流体力学复习题

一 填空 概念题

1 （ ）是作用在流体的每一个质点上的力；（ ）是作用在所考虑流体表面上的力。

2 流体动力沾滞系数只随（ ）的变化而变化

3 4 5

流体的静压强方向必然是沿着作用面的（ ）方向 液体静压强分布规律只适用于（ ）的液体。

可以确定的是液体中（ ）、（ ）和（ ）是等压面。

6 欧拉法是通过描述流体的（ ）来研究流体运动的方法。 7 根据欧拉法可将流动分为（ ）和（ ）

8 在某一时刻，各点的切线方向与通过该点的流体质点的流速方向

重合的空间曲线称为（ ）。

9 在绘制总水头线时，沿程损失表现为沿管长（ ）的直线；而局

部损失表现为在障碍处（ ）的直线。

10 流体流动中产生的能量损失分为（ ）和（ ）。

11 由紊流转变为层流的临界流速称为（ ）；由层流转变为紊流的

流速称为（ ）。

12 沿程阻力系数主要取决于（ ）和（ ）两种因素。 13 水力半径R的定义为过（ ）和（ ）的比值。

14 紊流的局部阻力系数一般决定于阻碍的（ ）、（ ）和（ ）。 15 在简单管路中，总的阻力损失与体积流量平方成（ ）。

16 有限空间射流其流场可分为（ ）、（ ）和（ ）。 17 流体微团基本运动形式有（ ）、（ ）和（ ）。 18 涡量是（ ）和（ ）的矢性函数。

19 在同一瞬间，通过同一个涡管的各截面的（ ）相等。 20 只有（ ）流动才存在势函数。 21 绕流阻力由（ ）和（ ）组成。 22 音波的整个传播是一个（ ）过程。

23 气体绕物体流动时，其驻点速度为零，驻点处的参数就是（ ）。 24 指定点的当地速度与该地当地音速的比值称为（ ）。

25 要保证两个流体问题的力学相似，必须是两个流体的（ ）、（ ）、

（ ）、（ ）及（ ）相似。

26 （ ）、（ ）、（ ）、（ ）都是反映动力相似的相似准数。 27 两个相似的现象，它门的（ ）必定相等。

28 两个现象相似的充分必要条件除了相似准数相等外，还包括（ ）

相似。

29 由定性物理量组成的相似准数，相互间存在（ ）关系。 30 对流动起决定作用的准则数称为（ ）；被动的准则数称为

（ ）。

31 （ ）和（ ）是常用的因次分析法。

32 .恒定流是各空间点上的运动参数都不随( )变化的流动。 33 圆管流的临界雷诺数Rec为( )。

34

水由孔口直接流入另一水体中，称为( )出流。

35 在相同的作用水头作用下，同样口径管嘴的出流量比孔口的出流

量( )。

36 在恒定流中，流线与迹线_________。 37 圆管层流运动的沿程阻力系数λ=_________。

38 根据尼古拉兹实验，在紊流粗糙区沿程水头损失与断面平均流速

的_________成正比

39 在并联管道中，各并联管段的_________相等。 40 雷诺数表征惯性力与_________之比。

41 由分子之间的粘滞性所引起的损失称为________；而由流动流体

局部受阻如弯头等所引起的损失称为_______。

42 根据粘性底层厚度及管壁粗糙突起的厚度ks，紊流可分为光滑区、

过渡区和粗糙区。光滑区的λ仅与_______有关，粗糙区的λ与_______有关，而过渡区的λ则与_______有关。 43 孔口和管嘴出流的流速公式均为υ=2gH0。对孔口而言，υ是

_______断面的流速；对管嘴而言，υ是_______断面的流速。 44 在渐变流过流断面上，动压强分布规律的表达式为____________。 45 管道内水流____________突然变化是引发水击的条件。

46 渐变流过水断面上的压强按静水压强分布，但两者仍存在着差异，

其不同点在于______。 计算部分： 1

如图，相同条件(d1=d2,h1=h2)的孔口与管嘴出流，问： (1)v1______v2(用等号或不等号表示) (2)Q1_____Q2(用等号或不等号表示) 2

