1、【精品文檔】如有侵權，請聯系網站刪除，僅供學習與交流流體力學作業題參考答案.精品文檔.流體力學網上作業題參考答案第一章：緒論（56）一、名詞解釋1. 流體：在任何微小剪切力的持續作用下能夠連續不斷變形的物質/液體和氣體統稱為流體。2. 流體質點：質點亦稱為流體微團，其尺度在微觀上足夠大，大到能包含大量的分子，使得在統計平均后能得到其物理量的確定值；而宏觀行又足夠小，遠小于所研究問題的特征尺度，使其平均物理量可看成是連續的。3. 慣性：慣性是物體維持原有運動狀態的能力的性質。4. 均質流體：任意點上密度相同的流體，稱為均質流體。5. 非均質流體：各點密度不完全相同的流體，稱為非均質流體。6. 粘

2、性：流體在運動狀態下具有抵抗剪切變形能力的性質，成為粘性或者粘滯性。7. 內摩擦力：流體在流動時，對相鄰兩層流體間發生的相對運動，會產生阻礙其相對運動的力，這種力稱為內摩擦力。8. 流體的壓縮性：流體的宏觀體積隨著作用壓強的增大而減小的性質，稱為流體的壓縮性。9. 不可壓縮流體：流體密度隨壓強變化很小，流體的密度可視為常數的流體。10. 可壓縮流體：流體密度隨壓強變化不能忽略的流體。11. 表面張力：表面張力是液體自由表面在分子作用半徑范圍內，由于分子引力大于斥力而在表層沿表面方向產生的拉力。12. 表面力：作用在所研究流體外表面上，與表面積大小成正比的力。13.質量力：作用在液體每一個質點上

3、,其大小與液體質量成正比。14牛頓流體：把在作剪切運動時滿足牛頓內摩擦定律的流體稱為牛頓流體。二、選擇題1. 理想流體是指可以忽略（ C ）的流體。A 密度 B 密度變化 C 粘度 D 粘度變化2. 不可壓縮流體是指忽略（ B ）的流體。A 密度 B 密度變化 C 粘度 D 粘度變化3. 關于流體粘性的說法中，不正確的是（ D ）。A 粘性是流體的固有屬性B 流體的粘性具有傳遞運動和阻礙運動的雙重性 C 粘性是運動流體產生機械能損失的根源 D 流體的粘性隨著溫度的增加而降低4下列各種流體中，屬于牛頓流體的是（ A ）A 水、汽油、酒精B 水、新拌混凝土、新拌建筑砂漿 C 泥石流、泥漿、血漿 D

4、 水、泥石流、天然氣5. 單位質量力的量綱與（ B ）的量綱相同。A 速度 B 加速度 C 粘性力 D 重力6、在水力學中，單位質量力是指（ C ）a、單位面積液體受到的質量力；b、單位體積液體受到的質量力；c、單位質量液體受到的質量力；d、單位重量液體受到的質量力。7、運動粘度與動力粘度的關系是（ A ）A B C D 8、一封閉容器盛有水，在地球上靜止時，以豎直向上為正向，其單位質量力為（ A ）A、 -g B、 g C、 0 D 無法確定9、一封閉容器盛有水，封閉容器在空中自由下落，若以自由下落的容器為參考坐標體系，以豎直向上為Z軸正向，其單位質量力為（ C ）A、 -g B、 g C、

5、 0 D、 無法確定10、當空氣中的溫度從0增加至20，其運動粘度增加15%，密度減少10%，其運動粘度將（ A ）A、 增加3.5% B、 降低3.5% C、增加5% D、降低5%11、按連續介質的概念，流體質點是指（ D ）。 A、流體的分子 B、流體內的固體顆粒 C、無大小的幾何點 D、幾何尺寸同流動空間相比是極小量，又含有大量分子的微元體12、交通土建工程施工中的新拌建筑砂漿屬于（ B ） A、牛頓流體 B、非牛頓流體 C、理想流體 D、無黏流體13、流體是（ D ）一種物質。A、不斷膨脹直到充滿容器的；B、實際上是不可壓縮的；C、不能承受剪切力的； D、在任一剪切力的作用下不能保持靜

