09流体力学习题1及参考答案一、单项选择题（共15分，每小题１分）1、下列各力中，属于质量力的是（ ）。

A ．离心力B ．摩擦力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（ ）。

A ．粘性是实际流体的固有属性B ．构成流体粘性的因素是流体分子间的吸引力C ．流体粘性具有传递运动和阻碍运动的双重性D ．动力粘度与密度之比称为运动粘度3、在流体研究的欧拉法中，流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成，当地加速度反映（）。

A ．流体的压缩性B ．由于流体质点运动改变了空间位置而引起的速度变化率C ．流体速度场的不稳定性D ．流体速度场的不均匀性4、重力场中流体的平衡微分方程为（ ）。

A ．gdz dp -=B ．gdz dp ρ=C ．dz dp ρ-=D ．gdz dp ρ-=5、无旋流动是指（ ）的流动。

A ．速度环量为零B ．迹线是直线C ．流线是直线D ．速度环量不为零6、压强的量纲[]p 是（ ）。

A.[]2-MLt B.[]21--t ML C.[]11--t ML D.[]1-MLt7、已知不可压缩流体的流速场为 则流动不属于（ ）。

A ．非均匀流B ．非稳定流动C ．稳定流动D ．三维流动0 ),,(),(⎪⎩⎪⎨⎧===w t z x f z y f u υ8、动量方程的适用条件是( ) 。

A ．仅适用于理想流体作定常流动B ．仅适用于粘性流体作定常流动C ．适用于理想流体与粘性流体作定常或非定常流动D ．适用于理想流体与粘性流体作定常流动9、在重力场中作稳定流动的系统，沿流动方向总水头线维持水平的条件是 ( ) 。

A ．管道是水平放置的B ．流体为不可压缩流体C ．管道是等径管D ．流体为不可压缩理想流体10、并联管道系统中,其各支管内单位质量流体的能量损失（ ）。

A ．不相等B ．之和为总能量损失C ．相等D ．不确定11、边界层的基本特征之一是（ ）。

A ．边界层内流体的流动为层流B ．与物体的特征长度相比，边界层的厚度很小C ．边界层厚度沿流动方向逐渐减薄D ．边界层内流体的流动为湍流12、指出下列论点中的错误论点：（）A ．平行流的等势线与流线相互平行B ．涡流的径向速度为零C ．无旋流动也称为有势流动D ．点源的圆周速度为零13、关于涡流有以下的论点，指出其中的错误论点：( )。

A ．以涡束诱导出的平面流动，称为涡流B ．点涡是涡流C ．涡流的流线是许多同心圆D ．在涡流区域速度与半径成正比14、超音速气体在收缩管中流动时，气流速度（）。

A ．逐渐增大B ．不变C ．不确定D ．逐渐减小15、为提高离心泵的允许安装高度，以下哪种措施是不当的？（ ）A ．提高流体的温度B ．增大离心泵吸入管的管径C ．缩短离心泵吸入管的管径D ．减少离心泵吸入管路上的管件参考答案：1.A 2.B 3.C 4.D 5.A 6.B 7.C 8.D 9.D 10.C 11.B 12.A 13.D 14.Dinout QV QV F )()(ρρ∑-∑=∑15.A二、填空题（共12分,每小题２分）1、静止流体中任一点的静压强大小与其作用面在空间的方位无关，与该点位置相关。

2、理想流体是指 不考虑粘性的流体；不可压缩流体是指忽略密度变化 的流体。

３、粘性流体沿缓变流流动产生的阻力损失称为 沿程阻力损失 ，在急变流处产生的阻力损失称为 局部阻力 。

４、调节往复泵流量的方法有： 改变活塞冲程 ， 旁路调节 等。

５、造成边界层分离的原因，在于 逆压强梯度 作用和 物面粘性滞止效应 的共同影响。

6、已知某输水管路中，泵的特性曲线方程为24102.740Q H ⨯-=，管路的特性曲线方程为24108.428Q H e ⨯+=，（注：式中H 的单位为m ，Q 的单位为m 3/s ）。

当输水量为8.5L/S 时，消耗于阀门调节的水头损失是3.33 m.。

三、简答题（共18分,每小题6分）(1)分别写出理想流体和粘性流体总流的伯努利方程。

比较它们的相同之点和不同之处。

参考答案：它们的相同之点：是能量守恒定律在流体流动系统的应用结果；均适用于不可压缩流体；反映流动系统中动能、势能、静压能之间的相互关系。

不同之处是：理想流体伯努利方程表明，理想流体沿流动方向的总水头保持不变；粘性流体总流的伯努利方程则表明，为了克服粘性阻力，粘性流体沿流动方向的总水头是逐渐减少的。

(2)为何流体静压力的方向总是沿着作用面的内法线方向？参考答案：因为:(1)静止流体不能承受剪力，即τ=0，故p 垂直受压面；(2)因流体几乎不能承受拉力，故p 指向受压面。