在常温常压范围内，每增加一个标准大气压，水体积的相对缩小量约为百万分之四十九，试计算在此范围内水的平均体积压缩系数K=________。 3

有一直径d=25mm的水管，流速v=1.0m/s，水温为10℃时的运动粘度ν=1.31×10-6m2/s，则管中流体的流态为_______(填层流或紊流)。 4

液体中某点的相对压强为-35kPa，当地大气压为0.1MPa，该点绝对压强为_________kPa。 5

某水管的直径d=100mm，断面平均流速v=0.5m/s，水的运动粘度v=1.01×10-6m2/s，其管中流态为_________。 6

长管并联管段1，2，两管段直径d相等，长度l2=3l1，沿程阻力系数相等，两管段流量比

Q1Q2=_______。

7 如果所考虑的模型流动粘滞力占主要作用，则流动相似考虑_______准则。如果模型比尺为1∶20，采用的模型中流体与原型中相同，模型中流速为50m/s时，则原型中流速为_______m/s。

8 煤气管上某点的压强为100mm水柱，相当于____________N/m2。

9 10

如图所示，半满管流的水力半径R＝____________。

某平面流动的流速分布方程为u=2y-y2(m/s)，流体的动力粘度μ=0.8×10-3Pa·s，则距壁面y=7.5cm处的粘性切应力τ=______Pa。

11 水管内径d=150mm,在1小时内排水10m3，则管内流量Q=______及断面平均流速υ=______。

12 一个几何比尺为1∶50的船舶模型，当模型船速为1.0m/s时，原型船速为______。

二 选择

1.下述叙述中( )是正确的。 A.静止液体的动力粘度为0 B.静止液体的运动粘度为0 C.静止液体受到的切应力为0 D.静止液体受到的压应力为0

2.理想流体的总水头线沿程的变化规律为( )。 A.沿程下降 B.沿程上升

C.沿程不变 D.前三种情况都有可能 3.在恒定流中，有( )。 A.u=0 B.u≠0

tC.ustD.us=0

≠0

4.理想流体边界层在( )中存在。

A.圆柱绕流 B.均匀流中顺流放置的薄平板 C.管道进口段 D.任何边界中都不可能

5.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

6.若流动是一个坐标量的函数，又是时间t的函数，则流动为( )。 A.一元流动 B.二元流动 C.一元非恒定流动 D.一元恒定流动

9.圆管中的紊流运动，过水断面上的流速分布符合( )。 A.均匀分布 B.直线变化规律 C.抛物线规律 D.对数曲线规律 10.在( )中，流线与迹线线重合。 A.层流 B.非均匀流 C.恒定流 D.缓流

11.某流体的运动粘度v=3×10-6m2/s,密度ρ=800kg/m3,其动力粘度μ为( )

A.3.75×10-9Pa·s B.2.4×10-3Pa·s

C.2.4×105Pa·s D.2.4×109Pa·s

12.图中相互之间可以列总流伯努利方程的断面是（ ）。 A.1-1断面和2-2断面 B.2-2断面和3-3断面 C.1-1断面和3-3断面 D.3-3断面和4-4断面

13.如图所示，孔板上各孔口的大小形状相同，则各孔口的出流量是( ) A.QA>QB B.QA=QB C.QA14.并联管道A、B，两管材料、直径相同，长度B=2A，两管的水头损失关系为( ) A.hfB=hfA B.hfB=2hfA C.hfB=1.41hfA D.hfB=4hfA

15.一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下4.2米处的测压管高度为2.2m，设当地压强为98KPa，则容器内液面的绝对压强为( )水柱。 A.2m

B.1m C.8m D.-2m

16.理想流体是一种( )的假想流体。

A.动力粘度μ为0 B.速度梯度du为0

dy C.速度u为一常数 D.流体没有剪切变形

17.断面平均流速v与断面上每一点的实际流速u的关系是( )。 A.v=u B.vu D.v≤u或v≥u 18.在并联管路问题中，有( )。

A.流经每一管路的水头损失相加得总水头损失 B.流经所有管路的流量相同 C.并联的任一管路的水头损失相同

D.当总流量已知时，可直接解得各管的流量

19.在渐变流过流断面上，动压强分布满足( )规律。

A.z+p>0 B.z+p<0 C.z+p=c D.以

上都不是

20.边界层分离只可能发生在有压强梯度的区域，即( )的区域。 A.dp<0 B.

