流体力学第二版课后习题问题详解

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1、word答案 ：第一章习题答案选择题单项选择题1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：da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：ca压力；b摩擦阻力；c重力；d外表X力。1.3 单位质量力的国际单位是：daN；bPa；c；d。1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：ba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 水的动力黏度随温度的升高：ba增大；b减小；c不变；d不定。1.6 流体运动黏度的国际单位是：aa；b；c；d。1.7 无黏性流体的特征是：ca黏度是常数；

2、b不可压缩；c无黏性；d符合。1.8 当水的压强增加1个大气压时，水的密度增大约为：aa1/20000；b1/10000；c1/4000；d1/2000。1.9 水的密度为1000，2L水的质量和重量是多少？解：kgN答：2L水的质量是2kg，重量是19.614N。的油料，重量为4410N，试求该油料的密度是多少？解：kg/m3答：kg/m3。1.11 ，其密度为850，试求其运动黏度。解：m2/s答：其运动黏度为m2/s。1.12 有一底面积为60cm40cm的平板，质量为5Kg，沿一与水平面成20角的斜面下滑，平面与斜面之间的油层厚度为，求油的动力黏度。解：平板受力如图。沿轴投影，有：答：

3、油的动力黏度。1.13 为了进展绝缘处理，将导线从充满绝缘涂料的模具中间拉过。导线直径为；涂料的黏度，模具的直径为，长度为20mm，导线的牵拉速度为50，试求所需牵拉力。解：kN/m2N答：所需牵拉力为N。1.14 一圆锥体绕其中心轴作等角速度旋转=16，锥体与固定壁面间的距离=1mm，用=0.1的润滑油充满间隙，锥底半径R=0.3m，高H=m。求作用于圆锥体的阻力矩。解：选择坐标如图，在处半径为的微元力矩为。其中答：作用于圆锥体的阻力矩为。1.15 pa时，体积为1000，压强为10Mpa时，体积为995，试求液体的体积弹性模量。解：Mpam3pa答：液体的体积弹性模量pa。1.16 图示为

4、压力表校正器，器内充满压缩系数为10-10的液压油，由手轮丝杠推进活塞加压，活塞直径为1cm，丝杠螺距为2mm，加压前油的体积为200mL，为使油压达到20Mpa，手轮要摇多少转？解：m3设手轮摇动圈数为，如此有圈即要摇动12圈以上。答：手轮要摇12转以上。1.17 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。假如系统内水的总体积为8，加温前后温差为50，在其温度X围内水的膨胀系数。求膨胀水箱的最小容积。解：m3答：膨胀水箱的最小容积m3。1.18 钢贮罐内装满10的水，密封加热到75，在加热增压的温度和压强X围内，水的热膨胀系数10-4/，体积弹性模量=

5、2109，罐体巩固，假设容积不变，试估算加热后罐壁承受的压强。解：自由膨胀下有：又Mpa加热后，钢罐内的压强为Mpa。设表压强。答：加热后罐壁承受的压强是Mpa。1.19 汽车上路时，轮胎内空气的温度为20，绝对压强为395kPa，行驶后轮胎内空气的的温度上升到50，试求这时的压强。解：设满足理想气体方程，如此有：假设，可解得kPa答：这时的压强为kPa。第二章习题答案选择题单项选择题2.1 静止流体中存在：aa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：ca绝对真空；b1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

6、：ba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65000Pa，当地大气压为0.1MPa,该点的绝对压强为：da65000Pa；b55000Pa；c35000Pa；d165000Pa。2.5 绝对压强与相对压强、真空度、当地大气压之间的关系是：ca=+；b=+；c=-；d=+。2.6 在密闭容器上装有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：ca；b=；c；d0的流线。解： 或 为线性方程答：流线方程为。=，=，其中为常数。试求流线方程并画出假如干条流线。解： 为圆心在的圆族。答：流线方程为，为圆心在的圆族。=。求=1时的

7、流线方程，并画出14区间穿过轴的4条流线图形。解：当秒时，过的流线为：过的流线为：过的流线为：过的流线为：答：=1时的流线方程为。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=2；=2=；=3=；=；=解：1不能出现。2能出现。3不能出现。3.14不可压缩流体平面流动，在方向的速度分量为=-2+2。试求速度在方向的分量。解：答：速度在方向的分量。的风口，试求风口出流的平均速度。解： 其中：m3/s，m3/sm3/sm/s答：风口出流的平均速度m/s。3.16求两平行平板间，流体的单宽流量，速度分布为=。式中=0为中心线，=为平板所在位置，为常数。解：单宽流量为：答：两平行平板

8、间，流体的单宽流量为。3.17如下两个流动，哪个有旋？哪个无旋？哪个有角变形？哪个无角变形？1=，=；=02=，=，=0式中、是常数。解：1有旋。无角变形。2无旋不包括奇点。存在角变形运动。=2+3，=2+3，=2+3。试求旋转角速度和角变形速度。解：答：旋转角速度，角变形速度。第四章习题答案选择题单项选择题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：ca=；b=；c+=+；d+=+。+表示：aa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

