点运动改变了空间位置而引起的速度变化率

C．流体速度场的不稳定性 D．流体速度场的不均匀性

14、已知不可压缩流体的流速场为 则流动属于（?u?f(x,y)A．二维稳定流动 B．非稳定流动 C．稳定流动 D．三维流动? B ）。 ???f(x, t) 15、流管是在流场里的假想管状表面，流体流动应是（ D ??）w

?f(y,t)）。 A．流体能穿过管侧壁由管内向管外流动 B．不确定

C．流体能穿过管侧壁由管外向管内流动 D．不能穿过侧壁流动 16、动量方程 不适用于( D ) 的流场。

outinA．理想流体作定常流动 B．粘性流体作定常流动 C．不可压缩流体作定常流动 D．流体作非定常流动

17、在重力场中作稳定流动的系统，沿流动方向总水头线维持水平的条件是 ( D ) 。 A．管道是水平放置的 B．流体为不可压缩流体 C．管道是等径管 D．流体为不可压缩理想流体

18、不可压缩实际流体在重力场中的水平等径管道内作稳定流动时，以下陈述错误的是：沿流动方向 ( A ) 。

A．流量逐渐减少 B．阻力损失量与流经的长度成正比 C．压强逐渐下降 D．雷诺数维持不变

19、不可压缩实际流体在重力场中的水平管道内作稳定流动时，沿流动方向 ( B ) 。 A．流量逐渐减少 B．阻力损失量与流经的长度成正比

C．总机械能维持不变 D．压强维持不变

20、对总流流动运用伯努利方程时所选取的两个截面（ C ）。 A.可以是急变流所在截面 B. 其截面上的流速必须是均一的 C. 之间可以有急变流 D. 之间必须是缓变流

21、若含有ｎ个变量的函数关系式中基本物理量为ｍ个。根据π定理。可将该函数关系式组合成（ B ）个无量纲的函数式。

A.ｎ＋ｍ B. ｎ－ｍ C. ｎ＋ｍ－１ D. ｍ－ｎ 22、已知表面张力系数?的单位为N/m，则其量纲????（ B ）。 A. MLT?2?F??(?QV)??(?QV) B.

MT?2 C. MT?1 D. ML?1T?1

23、皮托（Pitot）管用于测量（ C ）的仪器。

A．压强 B．流量 C．点速度 D．平均流速 24、文丘里管用于测量流量时的主要工作原理是（ C ）

Ａ.连续性方程 Ｂ.运动方程 Ｃ.伯努利方程 D.动量方程 25、已知某流体在圆管内流动的雷诺数Re?2000，则该管的沿程阻力系数λ＝（A ）。

A．0.032 B．0.064 C．0.128 D．0.256

26、层流的沿程水头损失与管截面上的平均流速的（ D ）成正比。 A．二分之一次方 B．1.75次方 C．二次方 D．一次方

27、已知液体流动的沿程阻力系数?与管壁的相对粗糙度和雷诺数Re都有关，则可以判断该液体流动属于（ C ）

A．层流区 B.湍流光滑管区

C.湍流过渡区 D.湍流粗糙管区

28、管内流动时，为克服阻力产生的管路能量损失，若用压强损失△p表示时，其物理意义是（ C ） A．单位重量流体的能量损失 B．单位质量流体的能量损失 C．单位体积流体的能量损失 D．单位时间经管路流体的能量损失 29、并联管道系统中,其各支管内单位质量流体的能量损失（ C ）。

A．不相等 B．之和为总能量损失 C．相等 D．不确定 30、边界层的基本特征之一是（ B ）。 A．边界层内流体的流动为层流 B．与物体的特征长度相比，边界层的厚度很小 C．边界层厚度沿流动方向逐渐减薄 D．边界层内流体的流动为湍流 二、简答题

(1)流线为什么不可能相交？

答：因流线上任一点的切线方向代表该点的流速方向，如果流线相交，在交点出就会出现两个切线方向，而同一时刻同一点流体质点不可能同时向两个方向运动。

(2) 流体的压缩性指的是什么？列举出两种反映流体的压缩性的参数。在工程实际应用中，如何考虑液体和气体的压缩性？

参考答案：流体在一定温度下，体积随压强增大而缩小的特性称为流体的压缩性。 反映流体的压缩性的参数有：压缩系数、体积模量、音速。

一般而言，液体的压缩性很小，但当压强变化很大时（如水击和水下爆炸），应考虑液体密度的变化；气体的压缩性很大，但在流速不太高，压强变化较小的情况下，可将气体视为不可压缩流体。 四、计算题

１、图示一密闭容器，两侧各装一测压管，右管上端封闭，其中水面高出容器水面3m，管内液面压强p0=7.8N/cm，左支管与大气相通，求左侧管内水面距容器液面的高度h为多少m？ 解：设容器内水面延长线交左、右测压管于A、B点，则理