dxdpdx>0 C.

dpdx=0 D.以上

都不是

21.进行石油输送管路的水力模型试验，要实现动力相似，应选的相似准则是( )。

A.雷诺准则 B.弗劳德准则 C.欧拉准则 D.以上都不是

22．如图所示，一平板在油面上作水平运动。已知平板运动速度V=1m/s，平板与固定边界的距离δ=5mm，油的动力粘度μ＝0.1Pa·s，则作用在平板单位面积上的粘滞阻力为（ ） A．10Pa B．15Pa C．20Pa D．25Pa

23．一封闭容器，水表面上气体压强的真空度pv=10kPa，水深2m处的相对压强为（ ） A．－10kPa C．19.6kPa

B．9.6kPa D．29.6kPa

24．用欧拉法描述流体质点沿x方向的加速度为（ ） A．

uxt

y

z

B．ux＋uxux

txC．uxux+uyux+uzux

xD．ux+ uxux+uyux+uzux

txyz25．圆管层流中，沿程水头损失与速度的（ ） A．0.5次方成正比 C．1.75次方成正比

B．1.0次方成正比 D．2.0次方成正比

26．紊流附加切应力2等于（ ）

A．uxuy C．uxuy

B．－uxuy D．uxuy

27．如图所示，有两个长度和断面尺寸相同的支管并联，如果在支管2中加一个调节阀，则水头损失（ ） A．hw1hw2 B．hw1hw2 C．hw1hw2 D．hw1hj阀

28．弗劳德数的物理意义为（ ）

A．惯性力与重力之比 B．惯性力与粘滞力之比 C．压力与惯性力之比 D．粘滞力与重力之比

29.图示容器内盛有两种不同的液体，密度分别为1，则有( )。 2， A.zA

pApzBB1g1gppC.zBBzDD1g2g

ppAzCC1g2gppD.zBBzCC

1g2g B.zA

30.气体与液体的粘度随着温度的升高分别( )。 A.减小、减小 B.减小、增大 C.增大、增大 D.增大、减小

31.绕流阻力系数取决于( )。 A.雷诺数、物体的形状及其尺寸大小 B.雷诺数、物体的形状及表面的粗糙情况 C.弗劳德数、物体的形状及其尺寸大小 D.弗劳德数、物体的形状及表面的粗糙情况

32.圆管层流的动能修正系数与圆管紊流的动能修正系数相比，有( )。 A. C.

>′ <

B. =

D.不一定

33.一般情况下，流线不能相交，但在( )处除外。 A.驻点 B.奇点 C.驻点与奇点 D.以上均不对

34.如图所示，(a)图为自由出流，(b)图为淹没出流，若在两种出流情况下作用水头H，管长l、管径d及沿程阻力系数均相同。则两管中的流量( )。

A. Qa>Qb B. Qa=Qb C. Qa35.亚声速流动，是指马赫数（ ）时的流动。 A.等于1 B.等于临界马赫数 C.大于1 D.小于1

36.流体流动时，流场各空间点的参数不随时间变化，仅随空间位置而变，这种流动称为（ ） A.定常流B.非定常流 C.非均匀流D.均匀流

37.流体在流动时，根据流体微团（ ）来判断流动是有旋流动还是无旋流动。

A.运动轨迹是水平的B.运动轨迹是曲线 C.运动轨迹是直线D.是否绕自身轴旋转

38.粘性流体绕流平板时，边界层内的流态由层流转变为紊流的临界雷诺数Rexcr值为（ ）

A.2000 B.2000～13800 C.5×105～3×106 D.2×105～3×105 39.当某管路流动在紊流粗糙管平方阻力区范围内时，则随着雷诺数Re的增大，其沿程损失系数λ将（ ） A.增大B.减小C.不变D.增大或减小

