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1、第 一 章 习 题 答 案选 择 题（单选题）1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d）（a）流体的分子；（b）流体内的固体颗粒；（c）几何的点；（d）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。1.2 作用于流体的质量力包括：（c）（a）压力；（b）摩擦阻力；（c）重力；（d）表面张力。1.3 单位质量力的国际单位是：（d）（a）N；（b）Pa；（c）NI kg ；（d）m/s2 01.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b）（a）剪应力和压强；（b）剪应力和剪应变率；（c）剪应力和剪应变；（d）剪应力和流速。1.5 水的动力黏度U随温度的升高：（b）（a）增大；（b）减
2、小；（c）不变；（d）不定。1.6 流体运动黏度1/的国际单位是：（a）（a）m/s2；（b）N/mz；（c）kg/m；（d）N-s Im21.7 无黏性流体的特征是：（c）（a）黏度是常数：（b）不可压缩：（c）无黏性；（d）符合E =RT。P1.8当 水的压强增加1 个大气压时，水的密度增大约为：（a）（a）1/2 0 0 0 0；（b）V 1 0 0 0 0；（c）1/4 0 0 0；（d）1/2 0 0 0 01.9 水的密度为1 0 0 0 k g/n?,2 L水的质量和重量是多少？解：m -p V-1 0 0 0 x 0.0 0 2 =2 （k g）G =m g =2 x 9.8
3、0 7 =1 9.6 1 4 （N）答：2 L水的质量是2 k g,重量是1 9.6 1 4 N。1.1 0 体枳为0.5 加3 的油料，重量为4 4 1 0 N,试求该油料的密度是多少？3 m G/g 4 4 1 0 9.8 0 7 3.解：p =-=-=-=8 9 9.3 5 8 （k g/m3）V V 0.5答：该油料的密度是8 9 9.3 5 8 k g/m31.1 1 某液体的动力黏度为0.005,其密度为8 5 0 像/机 试 求 其 运 动 黏 度。丫 =幺=2:22=5 882x10-6(m2/s)p 850答：其运动黏度为5.882x10-6 m2/So1.1 2有一底面积为
4、60cmX40cm的平板，质量为5Kg,沿-与水平面成20角的斜面下滑,平面与斜面之间的油层厚度为0.6mm,若下滑速度0.84W/S,求油的动力黏度。解：平板受力如图。沿S轴投影，有：G-sin20-r=07=一 N=Gsin 208.=-G-s-i-n-2-0-0-8-=-5-x-9-.8-0-7-x-s-i-n-2-0-x-0-.-6-x-l-0-_-3-=5_.0_ x1i0n _2(,kyg/)、U-A 0.6x0.4x0.84/m s答：油的动力黏度=5.0 x10-2 k%s。1.1 3 为了进行绝缘处理，将导线从充满绝缘涂料的模具中间拉过。已知导线直径为0.8 m m：涂料的黏
5、度=0.0 2 P a 7,模具的直径为0.9 m m,长度为2 0 m m,导线的牵拉速度为50m/s ,试求所需牵拉力。解:T=u=0.0 2 x85 0 x 1 0 0 0(0.9-0.8)/2=2 0 (k N/m2)T=7td-l-T=0.8 x 1 0 3 x 2 0 x 1 0 3 x 2 0 =1.0 1 (N)答:所需牵拉力为1.0 1 N。1.1 4 -圆锥体绕其中心轴作等角速度旋转。=1 6 a d/s,锥体与固定壁面间的距离S=l m m,用=0.1 尸 a-S 的润滑油充满间隙，锥底半径R=0.3 m,高 H=0.5 m。求作用于圆锥体的阻力矩。271rdz 0 3d
6、M=rd7AA r=1-5-=LI-2-万-1-c-ocos-r 8其 中“R=/ZHYIH2+R2,-azH.户 手”=2 内 必 寿26XO.1X16XO33XV5?2x1x10-339.568(N-m)答：作用于圆锥体的阻力矩为39.568 N-m。1.1 5 活塞加压，缸体内液体的压强为O.IMpa时，体积为1000 c m3,压强为lOMpa时,体积为995 c m3,试求液体的体积弹性模量。解：A/?=(1 0 0.1)x l 06=9.9 (M pa)P=(9 9 5-1 0 0 0)x 1 0-6 =_ 5 x l 0-6 (m3)K=-w/v9.9 x l Q6一 5 x 1