(３)流体的压缩性指的是什么？列举出两种反映流体的压缩性的参数。

在工程实际应用中，如何考虑液体和气体的压缩性？参考答案：流体在一定温度下，体积随压强增大而缩小的特性称为流体的压缩性。

反映流体的压缩性的参数有：压缩系数、体积模量、音速。

一般而言，液体的压缩性很小，但当压强变化很大时（如水击和水下爆炸），应考虑液体密度的变化；气体的压缩性很大，但在流速不太高，压强变化较小的情况下，可将气体视为不可压缩流体。

四、计算题（六题，共55分）１、（5分）当压强增加5×104Pa 时，某种液体的密度增长0.02%，求该液体的体积模量。

解：0=+=⇒=dV Vd dM V M ρρρρρd dV V -=Pa dp d dp V dV E p 84105.2105%02.01111⨯=⨯⨯==-==ρρβ2、（10分）已知某不可压缩流体平面流动的速度分布规律为：⎩⎨⎧--=-+=yxy y x x u 22422υ判断说明该流动是否连续？是否无旋？并求出流函数。

解：22 ,22--=∂∂+=∂∂x yx x u υ 0=∂∂+∂∂yx u υ 满足连续性方程，所以流动连续。

y xy u 2 ,4-=∂∂-=∂∂υ 042≠+-=∂∂-∂∂y yu x υ 所以流动有旋。

Cx f x f y xy x f y xy xx f y xy y x y x x u y=='∴+=-='++=∂∂+-+=-+==∂∂)(,0)(22)(22)(2242222υψψψ 令C ＝0，则流函数为2222y xy y x -+=ψ3、（14分）图示离心泵管路系统，将常压下20℃的水从低位槽抽到高位槽，已知输送水量：Q ＝36m 3/h ，吸入管（泵前）直径100mm,吸入管长10m(含局部阻力的当量长度),摩擦系数λ1=0.02。

排出管（泵后）直径75mm,排出管长50m(含局部阻力的当量长度), 摩擦系数λ2=0.03。

常压下，20℃水的密度可取1000kg/m 3。

泵的效率为55%。

求：（1）泵的轴功率N 为多少kw ？（2）泵入口处的真空表读数应该是多少Pa?解：Q ＝36m 3/h=0.01m 3/s(1) 泵的轴功率N泵吸入管内的流速为:s m d Q V i /27.11.001.044221=⨯⨯==ππ 泵压出管内的流速为s m d d V V o /26.2)75100(27.1)(22211=⨯== 在断面1-1和2-2之间列伯努利方程，并移项整理得Pa p B 19092-=m g V d l l h i e B f 164.081.9227.11.01002.02)(2211111=⨯⨯⨯+=-）＝（λ164.098107.1227.102+++=Bp g kwN N kwQ g H N mH mgV d l l g V d l l h u u mz z g P P h g u u g P P z z H e e e e oe i ef f e 84.155.001.101.101.0100081.93.103.103.373.381.9226.2)075.03003.081.9227.11.01002.02)(2)(,027)(,02)(22222222111121212212122121221212====⨯⨯⨯===+==⨯⨯⨯⨯⨯⨯+++=∑≈-=-=-∑+-+-+-=--ηρλλρρ＋（）＝（（2）泵入口处的真空表读数取1－1、B 断面列伯努利方程：Bf BB ih g p z g V g p z g V -+++=++12112122ρρ解得4、（12分）已知：一个水平放置的90º弯管输送水d 1＝150mm ，d 2＝75mmp 1＝2.06×105Pa ，Q ＝0.02m 3/s求：水流对弯管的作用力大小和方向（不计水头损失）。

解：s m d Q A Q V /132.142111===πs m d Q A Q V /527.442222===π 取1-1、2-2两断面列伯努利方程对选取的控制体列动量方程：x 方向：)0(111V Q R A p x -=-ρy 方向：)0(222-=-V Q A p R y ρ 所以，NR N R y x 9583663== NR R R y x 378622=+= 66.14==x yR R arctg θ 所以，水流对弯管壁的作用力为R的反作用力R'=-3786N ，大小相等，方向相反。

5、（8分）大容器压缩空气灌中的压缩空气，经一收缩喷管向大气喷出，设喷嘴出口处的大气绝对压为101.33kPa,温度为25℃，流速为234m/s,试求压缩空气灌中的温度和压强。

由代入已知数据，得解得K T 3050=6、（6分）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 与h 无关？解：在水箱液面与出水口断面间列伯努利方程：f hg V lh +=+22g V d l h f 22λ=()()ldl h d g d l l h g V ++=++=λλλ212()ldl h d g d V d Q ++⋅==λλππ24422所以，当λdh =时，Q 与h 、l 无关。