40.流体在管内作层流流动时，其沿程损失hf值与断面平均流速v的（ ）次方成正比。 A.1 B.1.75 C.1.75～2 D.2

41.管路水力计算中的所谓长管是指（ ）

A.长度很长的管路B.总能量损失很大的管路 C.局部损失与沿程损失相比较可以忽略的管路 D.局部损失与沿程损失均不能忽略的管路 42．动量方程（ ）

A．仅适用于理想流体的流动 B．仅适用于粘性流体的流动 C．理想流体与粘性流体的流动均适用 D．仅适用于紊流

43．在粘性流体总流的伯努利方程的计算中，若取动能修正系数等于1，则管内流体按截面平均流速计算的动能要比实际动能在数值上（ ）

A．大一些 B．小一些

C．相等 D．有时大一些，有时小一些

44．动量方程中， 表示作用在控制体内流体上的力是（ ） A．总质量力 B．总表面力 C．合外力 D．总压力

45．当某管路流动在紊流水力光滑管区范围内时，随着雷诺数Re的增大，其沿程损失系数λ将（ ） A．增大 B．减小 C．不变 D．增大或减小

46．某水箱内水由一管路流出，水位差H，管长l，管径d。管路损失为hw，水的密度为ρ，现若密度改变为ρ′>ρ，则相应的管路损失 将（ ）

A． > B． =

C． < D． 可能大于或小于

47．声音在流体中传播的速度越小，说明流体压缩性（ ） A．越大 B．越小 C．相同 D．不一定

48.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 49．单位质量力的量纲是

A.L*T^(-2) B.M*L^2*T C.M*L*T^(-2) D.L^(-1)*T 50．水力学的基本原理也同样适用于气体的条件是： A 气体不可压缩 B 气体连续 C 气体无粘滞性 D 气体无表面张力

51．水力学研究的液体是一种______、____ 、_____连续质。 A 不易流动 易压缩 均质 B 不易流动 不易压缩 均质 C 易流动 易压缩 均质

D 易流动 不易压缩 均质

52． 单位体积液体的重量称为液体的______, 其单位。 A 容重 N/m^2 B 容重 N/M^3 C 密度 kg/m^3 D 密度 N/m^3

53．不同的液体其粘滞性_______,同一种液体的粘滞性具有随温度_______而降低的特性。 A 相同 降低 B 相同 升高 C 不同 降低 D 不同 升高

54．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， 不一定； B.增大，减小； C.减小，不变； D.减小，减小 55．运动粘滞系数的量纲是： A L/T^2 B L/T^3 C L^2/T D L^3/T 56．动力粘滞系数的单位是： A N*s/m B N*s/m^2 C m^2/s D m/s 57．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。 58．表面张力系数的单位是： A kg/m^2 B N/m^3 C N/m^2 D N/m 59．单位质量力的量纲是：

A M/T^2 B M/T^3 C L/T^2 D L/T^3 60 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

61在研究液体运动时,按照是否考虑粘滞性,可将液流分为 A 牛顿液体流动及非牛顿液体流动;

B 可压缩液流及不可压缩液流; C 均匀流动及非均匀流动;

D 理想液体流动及实际液体流动.

三 判断 四 简答

1 什么是流体的粘滞性？它对流体流动有什么作用？动力沾滞系数

和运动沾滞系数响？

有何区别及联系？

2 什么是流体的压缩性和热胀性？他们对流体的容重和密度有何影

3 什么是流体的力学模型？常用的流体力学模型有哪些？ 4 请简述公式

dudu中物理量：、、的物理含义。

dydyp2uZH中各项物理量的物理意义。 5请简述公式2g6 试写出恒定总流能量方程，及阐述其相关的应用条件。 7 简述运用动量方程解题的几个步骤。 8 简述根据变化划分的五个阻力分区。 9 简述能够减小阻力的一些措施。