6、止的。14、流體的切應力（ A ）。A、當流體處于靜止狀態時不會產生；B、當流體處于靜止狀態時，由于內聚力，可以產生；C、僅僅取決于分子的動量交換；D、僅僅取決于內聚力。15、說法正確的是 （ C ）A、靜止液體的動力粘度為0； B、靜止液體的運動粘度為0；C、靜止液體受到的切應力為0；D、靜止液體受到的壓應力為0。16、一密閉容器內下部為密度為 的水，上部為空氣，空氣的壓強為p0。若容器由靜止狀態自由下落，則在下落過程中容器內水深為h處的壓強為（ B ）A、p0+ghB、p0C、0D、p0-gh三、判斷題1. 靜止的實際流體內部粘滯切應力為0。（ ）2. 氣體的動力粘度隨著溫度的增加而增加。

7、（ ）3. 液體的動力粘度隨著溫度的增加而增加。（ ）4.液體的體積彈性模量越大表示液體約不容易被壓縮。（ ）5. 靜止的液體可以承受拉力。（ ）6.其他條件不變時，氣體的密度隨著壓強的增加而增加 （ ）7、根據牛頓內摩擦定律，當流體流動時，流體內部內摩擦力大小與該處的流速大小成正比。（ ） 8、在連續介質假設的條件下，液體中各種物理量的變化是連續的。（ ）9、液體的粘性是引起液流水頭損失的根源。 （ ）10、牛頓內摩擦定律只適用于管道中的層流。 （ ）11、牛頓內摩擦定律僅適用于牛頓流體。( ) 12、15時水的動力粘度小于20時水的動力粘度。 （ ）13、慣性力是一種質量力。（）14、切應

8、力是一種表面力。（）15、根據流體的可壓縮性，流體可以分為可壓縮流體和不可壓縮流體。（）16、不考慮流體的粘度變化，流體可以視為理想流體。（ ）17、流體流動時切應力與流體的粘性有關，與其他無關。（ ）18、根據牛頓內摩擦定律，當流體流動時，流體內部內摩擦力大小與該處的流速大小成正比。（ ）19、流體流動時切應力與流體的粘性有關，與其他無關。 （ ）20、牛頓內摩擦定律適用于所有的液體。 ()四、簡答題1.簡述連續介質模型假說。答：流體的連續介質假說認為流體所占有的空間連續而無空隙地充滿著流體質點，質點的尺度在微觀上足夠大，大到能包含大量的分子，使得在統計平均后能得到其物理量的確定值；而宏觀行

9、又足夠小，遠小于所研究問題的特征尺度，使其平均物理量可看成是連續的。2.試敘述氣體和液體的粘性隨溫度的變化規律，并解釋原因。答：溫度升高，液體的粘性降低，空氣的粘性升高。粘性是分子間的吸引力和分子不規則的熱運動產生動量交換的結果。對于液體，分子間距離小，內聚力是液體粘性的決定性因素。當溫度升高，分子間距離增大，吸引力減小，因而液體的粘性降低。對于氣體，氣體分子間距離大，內聚力很小，所以粘度主要是由氣體分子運動動量交換的結果所引起的。溫度升高，分子運動加快，動量交換頻繁，所以值增加。3、文字描述牛頓內摩擦定律。答：流體的內摩擦力與其速度梯度成正比，與液層的接觸面積A成正比，與流體的性質有關 ，而

10、與接觸面積的壓力無關 即。4、有一流場流體粘度為，流體做層流流動，速度分布為，求y=0.08m處的內摩擦切應力。答：根據內摩擦定律可知y=0.08m處的內摩擦切應力為0.133Pa。5、已知某流體的粘性切應力為=5.0N/m2，動力粘度=0.1Pas，試求該流體的剪切變形速率。答：根據內摩擦定律可得流體的剪切變形速率為50 1/s。6、什么是理想液體？為什么要引入理想液體的概念？答案：理想液體是指沒有粘滯性的液體。實際液體都具有粘滯性，在液體流動中引起能量損失，給分析液體運動帶來很大困難。為了簡化液體運動的討論，引入了理想液體的概念，分析其運動規律，再考慮粘滯性加以修正，可以得到實際水流運動規

11、律，這是水力學中重要的研究方法。第二章 流體靜力學（76）一、名詞解釋1、 位置水頭：液體中某點的位置高度，稱為位置水頭。2、壓強水頭：開口的測壓管的液柱高度，也稱壓強水頭。3、 測壓管水頭：位置水頭與壓強水頭之和，稱為測壓管水頭。4、相對壓強：某點的絕對壓強與當地大氣壓的差值，稱為相對壓強。5、真空壓強：如果某點的絕對壓強小于當地大氣壓強，則當地大氣壓與該點的絕對壓強的差值，稱為相對壓強。6、 絕對靜止：流體對于靜止坐標系沒有發生運動而保持靜止狀態。7、相對靜止：流體隨容器一起運動，但是流體和容器之間沒有相對運動，流體質點彼此之間也沒有相對運動。如果把運動坐標取在容器的運動坐標系上，則對于這

