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1、第一章习题答案 选择题 单选题 1 1按连续介质的概念 流体质点是指 d 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 1 2作用于流体的质量力包括 c a 压力 b 摩擦阻力 c 重力 d 表面张力 1 3单位质量力的国际单位是 d a N b Pa c kgN d 2 sm 1 4与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是 b a 剪应力和压强 b 剪应力和剪应变率 c 剪应力和剪应变 d 剪应力和流 速 1 5水的动力黏度 随温度的升高 b a 增大 b 减小 c 不变 d 不定 1 6流体运动黏度的国际单位是 a a 2 sm
2、b 2 mN c mkg d 2 msN 1 7无黏性流体的特征是 c a 黏度是常数 b 不可压缩 c 无黏性 d 符合RT p 1 8当水的压强增加1 个大气压时 水的密度增大约为 a a 1 20000 b 1 10000 c 1 4000 d 1 2000 1 9 水的密度为1000 3 kg m 2L 水的质量和重量是多少 解 10000 0022mV kg 29 80719 614Gmg N 答 2L 水的质量是2 kg 重量是 19 614N 1 10 体积为 0 5 3 m的油料 重量为4410N 试求该油料的密度是多少 解 4410 9 807 899 358 0 5 mG
3、g VV kg m 3 答 该油料的密度是899 358 kg m 3 1 11 某液体的动力黏度为0 005Pa s 其密度为850 3 kg m 试求其运动黏度 解 60 005 5 882 10 850 m 2 s 答 其运动黏度为 6 5 882 10 m 2 s 1 12有一底面积为60cm 40cm 的平板 质量为 5Kg 沿一与水平面成20 角的斜面下滑 平面与斜面之间的油层厚度为0 6mm 若下滑速度0 84 m s 求油的动力黏度 解 平板受力如图 沿s轴投影 有 3 2 sin 205 9 807sin 200 6 10 5 010 0 60 40 84 G UA oo k
4、g m s 答 油的动力黏度 2 5 0 10 kg m s 1 13为了进行绝缘处理 将导线从充满绝缘涂料的模具中间拉过 已知导线直径为0 8mm 涂料的黏度 0 02Pa s 模具的直径为0 9mm 长度为 20mm 导线的牵拉速度为 50 m s 试求所需牵拉力 解 50 1000 0 0220 0 90 82 U kN m 2 33 0 8 1020 10201 01Td l N 答 所需牵拉力为1 01N 1 14一圆锥体绕其中心轴作等角速度旋转 16 rads 锥体与固定壁面间的距离 1mm 用 0 1Pa s的润滑油充满间隙 锥底半径R 0 3m 高 H 0 5m 求作用 于圆锥
5、体的阻力矩 解 选择坐标如图 在z处半径为r的微元力矩为dM 其中 rz RH 223 3 3 0 2 H HRR Mz dz HH 39 568 N m 答 作用于圆锥体的阻力矩为39 568 N m 1 15活塞加压 缸体内液体的压强为0 1Mpa 时 体积为1000 3 cm 压强为10Mpa 时 体积为 995 3 cm 试求液体的体积弹性模量 解 6 100 1109 9p Mpa 66 995 1000105 10V m3 6 9 66 9 9 10 1 98 10 5 101000 10 p K V V pa 答 液体的体积弹性模量 9 1 9810K pa 1 16图示为压力表
6、校正器 器内充满压缩系数为k 4 75 10 10 Nm 2 的液压油 由手轮 丝杠推进活塞加压 已知活塞直径为1cm 丝杠螺距为2mm 加压前油的体积为 200mL 为使油压达到20Mpa 手轮要摇多少转 解 V V K p 10666 4 75102001020 101 910VKVp m 3 设手轮摇动圈数为n 则有 2 4 ndlV 6 22 23 41 9 10 4 12 10 1 102 10 V n dl 圈 即要摇动12 圈以上 答 手轮要摇12 转以上 1 17图示为一水暖系统 为了防止水温升高时 体积膨胀将水管胀裂 在系统顶部设一膨 胀水箱 若系统内水的总体积为8 3 m
7、加温前后温差为50 在其温度范围内水的 膨胀系数 V 0 00051 求膨胀水箱的最小容积 解 V V V T 0 00051 8 500 204 V VVT m3 答 膨胀水箱的最小容积0 204m3 1 18钢贮罐内装满10 的水 密封加热到75 在加热增压的温度和压强范围内 水的 热膨胀系数 V 4 1 10 4 体积弹性模量 k 2 109 2 mN 罐体坚固 假设容积 不变 试估算加热后罐壁承受的压强 解 V V V T 自由膨胀下有 V V T V 又 p K V V 49 4 1 102 10751053 3 V V pKKT V oo Mpa 加热后 钢罐内的压强为 0 53
8、3pppMpa 设 0 0p 表压强 答 加热后罐壁承受的压强是53 3Mpa 1 19汽车上路时 轮胎内空气的温度为20 绝对压强为395kPa 行驶后轮胎内空气的 的温度上升到50 试求这时的压强 解 设满足理想气体方程 则有 122 395 2732027350 Vp VpV R T 假设 12 VV 可解得 2 323395 435 4 293 pp kPa 答 这时的压强为435 4kPa 第二章习题答案 选择题 单选题 2 1静止流体中存在 a a 压应力 b 压应力和拉应力 c 压应力和剪应力 d 压应力 拉应力和剪 应力 2 2相对压强的起算基准是 c a 绝对真空 b 1 个
