(完整版)工程流体力学习题集及答案 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/25 0:21:39星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

上海海事大学 学生联合会

第1章 绪论

选择题

【1.1】 按连续介质的概念,流体质点是指:(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。

解:流体质点是指体积小到可以看作一个几何点,但它又含有大量的分子,且具有诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。 (d) 【1.2】 与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是:(a)切应力和压强;(b)切应力和剪切变

形速度;(c)切应力和剪切变形;(d)切应力和流速。

???解:牛顿内摩擦定律是

dvdvdy,而且速度梯度dy是流体微团的剪切变形速度

(b)

2

d?d????dt,故dt。

2

2

【1.3】 流体运动黏度υ的国际单位是:(a)m/s;(b)N/m;(c)kg/m;(d)N·s/m。

2解:流体的运动黏度υ的国际单位是m/s。

(a)

p?RT【1.4】 理想流体的特征是:(a)黏度是常数;(b)不可压缩;(c)无黏性;(d)符合?解:不考虑黏性的流体称为理想流体。

(c)

【1.5】当水的压强增加一个大气压时,水的密度增大约为:(a)1/20 000;(b)

1/1 000;(c)1/4 000;(d)1/2 000。

解:当水的压强增加一个大气压时,其密度增大约

d? (a)

【1.6】 从力学的角度分析,一般流体和固体的区别在于流体:(a)能承受拉力,平衡时

不能承受切应力;(b)不能承受拉力,平衡时能承受切应力;(c)不能承受拉力,平衡时不能承受切应力;(d)能承受拉力,平衡时也能承受切应力。

解:流体的特性是既不能承受拉力,同时具有很大的流动性,即平衡时不能承受切应力。 (c)

【1.7】下列流体哪个属牛顿流体:(a)汽油;(b)纸浆;(c)血液;(d)沥青。

解:满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 (a)

?62?62o??15.2?10m/s??1.146?10m/s,这15C水空气【1.8】 时空气和水的运动黏度,说明:在运动中(a)空气比水的黏性力大;(b)空气比水的黏性力小;(c)空气

??kdp?0.5?10?9?1?105?120 000。

与水的黏性力接近;(d)不能直接比较。

解:空气的运动黏度比水大近10倍,但由于水的密度是空气的近800倍,因此水的黏度反而比空气大近50倍,而黏性力除了同流体的黏度有关,还和速度梯度有

关,因此它们不能直接比较。 (d)

【1.9】 液体的黏性主要来自于液体:(a)分子热运动;(b)分子间内聚力;(c)易变形

性;(d)抗拒变形的能力。解:液体的黏性主要由分子内聚力决定。 (b)

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第2章 流体静力学

选择题:

【2.1】 相对压强的起算基准是:(a)绝对真空;(b)1个标准大气压;(c)当 地大气压;(d)液面压强。

解:相对压强是绝对压强和当地大气压之差。 (c) 【2.2】 金属压力表的读值是:(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。

解:金属压力表的读数值是相对压强。 (b) 【2.3】 某点的真空压强为65 000Pa,当地大气压为0.1MPa,该点的绝对压强为:(a)65 000 Pa;(b)55 000 Pa;(c)35 000 Pa;(d)165 000 Pa。 解:真空压强是当相对压强为负值时它的绝对值。故该点的绝对压强

pab?0.1?106?6.5?104?35 000Pa。

【2.4】 绝对压强

(c)

pab与相对压强p、真空压强pv、当地大气压pa之间的关系是:

p?p?pv;p?pab?pa;p?pa?pab;p?pv?pa。(a)ab(b)(c)v(d)

解:绝对压强-当地大气压=相对压强,当相对压强为负值时,其绝对值即为真空压强。即

pab?pa?p??pv,故pv?pa?pab。

(c)

【2.5】 在封闭容器上装有U形水银测压计,其中1、2、3点位于同一水平面上,

其压强关系为:(a)p1>p2> p3;(b)p1=p2= p3;(c)p1

解:设该封闭容器内气体压强为

p0,则p2?p0,显然p3?p2,而

(c)

p2??气体h?p1??Hghp03水2h,显然

p1?p2。

A1汞hhpB习题2.5图

习题2.6图

【2.6】 用U形水银压差计测量水管内A、B两点的压强差,水银面高度hp=10cm, pA-pB为:(a)13.33kPa;(b)12.35kPa;(c)9.8kPa;(d)6.4kPa。

