工程流体力学习题与答案

1、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dy，而且速度梯度dvdy是流体微团的剪切变形速度d, ddt，故dt。( b)【1.3】 流体运动黏度u的国际单位是:(a ) mi/s ；

2、 (b) N/m ； ( c) kg/m ； (d) N - s/m2。2解：流体的运动黏度u的国际单位是 m /S。【1.4】理想流体的特征是:（a ）黏度是常数;（b）不可压缩;（0无黏性；2）符合(C )解：不考虑黏性的流体称为理想流体。【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 kdp=0.5 10，1 1051 -P20 000【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

3、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 ）【1.8】15c时空气和水的运动黏度：空气=15-2 10 m /s / 水 =1-146 10 m /s，这说明：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 与水的黏性力接近；（d）不能直接比较。解：空气的运动黏度比

4、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）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

5、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 OOOPa，当地大气压为O.IMPa，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。(c)【2.4】绝对压强Pab与相对压强p、真空压强Pv、当地大气压Pa之间的关系是：（a ）Pa PPv ；（ b）Pab Pa ；（ c）Pv = Pa一Pab ；（ d） P = Pv

6、Pa。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。【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 ） pip 2 P3； （ b） pi = p 2 = P3； （ c） pip解：设该封闭容器内气体压强为P02 P3 ； ( d )卩2卩1卩3。则P2 = P0 ,显然P3P2 ,而Pi ： P2 。P2习题2.6图习题2. 5图【2.6】用U形水银压差计测量水管内A、E两点的压强差，水银面高度hp= 10cm ,Pa- pb 为：(a ) 13.3

7、3kPa ； ( b) 12.35kPa ； ( c) 9.8kPa ； ( d) 6.4kPa。解.由于 PaH2Oh H2Ohp 二 Pb H2Oh Hghp(b)故 PaPb 珂 Hg 一 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。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

8、）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【2.9】2.10 】2.11 】计算题:【2.12】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,适用于粘性流体。（d）静水中斜置平面壁的形心淹深怩与压力中心淹深h的关系为见_ 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）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）液体在重力

9、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）试决定图示装置中A、h3=150mm, h4=250mm ,3N/m ,水h2=200mm,Y 2=133 400YB两点间的压强差。已知h1=500mm, h5=400mm,酒精丫 1=7 848N/m ,水银解：由于 Pa 3hi = P2 2人2而P3 =P21% =Pb (h5 h4)32h4因此P2 =PB (一人4)32h4 - 1h3即Pa - Pb 二 2h23

10、h5 -h42h4 - 1馆一 3h=3(h5- h4)2h4-1h3 -3h1= 133 400 0.2 9 810 (0.4 -0.25) 133 4000.25-7 848 0.15-9 810 0.5习题2.13图=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 p1 = p2 = *bz而 Pm = P3 AybBZ，Ay= 134 000 0

11、.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a 1.1sin :-为 A 和 a， A 100 ，8。习题2.14图hy:解：加压后容器的液面下降p = （ysin= h （ysin= ya）A= 0.793 9 810 （巡 吐）=126Pa8 100【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

12、0.795 , 闸门倾角a =60 o,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示。现将压力图F分解成三部分F1, F2,F3，而F =F3 ,hi1AE = 1.155m其中sin : sin60EB = 22.31msin ：sin60pEh =0.795 9 810 1 =7 799Pa油Pb = Pe水 h2=7 799 9 810 2 =2 419Pa11F1pEAE I 7 799 1.155 =4 504N22F2 二 PeEB 1=7 799 2.31 =18 016NF3- Pe)EB I 二丄(27 41

13、9 7 799) 2.31 =22 661N2 2故总压力 FF2 F3=4 504 18 016 22 661 =45.18kN设总压力F作用在闸门AB上的作用点为 D实质是求水压力图的形状中心离 开A点的距离。F AD = R 2 AE 十 F2(2 EB 十 AE) + F3(2 EB + AE)由合力矩定理，3232 1 24 504 - 1.155 18 016 (- 2.31 1.155) 22 661 (- 2.31 1.155) AD3-故45 180二 2.35m或者 hD = ADsina = 2.35 sin60 = 2.035mA匕E2D水h2h1F 3Pb油Pez习题