7、 OY。1 0-6=1.9 8 x 1 0 9(pa)答：液体的体积弹性模量K=1.9 8 x 1 C T p a。1.1 6 图示为压力表校正器，器内充满压缩系数为后=4.75X l(Tm 2/N 的液压油，由手轮丝杠推进活塞加压，一知活塞直径为1 c m,丝杠螺距为2 m m,加压前油的体积为200mL,为使油压达到20M pa,手轮要摇多少转？解:K VVP：.A r=-4.7 5 X 1 0-1 0 X2 0 0 X 1 O-6 X 2 0 X 1 06=-1.9 X1 0-6(m3)设手轮摇动圈数为，则有工才.44 A K兀 d,kl4 x(-1.9 x l 0-6)7TX(1X10
8、-2)2X(-2X10 3)1 2.1 0 圈即要摇动12圈以上。答：手轮要摇1 2 转以上。1.1 7 图 示为一水暖系统，为了防止水温升高时，体积膨胀将水管胀裂，在系统顶部设一膨胀水箱。若系统内水的总体积为8 优3,加温前后温差为5 0 ,在其温度范围内水的膨 胀 系 数=0.0 0 0 5 V ,求膨胀水箱的最小容积。V散热器锅炉解:T：.V =a/A T =0.00051x8x50=0.204(m3)答：膨胀水箱的最小容积0.2041.1 8 钢贮罐内装满1 0 的水，密封加热到7 5 ,在加热增压的温度和压强范围内，水的热膨胀系数4,=4.1 X 1 0 /,体积弹性模量k=2 X
9、1 0 9 N/，罐体坚固，假设容积不变，试估算加热后罐壁承受的压强。解：“业T.自由膨胀下有：首=。/4 7又入母A A p =-A：=-(zr-A 7 =4.1X1 0-4X2X1 09X(7 5 -1 0 )=5 3.3(Mp a)加热后，钢罐内的压强为。=2 0 +&?=5 3.3 Mp a。设p 0=0 （表压强）。答：加热后罐壁承受的压强是5 3.3 Mp a。1.1 9 汽车上路时，轮胎内空气的温度为20,绝对压强为3 9 5 k P a,行驶后轮胎内空气的的温度上升到5 0,试求这时的压强。解：设满足理想气体方程，则有：E匕=R =-T假设匕=匕，可解得,二2 2 二3 9 5
10、 匕P1V227 3 +20 27 3 +5 0=4 3 5.4 (k P a)答：这时的压强为4 3 5.4 k P a。第 二 章 习 题 答 案选 择 题（单选题）2.1 静止流体中存在：（a）（a）压应力；（b）压应力和拉应力；（c）压应力和剪应力；（d）压应力、拉应力和剪应力。2.2 相对压强的起算基准是：（c）（a）绝对真空；（b）1 个标准大气压；（c）当地大气压；（d）液面压强。2.3 金属压力表的读值是：（b）（a）绝对压强；（b）相对压强；（c）绝对压强加当地大气压；（d）相对压强加当地大气压。2.4 某点的真空度为6 5 000P a,当地大气压为O.I M P a,该点
11、的绝对压强为：（d）（a）6 5 000P a；（b）5 5 000P a；（c）3 5 000P a；（d）16 5 000P a。2.5 绝对压强.而与相对压强p、真空度p,、当地大气压z 之间的关系是：（c）（a）P0bs=P+P r；）p=p“bs+P j（C）pv=pa-pabs 2 P3；(b)Pl=P2=P3；(c)P|P2 Vp 3；(d)P 2 V p i pc=p g =1 7.6 8 4 k P a(2)B C 压强分布图为：B17.653C0答：使河床处不漏水，向工作室4送压缩空气的压强是U 7.6 8 4 k P a。2.2 3 输水管道试压时，压力表的读值为8.5
12、a t,管道直径d=l m,试求作用在管端法兰堵头上的静水总压力。解：P=p./=工。2.p=8.5 x9 8.0 7 xl 0 0 0 x工xF =6 5 4.7 (k N)4 4答：作用在管端法兰堵头上的静水总压力为6 5 4.7 k N o2.24矩形平板闸门4 8,一侧挡水，已知长/=2m,宽b=l m,形心点水深.=2m,倾角a =4 5。，闸门上缘Z处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力乙解：(1)解析法。P -pc-A=hcpg-bl=1 O O O x9.8 0 7 x2 x 1 x 2=3 9.228 (k N)=3 总bPhc 7 7 2 22-I-=-