解:由于故

pA??H2Oh??H2Ohp?pB??H2Oh??Hghp

。 (b)

pA?pB?(?Hg??H2O)hp? (13.6?1)?9 807?0.1?12.35kPa【2.7】在液体中潜体所受浮力的大小:(a)与潜体的密度成正比;(b)与液体的密度成正比;(c)与潜体的淹没深度成正比;(d)与液体表面的压强成反比。

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解:根据阿基米德原理,浮力的大小等于该物体所排开液体的重量,故浮力的大小与液体的密度成正比。 (b) 【2.8】 静止流场中的压强分布规律:(a)仅适用于不可压缩流体;(b)仅适用

于理想流体;(c)仅适用于粘性流体;(d)既适用于理想流体,也适用于粘性流体。

解:由于静止流场均可作为理想流体,因此其压强分布规律既适用于理想流体,也

适用于粘性流体。

(d)

【2.9】 静水中斜置平面壁的形心淹深hC与压力中心淹深hD的关系为hC hD:

(a)大于;(b)等于;(c)小于;(d)无规律。

解:由于平壁上的压强随着水深的增加而增加,因此压力中心淹深hD要比平壁形

心淹深hC大。

(c)

【2.10】流体处于平衡状态的必要条件是:(a)流体无粘性;(b)流体粘度大;

(c)质量力有势;(d)流体正压。

解:流体处于平衡状态的必要条件是质量力有势 (c) 【2.11】液体在重力场中作加速直线运动时,其自由面与 处处正交:(a)重

力;(b)惯性力;(c)重力和惯性力的合力;(d)压力。

解:由于流体作加速直线运动时,质量力除了重力外还有惯性力,由于质量力与等压面是正交的,很显然答案是

(c)

计算题:

【2.12】试决定图示装置中A、B两点间的压强差。已知h1=500mm,h2=200mm,h3=150mm,h4=250mm ,h5=400mm,酒精γ1=7 848N/m3,水银γ2=133 400 N/m3,

3

水γ3=9 810 N/m。

A水2h211h33水银h43酒精4B水h5h1

解:由于

习题2.12图

pA??3h1?p2??2h2

p3?p2??1h3?pB?(h5?h4)?3??2h4

p2?pB?(h5?h4)?3??2h4??1h3

因此 即

pA?pB??2h2??3?h5?h4???2h4??1h3??3h1??3(h5?h4)??2h4??1h3??3h1

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?133 400?0.2?9 810?(0.4?0.25)?133 400?0.25

?7 848?0.15?9 810?0.5 ?55 419.3Pa?55.419kPa

【2.13】试对下列两种情况求A液体中M点处的压强(见图):(1)A液体是水,B液体是水银,y=60cm,z=30cm;(2)A液体是比重为0.8的油,B液体是比重为1.25的氯化钙溶液,y=80cm,z=20cm。

解(1)由于

液体p1?pB3

习题2.13图A液体3y1z2p1?p2??Bz

M 而

pM?p3??Ay??Bz??Ay

?134 000?0.3?9 810?0.6?46.086kPa

(2)

pM??Bz??Ay

?1.25?9 810?0.2?0.8?9 810?0.8?8.731kPa

【2.14】在斜管微压计中,加压后无水酒精(比重为0.793)的液面较未加压时的

液面变化为y=12cm。试求所加的压强p为多大。设容器及斜管的断面分别

1a1sin???8。 为A和a,A100,

pAΔhya?p=0时液面γ

习题2.14图解:加压后容器的液面下降

Δh?y?A

ya)A

p??(ysin??Δh)??(ysin??

?0.793?9 810?(0.120.12?)?126Pa8100

【2.19】 矩形闸门AB宽为1.0m,左侧油深h1=1m ,水深h2=2m,油的比重为0.795,

闸门倾角α=60o,试求闸门上的液体总压力及作用点的位置。

解:设油,水在闸门AB上的分界点为E,则油和水在闸门上静压力分布如图所

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