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m 2/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：0=+=⇒=dV Vd dM V M ρρρ
ρρd dV V -=
N m dp d dp V dV p /1075.310
4%015.011294-⨯=⨯==-=ρρβ
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：
j f w h h h H h h H g
p +++=++=)()(0ρ
局部水头损失：()()m g g V h j 332.0215.00.50.122
2
321=⨯++=++=ζζζ
总水头损失：m h h h j f w 475.0=+=
所以，Pa h h H g p w 38995)(0=++=ρ
4、已知：一个水平放置的90º弯管输送水
d 1＝150mm ，d 2＝100mm
p 1＝3.06×105Pa ，Q ＝0.03m 3/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：s m d d V V s m d Q V /825.3)(/70.14221121
1====
π
取1-1、2-2两断面列伯努利方程
2
2222211V p V p +=+ρρ 求得 Pa p 52100.3⨯=
对选取的控制体列动量方程：
x 方向：)0(111V Q R A p x -=-ρ
y 方向：)0(222-=-V Q A p R y ρ
解得，y x R R ,
22y x R R R +=
36.24==x y
R R arctg θ
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：
f h g
V l h +=+22 g
V d l h f 22
λ= ()()l d l h d g d l l h g V ++=++=λ
λλ212 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：d 1＝300mm ，d 2＝100mm ，压差计的最大量程读数Δh max ＝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/m 3，水的密度1000 kg/m 3）
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：
()2g V 2g V 0222211
++∆+=++γγp h z p ()2g V V 21222
1-+∆+=-h z p p γ
以最大流量计算对应的压差计读数 s m A Q V /42.13.014.31.04211=⨯⨯==， s m A Q V /74.121.014.31.04222=⨯⨯==
由等压面a －a 得压强关系：h p z p H g ∆-=-γγ21
则 z h p p H g γγ
+∆=-21
(1) )
(2)( ,2)(212221222
1ρρρργργγγγγ--=∆∴==-+∆+=+∆=-Hg Hg Hg Hg g V V h g g g
V V h z z h p p 代入数据求 m a x
648h mm h ∆<=∆ 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：41
22221)(22d d g V g V =代入方程（1）得：： )
(2))(
1(41222ρρρ--=∆Hg g d d V h 代入数据 0.004V )100013600(2)
)300100(
1(10003.022422=--=g V 求得：s L d V .Q .V /68785066
82222=⨯==
当Δh ＝300mm 时，水流量为68L/s。