网络教育《工程流体力学》课程作业第1章 绪论一、 单项选择题1.理想流体是指忽略（C ）的流体。

A.密度B.密度变化C.黏度D.黏度变化2.不可压缩流体是指忽略（B ）的流体。

A.密度B.密度变化C.黏度D.黏度变化3.下列各组流体中，属于牛顿流体的是（A ）。

A.水、汽油、酒精B.水、新拌砼、新拌建筑砂浆 C.泥石流、泥浆、血浆D.水、水石流、天然气4.下列各组力中，属于质量力的是（C ）。

A.压力、摩擦力B.重力、压力C.重力、惯性力D.黏性力、重力 5.在工程流体力学中，单位质量力是指作用在单位（C ）上的质量力。

A ．面积B ．体积C ．质量D ．重量二、 多项选择题1.下列关于流体黏性的说法中，正确的是（ABCDE ）。

A.黏性是流体的固有属性B.流体的黏性具有传递运动和阻碍运动的双重性C.黏性是运动流体产生机械能损失的根源D.液体的黏性随着温度的升高而减小 E ．气体的黏性随着温度的升高而增大 2.牛顿内摩擦定律dyd uμτ=中的（BDE ）。

A.μ为流体的运动黏度B.μ为流体的动力黏度C.dy d u 为运动流体的剪切变形D.dyd u为运动流体的剪切变形速率 E.dyd u为运动流体的流速梯度 三、 判断题单位质量力是指作用在单位体积流体上的质量力。

（×）四、 简答题简述流体的形态特征和力学特征。

形态特征：流体随容器而方圆，没有固定的形状。

力学特征：流体主要承受压力，静止流体不能承受拉力和剪力。

五、 计算题1. 某流体的温度从0℃增加至20℃时，其运动黏度ν增加了15%，密度ρ减小了10%，试求其动力黏度μ将增加多少（百分数）？【解】设0℃时，流体的动力黏度、运动黏度、密度分别为μνρ、、；20℃时，各物理量将均产生一增量，即分别为μμννρρ+∆+∆+∆、、。

联立得1(11μρνμρν∆∆∆=++-（））将10%,15%ρνρν∆∆=-=代入上式，得2. 若某流体的动力粘度μ2,粘性切应力5.3=τN/m 2，试求该流体的流速梯度d d uy。

【解】由牛顿内摩擦定律d d uyτμ=，得 第2章 流体静力学一、单项选择题1．金属压力表的读数为（B ）A.绝对压强p 'B.相对压强pC.真空压强v pD.当地大气压a p 2.重力作用下的流体静压强微分方程为=p d （A ）A.d g z ρ-B.d g z ρC./d g z ρ-（）D./d g z ρ（）3.静止液体作用在曲面上的静水总压力的水平分力x c x c x P p A h A γ==，式中的（D ）A.c p 为受压面形心处的绝对压强B.c p 为压力中心处的相对压强C.x A 为受压曲面的面积D.x A 为受压曲面在铅垂面上的投影面积4.重力作用下的流体静力学基本方程为pz γ+=（A ）A.CB.)(x CC.)(y CD.),(y x C5.有一倾斜放置的平面闸门，如图所示。

当上下游水位都上升1m 时（虚线位置），闸门上的静水总压力(A)。

A.变大B.变小C.不变D.无法确定6.绝对压强p '、相对压强p 、真空压强v p 及当地大气压强a p 之间的关系是（A ）A.a p p p '=+B.a p p p '=-C.v a p p p '=+D.v a p p p '=-7.下列关于压力体的说法中，正确的是（A ） A.当压力体和液体在曲面的同侧时，为实压力体，↓z PB.当压力体和液体在曲面的同侧时，为虚压力体，↑z PC.当压力体和液体在曲面的异侧时，为实压力体，↑z PD.当压力体和液体在曲面的异侧时，为虚压力体，↓Pz8.如图所示圆柱体，其左半部在静水作用下受到浮力P，则圆柱体在该z浮力作用下将（D）。

A.匀速转动B.加速转动C.减速转动D.固定不动二、多项选择题1.1个工程大气压=（ABC）。

A.98kPaB.10mH2OC.1.0kgf/cm2D.101.3kN/m2E.760mmHg2.下列关于流体压强的说法中，正确的有（ABE）。

A.绝对压强不能为负B.相对压强可正可负C.相对压强只能为正D.真空压强可正可负E.真空压强不能为负3.如图所示形状各异的盛水容器的底面积和水深均相等，但盛水量各不相同，则作用在容器底面的静水总压力相等的有（ABCDE）。

4.图示ab曲面的压力体图中，不正确的有（ABCD）。

三、判断题静止流体的法向应力等于零。

（×）四、简答题简述静止流体中的应力特征。

特征1：方向性，即静止流体的应力方向垂直指向作用面。

特征2：大小性，即静止流体内任一点的应力大小与作用方位无关，只与改点的空间坐标有关，(,,)=。

p p x y z五、计算分析题Pa，金属测压计1.一封闭水箱如图所示，已知金属测压计读数4900p=表中心和容器内液面分别比A点高0.5m和1.5m，试求液面的绝对压强p'和0相对压强p。

【解题要点】由0 1.50.5A p p p γγ=+=+表得水箱液面的相对压强绝对压强0049009800093100Pa a p p p '=+=-+=或93.1kPa 2.如图所示为测量容器中A 点压强的真空计。

已知 1.0m, 2.0m z h ==，试求A 点的真空压强v p 及真空度v h 。

【解题要点】真空计的测压管中压缩空气内压强变化可忽略不计。

由题意 得A 点真空压强()9800(21)9800Pa v a A p p p h z γ'=-=-=⨯-= 及真空度298001mH O 9800vv p h γ=== 3.如图所示绕铰链C 转动的自动开启式矩形平板闸门。