10 什么是管路阻抗？为什么有两种表示？在什么情况下，S与管中流量无关，仅决定于管道的尺寸及构造？

11并联管路各支管的流量分配，遵循什么原理？如果要得到各支管

中流量相等，该如何设计管路？ 12 为什么要用无因次量研究射流运动？

13 什么是质量平均流速v2？为什么要引入这一流速？

14 温差射流中，无因次温度分布线为什么在无因次速度线的外边？ 15 温差射流轨迹为什么弯曲？是怎样寻求轨迹方程的？

16 何谓受限射流？受限射流结构图形如何？与自由射流有何差别？ 17 确定半无限物体的轮廓线，需要哪些量来决定流函数？要改变物体的宽度，需要变动哪些量？以某一平流动设计的绕流流速场，当水平流动的流速变化时，流函数是否有变化，为什么？ 18 在渐缩管中会不会发生附面层分离？为什么？

19 分析理想气体绝热流动伯努力方程各项意义。并与不可压缩流体伯努力方程相比较。

20分析理想气体一元恒定流动的连续性方程意义。并与不可压缩流体的连续性方程相比较。

21当地速度，当地音速c，滞止音速c0，临界音速ck，说明各项的意义，及它门的关系。

22 在超音速流动中，速度随断面积增大而增大的关系，其物理实质是什么？

23 在什么情况下才能把管流视为绝热流动？或等温流动？ 24如何判别圆管和非圆管有压流中的流态?

25 如图所示两种液体盛在同一容器中，其中ρ1<ρ2。试分析下面两个水静力学方程式

(1) z1+(2) z2+

p1pz221g2gpp2z332g3g

哪个对?哪个错?说明其原因。

26何谓长管?何谓短管?虹吸管、并联管道分别可用哪一种管道(长管还是短管)计算?

27试分析局部水头损失产生的主要原因。

28如何判别层流与紊流?为什么说在圆管层流中的沿程水头损失与流速的一次方成正比?

29试画出曲面AB和CD的压力体，并分别标明这两个曲面液体总压力竖向分力的方向。

30试定性画出图示等直径管路的总水头线和测压管水头线。

31 什么是紊流的时均速度？写出紊流时均速度轴向分量的定义式，指出式中各符号的含义。

32发生边界层分离的必要条件是什么？为什么边界层分离要产生压差阻力？

33 静止流体静力学方程PP0gh的适用条件。

34 什么是有旋流动？什么是无旋流动？

五 计算题：

1如图所示，一矩形平板闸门AB，宽b=2m，与水平面夹角α=30°，其自重G=19.6kN，并铰接于A点。水面通过A点，水深h=2.1m，试求打开闸门的最大铅直拉力T。

2如图所示，文丘里流量计管道直径d1=200mm，喉管直径d2=100mm，水银差压计读数y=20mm，水银密度ρm=13.6×103kg/m3，忽略管中水头损失，试求管道输水流量Q。

3 水塔经图示管道系统供水。已知供水流量

Q=0.1m3/s,各段管长

l1=l2=100m,l2=50m,l3=200m,各段管道直

径

d1=d4=200mm.(

比

阻

a1=a4=9.029s2/m6),d2=d3=150mm(比阻a2=a3=41.85s2/m6),

试求：(1)各并联管段的流量

Q2，Q3；(2)水塔水面高度H。

4设水流由水箱经水平串联管路流入大气，如图所示。已知AB管段直径d1=0.25m，沿程损失

V222gV12hfAB=0.4

2g，BC

管段直径d2=0.15m，已知损失hfBC=0.5

，进口局部损失

V12hj1=0.5

2g，突然收缩局部损失

V22hj2=0.32

2g，试求管内流量Q。

5 管道系统如图所示。已知管长l=10m，直径d=100mm，沿程阻力系数λ=0.025，管道进口的局部阻力系数ζ1=0.5，管道淹没出流的局部阻力系数ζ2=1.0，如下游水箱水面至管道出口中心的高度h=2m，试求：

(1)管道系统所通过的流量Q；

(2)上游水箱水面至管道出口中心的高度H。 6.两高度差z=20cm的水管，接一倒置的U形压差计，弯管上部为油，油的两个液面差h=0.1m，油的密度ρ1=920kg/m3，试求两管的压差p1-p2。

