流体力学课后习题与解答

1、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。1.2 作用于流体的质量力包括：（ ）（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：（ ）（a）N；（b）Pa；（c）；（d）。1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（ ）（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 水的动力黏度随温度的升高：（ ）（a）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：（ ）（a）；（

2、b）；（c）；（d）。1.7 无黏性流体的特征是：（ ）（a）黏度是常数；（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：（ ）（a）1/20000；（b）1/10000；（c）1/4000；（d）1/2000。2.1 静止流体中存在：（ ）（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：（ ）（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：（ ）（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

3、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：（ ）（a）65000Pa；（b）55000Pa；（c）35000Pa；（d）165000Pa。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：（ ）（a）=+；（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：（ ）（a） >>；（b）=；（b） （c）<<；（d）<<。2.7 用U形水银压差计测量水管内A、B两点的压强差，水银面高差hp=10cm,-为：（ ） （a）13.33kPa；（b

4、）12.35kPa；（c）9.8kPa；（d）6.4kPa。2.8 露天水池，水深5 m处的相对压强为：（ ）（a）5kPa；（b）49kPa；（c）147kPa；（d）205kPa。2.9 垂直放置的矩形平板挡水，水深3m，静水总压力P的作用点到水面的距离为：（ ）（a）1.25m；（b）1.5m；（c）2m；（d）2.5m。2.10 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）与潜体淹没的深度成正比；（d）与液体表面的压强成反比。2.12 用多管水银测压计测压，图中标高的单位为m，试求水面的压强。2.13 绘制题图中面上的压强分布图。2.23

5、 矩形平板闸门，一侧挡水，已知长=2m，宽=1m，形心点水深=2m，倾角=，闸门上缘处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力。2.24 矩形闸门高=3m，宽=2m，上游水深=6m，下游水深=4.5m，试求：（1）作用在闸门上的静水总压力；（2）压力中心的位置。2.25 矩形平板闸门一侧挡水，门高=1m，宽=0.8m，要求挡水深超过2m时，闸门即可自动开启，试求转轴应设的位置。2.26 一弧形闸门，宽2m，圆心角=，半径=3m，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。2.27 密闭盛水容器，水深=60cm，=100cm，水银测压计读值=25cm，试求半径=

6、0.5m的半球形盖所受总压力的水平分力和铅垂分力。3.1 用欧拉法表示流体质点的加速度等于：（ ）（a）；（b）；（c）；（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：（ ）（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：（ ）（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：（ ）（a）流线是直线的流动（b）迹线是直

7、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=320mm,=160mm,流速=1.5m/s。为：（ ）（a）3m/s；（b）4m/s；（c）6m/s；（d）9m/s。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）=；=；=3.14已知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。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（a） =；（b）=；（c）+=+；（d）+=+。数有以下关系：（ ）4.2伯努利方程中+表示：（ ）（a）单位重量流体具有的机械

8、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：（ ）（a）>；（b）=；（c）<；（d）不定。4.4黏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。4.5黏性流体测压管水头线的沿程变化是：（ ）（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。4.8利用皮托管原理，测量水管中的点速度。如读值=60mm，求该点流速。4.10水在变直径竖管中流动，已知粗管直径=300mm，流速

9、=6。为使两断面的压力表读值相同，试求细管直径（水头损失不计）。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，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。4.17水由喷嘴射出，已知流量=0.4，主管直径=0.4，喷口直径=0.1m，水头损失不计，求水流作用在喷嘴上的力。4.19矩形断面的平底渠道，其宽度为2.7m，渠底在某断面处抬高0.5m，该断面上游的水深为2m，下游水面降低0.15m，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。7.1比较在正常工作条件下，

10、作用水头，直径相等时，小孔口的流量和圆柱形外管嘴的流量：（ ）（a）>；（b）<；（c）=；（d）不定。7.2圆柱形外管嘴的正常工作条件是：（ ）（a）=（34），>9m；（b）=（34），<9m；（c）>（34），>9m；（d）<（34），<9m。7.3图示两根完全相同的长管道，只是安装高度不同，两管的流量关系是：（ ）（a）<；（b）>；（c）=；（d）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=3，通过的流量为：（ ）（a）=；（b）=1.5；（c）=1.73；（d）=3。7.5并联管道1、2、3、A、B