已知闸门倾角为060=θ，宽度为5m b =，闸门两侧水深分别为4m H=和2m h =，为避免闸门自动开启，试求转轴C 至闸门下端B 的距离x 。

【解题要点】为避免闸门自动打开，由理论力学知必有关系 式中2221,21bh P bH P γγ==右左故3333222242 1.796m 3()sin 3(42)sin 60H h x H h θ--≥==--︒4.利用检查井作闭水试验检验管径1200mm d =的市政排水管道施工质量。

已知排水管堵头形心高程为256.34m ，检查井中水面高程为259.04m ，试求堵头所受的静水总压力大小。

【解题要点】排水管堵头形心处的相对压强堵头所受的静水总压力5．试绘制图中AB 壁面上的压力体。

（a ）(b)(c)【解】图（a ）为实压力体 图(b)为虚压力体图（c ）为虚压力体6.如图所示盛水（重度为γ）容器由半径为R 的两个半球用N 个螺栓连接而成，已知测压管水位高出球顶H ，试求每个螺栓所受的拉力F 。

压力体图【解题要点】取上半球为隔离体，由0=∑z F ，得NP T z=式中z P 为静止液体作用在上半球面上的总压力的铅垂分力，由上半球面的压力体计算得故每个螺栓所受的拉力为2(/3)R H R T Nγπ+=第3章 流体动力学理论基础一、单项选择题1.在恒定流中，流线与迹线在几何上（D ）。

A.相交B.正交C.平行D.重合2.均匀流过流断面上各点的（B ）等于常数。

A.pB.gpz ρ+ C.g u g p 22+ρ D.g u g p z 22++ρ3.已知突然扩大管道突扩前后管段的管径之比5.021=d d ，则突扩前后断面平均流速之比=21v v （A ）。

A.4B.2C.1D.0.5 4.皮托管测量测量（A ）仪器。

A.点流速B.点压强C.断面平均流速D.流量 5.文丘里管是测量（D ）的仪器。

A.点流速B.点压强C.断面平均流速D.流量 6.关于水流流向的正确说法是（D ）。

A.水一定是从高处向低处流B.水一定是从流速大处向流速小处流C.水一定是从压强大处向压强小处流D.水一定是从机械能大处向机械能小处流 7.流速水头的表达式为（B ）A.ρ22vB.22v gC.22gv D.22v g ρ 8.应用恒定总流的动量方程2211Q v v F ρββ∑（-）=解题时，F ∑中不应包括（A ）。

A.惯性力B.压力C.摩擦力D.重力二、简答题何谓渐变流？恒定渐变流过流断面上具有哪两个重要特性？ 答案要点：渐变流是指各流线接近于平行直线的流动 渐变流过流断面近似为平面恒定渐变流过流断面上流体动压强近似地按静压强分布，即同一过流断面上z+p/γ=常数三、计算分析题1.某供水系统如图所示，已知圆筒水箱直径1000D =mm ，水管直径100d =mm,若某时刻测得水管中断面平均流速22.0v =m/s ，试求该时刻水箱中水面下降的速度1v 。

【解题要点】据连续性方程 得22120.1()() 2.00.02m/s 1.0dv v D==⨯= 2.某输水管路的过渡段如图所示。

已知管径200mm,400mm A B d d ==，相对压强98kPa,49kPa A B p p ==，断面平均流速 1.0B v =m/s ，A 、B 两点高差 1.0z ∆=m 。

试判明管内水流流向，并计算管路过渡段的水头损失w h 。

【解题要点】据连续性方程 得220.4()() 1.0 4.0m/s 0.2B A B A d v v d ==⨯= 取0-0基准面，则A 、B 两断面的机械能分别为 因A B E E >，故知水流流向为A →B 。

管路过渡段的水头损失由伯努利方程 得22(0)()10.82 6.05 4.77m 22AA ABB Bw p v p v h z ggααγγ=++-∆++=-=3.如图所示水流流经等径直角弯管。

已知管径200d =mm ，管轴上A 、B 两点高差400mm ，U 形水银差压计读数h =300mm ，管流速度5.1=v m/s ，相对压强196.0kPa A p =，/13.6γγ=水银水，试求相对压强B p 和A 、B 两断面间的机械能损失w h 。

【解题要点】由差压计原理 得()(1)9.80.4196.09.8(13.61)0.3162.9kPaB A B A p z z p h γγγγ=-+--=⨯+-⨯-⨯=水银水水水由伯努利方程考虑到,A B A B v v αα==,得A 、B 两断面间的机械能损失4.如图所示，为测流需要，在宽度 2.7b =m 的平底矩形断面渠道的测流段，将渠底抬高0.3m 。

若测得抬高前的水深为1.8m ，抬高后水面降低0.12m ，水头损失w h 经率定按抬高后流速水头的一半计算，试求渠道流量Q 。

【解题要点】上游水深1 1.8m h =，下游水深2 1.80.30.12 1.38m h =--=据连续性方程1122Q bh v bh v == 得212221 1.380.771.8h v v v v h ===（1）取图示基准面（0-0）、过流断面（1-1、2-2）和计算点（过流断面与液面的交点），从1→2列伯努利方程（121αα==） 得2212121.52(0.3)v v g h h =---（2）联立（1）、（2）两式，得 故渠道流量322 2.7 1.38 1.61 6.0m /s Q bh v ==⨯⨯=第4章量纲分析与相似理论一、单项选择题1.下列各组物理量中，属于同一量纲的是（D ）。