13、1-si n a hc si n 4 5 0 -1-2-x-2Dl-si n a si n 4 5=2 0+2=2.9 4 61 2(m)对A点取矩，当开启闸门时，拉力T满足:尸(如一”)T，/c ose =0P-1-1 2 夕 2 0/+i=-sin a 2=3.9228X 上 l-c os d 2 x c os 4 5=3 1.0 0 7 (k N)当T 23 1.0 0 7 k N时，可以开启闸门。(2)图解法。压强分布如图所示:=1 2.6 8 (k P a)pB=hc+si n4 5 pg=26.5 5 (k P a)/、lb(1 2.6 8 +26.5 5)x2x1P=(P#PB)
14、5 =-J=3 9.23 (k N)对 A 点取矩，有 ZA+E Z 3 7-Z 3-c os4 5 =01 1 2PA-l-b-+pB-pAy i-b -l nr N NJ/c os 4 5 21 2.6 8 xl xl +(26.5 5-1 2.6 8)xl x-c os 4 5 0=3 1.0 0 9 (k N)答：开启闸门所需拉力T=3 1.0 0 9 k N。2.2 5 矩形闸门高=3 m,宽b=2 m,上游水深力1=6 m,下游水深入2=4.5 m,试求：（1）作用在闸门上的静水总压力；（2）压力中心的位置。解：（1）图解法。压强分布如图所示:P 二 P =(九一)一仇一 )0 g
15、=(i)P g=(6-4.5)x1 0 0 0 x9.8 0 7=1 4.7 1 (k P a)尸=.0.6 =1 4.7 1 x3 x2=8 8.26 3 (k N)合力作用位置：在闸门的几何中心，即距地面(L 5 m,g)处。(2)解析法。=ta n-1 -=36.8 7 P,P,答：作用在折板上的静水总压力P =9 8.07 k N。2.28金属矩形平板闸门，门高/?=3m,宽6=l m,由两根工字钢横梁支撑，挡水面与闸门顶边齐平，如要求两横梁所受的力相等，两横梁的位置必、出应为多少？解h 3静水总压力：P=-.pg-/?/=xl000 x9.807xl=44.132(kN)2 2总压力
16、作用位置：距渠底(m)3对总压力作用点取矩，.凡=R22 2 4p h2 h2设水压力合力为5,对应的水深为；-pg b=pg b：.h=/?=2.1213(m)22/.V.=-h,=1.414(m)3 4%=”一凹=4-1.414=2.5 8 6 (m)答：两横梁的位置乂=1.414 m、y2=2.5 8 6 m.,2.29 一弧形闸门，宽2 m,圆心角。=30。，半径R=3 m,闸门转轴与水平齐平，试求作用在闸门上的静水总压力的大小和方向。解：（1）水平压力：x=（-s i；a）pg.b忸吧1 3 9.8。72=22.06 6 (k N)(-)(2)垂向压力：Pz=V pg =pg R2-
17、7?s i n -7?c o s a(7rx 2 32、=9.8 07 x-s i n 300c o s 30 x 2I 12 2 J=7.9 9 6 (k N)(t )合力：P =1 P；+P；=122.06 6 2+7.9 9 6 2=23.47 0(k N)P0-a r c ta n =19.9 2pxAPB答：作用在闸门上的静水总压力尸=23.47 0 k N,6 =19.9 2。2.3 0 挡水建筑物一侧挡水，该建筑物为二向曲面（柱面），zax2,。为常数，试求单位宽度曲面上静水总压力的水平分力与和铅垂分力R。1解：(1)水平压力：Px p-g,h-=pgh2 3)物(2)铅垂分力：
18、P_=pg A-j (h-zyixo=p g h x-I 3 J()1答：单位宽度曲面上静水总压力的水平分力4 =n g 2,铅垂分力尸=2 2 2 g 4口。2 3 a2.31半径为R,具有铅垂轴的半球壳内盛满液体，求作用在被两个互相正交的垂直平面切出的皿 球面上的总压力和作用点。的位置。解：(1)Px=pg3 3)P,肥 3)形 心 坐 标Z c =pgA 7rR2 4R吆4（2）同理，可 求 得Py(3)P：=Vpg=-pgO=；pgR(/)衣2兀R J J r2 smO-d3d(pdr0 0 01 .W-pg-47T(-OJ=；Q g+*带 意 外 (1 )P=把+P；+P：=0.7
