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1、第一章 流体的主要物理性质计算题：1 一无限大平板在另一固定平面上作如图所示的平行运动，间隙高，其中充满比重为、粘度为的流体，间隙中的流速按线性分布。试求：（1）流体的运动粘度；（2）上平板壁面上的切应力及其方向；（3）下平面壁面上的切应力及其方向。2 管道内流体速度分布为u=2y-y2,式中u为距管壁y处的速度；试求：（1）管壁处之切应力；（2）距管壁0.5cm处的切应力；（3）若管道直径d=2cm,在100长度的管壁上其总阻力为若干？设流体的粘度=0.4Pas.填空题：1流体力学中的三种主要假设模型是-，-和-。2 粘度是衡量流体-物理量，动力粘度单位是-。问答题:1作用在流体上的力有哪几
2、种？各如何表示？有何不同？判断题:1作用在流体质点上的力有重力和表面力( 错 ).2液体一定是不可压缩性流体, 气体一定是可压缩性流体(错).3作用于流体上的重力可作为表面力来处理(错).第一章 流体的主要物理性质计算题：1 解： （1） （2） 。 顺轴的方向看去，上平板壁面为一负平面，故所得的正值应指向负轴方向，即指向左边。 （3）。 下平面为一正平面，故正应指向轴的正方向，即指向右边。2 解： 先求速度梯度 （1） 管壁处的切应力为 （2） 距管壁0.5cm处的切应力为当y=0.5cm时 所以 （3） 当d=2cm,l=100m时的总阻力为 填空题：1 连续介质假设,不可压缩流体假设,理
3、想流体假设2 粘性,PaS问答题:1 答: 作用在流体上的力有质量力和表面力.二种不同在于: 质量力属于非接触产生的力,是力场的作用.表面力属于接触产生的力.质量力作用在流体的每一个质点上,表面力作用在流体的表面上.质量力与流体的质量成正比,(如为均质体,与体积成正比),表面力与所取的流体的表面积成正比.第二章 流体静力学计算题：1 有如图所示的容器A和B。用U型测压计来测量它们的压差。容器A中液体的比重是。容器B中液体的比重是。U型测压计中的介质为汞，问压差是多少？2 推导满装液体的圆柱形容器，在绕垂直轴做等加速度旋转时压强的表达式。（a）容器的顶盖中心处开口；（b）容器的顶盖边缘处开口。3
4、 铸造车轮时，为使铸件致密用离心铸造。已知铸机转速n=600转/分，铁水重度 =8870牛顿/米3，轮缘m点出的半径为450毫米，高铸件开口处顶面的垂直高度为200毫米，求铸造时轮缘m点处的相对压强。4 如图所示(a) 和（b）为两个尺寸相同的圆柱形水筒，其高度为H，半径为R，顶盖上各开有小孔与大气相通，大气压为Pa 。（a）图中的小孔开在盖的中心，即r=0处，（b）图中的孔开在顶盖的边上，即r=R处，设两个筒中都装满了水，都以等角速度w 旋转。 （1） 求两种情况下，桶中流体的压力分布。 （2） 已知R=12cm ,w=30/s2。 求顶盖上A点（r=10cm）处的压强p.a. ，两个桶中的
5、p.a 有无差别，为什么？ 5 一离心水泵的体积流量为 Q =20m3/h，安装高度hs =5.5m，吸水管内径d2=100 mm ，吸水管阻力hw =0.25m水柱，水池面积足够大，试求水泵进水口处以mmHg表示的真空度。水温10此时水的运动粘性系数=1.30810-6m/s. 6 圆柱形容器充满液体，顶盖在r0有一侧压管，水位为h，如图所示。当液体随同容器以角速度w旋转时，分别求A点，B点压强。hbBr7 图中所示为一等加速向下的运动容器，其中盛水，水深h=2米，加速度a=4.9米/秒2，试确定（1） 容器底部的流体静压力 若干？（2） 以多长的加速度运动才能使容器底部为大气压力？（3）
6、以多大的加速度运动才能使容器底部为完全真空？填空题:1 帕斯卡原理是根据-方程得到的。2 皮托管是用来测量-的仪器。3 -情况下，可采用斜管压力计以提高测量精度。判断题:1静止流体中任意一点流体压强大小与作用面方向有关。（1 ）2流体的静压强是指在静止流体中,单位面积上的外法线作用力(1 ).3静止流体中任意一点流体压强大小与作用面的方向无关(2 ).4静止流体中任意一点流体压强大小与作用面的空间方向无关，只是该点空间坐标的函数( 2).5在静止的不可压缩均质重力流体中，任意点处单位重量的总势能与该点的高度有关(1 ).6流动流体的动压就是流体速度为零处的压强(1 ).7伯努利方程常数，适用于
