工程流体力学习题第一部分 流体及其物理性质1、按连续介质的概念，流体质点是指：A 、流体的分子；B 、流体内的固体颗粒；C 、几何的点；D 、几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。

2、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。

3、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。

4、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RT p ρ=。

5、 流体运动黏度υ的国际单位是：A 、m 2/s ；B 、N/m 2；C 、 kg/m ；D 、N·s/m 2。

6、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7、下列说法正确的是：A 、液体不能承受拉力，也不能承受压力B 、液体不能承受拉力，但能承受压力C 、液体能承受拉力，但不能承受压力D 、液体能承受拉力，也能承受压力。

8、下列流体哪个属牛顿流体：A 、汽油；B 、纸浆；C 、血液；D 、沥青。

9、液体的黏性主要来自于液体：A 、分子热运动；B 、分子间内聚力；C 、易变形性；D 、抗拒变形的能力。

10、 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。

11、 简答题（1） 连续介质假设（2） 牛顿流体（3） 流体微团12、 如图所示为压力表校正器。

器内充满压缩系数为βp ＝4.75×10－10 1/Pa 的油液，器内压力为105Pa 时油液的体积为200mL 。

现用手轮丝杆和活塞加压，活塞直径为1cm ，丝杆螺距为2mm ，当压力升高至20MPa 时，问需将手轮摇多少转？解：p 0＝105Pa ，p ＝20MPa ，βp ＝4.75×10－10 1/Pa ，V 0＝200mL ，d ＝1cm ，δ＝2mm 。

由式p V V d d p -=β，得361066p 00m 1089.11075.410)1.020(10200)(---⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=β∆p p V V04.12002.001.014.31089.144262=⨯⨯⨯⨯=∆=-δπd V n 约需要将手轮摇12转。

13、 在相距1mm 的两平行平板之间充有某种黏性液体，当其中一板以1.2m/s 的速度相对于另一板作等速移动时，作用于板上的切应力为3 500 Pa 。

试求该液体的黏度。

解：由d d v y τμ=， 3d 1103 500 2.917Pa s d 1.2y v μτ-⨯==⨯=⋅14、有一块30×40cm 2的矩形平板，浮在油面上，其水平运动的速度为10cm/s ，油层厚度δ＝10mm ，油的动力粘度μ＝0.102Pa ·s ，求平板所受的阻力。

解：A ＝30×40cm 2，u ＝10cm/s ，δ＝10mm ，μ＝0.102Pa·s 。

根据牛顿内摩擦定律，得平板所受的阻力为 N 12.04.03.001.001.0102.0d d =⨯⨯-⨯==A y u T μ第二部分 流体静力学1、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2、在重力作用下静止液体中，等压面是水平面的条件是。

A 、同一种液体；B 、相互连通；C 、不连通；D 、同一种液体，相互连通。

3、压力表的读值是：A 、绝对压强；B 、绝对压强与当地大气压的差值；C 、绝对压强加当地大气压；D 、当地大气压与绝对压强的差值。

4、相对压强是指该点的绝对压强与 的差值。

A 、标准大气压；B 、当地大气压；C 、工程大气压； D 、真空压强。

5、图示容器内盛有两种不同的液体，密度分别为1ρ，2ρ，则有A 、gp z g p z B B A A 11ρρ+=+ B 、g p z g p z C C A A 21ρρ+=+ C 、g p z g p z D D B B 21ρρ+=+ D 、gp z g p z C C B B 21ρρ+=+O6、图示盛水封闭容器中，1、2、3在同一水平面上，则：A 、321p p p >>B 、321p p p <<C 、312p p p >>D 、321p p p <=7、用U 形水银测压计测A 点压强，m m 5001=h ，m m 3002=h ，A 点的压强是：A 、637002m N ；B 、666402m NC 、695802m ND 、 607602m N8、对于相对平衡液体，有：A 、等压面不一定是水平面；B 、液体内部同一等压面上各点，处在自由液面下同一深度的面上；C 、gp z g p z ρρ2211+=+（对于任意的21,z z ）； D 、)d d d (d z Z y Y x X p ++=ρ不成立。

9、对于相对平衡液体，说法正确的是：A 、等压面与质量力不正交；B 、等压面不可能为水平面；C 、等压面的形状与液体密度有关；D 、两种液体的交界面为等压面。

10、 等压面与质量力关系是： A 、平行 B 、斜交 C 、正交 D 、无关11、 露天水池，水深5m 处的相对压强为：A 、5kPa 、B 、49kPaC 、147kPaD 、205kPa12、 流体处于平衡状态的必要条件是：A 、流体无粘性；B 、流体粘度大；C 、质量力有势；D 、流体正压。

13、 液体在重力场中作加速直线运动时，其自由面与 处处正交。

A 、重力；B 、惯性力；C 、重力和惯性力的合力；D 、压力。

14、 简答题（1） 压力的特性（2） 绝对压力、相对压力与真空度之间的关系15、 图示封闭容器中有空气、油和水三种流体，压力表A 读数为－1.47N/cm 2。