19、045 p g/?35在x o y平 行 平 面 的 合 力 为 p g R 3 ,在与轴成45 铅 垂 面 内，16 J D.arctan z=arctan 1.=arctan-=48.00Px y V2/3 4.D 点的位置为：zD=7?sin48.00=0.7437?XD=yD=Rcos48.00。4=0.473火答：作用在被两个互相正交的垂直平面切出的皿球面上的总压力P=0.7045/?gA3,作用点 D 的位置巧,=yD=0.473/?,z=0.743/?。2.3 2在水箱的竖直壁面上，装置一均匀的圆柱体，该圆柱体可无摩擦地绕水平轴旋转，其左半部淹没在水下，试问圆柱体能否在上浮力作用
20、下绕水平轴旋转，并加以论证。77Z 7777/7,答：不能。因总水压力作用线通过转轴。，对圆柱之矩恒为零。证明：设转轴处水深为为，圆柱半径为火，圆柱长为6。则有 Px-h()-pg-2R b-Ipg hR b()切入=A)+到转轴。的作用距离为幺即为。从2处12 二箝h 2R-b 3/%P：=V p g兀R22-b-pg(t)到。轴的作用距离为3 44 7?两力对。轴的矩为：R 切X-上 一3 4c,c,R2 兀片,4R2pgh0R h-p g b 3%2 3 兀=M I.”河二02.3 3密闭盛水容器，水深力产6 0 cm,Z?2=1 0 0 cm,水银测压计读值A A=2 5 c m,试求
21、半径R=0.5m的半球形盖45所受总压力的水平分力和铅垂分力。解：(1)确定水面压强外。pG=h-pH-g=p g h-h P)=1 0 0 0 x 9.80 7 x(0.2 5 xl 3.6-0.6)=2 7.4 6 0 (k P a)(2)计算水平分量巴。Px=pc-A=(p0+h2pg)-7rR2=(2 7.4 6 0 +1.0 x 9.80 7)x0.52zr2 9.2 6 9 (k N)（3）计算铅垂分力上。八 4兀 a 1 4 x7 r x0.5，.r_ /、P,-Vpg -x xpg=-x9.80 7 =2.56 7 （k N）3 2 6答：半球形盖N 8所受总压力的水平分力为2
22、 9.2 6 9 k N,铅垂分力为2.56 7 k N。2.3 4球形密闭容器内部充满水，已知测压管水面标高=8.5m,球 外 自由水面标高V2=3.5m,球直径。=2 m,球壁重量不计，试求：（1）作用于半球连接螺栓上的总压力；（2）作用于垂直柱上的水平力和竖向力。V1解：（1）取上半球为研究对象，受力如图所示。万x2?4x（8.5-3.5）x1 0 0 0 x9.80 71 54.0 4 8(k N)冗JT x 22 p=-(V1-V2)-/?g=-x(8.5-3.5)xl 0 0 0 x9.80 7 =1 54.0 4 8(k N)=0F,=F,=0答：(1)作用于半球连接螺栓上的总压
23、力为1 54.0 4 8k N；(2)作用于垂直柱上的水平力和竖向力.=6=0。2.3 5极地附近的海面上露出冰山的一角，已知冰山的密度为920k g/m3,海水的密度为1 0 2 5修/机3，试求露出海面的冰山体积与海面下的体积之比。V解：设冰山的露出体积为匕，在水上体积为七。则 有 化+%)夕冰遭=匕夕海水g.维、丫2)冰乂 =皿1 =竺 1 =0.114匕外 920答：露出海面的冰山体积与海面下的体积之比为0.114。第 三 章 习 题 答 案选择题(单选题)3.1 用欧拉法表示流体质点的加速度)等于：(d)d r c)n r)ij (a)、；(b)一 ；(c)(“)；(d)+(V)W
24、od r dt dt3.2 恒定流是：(b)(a)流动随时间按一定规律变化；(b)各空间点上的流动参数不随时间变化；(c)各过流断面的速度分布相同；(d)迁移加速度为零。3.3 一维流动限于：（c）（a）流线是直线；（b）速度分布按直线变化；（c）流动参数是一个空间坐标和时间变量的函数；（d）流动参数不随时间变化的流动。3.4 均匀流是：（b）（a）当地加速度为零；（b）迁移加速度为零；（c）向心加速度为零；（d）合加速度为零。3.5 无旋流动限于：（c）（a）流线是直线的流动；（b）迹线是直线的流动；（c）微团无旋转的流动；（d）恒定流动。3.6 变直径管，直径q=320mm,%=160mm
25、,流速匕=1.5m/s。%为：（a）3m/s：（b）4m/s：（c）6m/s；（d）9m/so2.3 6 已知速度场工=2/+2+2 ,Uv=t-y+z,U:=t+X-Z 试 求 点(2,2,1)在f=3时的加速度。解:-dti-+u8ur dur diir-+M-+u,-dt dx dy dz=2+(2/+2x+2y 2+(1 y+z)2+0=2+6/+4x+2_y+2z=2(3/+2x+y+z+1)du、,duv duvar=-+ux-+wv-+u.-dt dx-dy dz=1 +0(Z-j/+z)+(/+x z)-l=l+x+y-2 zadu.du,du.du7z +Ux +l,y+Uz