14、2.19图习题2.20图【2.24】如图所示一储水容器，容器壁上装有3个直径为d=0.5m的半球形盖，设 h=2.0m，H=2.5m，试求作用在每个球盖上的静水压力。解：对于a盖，11 H 2113Wag姑2訐2133= （2.5 -1.0）0.50.5 = 0.262m412Fza = Vpa =9 810 0.262 =2.57kN （方向 丫）对于b盖，其压力体体积为Vpbh 兀 213VpH-）-d 苕d2133= （2.5 1.0）0.520.53 =0.720m3412卩加八厂9 8100.720 = 7.063kN （方向对于c盖,静水压力可分解成水平及铅重两个分力，其中.-2：

15、:-2水平方向分力Fxc铅重方向分力FzcH d2=9 810 2.50.52 =4.813kN44（方向）二 Vpc =9 8100.53 =0.321kN12（方向J ）2.30】某空载船由内河出海时，吃水减少了 20cm ,接着在港口装了一些货物， 吃水增加了 15cm。设最初船的空载排水量为1 000t，问该船在港口装了 多少货物。设吃水线附近船的侧面为直壁，设海水的密度为 p =13026kg/m3解：由于船的最初排水量为1 ooot,即它的排水体积为1 000m , 它未装货时，在海水中的排水体积为V 二！000 = 974.66m31.026按题意，在吃水线附近穿的侧壁为直壁，则

16、吃水线附近的水1 000 -974.662S = 126.7m线面积为0.20因此载货量 W =126.7 0.15 1 026 = 19.50t = 191.3 kN第3章流体运动学选择题:2d r: v【3.1】用欧拉法表示流体质点的加速度a等于：（a）dt2 ；（ b）；（ c）（v，）v ；（d）V解：用欧拉法表示的流体质点的加速度为dvdt.:tv（ d）3.2】恒定流是：（a）流动随时间按一定规律变化；（b）各空间点上的运动要素不随时间变化；（c）各过流断面的速度分布相同；（d ）迁移加速度为 零。解：恒定流是指用欧拉法来观察流体的运动，在任何固定的空间点若流 体质点的所有物理量皆

17、不随时间而变化的流动（ b）【3.3】一元流动限于：（a）流线是直线；（b）速度分布按直线变化；（c）运动参数是一个空间坐标和时间变量的函数；（d）运动参数不随时间变化 的流动。解：一维流动指流动参数可简化成一个空间坐标的函数。（c）【3.4】均匀流是：（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。解：按欧拉法流体质点的加速度由当地加速度和变位加速度（亦称迁移加速度）这两部分组成，若变位加速度等于零，称为均匀流动（b）【3.5】无旋运动限于：（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。解：无旋运动也称势流，

18、是指流体 微团作无旋转的流动，或旋度等于零的流动。（d）3.6 】变直径管，直径 di = 320mm，d? = 160mm，流速V1-5m/s。V2为：（a）3m/s ； （ b） 4m/s ； （ c） 6m/s ； （ d） 9m/s。解：按连续性方程， 观察流体质点的物理量均不随时间而变化，但要注意的是这并不表示流V2=V|di0,当 |y|x| 时，u0当 1 yL:|x| 时，u 0对于 y “o,当1 y |x|时，u ：o当1 yp：:|x| 时，u o据此可画出流线的方向判别流动是否有旋，只要判别rot v是否为零，-V - u| 2222ax(y -x ) ay(y -x

19、)x :y :x:yz 22、小2,22、丄 c2= a(y _x ) _2ax -a(y - x ) 2ay =-2 ax2 2ay2 = 0所以流动是有旋的，不存在速度势。=2Umax2b3max3.29】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）u = -ay ， v = ax， w = 0cyexu 2 2 v 2 2（2）x y ， x y ，w=0式中a、e是常数。解：（1）判别流动是否有旋，只有判别rotv是否等于零。.:w.:v:=0-0 =0.:z:u:：w=0-0 =0；z:x:v.:u二=a -( _a) = 2axy所以 rotv二2ak流动为

20、有旋流动。-0中 1色和1 xy （） （a-a）角变形2氷刃2弋1 /臥丄勿、11 c“片才1(0 0) 1(二笛=1(0 0)z:x-0xz=0所以流动无角变形。.:w:v0-0=0(2)內生凤w c C C0-0=0:z :X:v:u c(x2 y2)2cx2(2 2 2(x y )-e(x2 y2) 2ey2.:x故流动为无旋y(x2 y2)2同理xy2 2=-c(x -y )2 2 2 (x y )=0xz-023.30】已知平面流动的速度分布u=x 24y，v = -2xy-2y。试确定流动： （1 ）是否满足连续性方程；（2）是否有旋；（3）如存在速度势和流函数， cp 屮求出和

