中国矿业大学流体力学复习题

中国矿业大学流体力学复习题（32学时）一、填空题1、流体是一种受任何微小的都会产生连续的物质。2、牛顿内摩擦定律：，其中的比例系数称为。3、作用在流体上的力可分为和两类。4、水力学中，单位质量力是指作用在单位_____液体上的质量力。5、单位质量力的量纲是。6、对于不同的流体，体积弹性系数的值不同，弹性模量越，流体越不易被压缩。7、某点处的绝对压强等于该处的减去该处的。8、某点处的真空等于该处的减去该处的。9、某点处的相对压强等于该处的减去该处的。10、根据的大小，粘性流体的流动状态可分为和。11、根据流体是否有粘性，流体可分为和。12、根据流动参数随时间的变化，流体流动可分为流动和流动。13、连续性方程是定律在流体力学上的数学表达形式。14、总流伯努利方程是在流体力学上的数学表达形式。15、计算局部阻力的公式为：；计算沿程阻力的公式为：。16、相似条件包括、和。17、沿程阻力主要是由于引起的，而局部阻力则主要是由于引起的。18、连续性方程表示控制体的________守恒。19、液体随容器作等角速度旋转时，重力和惯性力的合力总是与液体自由面____。20、圆管层流中断面平均流速等于管中最大流速的。二、简答题1、简述液体与气体的粘性随温度的变化规律，并说明为什么？2、请详细说明作用在流体上的力。3、简述连续介质假说。4、何谓不可压缩流体？在什么情况下可以忽略流体的压缩性？5、流体静压力有哪两个重要特征？6、不同形状的敞开的贮液容器放在桌面上，如果液深相同，容器底部的面积相同，试问作用于容器底部的总压力是否相同？桌面上受到的容器的作用力是否相同？为什么？7、相对平衡的液体的等压面形状与什么因素有关？8、静力学的全部内容适用于理想流体还是实际粘性流体？或者两者都可？为什么？9、叙述帕斯卡原理，试举例说明它在工程中的应用。10、何谓压力体？压力体由哪些面围成的？11、试述文丘里管测量流量的原理，如果通过文丘里管的流量保持不变，试问管道倾斜放置与水平放置的两种情况，测得差压计的液面高差是否会改变？为什么？12、简述沿程阻力系数随雷诺数的变化规律，并画出其趋势图。13、流体在渐扩管道中，从截面1流向截面2，若已知在截面1处流体作层流流动。试问，流体在截面2处是否仍保持层流流动？为什么？14、在串联管道、并联管道中，各管段的流量和能量损失分别满足什么关系？15、简述水力光滑管和水力粗糙管的定义。一根确定的管子是否永远保持为水力光滑管或水力粗糙管？为什么？16、简单叙述沿程阻力和局部阻力的定义，试分析产生这两种损失的原因。17、何谓缓变流和急变流？在缓变流截面上，压强分布有何规律？18、写出总流伯努利方程，并简述其物理意义。19、简述流线的定义，并写出流线方程。20、何谓系统和控制体？它们有何区别与联系？三、计算题1、一块平板距离另一块固定的平板0.5mm，两平板间充满某种流体，上平板在4.8N的力作用下，以0.25m/s的速度移动。如果上平板的面积为2.4m2，求该流体的粘度。2、一底面积为45x50cm2，高为1cm的木块，质量为5kg，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s，油层厚度1cm，斜坡22.620(见图示)，求油的粘度。3、一块平板距离另一块固定的平板0.5mm，两平板间充满粘度为0.004PaS的某种流体，如果上平板的面积为2.4m2，求使上平板以0.25m/s的速度移动所需的作用力。4、直径76mm的轴在同心缝隙为0.03mm，长度为150mm的轴承中旋转，轴的转速为226r/min,测得轴径上的摩擦力矩为76N.m，试确定缝隙中油液的动力粘度。5、如图所示，U形管压差计与容器A连接，已知h1=0.25m，h2=1.61m，h3=1m。求容器A中水的绝对压强和真空。6、如图所示，直线行使的汽车上放置一内装液体的U形管，长L=500mm。试确定当汽车以加速度a=0.5m/s2行驶时两直管中的液面高度差。第5题图第6题图7、图所示为一圆柱形容器，直径d=300mm，高H=500mm,容器内装水，水深h1=300mm，使容器绕垂直轴做等角速旋转。（1）试确定水正好不溢出时的转速n1；（2）求刚好露出容器底面时得转速n2；这时容器停止旋转，水静止后得深度h2等于多少？第7题图第8题图u第2题8、如图所示为绕铰链O转动的倾斜角α=60o的自动开启式水闸，当水闸一侧的水位H=2，另一侧的水位h=0.4时，若要使闸门自动开启。