26、 dt dx dy dz=1 +(2/+2.x+2y)+0-+x-z)(3,2,2,l)=2x(3x3+2x2+2+l+l)=34(m/s2)av(3,2,2,1)=1 +2+2 2=3(m/s2)生(3,2,2,l)=l +3 +2+4 +l =l l (m/s2)a=+c Ty+=-J 34+32+1 12=3 5.86 (m/s2)答：点(2,2,1)在t=3 时的加速度a =3 5.86 m/s 2。,1 ,3.8已知速度场，=町 2 ,“广-一 3,肛=9。试求：（1）点（1,2,3）的加速度；（2）是几维流动；（3）是恒定流还是非恒定流；（4）是均匀流还是非均匀流。解：d ur d
27、 ur d u、d ur 4 2 4.1 4ar=-+ur-+w-+w.-=x y x y+0 =一孙.S t d x y d y -d z 3 3d uv d uv d uv d uv 1 ,1,aY5 =d t-+uxx-d x-+uvy-d y-+u.z-8z=0+0+3-y+0 =3-，y5w,3 1 3-=0+AY x yd z 323%(l,2,3)=；x l x 24=g(m/s2)1 .77av(1,2,3)=x 25=-y (m/s2)&(l,2,3)=gxlx2 3=g(m/s2)a J a；+a；+a j =13.06（m/s2）（2）二维运动，空间点的运动仅与X、坐标有
28、关;（3）为恒定流动，运动要素与/无关；（4）非均匀流动。3.9管道收缩段长/=60c m,直径Z）=20c m,d=10c m,通过流量。=0.2加/s ,现逐渐关闭调节阀门，使流量成线性减小，在 20s 内流量减为零，试求在关闭阀门的第10s 时，管轴线上 Z点的加速度（假设断面上速度均匀分布）。QA解：解法一0 7流量函数：e（z）=o.2-z =0.2（1-0.05/）直径函数：4（、）=。5（2一%）=5 4+（1-.流速方程（0 2/）：X）=4 g,）万才（x）加速度:,、du dud(xt)=-F U-)dt dx4 8Q d7td2(x)dt 7i dx47vd(x丁（一0.
29、01）+,号.（一1）疝瑞心力扃母hB.”;/=0.2;0.1=0 5(m)0(10)=0.1(m3/s)代入得:4a AA=-r-x O.152-。F(0.2-01、10.6，=35.01(m/s2)解法二近似解法d u d ua=-u d t d xd u _ u2-uxd x 21在Z =10(s)时，。=0.1(m3/s),d=0.15(m).d u _ 4 f 0,2 V-4x 0.01 _ 1,78d t T id11 20)T id1 7i0.1x 4 40%=-r =一 乃 x o.r 7t _0_._ _1_x_4 _1_01 万 x O.2?7i0.1x 4 17.78U=
30、-7 =-万x O.15 n.1.78 17.78(40 10)/乃 ,2xA a.=-+-一=44.47(m/s2)人 冗 n 21答：在关闭阀门的第10s时，管轴线上Z点的加速度为35.01 m/s?。3.10 已知平面流动的速度场为=uy=b,a、6为常数，试求流线方程并画出若干条上半平面(y 0)的流线。解：.&电%叫:.bd x -ad y=0bx -ay =c 或 y =x +cr为线性方程a答：流 线 方 程 为=3.11 已 知 平 面 流 动 的 速 度 场 为 人=-u=,CX,其中c为常数。试求流线方x2+y2 y X-+y2程并画出若干条流线。解：占也Mv Uyc x
31、d x +c y d y=0 x2+y2=c,2 为圆心在(0,0)的圆族。答：流线方程为1+歹2=，2,为圆心在（0,0）的圆族。3.12 已知平面流动的速度场为Z=（4y 6x）/；+（6y 9x）/7。求 时 的 流 线 方 程，并画出IWX W4区间穿过x轴的4条流线图形。解：空 =J（4y-6x）f（6y-9x）/当/=1 秒时，（6y-9x）&=（4y 6x）如3（2y-3x）dx-2（2y-3x）dy=03dx-2dy=03x-2y=c过（1,0）的流线为：3x-2y=3过（2,0）的流线为：3x-2y=6过（3,0）的流线为：3x-2y=9过（4,0）的流线为：3x-2y=12