21、 。解：（i）由divv是否为零=2x 2 2x 2 =0 .x ：y故满足连续性方程(2)由二维流动的rotv.:v: u：x；：y_2y -(_4) =0选择题【4.1】故流动有旋(3)此流场为不可压缩流动的有旋二维流动，存在流函数而速度势不存在? 2u = x 2x 4y-:y22积分得 =x y 2xy -2y f(x)v 二 2xy 2y:x故 2xy 2y f(X)=2xy 2yf(x)=0， f(x)=C因此二心 2x2/ (常数可以作为零)第4章理想流体动力学如图等直径水管，A A为过流断面，B B为水平面，1、上各点，各点的运动参数有以下关系：(a) Pi = P2 ；(2、

22、3、4为面b) P3 = P4 ；弋；(d)育勺當。习题4.1图解：对于恒定渐变流过流断面上的动压强按静压强的分布规律，即【4.2】Z P=C故在同一过流断面上满足伯努利方程中2gPl _ Z . P2Z2-g(C )表示（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。PGV2Z -解：伯努利方程：?g2g表示单位重量流体所具有的位置势能、压强势能和动能之和或者是总机械能。故（a）【4.3】水平放置的渐扩管，如忽略水头损失，断面形心的压强，有以下关系：（a） pip2 ； （ b） P = P2 ； （ c） P

23、i ： P2 ； （ d ）不定。解:水平放置的渐扩管由于断面1和2形心高度不变，但V2 : V1因此Pi ： P2 （ C）【4.4】粘性流体总水头线沿程的变化是：（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。解：粘性流体由于沿程有能量损失，因此总水头线沿程总是下降的（a）【4.5】粘性流体测压管水头线沿程的变化是：（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。解：粘性流体测压管水头线表示单位重量流体所具有的势能，因此沿程的变化计算题【4.6是不一定的。（d）如图，设一虹吸管a=2m,h= 6m,d= 15cm。试 求：（1）管内的流

24、量；（2） 管内最高点S的压强；（3）若h不变，点S继续升高（即a增大，而上端管口始终浸入水内）， 多大。问使吸虹管内的水不能连续流动的a值为解：（1）以水箱底面为基准， 对自由液面上的点 1和虹吸管下端出口处 2建立1-2流线伯努利 方程，则2P2V2亦其中乙二Z2 h，习题46图PP2“V1 =0V2J2 乂 9.81 汇 6 =10.85%ji管内体积流量Q =v2 d2 =10.850.150.19244以管口 2处为基准，对自由液面 1处及管内最高点 S列1- S流P1V1线伯努利方程。则z 1 Z Ps2g+ 2g其中Vs 二 V2=10.85m/sPs即2V29 807(-221

25、0.852)-78.46kPa2 9.81即S点的真空压强pv = 78.46kPa【4.8】 当h不变，S点y增大时，当S点的压强Ps等于水的汽化压强时, 此时S点发生水的汽化，管内的流动即中止。查表，在常温下（15C）水的汽化压强为 努利方程，其中1 697Pa （绝对压强）以管口 2为基准，列S-2点的伯2 2丫 2g 2 Y 2gz2 = 0Vs = V2ps =1 697 Pap2 =1 01325PaP2 一 Ps - h J 01325-1 697 6 =10.16-6=4.16m Y9 807（大气绝对压强）本题要注意的是伯努利方程中两边的压强计示方式要相同，由于 强，因此出口

26、处也要绝对压强。如图，水从密闭容器中恒定出流，经一变截面管而流入大气中，已知 H=7m, p = 0.3 at, A1=A3=50cm2, A=100cm2, A4=25cm 2,若不计 流动损 失，试求：（1 ）各截面上的流速、流经管路的体积流量；（2）各截面 上的总水头。解：（1）以管口 4为基准，从密闭容器自由液面上0列0 4流线伯努利方程，ps为绝对压点到变截面管出口处 4其中2g(H P) - 29.8厂(73)=14叹习题4.8图A25v3v414 二 7m/sA50v：142-10m2g 2 9.81由连续性原理，由于 A1 =人故v1 =v3又由于A3v3 = A4v4由于A2

