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流体力学练习题及答案

一、单项选择题

1、下列各力中，不属于表面力的是（A）。

A．惯性力B．粘滞力C．压力D．表面张力

2、下列关于流体粘性的说法中，不准确的说法是（B）。

A．粘性是实际流体的物性之一

B．构成流体粘性的因素是流体分子间的吸引力

C．流体粘性具有阻碍流体流动的能力

D．流体运动粘度的国际单位制单位是m2/s

10、串联管道系统中,其各支管内单位质量流体的能量损失（B）。

A．一定不相等B．之和为单位质量流体的总能量损失

C．一定相等D．相等与否取决于支管长度是否相等

11、边界层的基本特征之一是（C）。

A．边界层内流体的流动为层流B．边界层内流体的流动为湍流

C．边界层内是有旋流动D．边界层内流体的流动为混合流

二、填空题

1、在平衡流体中,静压强相等的各点所组成的面称为等压面，平衡流体内任一点所受的质量力与通过该点的等压面互相垂直。

三、计算题

１、当压强增加4×104Pa时，某种液体的密度增长0.015%，求该液体的压缩系数。

解：

3、如图所示，水在压强作用下从密封的下水箱沿竖直管道流入上水箱中，已知h＝50cm，H＝3m，管道直径D＝25mm，λ＝0.02，各局部阻力系数分别为ζ1＝0.5，ζ2＝5.0，ζ3＝1.0，求：为维持稳定的管中流速V＝1m/s，下水箱的液面压强应保持在多少Pa?

解：以下水箱液面为基准面，列两液面的伯努利方程：

沿程水头损失：

局部水头损失：

总水头损失：

所以，

4、已知：一个水平放置的90o弯管输送水

d1＝150mm，d2＝100mm

p1＝3.06×105Pa，Q＝0.03m3/s

求：水流对弯管的作用力大小和方向（不计水头损失）。

求解要点：

取1-1、2-2两断面列伯努利方程

求得

对选取的控制体列动量方程：

x方向：

y方向：

解得，

所以，水流对弯管壁的作用力为R的反作用力，大小相等，方向相反。

5、如图，水箱中的水通过直径为d，长度为l，沿程阻力系数为λ的立管向大气中泄水，问h多大时，立管排出的流量Q仅与d和λ有关？

求解要点：在水箱液面与出水口断面间列伯努利方程：

进一步可求得

流量Q仅与d和λ有关时h之值。

6、如图输水管道，拟用U形水银压差计连接于直角弯管处测量管中水流量，已知：d1＝300mm，d2＝100mm，压差计的最大量程读数Δhmax＝800mm，水流量范围Q＝10～100L/s。

试问：(1)该压差计的量程是否满足测量的需求？

(2)当Δh＝300mm时，水流量为多少？

（注：忽略水头损失，水银密度为13600kg/m3，水的密度1000kg/m3）

解（要点）：（1）以0－0断面为基准面，列1－1、2－2两断面的能量方程：

以最大流量计算对应的压差计读数

，

由等压面a－a得压强关系：

则

代入数据求

所以该压差计的量程能满足流量测量的需求。

(2)将连续性方程：代入方程（1）得：：

代入数据

求得：

当Δh＝300mm时，水流量为68L/s