9、标准大气压 c 当地大气压 d 液面压强 2 3金属压力表的读值是 b a 绝对压强 b 相对压强 c 绝对压强加当地大气压 d 相对压强加当地大 气压 2 4某点的真空度为65000Pa 当地大气压为0 1MPa 该点的绝对压强为 d a 65000Pa b 55000Pa c 35000Pa d 165000Pa 2 5绝对压强 abs p与相对压强p 真空度 V p 当地大气压 a p之间的关系是 c a absp p Vp b p absp ap c Vp ap absp d p Vp Vp 2 6在密闭容器上装有U 形水银测压计 其中1 2 3 点位于同一水平面上 其压强关系 为 c
10、 a 1 p 2 p 3 p b 1 p 2 p 3 p c 1 p 2 p 3 p d 2 p 1 p0 的流线 解 xy dxdy uu 0bdxady bxayc或 b yxc a 为线性方程 答 流线方程为bxayc 3 11 已知平面流动的速度场为 x u 22 yx cy y u 22 yx cx 其中c为常数 试求流线方 程并画出若干条流线 解 xy dxdy uu 0cxdxcydy 222 xyc为圆心在0 0的圆族 答 流线方程为 222 xyc 为圆心在0 0的圆族 3 12 已知平面流动的速度场为u jtxyitxy 96 64 求t 1 时的流线方程 并 画出 1 x
11、 4 区间穿过x轴的 4 条流线图形 解 4669 dxdy yx tyx t 当1t秒时 6946yx dxyxy 32xyc 过1 0的流线为 323xy 过2 0的流线为 326xy 过3 0的流线为 329xy 过4 0的流线为 3212xy 答 t 1 时的流线方程为32xyc 3 13 不可压缩流体 下面的运动能否出现 是否满足连续性条件 1 x u 2 22 yx y u 2 23 yyxx 2 x u yxt2 y u ytxt 2 3 x u xzy2 2 y u yzxyz 2 2 z u 4322 2 1 yxzx 解 1 4220 y x u u xxy xy 不能出现
12、 2 0 y x u u tt xy 能出现 3 22 220 y xz u uu zzx zx z xyz 不能出现 3 14 已知不可压缩流体平面流动 在y方向的速度分量为 y u 2 y 2x 2y 试求速度在x方 向的分量 x u 解 0 y x u u xy 22 x u y x 2222 x uy xc yxxyc y 答 速度在x方向的分量22 x uxxyc y 3 15 在送风道的壁上有一面积为0 4 2 m 的风口 试求风口出流的平均速度 v 解 123 QQQ其中 14Qm 3 s 2 2 5Qm 3 s 3 42 51 5Q m3 s 1 5 7 5 0 2 v m s
13、 答 风口出流的平均速度7 5vm s 3 16 求两平行平板间 流体的单宽流量 已知速度分布为 u 1 2 max b y u 式中y 0 为中心线 y b为平板所在位置 max u为常数 解 单宽流量为 1 0 b b qudy 答 两平行平板间 流体的单宽流量为 max 4 3 bu 3 17 下列两个流动 哪个有旋 哪个无旋 哪个有角变形 哪个无角变形 1 x u ay y u ax z u 0 2 x u 22 yx cy y u 22 yx cx zu 0 式中a c是常数 解 1 11 22 y x t u u aaa xy 有旋 11 0 22 y x yxxy u u aa
14、xy 无角变形 2 1 2 y x t u u xy 0无旋 不包括奇点 0 0 2222 22 2222 2 11 0 22 y x yxxy c yxc yxu u xy xyxy 存在角变形运动 3 18 已知有旋流动的速度场 x u 2y 3z y u 2z 3x z u 2x 3y 试求旋转角速度和 角变形速度 解 111 32 222 y z x u u yz 答 旋转角速度 1 2 xyz 角变形速度 5 2 yxzxyz 第四章习题答案 选择题 单选题 4 1 等直径水管 A A 为过流断面 B B 为水平面 1 2 3 4 为面上各点 各点的流动参 数有以下关系 c a 1
15、p 2 p b 3 p 4 p c 1 z 1 p g 2 z 2 p g d 3 z 3 p g 4 z 4 p g 4 2 伯努利方程中z p g 2 2 v g 表示 a a 单位重量流体具有的机械能 b 单位质量流体具有的机械能 c 单位体积流体具 有的机械能 d 通过过流断面流体的总机械能 4 3 水平放置的渐扩管 如忽略水头损失 断面形心点的压强 有以下关系 c a 1 p 2 p b 1 p 2 p c 1 p 2 p d 不定 4 4 黏性流体总水头线沿程的变化是 a a 沿程下降 b 沿程上升 c 保持水平 d 前三种情况都有可能 4 5 黏性流体测压管水头线的沿程变化是 d
16、 a 沿程下降 b 沿程上升 c 保持水平 d 前三种情况都有可能 4 6 平面流动具有流函数的条件是 d 无黏性流体 b 无旋流动 c 具有速度势 d 满足连续性 4 7 一变直径的管段AB 直径 A d 0 2m B d 0 4m 高差h 1 5m 今测得 A p 30 2 mkN B p 40 2 mkN B处断面平均流速 B v 1 5sm 试判断水在管中的流动方向 解 以过 A 的水平面为基准面 则A B点单位重量断面平均总机械能为 4 232 30 101 0 1 50 4 04 89 210009 80729 8070 2 AAA AA pv Hz gg m 232 40 101 0 1 5 1 55 69 21000 9 8072 9 807 BBB BB pv Hz gg m 水流从 B 点向 A 点流动 答 水流从B 点向 A 点流动 4 8 利用皮托管原理 测量水管中的点速度v 如读值h 60mm 求该点流速 解 3 2 2 29 807 12 660 103 85 Hg gh p u m s 答 该点流速3 85um s 4 9 水管直径50mm 末端阀门关闭时