7 如图所示，消防水管直径d1=0.15m，喷嘴出口直径d2=0.03m，设

计流量Q=0.03m3/s。喷嘴和管路用法兰盘连接并用螺栓固定。不计水头损失，试求螺栓所受的总拉力。

8两平行平板间距δ=0.5mm，其间充满密度ρ=900kg/m3的液体，下

平板固定，上平板在切应力τ=2Pa的作用下，以速度u=0.25m/s

的速度平移，试求该液体的动力粘度μ及运动粘度υ。 9由水箱经变直径管道输水，H=16m，直径d1=d3=70mm，d2=50mm，各管段长度见图，沿程阻力系数λ=0.03，突然缩小局部阻力系数ζ=0.5(1缩

A1)(对应细管流速)，其他局A2部阻力系数自定，试求流量。

9 ．杯式水银压力计如图。若杯上接大气时，测压管中的液面在0——0处。已知杯的直径d1=60mm，测压管直径d2=6mm，测压时，测压管中液面下降h=300mm，求此时杯上的压强p。（水银的密度为13600kg/m3，图中Pa为大气压）

10一水平放置的突然扩大水管，直径由d1=50mm扩大到d2=100mm，比压计下部为m1.6103kg/m3的四氯化碳，当Q＝16m3/h时，比压计读

数Δh＝173mm，求突然扩大的局部阻力系数。

11水箱侧壁开一圆形薄壁孔口，直径d=5cm，水面恒定，孔口中心到水面的高度H=4.0m。已知孔口的流速系数φ=0.98，收缩系数ε=0.62，求孔口出流收缩断面的流速vc、流量Q和水头损失hj。

12 圆锥体绕其中心轴旋转，锥体与固壁间的间距滑油（1mm，全部为润10.1Pas）充满。当旋转角速度16s，锥体底部半径R=0.3米，高H=0.5米时，求作用于圆锥的阻力矩。 13

为精确测定容重为的液体空气中A、B两点的微小压差，特设计图示微压计。测定时的各液面差如图示。试求和的'关系及同一高程上A、B两点的压差。 14

宽为1米，长为AB的矩形闸门，倾角为45度，左侧水深h13m，右侧水深h22m。试用解析法求作用于闸门上的静水压力及其作用点。 15

AB为一矩形闸门，A为闸门的转轴，闸门宽b=2m,闸门自重G=19.62KN，h11m，h22m。问闸门打开。 16

B端所施的铅直力T为何值时，才能将有一直立的金属平面矩形闸门，背水面用三根相同的工字梁作支撑，闸门与水深h=3m同高。求各梁均匀受力时的位置。 17 一圆柱形容器，直径D=1.2m，完全充满水，顶盖上在r00.43m处开一个小孔，敞口测压管中的水位0.5m。问此容器绕其立轴旋转的转速n为多大时，顶盖所受总静水压力为零。 18

水由管中铅直流出，求流量及测压计读数。水流无损失。 盘直径0.319

直径为d1700mm的管道在支水银承水平面上分支为d2500mm的两支管，A—A断面压强为70kN流

/m2，管道量Q0.6m3/s，两支管流量相等，求支墩受的水平推力。 20

已知空气淋浴地带要求射流半径为1.2米，质量平均流速。圆形喷嘴直径为0.3米。（紊流系数工作地带的距离s。（2）喷嘴流量。 21

已知流速分布（1）ux（2）ky,uyky,uz0，

0.08）求（1）喷口到

yx，uy2，uz0求旋转角速度，ux222xyxy线变形速度和角变形速度。 22

当坐标选在管轴时，管中层流运动的流速函数证明为

uyuz0

J22J2ux(r0r)[r0(y2z2)]

44 求涡线微分方程。 23

气流绕直角墙面作平面无旋流动如图所示，在距离角顶点O的距离为r=1米处，流速为3m/s.求流函数和势函数。 24

一竖井式的磨煤机中，空气流速u0滞系数2m/s，空气的运动沾

20106m2/s，密度1kg/m3。煤的密

31000kg/m度m。试求气体能带走的最大煤粉颗粒的

直径为多大？