(1)试绘出容器侧壁上的静压力分布图；(2)求水银测压计中水银柱高度差。

解：h 1=3m ，h 2=2m ，h 3=0.6m ，p m0=－1.47N/cm 2，S 油=0.7。

设油水分界面上的相对压力为p m1，容器底部的相对压力为p m2，U 型管左侧汞水分界面上的相对压力为p m3，油深为h 1，水深为h 2，根据静力学方程，得Pa 5901398107.01047.1410m 1m =⨯⨯+⨯-=+=h p p 油γPa 2552129810590121m 2m =⨯+=+=h p p 水γPa 314076.098102552132m 3m =⨯+=+=h p p 水γ(1) 根据以上数据即可绘出容器侧壁上的静压力分布图(上图)；(2) 水银测压计中水银柱高度差为mm 235m 235.098106.13314073m ==⨯==∆汞γp h 16、 试按复式水银测压计的读数算出锅炉中水面上蒸汽的绝对压强p 。

已知：H =3m ，h 1=1.4m ，h 2=2.5m ，h 3=1.2m ，h 4=2.3m ，水银的密度ρHg =13600kg/m 3。

解：()p h H g p +-=1O H 12ρ ()212Hg 1p h h g p +-=ρ()232O H 32p h h g p +-=ρ ()a 34Hg 3p h h g p +-=ρ()()212Hg 1O H 2p h h g p h H g +-=+-ρρ ()()a 34Hg 232O H 2p h h g p h h g +-=+-ρρ()()a 3412Hg 321O H 2p h h h h g p h h h H g +-+-=+-+-ρρ ()()()()()Pa 14.3663101013252.15.24.13807.910004.15.22.13.2807.913600a321O H 1234Hg 2=+-+-⨯⨯--+-⨯⨯=+-+---+-=p h h h H g h h h h g p ρρ ()()()()()Pa 366300.6831013252.15.24.1380665.910004.15.22.13.280665.913600a321O H 1234Hg 2=+-+-⨯⨯--+-⨯⨯=+-+---+-=p h h h H g h h h h g p ρρ17、 U 形水银压差计中，已知h 1＝0.3m ，h 2＝0.2m ，h 3＝0.25m 。

A 点的相对压力为p A ＝24.5kPa ，酒精的比重为0.8，试求B 点空气的相对压力。

解：因为左右两侧的U 型管，以及中部的倒U 型管中1、2、3点所在的水平面均为等压面，依据题意列静力学方程，得3B 3h p p 汞γ+=， 232h p p 酒精γ-=，221h p p 汞γ+=， 121A )(p h h p =++水γ将以上各式整理后，可得到B 点空气的相对压力为Pa10906.2)]25.02.0(6.132.08.0)2.03.0[(9810105.24)()(4332221A B ⨯-=+⨯-⨯++⨯+⨯=+-+++=h h h h h p p 汞酒精水γγγ以mH 2O 表示为 O mH 96.2981010906.224B -=⨯-==水γp h 18、 一矩形水箱长为l ＝2.0m ，箱中静水面比箱顶低h ＝0.4m ，问水箱运动的直线加速度多大时，水将溢出水箱?解：建立坐标系如图所示，水箱中水所受单位质量力分别为a f -=x ， 0y =f ， g f -=z代入等压面微分方程(2－13)式，积分后得等压面方程为C z g x a =+由边界条件：当0=x 时，0=z ，得0=C 。

将l x 21-=，h z =代入上式得加速度为2m /s 924.30.24.081.922=⨯⨯==-=l gh g x z a 19、 如图所示为绕铰链O 转动的倾斜角α=60°的自动开启式水闸，当水闸一侧的水位H=2m ，另一侧的水位h=0.4m 时，闸门自动开启，试求铰链至水闸下端的距离x 。

解：设水闸宽度为b ，水闸左侧水淹没的闸门长度为l 1，水闸右侧水淹没的闸门长度为l 2。

作用在水闸左侧压力为111A gh F c p ρ= 其中21H h c =αs i n 1H l = αsin 11H b bl A == 则 αραρsin 2sin 221b gH H b H g F p == 作用在水闸右侧压力为222A gh F c p ρ= 其中22h h c =αs i n 2h l = αsin 22h b bl A == 则 αραρsin 2sin 222b gh h b h g F p == 由于矩形平面的压力中心的坐标为l bl l bl l A x I x x c cy c D 3221223=+=+=所以，水闸左侧在闸门面上压力中心与水面距离为 αs i n 321H x D ⋅=水闸右侧在闸门面上压力中心与水面距离为 αs i n 322H x D ⋅= 对通过O 点垂直于图面的轴取矩，设水闸左侧的力臂为d 1，则 ()x x l d D =-+111得()αααsin 3sin 32sin 111H x H H x x l x d D -=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅--=--= 设水闸右侧的力臂为d 2，则 ()x x l d D =-+222 得()αααsin 3sin 32sin 222h x h h x x l x d D -=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅--=--= 当满足闸门自动开启条件时，对于通过O 点垂直于图面的轴的合力矩应为零，因此 02211=-d F d F p p则 ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-ααρααρs i n 3s i n 2s i n 3s i n 222h x b gh H x b gH ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-ααsin 3sin 322h x h H x H ()()3322sin 31h H x h H -=-α hH h Hh H h H h H x +++⋅=--⋅=222233sin 31sin 31αα ()m 0.7954.024.04.02260sin 3122=++⨯+⋅=x 20、 如图所示，在蓄水容器垂直壁的下面有一1／4圆柱面的部件AB ，该部件的长度l=1.0m ，半径R=0.4m ，水深h=1.2m ，试求作用在部件AB 上的静水总压力，要求绘制水平分力的压强分布图和铅垂分力的压力体图。