11、之间的水头损失是：（ ）（a） =+；（b）=+；（c）=+；（d）=。7.6长管并联管道各并联管段的：（ ）（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。（a） 、都减小；（b） 减小，不变，减小；（c）减小，增加，减小；（d）不变，增加，减小。7.7并联管道阀门为全开时各段流量为、，现关小阀门，其他条件不变，流量的变化为：（ ）7.10水箱用隔板分为、两室，隔板上开一孔口，其直径=4cm，在室底部装有圆柱形外管嘴，其直径=3cm。已知=3m，=0.5m，试求：（1），；（2）流出水箱的流量。7.11有一平底空船，其船底面积为8，船舷高为0.5m，船自重

12、为9.8kN，现船底破一直径10cm的圆孔，水自圆孔漏入船中，试问经过多少时间后船将沉没。7.14虹吸管将池中的水输入池，已知长度=3m，=5m，直径=75mm，两池水面高差=2m，最大超高=1.8m，沿程摩阻系数=0.02，局部损失系数：进口=0.5，转弯=0.2，出口=1，试求流量及管道最大超高断面的真空度。7.16水从密闭容器，沿直径=25mm，长=10m的管道流入容器，已知容器水面的相对压强=2at，水面高=1m，=5m，沿程摩阻系数=0.025，局部损失系数：阀门=4.0，弯头=0.3，试求流量。8.1明渠均匀流只能出现在：（ ）（a）平坡棱柱形渠道；（b）顺坡棱柱形渠道；（c）逆坡

13、棱柱形渠道；（d）天然河道中。8.2水力最优断面是：（ ）（a）造价最低的渠道断面；（b）壁面粗糙系数最小的断面；（c）过水断面积一点，湿周最小的断面；（d）过水断面积一定，水力半径最小的断面。8.3水力最优矩形渠道断面，宽深比是：（ ）（a）0.5；（b）1.0；（c）2.0；（d）4.0。8.8在流量一定，渠道断面的形状、尺寸和壁面粗糙一定时，随底坡的增大，正常水深将： （a）增大；（b）减小；（c）不变；（d）不定。8.9在流量一定，渠道断面的形状、尺寸一定时，随底坡的增大，临界水深将：（ ）（a）增大；（b）减小；（c）不变；（d）不定。8.10宽浅的矩形断面渠道，随流量的增大，临界底

14、坡将：（ ）（a） 增大；（b）减小；（c）不变；（d）不定。8.12梯形断面土渠，底宽=3m，边坡系数=2，水深=1.2m，底坡=0.0002，渠道受到中等养护，试求通过流量。8.13修建混凝土砌面（较粗糙）的矩形渠道，要求通过流量=9.7，底坡=0.001，试按水力最优断面设计断面尺寸。答案1-11-8 dcdbb aca 2-12-10 acbdc cbbca 2-12解：（kPa）答：水面的压强kPa。2-132-23解：（kPa）（kPa）（kN）对A点取矩，有（kN）答：开启闸门所需拉力kN。2-24解：（1）图解法。压强分布如图所示：（kPa）（kN）合力作用位置：在闸门的几何中

15、心，即距地面处。2-25解：当挡水深达到时，水压力作用位置应作用在转轴上，当水深大于时，水压力作用位置应作用于转轴上，使闸门开启。（kPa）（m）转轴位置距渠底的距离为：（m）可行性判定：当增大时增大，则减小，即压力作用位置距闸门形越近，即作用力距渠底的距离将大于米。答：转轴应设的位置m。2-26解：（1）水平压力：（kN）（）（2）垂向压力：（kN）（）合力：（kN）答：作用在闸门上的静水总压力kN，。3-13-6 dbcbc c3.13解：（1）不能出现。（2）能出现。（3）不能出现。3.14解：答：速度在方向的分量。4-14-5 cacad4-8解：（m/s）答：该点流速m/s。4-10

16、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解：其中：；（m）（m3/s）（l/s）答：此时管中流量l/s。4-17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：（kPa）（m/s）（m/s）（2）取控制体如图所示，列动量方程。（kN）答：水流作用在喷嘴上的力为kN。4-19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，m（m3/s）（m/s）（m/s）（2）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。7-17-7 bbccd cc 7-10解： 要保持不变，则补充水量应与流出水量保持相等，即孔口出流量、管嘴出口流量均为。 可解得：（m）（m）（l/s）答：（1）m，m；（2）流出水箱的流量L/s。7-11解： 设船底到水面的水深为，船中水深为，下沉过程是平稳的，则有：从孔口流入的流量为，为常数。 当船沉没时： （s）答：