27、v2 二 A4v4Av2v4 =2 A-25x13.5mS100 s【4.9】y二抑22 公式，分别算出流体下落y距离所需的时间，其中t1两孔射流在某处相交，它们的水平距离相等，% 二 2gh 色二,2gh,其中因此Q = A4v4 = 25汇 10,汉 14 = 0.035流经管路的体积流量4 4(2)以管口为基准，该处总水头等于10m，由于不计粘性损失，因此各截面上总水头均等于10m。如图，在水箱侧壁同一铅垂线上开了上下两个小孔，若两股射流在O点相交，试证明hZ1二h2Z2 o解：列容器自由液面0至小孔1及2流线的伯努利方程，可得到小孔处出流 速度v二J2亦。此公式称托里拆利公式(Tori

28、celli ),它在形式上与初始速 度为零的自由落体运动一样，这是不考虑流体粘性的结果。【4.14】如图，一消防水枪，向上倾角=30水管直径D=150mm,压力表读数p=3m水柱高，喷嘴直径d=75mm,求喷出流速，喷至最高点的高程及 在最高点的射流直径。解：不计重力，对压力表截面1处至喷咀出口 2处列伯努利方程2 2p1 一一 V1 _ p2 V2亦亦其中P17=3m另外，由连续方程得Vi2 2V2 -Vi =2g 3 =6gD.ZI1150 丿()V22V2L6281上式代入(a)式得16因此也二7-92m/S设最高点位置为 max，则根据质点的上抛运动有2(V2 sina) =2gyma

29、xymax(7.92 si n30；)22 9.81=0.8m(a)射流至最高点时，仅有水平速度 仏二/cos30，列喷咀出口处2至 最高点处3的伯努利方程(在大气中压强均为零)。j.8览2g 2g得V3 -,22 -0.8 2g=7.922 -0.8 2 9.81 =6.86m/s或者水平速度始终是不变的V3 二 V2cos307.92 0.866 = 6.86m/s由连续方程，最高点射流直径d3为:2訂2-d2V244d3 =d故A75i 7.92 = 80.6mm6.86习题414 图习题4.15图4.15 】如图，水以V=10m/s的速度从内径为50mm的喷管中喷出，喷管的一 端则用螺

30、栓固定在内径为100mm水管的法兰上，如不计损失，试求作用在连接螺栓上的拉力。解：由连续方程Vi二 d24di兀 2二V d24Vi故=Vd2=10的2100=2.5m/s对喷管的入口及出口列总流伯努利方程2 2Pi V =2 Y_2g2g其中 P = 0i 2222Pl =（V -Vi ） = 0.5汉1 000（10 -2.5 ） = 46 875N/m 得2取控制面，并建立坐标如图，设喷管对流体的作用力为 F。动量定理为 Fx = . MVxdAAi2：2：2F +口一d； =1 000x(-% d；+1 000VVd； 即444 2 2 2 2 2F =46 8750.12 1 000

31、 2.520.1 -1 000 1020.052故444= 220.8N则作用在连接螺栓上的拉力大小为220.8 N方向同F方向相反.第7章粘性流体动力学选择题：lvvl7.1速度v、长度l、重力加速度g的无量纲集合是:（a） g；（b)gl；（c）gv ；2 v（d）gl。解:（ d）。v、密度压强p的无量纲集合是IP2pv7.2速度:（a）v ；（:b)P ；(C):P（d）v。解：（d）。v丄l7.3速度lv、长度l、时间t的无量纲集合是：（a）lt ；( b)vl；（c）vt2 ( d)1vt。解:（ d ）。2 27.4压强差 p、密度、长度I、流量Q的无量纲集合是：（a ）pl ；

32、（ b）pQ ；. ：plQ? Q（c）卩;（d） Y M。解：（d ）。7.5 进行水力模型实验，要实现有压管流的动力相似，应选的相似准则是：（a） 雷诺准则；（b）弗劳德准则；（c）欧拉准则；（d）其它。解：对于有压管流进行水力模型实验，主要是粘性力相似，因此取雷诺数相等（a）7.6雷诺数的物理意义表示：（a）粘性力与重力之比；（b）重力与惯性力之比； （c）惯性力与粘性力之比；（d）压力与粘性力之比。解：雷诺数的物理定义是惯性力与粘性力之比（ c）7.7 压力输水管模型实验，长度比尺为8，模型水管的流量应为原型输水管流量的：（a） 1/2 ； （ b） 1/4 ； （ c） 1/8 ；（