由连通器原

2

pC?pA?p0???300

?7.8?9.8?10?3?300?10.74（N/cm）

2

pB?pa???h , h?(pB?pa)/? ,

而

pB?pC?10.74（N/cm）

2

则h?062m

（答：左侧管内水面距容器液面的高度为0.62m。）

?u?xy2?13?2、已知流场中的速度分布为????y（１）此流动是否恒定？属几维流动？说明理由。

3?????xy（２）求流体质点的加速度分量及点（１，2，3）的加速度。

答案：（１）因为速度与时间无关，所以此流动为恒定流动；仅与x、y有关，属二维流动。

14?a??x3xy??16321615?i?j?k （2）?ay?y a(1,2,3)?3333?23?a??z3xy?3、如图输水管道，拟用U形水银压差计连接于直角弯管处测量管中水流量，已知：d1＝300mm，d2＝100mm，压差计的最大量程读数Δhmax＝800mm，水流量范围Q＝10～100L/s。

试问：(1)该压差计的量程是否满足测量的需求？(2)当Δh＝300mm时，水流量为多少？

（注：忽略水头损失，水银密度为13600kg/m，水的密度1000 kg/m） 解：（1）以0－0断面为基准面，列1－1、2－2两断面的能量方程： 以最大流量计算对应的压差计读数

3

3

V1?Q4?0.1??1.42m/s2A13.14?0.3，

V2?Q4?0.1??12.74m/s2A23.14?0.1

入

数

据

求

由等压面a－a得压强关系： 则 代

2?(V22?V12)1000(12.74-1.422)?h? ??648mm??hmax

2g(?Hg??)2g(13600-1000)所以该压差计的量程能满足流量测量的需求。

V12V22d24(2) 将连续性方程：： ?()代入方程（1）得：

2g2gd1?V22(1?(?h?2g(?HgV2?8.66d24))10041000V22(1?())d12300 ?0.004V 代入数据0.3?2

??)2g(13600?1000)

求得：

Q?0.785?V2 d22 ? 0.068m3/s?68L/s流体阻力计算举例

当Δh＝300mm时，水流量为68L/s

【例1】 某输送管线，管长为1000m（包括局部阻力的当量长度）， 管径为50mm。若分别输送水（??1000kg?m，、 ??1厘泊）乙二醇（??1113kg?m，??23厘泊）和 甘油（??1261kg?m，。 ??1499厘泊）

试计算管内流速为1m?s时，此三种流体在光滑管道中的阻力损失。

?1?3?3?3l?le?u2?解：（1）?Pf??? d2 Re?du???0.05?1?10004?5?10 ， 查图得??0.021， ?31?1010001000?12?2.1?104Pa ∴?Pf?0.021?0.05?2 （2）Re?du???0.05?1?1113?2420， 查图得，??0.028 ?323?1010001000?12??2.8?104Pa ∴?Pf?0.028?0.052（3）Re?du???0.05?1?1261?42.1 ?31499?10l?u26410001261?12????1.92?107Pa ∴?Pf??d242.10..052可见：粘度不同的流体以相同流速流过相同管长时，它们的阻力损失可以相差很大。

【例2】 已知某水平输水管路的管子规格为?98?3.5mm，管长为138m，管子相对粗糙度

??0.0001。若该管路能量损失hf?5.1m,求水的流量为若干？水的密度为1000kg?m?3，粘度为1厘d泊。

解：令?=0.02，由达西式得：

u?2dhfg?ldu? ?u?2?0.082?5.1?9.8?1.724m?s?1

0.02?138Re???0.082?1.724?1000?1.141?105 ?31?10查莫迪图得??0.0175(?0.02)，说明?假设大了。

再令??0.0175，得u?2?0.082?5.1?9.81?1.843m?s?1

0.0175?1380.082?1.843?10005?1.51?10 ?31?10Re??再查莫迪图得??0.0175（符合）

?Q??4d2u?0.785?(0.082)2?1.843?9.73?10?3m3?s?1

泊。

解：令?=0.02，由达西式得：

u?2dhfg?ldu? ?u?2?0.082?5.1?9.8?1.724m?s?1

0.02?138Re???0.082?1.724?1000?1.141?105 ?31?10查莫迪图得??0.0175(?0.02)，说明?假设大了。

再令??0.0175，得u?2?0.082?5.1?9.81?1.843m?s?1

0.0175?1380.082?1.843?10005?1.51?10 ?31?10Re??再查莫迪图得??0.0175（符合）

?Q??4d2u?0.785?(0.082)2?1.843?9.73?10?3m3?s?1

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