32、答：时的流线方程为3x-2y=c。3.13 不可压缩流体，下面的运动能否出现（是否满足连续性条件）？(1)ux=2x2+y2；wv=x3-x(y2-2y)(2)ux=xt+2y；uv=xt2-y t(3)ux-y2+2xz；uv=-2yz+x2yzw =1 x 2 z 2+,x 3 y4z 2解：4+=4x-x(2尸2)w0dx dy,不能出现。du 6u(2);+-=Z-/=0dx dy工能出现。(3).，*+胃+詈=2z-2z+-0不能出现。3.14 已知不可压缩流体平面流动，在y方向的速度分量为uy=y2-2x+2 y.试求速度在x方向的分量火。d x d y/.ux-(2+2j )x
33、+c(y)=-2x-2x y+答：速度在x方向的分量*=-2%-2盯+c(y)。3.15 在送风道的壁上有一面积为C M/的风口，试求风口出流的平均速度4m3/s2.5 m%解：。=。2 +。3 其中：21=4 m3/s,2,=2.5m3/s/.03=4-2.5=1.5(m3/s)O,=v -s i n 30 =0.4 x x v/.v =-=7.5(m/s)0.2答：风口出流的平均速度u =7.5m/s。3.16求两平行平板间，流体的单宽流量,已知速度分布为U=m a x 口 一式中J=0为中心线，V=6 为平板所在位置，“m a x 为常数。+b解：单宽流量为：7=1 0 Ju d y-b
34、0 A 1 A=2 k b-h=加 m a x4答：两平行平板间，流体的单宽流量为g b“m a x。3.17下列两个流动，哪个有旋？哪个无旋？哪个有角变形？哪个无角变形？(1)ux-ay ,uy=ax；u.=o(2)uxc y-F，%x +ye x-，U r=0 x2+y2式中4、c,是常数。解：(1)c o,d u1，网、有旋。(2)CD,1 (现，d ux d.-1 (3M V.d u J；(a a)=0 无角变形。2 1 Sx d y?122 d x d y )2 1 Sr d y?CX1 4-J/2)-2c x2-c x2+y2)+2c y222x2+y221 2c-2c(一+/2x
35、2+y22=0 无旋(不包括奇点(0,0)。1 产+叼21s x d y J 2 卜 2+力(x?+用存在角变形运动。3.1 8 已知有旋流动的速度场*=2y+3z,%=2Z+3X,=2X+3。试求旋转角速度和角变形速度。叫解：（Ox(0.2 7 V 3+叼+色=答：旋转角速度3、.=9,=公=1，角变形速度内=、,-=2。AJ-z 2 2第 四 章 习 题 答 案选 择 题（单选题）4.1等直径水管，A-A为过流断面，B-B为水平面，1、2、3、4 为面上各点，各点的流动参数有以下关系：（C）A1(a)P=P2；p3=p4;(c)z,+=z2+；(d)z3+=z4+Pg Pg Pg Pg4.
36、2 伯努利方程中z+2+丝表示：（a）Pg 2g（a）单位重量流体具有的机械能；（b）单位质量流体具有的机械能；（c）单位体积流体具有的机械能；（d）通过过流断面流体的总机械能。4.3 水平放置的渐扩管，如忽略水头损失，断面形心点的压强，有以下关系：（c）（a）P i P2；（b）Pi=P2；（c）P i p2;（d）不定。4.4 黏性流体总水头线沿程的变化是：（a）（a）沿程下降；（b）沿程上升；（c）保持水平；（d）前三种情况都有可能。4.5 黏性流体测压管水头线的沿程变化是：（d）（a）沿程下降；（b）沿程上升；（c）保持水平；（d）前三种情况都有可能。4.6 平面流动具有流函数的条件是
37、：（d）无黏性流体；（b）无旋流动；（c）具有速度势；（d）满足连续性。4.7 变直径的管段4 8，直径刈=0.2m,%=0.4m,高差今测得-3 0左N/m2,pR=0kN/,8处断面平均流速以=1.5机/5.。试判断水在管中的流动方向。Bx7/.q=kyjgH -H=1a-23答：流量“的关系式为q=4回。5.15已知文丘里流量计喉管流速n与流量计压强差4 7、主管直径4、喉管直径d2、以及流体的密度p和运动黏度丫有关，试用冗定理证明流速关系式为v=J詈,ReAJ证明：v=八/皿4&,0,丫）选择基本量Ap,，P则：兀、=v乃2vp%d?p4p 八解得：LT-二 M%匚 a、T-2%If