33、 d） 1/16。Vpdp vmdm解：压力输水管模型实验取雷诺数相等即 P m ，若p m，2Vpd m = -1QmVmdm-211I2p-.|则 Vm dp，而 QpVpdp人 8（ c ）7.8判断层流或紊流的无量纲量是：（a）弗劳德数Fr ；（ b）雷诺数Re；（ c）欧 拉数Eu ； （ d）斯特劳哈尔数Sr。解：判断层流和紊流的无量纲数为雷诺数，当Re：2300为层流，否则为紊 流。（b）7.9在安排水池中的船舶阻力试验时，首先考虑要满足的相似准则是：（a）雷诺 数Re； （ b）弗劳德数Fr ； （ c）斯特劳哈尔数Sr ； （ d）欧拉数Eu。解：在安排船模阻力试验时，理论上

34、要满足雷诺准则和弗劳德准则，但Re数 和Fr数同时分别相等是很难实现的，而且Re数相等在试验条件又存在困难，因此一般是取实船和船模的弗劳德数相等。（b）7.10弗劳德数Fr代表的是之比：（a）惯性力与压力；（b）惯性力与重力；c）惯性力与表面张力；（d）惯性力与粘性力。 解：（b）7.11在安排管道阀门阻力试验时，首先考虑要满足的相似准则是：（a）雷诺数Re ；（b）弗劳德数Fr ； （ c）斯特劳哈尔数Sr ； （ d）欧拉数Eu。解：由于管道阀门阻力试验是粘性阻力，因此应满足雷诺数Re相等。（b）7.12欧拉数Eu代表的是之比：（a）惯性力与压力；（b）惯性力与重力；（c）惯性力与表面张力

35、；（d）惯性力与粘性力。 解：（a）第8章圆管中的流动选择题:8.1 水在垂直管内由上向下流动，相距I的两断面间，测 压管水头差h,两断面间沿程水头损失hf，则：（a）hf 二 h ；（b）hf =h 丨；习题8. 1图（c）hf =d _h ；（d）hf 9。解：上测压管断面为1,下测压管断面为2,设上测压管高度为hi,下测压管高度为h2，列1 t2伯努利方程，由于速度相等，故Z12上hf12f，故氏 “ g _h2 =h，答案为（a）。8.2 圆管流动过流断面上的切应力分布为：（a） 在过流 断面上是常数；（b）管轴处是零，且与半径成正比；（c）管壁处是零，向管 轴线性增大；（d）按抛物线

36、分布。习题8.2图解：由于圆管中呈层流，过流断面上速度分布为抛物线分布，设为=Umax亡1R2由牛顿内摩擦定律=4dr（c为常数），故在管轴中心r = 0处，切应力为零，r=R处，切应力为最大，且与半径成正比， 称为切应力呈K字分布，答案（b）。8.3在圆管流动中，紊流的断面流速分布符合：（a）均匀规律；（b）直线变化规 律；（c）抛物线规律；（d）对数曲线规律。解：由于紊流的复杂性，圆管的紊流速度分布由半经验公式确定符合对数分 布规律或者指数分布规律。答案（d）。8.4 在圆管流动中，层流的断面流速分布符合：（a）均匀规律；（b）直线变化规 律；（c）抛物线规律；（d）对数曲线规律。解：对圆

37、管层流流速分布符合抛物线规律。答案（c）。8.5变直径管流，小管直径d1，大管直径d2 = 2d1，两断面雷诺数的关系是：（a）=0.5Rd ；（ b） Re =Rd ；（c）Re!=1.5Re2 ；（ d） Rq=2Re2。Re 二解：圆管的雷诺数为Vd，由于小管直径d1处的流速V1是大管直径d2 = 2d1处流速V2的4倍，即V1 =4V2,故Re, =2Re2,答案（d）。8.6圆管层流，实测管轴上流速为0.4m/s，则断面平均流速为：（a） 0.4m/s ；（b） 0.32m/s ； （ c） 0.2m/s ； （ d） 0.1m/s。解：圆管层流中，管轴处的流速为最大，而断面平均流速是最大流速的一半，因此平均流速为0.2叹，答案（c）。8.7 圆管紊流过渡区的沿程摩阻因数 :（ a）与雷诺数Re有关；（b）与管壁