试求铰链至水闸下端的距离x。9、圆柱体半径mr2，长mL5，如图放置在斜面上。求水作用在圆柱上的力。第9题图第10题图第11题图10、如图，圆柱体直径4m，两边均有水作用，水深如图所示。如果圆柱体长度为12m，试求作用在圆柱体上合力的大小和方向。11、如图，有一圆柱形闸门。已知H=5m，θ=600，闸门宽度为B=10m。求作用在闸门上的总压力的大小及方向。12、已知平面流动的速度分量为：22yxux，yxuy22。求流线方程。13、已知流场的速度分布为jyxyiyxxv222244，求证通过任意一个以原点为圆心的同心圆的流量都是相等的（z方向取单位长度）[提示：流场速度用极坐标表示。]14、如图是离心风机的集流器，风筒直径为200mm。当测压管中的水柱高度为250mm时，求集流器的吸气量。空气密度取1.29kg/m315、如图所示，水从井A利用虹吸管引到井B中，设已知体积流量qv=100m3/h，H=3m，z=6m，不计虹吸管中的水头损失。试求虹吸管的管径d及上端管中的负计示压强值p。16、如图所示，离心式水泵借一内径d=150mm的吸水管以q=60m3/h的流量从一敞口水槽中吸水，并将水送至压力水箱。设装在水泵与吸水管接头上的真空计指示出负压值为39997Pa。水力损失不计，试求水泵的吸水高度H。第14题图第15题图第16题图17、密度为830kg/m3的油水平地射向直立的平板。已知油的速度为20m/s，油柱的直径为0.1m。求油对平板的打击力。18、连续管系中的90o渐缩弯管放在水平面上，管径d1=15cm，d2=7.5cm，入口处水平均流速v1=2.5m/s，静压pe1=6.86×104Pa（计示压强）。如不计能量损失，试求支撑弯管在其位置所需的水平力。19、喷水泉的喷嘴为一截头圆锥体，其长度l=0.5m，两端的直径d1=40mm，d2=20mm,竖直装置。若把计示压强p1e=9.807×104Pa的水引入喷嘴，而喷嘴的能量损失hw=1.6m（水柱）。如不计空气阻力，试求喷出的流量qv和射流的上升高度H。20、沿直径d=200mm的管道输送润滑油，流量qm=9000kg/h，润滑油的密度ρ=900kg/m3，运动粘度冬季为ν=0.0001092m2/s，夏季为ν=0.0000355m2/s。试分别判断冬夏两季润滑油在管中的流动状态。21、在一水箱距离水面3m处开一个直径为6cm的小孔，为了使水箱内的水面保持不变，问每秒必须向水箱内加多少水？22、在直径为30cm的水平管道上用水作沿程损失实验，在相距120m的两点用水银差压计（上面为水）测得的水银柱高度差为33cm，已知流量为0.23m3/s，问沿程损失系数等于多少？23、如图，一股射流以速度V水平射到倾斜平板上，体积流量为Q。求射流对平板的打击力和上下两股分射流的流量。第23题图第24题图第25题图24、水从水箱沿着长为L=2m，直径d=40mm的竖直管流入大气，不计管道的入口损失，管道沿程损失系数λ=0.04，试求管道中起始断面A的压强与水箱内的水位h之间的关系式。并求当h为多少时，此断面的压强与水箱外的大气压强相等。25、水泵系统如图，管径mmd200，流量为smQ/1.03，吸水管与压水管的总长为30m，沿程阻力系数02.0；吸水管设有带阀门的莲蓬头0.2阀，所有弯头3.0弯（一共有3个弯头），两水面高差mz.10，求水泵扬程。26、水池中的水从变截面管道排出，前两段的直径依次为100mm和75mm；最后一段是渐缩管，出口直径为50mm。如果排出的质量流量为14kg/s，求所需的水头h，并画出测压管水头线。27、嵌入支座内的一段输水管，其直径由md5.11变化到md12（见图示）。当支座前的相对压强kPa3921p，流量smQ/8.13时，试确定渐变段支座所受的轴向力R。（不计水头损失。）第26题图第27题图28、某输油管路长4000m，管径0.3m，输送运动粘度为2.5×10-4m2/s、密度为840kg/m3的原油。当流量Q=240m3/h时，求油泵为克服沿程阻力所需增加的功率。29、某管路直径0.2m，流量Q=0.1m3/s，水力坡度i=0.05。求该管路的沿程阻力系数。30、两根直径分别为md18.01和md25.02的水平管道串联在一起。输送密度为980kg/m3、运动粘度为4×10-4m2/s的原油。如果流量为Q=0.1m3/s，管道长度L1=500m，L2=100m。求原油流经管道的压强损失？