38、M，匚3 八d=01Y x=-T1 =_%+4-3%-=-2a0=%+%27-1 _ M。2 匚a 2 T 2gLp2 MY U371=Ma2+Z2-a2 3/2 T 2ct2 1 A 1 102=，瓦=1，/2=-2L-M0 1/丫3匚。3+区_3y32a3，%=0,夕3 =1 ,/3=0二%=0（2，乃3）5.16球形固体颗粒在流体中的自由降落速度/与颗粒的直径/、密度P s 以及流体的密度P,动 力 黏 度 、重 力 加 速 度 g 有 关，试 用 不 定 理 证 明 自 由 沉 降 速 度 关 系 式证明：,/=/(,PcP，,g)取基本量为d、g,p贝|J：乃 -；乃,=-乌-；万
39、3 -g-1 d“gAp八 2 dg。2Ph 3 dg 片 ph量纲关系：LT-日M?匚11 =4+片-3%,=/|M LTTZ50厂2AM 丁 力%=0=0=0=1_ 3-21=2=1-1=%+四 一 3%5.17圆形空口出流的流速n 与作用水头”重力加速度g 有关，试用）定理推导空口、空口直径”、水的密度夕和动力黏度、解:：v=f(H,d,p,p,g)取基本量为H,g,p贝 l j:7T.=-;兀、-;7Z-,-力-Hagppr 2 HS gp,ph 3 H%g。p，；有量纲关系：LT-沙T*、MH匚3八1 cl c=%=5,自=/，=1=a2=l,/72=0,/2=0_Llf-T2p-M
40、71卅丁 3 =1 n%=3血=必=1日lfT*M八 匚3h 3 2 2=其矶可见，孔口出流的流速系数与%及R e有关。答：空口流量公式为0 =二兀d一2 12g H 1万,R e ）。45.18用水管模拟输油管道。已知输油管直径500m m,管 长100m m,输油量0.1/7?/5,油的运动黏度为150X10-6m2 Is。水管直径25m m,水的运动黏度为1.01X10-6m2 IS。试求：（1）模型管道的长度和模型的流量；（2）如模型上测得的压强差（2/e g）,”=2.3 5c m水柱，输油管上的压强差（八夕/房）0是多少？皿,500“，150X10-6解：4=-20；4,=-7-=
41、14 8.515 25 l.O l x l O-6以雷诺数准则设计实验。=7.4 26j=l 00 LM=（m）LM LM20义=J-=2-Z2=7.4 26 x 202=29 7 0.4QM jQM=0.03 4 （l/s）答：（1）模型管道的长度。“=5 m,模型的流量。“=0.03 4 L/s；（2）如模型上测得的压强差(A p/pg),=2.35cm 水柱，输油管上的压强差组 P S)p=1.30 mo5.19 为研究输水管道上直径600mm阀门的阻力特性，采用直径300m m,几何相似的阀门用气流做模型实验。已知输水管道的流量为0.283 m3/s ,水的运动黏度为U=1XW6m2/
42、s,空气的运动黏度为瞑=1.6X 1062/$。试求模型的气流量。解：以雷诺准则，则 有 Re=f 里 4 5x10-6/1.6x10-5 1 T 600/300 321-8X22-1-32-A2-/y%-4-QMQ 0.283二 W=2.264答：模型的气流量2“=2.264 m3/s。5.2 0 为研究汽车的动力特性，在风洞中进行模型实验。已知汽车高%=1.5m,行车速度,风洞风速匕,=45/w/s,测得模型车的阻力夕=1.4kN,试求模型车的高度%,及汽车受到的阻力。解:、，108x1000/.0A._-V-P-_-/-3-6-0-0-_vw 451L54 _（幽/）5%72风洞实验可选
43、用雷诺准则，即R ePP=/，PM-152-PM=L 4 (kN)另：R e =(里 =(v )亚 =2.8x 106,在阻力平方区。p1.6x l 0-5则有也九.2 2.8x 106,即 2型 以2=0.62(m)口4 5即能满足阻力自模拟条件。答：模型车的高度3=1.0m,汽车受到的阻力为1.4 kN。5.21 为研究风对高层建筑物的影响，在风洞中进行模型实验，当风速为9加/S时，测得迎风面压强为4 27 V/W2,背风面压强为-20N/加2,试求温度不变，风速增至127 7 7/s时，迎风面和背风面的压强。解：.胡=(组 空或E1力(pv2)M.可算得，风速增至12km/h时。门2 Y
44、 2300 紊流v 131x10R e,=2300 n =2300 x=2300 x“人=0.03m/sc V c d 0.16-1 4有一矩形断面的小排水沟，水 深15 cm ,底 宽20 cm ,流 速0.15 m/s,水 温10,试判别流态。解：R=-Zbhb+2h0.2x0.150.2+2x0.15=0.06m_ vR 0.15x0.06Re=-V 1.31X10-6=6870575紊流6-1 6应用细管式粘度计测定油的粘滞系数。已知细管直径d=8 m m ,测量段长l=2 m,实测油的流量Q=70 cm3/s,水银压差计读值h=30 cm，油的密度Q=901kg/m3o试求油的运动粘