7、不可压无粘流体的有旋稳定流动(1 ).8真空度就是绝对压力小于大气压力时的相对压力。(2 ).9在柏努利方程实验管路中的静压力均为负值，说明气体是倒流的(1 ).10用斜管压力计可以判断来流的正负，但用U型压力计不能判断之气体的绝对压力（1 ）11气体的绝对压力就是表压力加上当地的大气压力. (2 ).第二章 流体静力学计算题：1 解：在重力场的作用下，同一液体同一水平面上压力相等。故U型计中O-O面上两边压力相等，从而应有： 所求的压差 2 解：先推导完全开口时的压强表达式。如图所示，根据达朗贝尔原理作用在液体质点上的质量力除重力外，还要虚加一个离心惯性力。于是，作用在单位质量液体上的质量力
8、在坐标轴x,y,z方向的分力为 代入欧拉平衡微分方程式 写成压差式，即 积分得当 时 于是 ，就有若用相对压强表示，则有 （a）容器中心处开口的情况 容器在旋转时，其内液面应呈抛物面，但受顶盖限制，液面不能形成抛物面。虽这样，挨着顶盖的B液面（见图）上各点的压强，仍然是按抛物线规律分布的。等角速度旋转时的压强一般表达式由边界条件 ，确定 ，于是式中（r,z）表示点的位置，在容器中z均为负值。这就是中心开口时的压强分布表达式，从式中可以看出，其绝对压强值为一个大气压。（b）顶盖边缘开口的情况液体借离心力往外甩，显然越离中心远出压强越大，最大压强在边缘处，由于顶盖边缘开口，故边缘处的绝对压强值为p
9、a。可以看出，其他各点处的压强均有真空存在，越近中心真空度就越大。由于顶盖的存在，未能形成抛物面形的自由也面，但紧接顶盖B面上各点的压强值，仍然是按抛物线规律分布的。由等角速度旋转时的压强一般表达式由边界条件 时 ，确定 于是有这就是边缘开口时压强分布表达式。可以看出，在容器内紧接顶盖的B面上除边缘外均为真空。3 解：这是属于上例中中心开口的情况，已得此时相对压强的表达式为将 带入得所以，铸件以每分钟600转旋转时，在坐标为（0.45、0.2）处的相对压强值为28.64atm。若只计及m点处的位压 ,则所以但比较起来， 可取 。4 解：（1）根据题意，两种情况下桶 内水中的压强分布均可用下式表
10、示： (a) 代入图（a）的边界条件r=0,z=0时， 得p= p.a ，所以图（a）中的压强分布为 (b)对于图（b）的情况，对式(a) 代入图（b）的边界条件r=R,z=0, p= p.a，得，所以图（b）中的压强分布为 (c) （2）将A点的坐标代入(b)式中得，相对压强将 点的坐标代入式中得，相对压力由以上分析可知，由于两种情况桶内流体的运动状态相同，所以其压强分布是按抛物面规律分布。但由于其开孔位置不同，边界条件也不同，所以A点的压强大小也不同。5 解：选择1-1截面(水池面)和2-2截面(水泵进水口)写伯努力方程,取池面为基准,Z1=0P1=Pa 水池面足够大,可视V1=0,水粘性
11、系数为=1.308*10-6m/s 吸水管内为紊流流动,故取2=1水泵进口处真空度: 换算成水银柱: 6 解：对于旋转坐标系的离心场，用圆柱坐标（r,z）表示，取oz 向上，原点在A点，质量力为离心力和重力 由压强分布规律 积分 B C 时,p=0 代入 wA点压强： B点压强： 7 解：根据压力差公式： 本题： 积分得： B，C 通式为： 各容器底部 ：又 （1） 容器底部的绝对压力 =（2） 欲使容器底部为大气压力 必须 （3） 欲使容器底部为真空 填空题:1 水静力学2 流速3 被测液体的压力与大气压相差不多时第三章 流体流动的基本方程计算题：1 已知虹吸管的直径d=150mm，布置情况
12、见附图所示，喷嘴直径d2=50mm，不计水头损失，求虹吸管的输水量及管中A、B、C、D各点的压强值。 2 文丘里流量计倾斜安装如附图所示，入口直径为，喉口直径为，试用能量方程式和连续方程式推求其流量计算公式。3 一变直径弯管，轴线位于同一水平面，转角，直径由变为，在流量时，压强，求水流对AB短弯管的作用力。不计弯管的水头损失。4 有如图所示的虹吸装置。吸管直径为，吸管最高点高出水面，出口低于水面，当时的气压等于水柱高。不计损失，试决定出流流速、流量及最高点的压力值。5 用图示的毕托管来测量气流的流速。已知被策气体的密度。若相联的差压计读数h为，求气流速度是多少？6 水从大容器壁的孔中沿水平方向流出，如图所示。设射出的流束在同一截面上各点速度相同。由于地球引力作用，流束向下弯曲。若已知出口速度，出口截面积为。试求在流束在水平面成角处的截面积。7 若速度场和密度场分别为，问是否满足连续方程？8 已知一不可压缩流体的速度场，流体的动力粘度，在点（2，4，-5）（单位为m）处。试求该点其他法向
