流体力学经典习题解答以及经典试卷及详细解答

题6.16图 题6.17图

1?105)?0.982(9.8?4?)?16.35m/s， 解：流速uc??2(gH??1000?p流量Q??Auc?0.62??0.0524?16.35?0.02m3/s

6.18 如图所示，泄水池侧壁孔口处外加一管嘴，作用水头H=4m，通过的流量为5m3

／s，确定管嘴的直径d。 解：由Q?0.82A22(gH??p?)?0.82?d242gH得d?4Q?0.937m

0.82?2gH6.19 如图所示，油槽车的油槽长为L，直径为D，油槽底部设卸油孔，孔口面积为A，流量系数为μ。试求该车充满后所需的卸空时间。

题6.18图 题6.19图

解：高度为z处长方形断面面积A(z)

DDA(z)?2Lx?2L?(z?)2?2LRD?z2 42根据已有公式

2t?1?A?2gh0A(z)dz1?z?A2gD?h02LRD?z22Ldz?z?A2g ?h0D?zdz

32?(D?z)2?A2g32L?04LD33?A2g第7章 管路计算

7.1如图所示，一水平布置的串联管道将水池中的水注人大气中，管道为钢管，已知d1＝75mm，l1＝24m；d2＝50mm，l2＝15m，求水头为3.5m时的过流量。

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7.2 如图所示,虹吸管将A池中的水输入B池,已知管长l1?3m,l2?5m,直径

d?75mm,两池的水面高差H?2m,最大超高h?1.8m,进口阻力系数ξen=1.0，出口阻力

系数ξex=1.0，转弯的阻力系数ξb=0.2，沿程阻力系数λ=0.025，求流量Q及管道C点的真空度。

题4.9图

解：取A池液面为位置水头零位，对面1—1、2—2列Bernoulli方程

p0u12u2p2u2l1u2???en?h???? （u1?0） ?2g2g?2gd2g取B端为位置水头零位，对面2—2、3—3列Bernoulli方程

p0u2u2l2u2u2u2(h?H)????????b??ex

?2g?2gd2g2g2gp2联立解得：p2?73560Pa，u?2.58m/s 流量Q?Au??d24?u?0.0114m3/s

C点的真空度为73560Pa

第8章 相似理论

8.1 直径为600mm的光滑风管，平均流速为10m/s，现用直径为50mm的光滑水管进

行模型实验，为了动力相似，水管中的流速应为多大？若在水管中测得压差为500mm水柱，则在原型风管中将产生多大的压差？设水和空气的温度均为20℃。

解：20℃时，水和空气的运动黏度为vm?1.005?10m/s，vn?1.396?10m/s 由雷诺数相等：

?62?52?nLnun?mLmum?Lu??得um?nnnm?8.64m/s

?mLm?n?n?m2?nun?pn?pm?pm?0.869mm ?由欧拉数相等：得?pn?222?mum?nun?mum8.2 油的运动黏滞系数为4.645?10m/s，用于黏滞阻力和重力都起作用的现象中，若模型几何比尺?l?5，求模型液体所应有的黏滞系数值。

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?52

解：由于模型几何比尺?1?Ln??5，?n?n?4.645?10?5m2/s Lm?黏性为主导的两种相似的流动中，雷诺数相等

?nLnun?mLmum ??n?m22unum?重力为主导的两种相似的流动中，弗劳德数相等 gnLngmLm两式联立解得?m?4.15?10m/s

8.3 直径为0.3m的水管中，流速为1m/s，水温为20℃，某段压降为70kN/m。现用几何比尺为3的小型风管做模型实验，空气的温度也为20℃，两管流动均为水力光滑。求：（1）模型中的风速；（2）模型相应管段的压降。

解：（1）由雷诺数相等得um?2?62?nLnun?m?13.95m/s

?mLm?n2?mum?pn?17.67kN/m2 （2）由欧拉数相等得?pm?2?nun8.4 长1.5m,宽0.3m的平板，在温度为20℃的水内拖拽。当速度为3m/s时，阻力为14N。计算相似板的尺寸，它在速度为18m/s，绝对压强为101.4KN/m、温度为温为15℃的空气流中形成动力相似条件，它的阻力估计为若干？

解：水和空气的运动黏度分别为vn?1.005?10m/s，vm?1.396?10m/s 由雷诺数相等得几何比例尺

?622?52Ln?mum?num?n???0.43 Lm?nun?mun?m所以模型板的长和宽分别为3.5m和0.7m 由

2?nL2nunFn?2?mL2mumFm2?mL2mumFn?3.54N 得Fm?2?nL2unn8.5 球形固体颗粒在流体中的自由沉降速度ut与颗粒的直径d、密度?s以及流体的密度?、动力黏滞系数?、重力加速度g有关，试用?定理确定自由沉降速度关系式 ut?f???s?vd?,?gd ????8.6 流体的压强降?p是速度v，密度?，线性尺度l,l1,l2，重力加速度g，黏滞系数?，表面张力?及体积弹性模量E的函数。即

?p?f?v,?,l,l1,l2,g,?,?,E?

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取v,?,l作为基本物理量。试利用量纲分析法，将上述函数写为无量纲式。

《流体力学》选择题库

第一章 绪论

1．与牛顿内摩擦定律有关的因素是：

A、压强、速度和粘度； B、流体的粘度、切应力与角变形率； C、切应力、温度、粘度和速度； D、压强、粘度和角变形。 2．在研究流体运动时，按照是否考虑流体的粘性，可将流体分为：

A、牛顿流体及非牛顿流体； B、可压缩流体与不可压缩流体； C、均质流体与非均质流体； D、理想流体与实际流体。

3．下面四种有关流体的质量和重量的说法，正确而严格的说法是 。

A、流体的质量和重量不随位置而变化； B、流体的质量和重量随位置而变化；

C、流体的质量随位置变化，而重量不变；

D、流体的质量不随位置变化，而重量随位置变化。 4．流体是 一种物质。

A、不断膨胀直到充满容器的；B、实际上是不可压缩的；

C、不能承受剪切力的； D、在任一剪切力的作用下不能保持静止的。 5．流体的切应力 。

A、当流体处于静止状态时不会产生；

B、当流体处于静止状态时，由于内聚力，可以产生； C、仅仅取决于分子的动量交换； D、仅仅取决于内聚力。

6．A、静止液体的动力粘度为0； B、静止液体的运动粘度为0；

C、静止液体受到的切应力为0； D、静止液体受到的压应力为0。 7．理想液体的特征是

A、粘度为常数 B、无粘性 C、不可压缩 D、符合p??RT。 8．水力学中，单位质量力是指作用在单位_____液体上的质量力。

A、面积 B、体积 C、质量 D、重量 9．单位质量力的量纲是

A、L*T-2 B、M*L2*T C、M*L*T(-2) D、L(-1)*T 10.单位体积液体的重量称为液体的______，其单位。

A、容重N/m2 B、容重N/M3 C、密度kg/m3 D、密度N/m3

11.不同的液体其粘滞性_____，同一种液体的粘滞性具有随温度______而降低的特性。

A、相同降低 B、相同升高 C、不同降低 D、不同升高 12.液体黏度随温度的升高而____，气体黏度随温度的升高而_____。

A、减小，升高； B、增大，减小； C、减小，不变； D、减小，减小 13.运动粘滞系数的量纲是：

A、L/T2 B、L/T3 C、L2/T D、L3/T

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