9、略水头损失，断面形心点的压强，有以下关系：ca；b=；c；d不定。4.4黏性流体总水头线沿程的变化是：aa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：da沿程下降；b沿程上升；c保持水平；d前三种情况都有可能。平面流动具有流函数的条件是：d无黏性流体；b无旋流动；c具有速度势；d满足连续性。，直径=，=，高差=，今测得=30，=40，处断面平均流速=.。试判断水在管中的流动方向。解：以过A的水平面为基准面，如此A、B点单位重量断面平均总机械能为：mm水流从B点向A点流动。答：水流从B点向A点流动。4.8利用皮托管原理，测量水管中的点速度。如读

10、值=60mm，求该点流速。解：m/s答：该点流速m/s。4.9水管直径50mm，末端阀门关闭时，压力表读值为21，如不计水头损失，求通过的流量。解：1水箱水位m2阀门开启后，从水箱液面到仪表处列伯努利方程，可得：m/sm3/s答：通过的流量m3/s。4.10水在变直径竖管中流动，粗管直径=300mm，流速=6。为使两断面的压力表读值一样，试求细管直径水头损失不计。解：以过下压力表处的水平面为基准面，列伯努利方程如下：，m，取，当时，有：m/s由连续性方程mm答：细管直径为mm。4.11为了测量石油管道的流量，安装文丘里流量计，管道直径=200mm，流量计喉管直径=100mm，石油密度=850，

11、流量计流量系数=0.95。现测得水银压差计读书=150mm，问此时管中流量是多少。解：其中：；mm3/sl/s答：此时管中流量l/s。4.12水箱中的水从一扩散短管流到大气中，直径=100mm，该处绝对压强=0.5大气压，直径=150mm，试求水头，水头损失忽略不计。解：1以出水管轴线为基准面，列管径与处的伯努利方程，可得：取，kPam/s2从液面到短管出口列能量伯努利方程。m答：水头m。从大气中吸入空气，直径=200mm处接一根细玻璃管，管中的水上升=150mm，求进气流量空气的密度=。解：以集流器轴线的水平面为基准面，从距进口一定距离的水平处列到测管处的伯努利方程，可得：不计损失，取其中，

12、如此m/sm3/s答：进气流量m3/s。4.14一吹风装置，进排风口都直通大气，风扇前、后断面直径=1m，排风口直径=，排风口风速=40，空气的密度=，不计压强损失，试求风扇前、后断面的压强和。解：以过轴线的水平面为基准面，以与截面列伯努利方程：其中，m/s，Pa从大气到断面，列伯努利方程：其中，相对压强，Pa答：风扇前、后断面的压强Pa，Pa。形管，管内液柱长度为，使液面离开平衡位置而造成液柱振荡，水头损失忽略不计，求液柱的振荡方程=。解：取0-0断面为基准面，由非恒定流的伯努利方程：，令，如此答：液柱的振荡方程。4.16水力采煤用水枪在高压下喷射强力水柱冲击煤层，喷嘴出口直径=30mm，出

13、口水流速度=54，求水流对煤层的冲击力。解：取控制体如图，受力如图。kN水流对煤层的作用力与构成作用力与反作用力，大小为kN，方向向右。答：水流对煤层的冲击力kN，方向向右。4.17水由喷嘴射出，流量，主管直径，喷口直径=，水头损失不计，求水流作用在喷嘴上的力。解：1取过轴线的水平面为基准面，列螺栓断面与出口断面的伯努利方程：kPam/sm/s2取控制体如下列图，列动量方程。kN答：水流作用在喷嘴上的力为kN。4.18闸下出流，平板闸门宽=2m，闸前水深=4m，闸后水深=，出流量=8，不计摩擦阻力，试求水流对闸门的作用力，并与按静水压强分布规律计算的结果相比拟。解：1由连续方程m/sm/s2由

14、动量方程，取控制体如图。kNkN答：水流对闸门的作用力kN，按静水压强分布规律计算的结果kN。4.19矩形断面的平底渠道，其宽度为，渠底在某断面处抬高，该断面上游的水深为2m，下游水面降低，如忽略边壁和渠底阻力，试求：1渠道的流量；2水流对底坎的冲力。解：1以上游渠底为基准面，列上、下游过水断面的能力方程：其中：，m，m，m，mm3/sm/sm/s2取控制体如图，列动量方程.kN答：1渠道的流量m3/s；2水流对底坎的冲力kN。4.20如下不可压缩流体、平面流动的速度场分别为：1=；=2=；=3=；=试判断是否满足流函数和流速势的存在条件，并求、。解：1，满足连续方程，流速数存在。又，有旋，故

15、不存在。，流速数2，流动不存在。3，故流速数存在。又，有旋，故存在势函数。流函数与势函数满足：解得：又可解得：，4.21 平面流动的速度为直线分布，假如=4m，=80，试求：1流函数；2流动是否为有势流动。解：，当m，m/s。s-1，由连续性条件：，当时，。s-1流动有旋。答：1流函数；2流动有旋。4.22 平面无旋流动的速度为速度势，试求流函数和速度场。解：；答：流函数；速度场，。4.23 平面无旋流动的流函数，试求速度势和速度场。解：，答：；，。4.24 平面无旋流动的速度势，试求速度场。解：4.25 无穷远处有一速度为的均匀直线来流，坐标原点处有一强度为的汇流，试求两个流动叠加后的流函数，驻点位置以与流体流入和流过汇流的分界限方程。解：无穷远均匀直线流的速度势为：在方向的流速为，方向为零。，在原点的汇流为：，零流线方程：驻点位置：过的流线方程为即答：流函数，驻点位置，流体流入和流过汇流的分界限方程。60 / 60