45、度丫 和动力粘度。月械牛.4。4x70u=-=139。/sn*”x(0.81hf13600-901901Pi-/_ PLP/hx30=4.228m。油g。油64v/u2ud d 2g=422.8x2gd 264/v1960 x0.8264x200 x139=2.98xl05m2/s校核流态叫+接翼22”岭g gdh 2 1 A u.八-=-=0题5T4图du、g S4一L,d、=y2dx“max4g7图号不符6-2 7 水管直径为50 m m ,k 2 两断面相距15 m,高差3 m,通过流量Q=6/s,水银压差计读值为250 m m ,试求4+及+生=乙+三Pg 2g-pgu;+-+九2g
46、7小-Z,-FP:Pg J=hf12.6%=12.6x0.25=3.15加hf=A =3.15/2/Z d 2g3 15A=-_r=0.02215 3.062-X-0.05 19.66-29水池中的水经弯管流入大气中（题 6-26图），已知管道的直径 d=100mm,水平段A B 和倾斜段B C 的长度均为l=50m,高差hi=2m,h2=25m,B C 段设有阀门，沿程阻力系数2=0.035,管道入口及转弯的局部水头损失不计。试 求：为使A B 段末段B 处的真空高度不超过7m,阀门的局部阻力系数：最小应是多少？此时的流量是多少？解：取水池自由液面和B处断面列伯努利方程:P g 2 g-pg
47、 2 g，2乡因 为：zt-z,=p j=O p、=-7pg I,=0所 以:v2=3.0 8 8 m/s取B处断面和C处断面列伯努利方程：7 夕、U 7 P，4 ,Z,+-=Z；+-+h pg 2 g _ pg 2g因 为：Z,-Z3=/b v2=v3 p3=0所 以：h=18mI V h=/=+2 )d 2g-hx 2g I。；(b)Q 9m；(b)/=(34)d,/0(34)d,HQ9m；(d)/(34)d,o。2；(C)。尸。2；”)不定。7.4 并联管道1、2,两管的直径相同，沿程阻力系数相同，长度，2=3/1，通过的流量为：(c)12。=。2；(b)。=1.5 2；(C)Q=1.7
48、 3 2；=3Q2 ,7.5 并联管道1、2、3、A、B之间的水头损失是：(d)A2B3（a）hjAB=h,l+hj-2+h,3；（b）hf AB-/I +h2；（c）hAB-h f j /3 ；（d）hf AB=hf i=hf 2=hf 3。7.6 长管并联管道各并联管段的：（c）（a）水头损失相等；（b）水里坡度相等；（c）总能量损失相等；（d）通过的流量相等。7.7 并联管道阀门为K全开时各段流量为9、2、Q，现关小阀门K,其他条件不变，流量的变化为：（c）（a）Q、。2、。3 都减小；（b）减小，。2 不变，0 减小；（C）减小，。2 增加，。3 减小；（d）不变，。2 增加，。3 减
49、小。7.8 有一薄壁圆形孔口，直径d为 1 0 m m,水 头 为 2 m。现测得射流收缩断面的直径4 为8 m m,在 3 2.8 s时间内，经孔口流出的水量为0.0 1 加,试求孔口的收缩系数,流量系数，流速系数8及孔口局部损失系数7。A e2解：=0.6 4A 1 02 Q=A =*%0.0为1/2.8x9.807x2x-x0.0124=0.62夕=幺=些=0.97y/2gH E 0.64答：孔口的收缩系数 =0.6 4,流量系数=0.6 2,流速系数0=0.9 7,孔口局部损失系数二=0.06。7.9薄壁孔口出流，直径d=2cm,水箱水位恒定H=2m,试求：（1）孔口流量4；（2）此孔
50、 口 外 接 圆 柱 形 管 嘴 的 流 量（3）管嘴收缩断面的真空高度。解：Q=,2 g =0.62 x x OS?x j 2g x 2=1.22(/s)Q=0.82x?x0.022 x 12gx 2=1.61(/s)以收缩断面C-C到出口断面n-n列伯努利方程：2 _ P”I(匕一匕 fPg 2g pg 2g 2gHv=P，Pc=-(匕一与fPg 2gL 24 x1.6 1 x1 0-3 1-0.6 4_ 乃 X 0.0 2 2 J 0 6 49.8 0 7=1.5 0 6 (m)答：(1)孔口流量4=1.2 2 s；(2)此孔口外接圆柱形管嘴的流量Q=1.6 1 L/s；(3)管嘴收缩断