12、種所謂的非慣性坐標系來說，液體處于相對靜止的狀態。8、壓力體：壓力體是指三個面所封閉的流體體積，即底面是受壓曲面，頂面是受壓曲面邊界線封閉的面積在自由面或者其延長面上的投影面，中間是通過受壓曲面邊界線所作的鉛直投影面。二、選擇題1、靜止流體所受到的表面應力（ C ）。A、只有拉應力 B、只有切應力C、只有壓應力D、與作用面斜交2、液體隨容器做等角速度旋轉時，液體的等壓面是（ C ）。A、水平面 B、斜平面 C、旋轉拋物面 D、球面3、靜止流體各點的（ B ）等于常數。A、p B、z+ C、+ D、不存在4. 靜水壓強測定試驗中，水箱上方排氣閥打開狀態時，調壓筒液面與水箱內液面高度一致。此時，關

13、閉排氣閥，降低調壓筒的高度，使調壓筒內液面低于水箱液面，待液面穩定后，水箱內的壓強（ B ）大氣壓強。A、大于 B、 小于 C、等于 D、不確定5. 密封容器內液面壓強大于大氣壓強，其任一點的測壓管液面（A ）。 A、高于容器內液面 B、低于容器內液面 C、等于容器內液面 D、不確定6. 靜止液體中有一傾斜放置的平板，平板受到液體總壓力的作用點在平板形心的（ B ）。A、上方 B、 下方 C、同一高度 D、不確定7. （ B ）屬于質量力。A、壓力 B、 慣性力 C、粘性切應力 D、表面張力8.球形壓力容器上半曲面對應的壓力體 （ A ）。A、在曲面的上方 B、 在曲面的下方 C、在曲面的左方

14、 D、在曲面的右方9、在研究流體運動時，按照是否考慮流體的粘性，可將流體分為( D )。A. 牛頓流體及非牛頓流體；B. 可壓縮流體與不可壓縮流體；C. 均質流體與非均質流體；D. 理想流體與實際流體。10、一密閉容器內下部為水，上部為空氣，液面下3.2m處測壓管高度為2.2m，設當地大氣壓為1個工程大氣壓，則容器內氣體部分的相對壓強為_ 水柱（ D ）。 A. 2m B. 1m C. 8m D. 1m11、如圖所示，下述靜力學方程哪個正確？（B）12、在一個儲水箱的側面上、下安裝有兩只水銀U形管測壓計(如圖二)，當箱頂部壓強p0=1個大氣壓時，兩測壓計水銀柱高之差h=h1-h2=760mm(

15、Hg)，如果頂部再壓入一部分空氣，使p0=2個大氣壓時。則h應為( C)A.h=-760mm(Hg) B.h=0mm(Hg) C.h=760mm(Hg) D.h=1520mm(Hg)13、圖示三個油動機的油缸的內徑D相等，油壓P也相等，而三缸所配的活塞結構不同，三個油動機的出力F1，F2，F3的大小關系是(忽略活塞重量)( B)A. F1F2F3 B. F1=F2=F3 C.F1F2F214、如圖所示，密閉容器上裝有U型水銀測壓計。在同一水平面上1、2、3點上的壓強關系為(C)Ap1=p2=p3 Bp1p2p3 Cp1p2p3 Dp1p2=p315、若當地大氣壓強為98kPa，液體中某點的絕對

16、壓強為108kN/m2，則該點的相對壓強為 （ D ）A、1 kN/m2 B、2 kN/m2 C、8 kN/m2 D、10 kN/m216、圖示容器中有兩種液體，密度r2 r1 ，則 A、B 兩測壓管中的液面必為（ B ）A、 B 管高于 A 管； B、 A 管高于 B 管； C、 AB 兩管同高； D、不確定。17、盛水容器 a 和 b 的測壓管水面位置如圖 (a)、(b) 所示，其底部壓強分別為 pa和 pb。若兩容器內水深相等，則 pa和pb的關系為（ A ）A、pa pb B、 pa pb C、 pa = pb D、無法確定18、密閉水箱的側壁為一矩形平板，水面壓強大于大氣壓強，水深3

17、M，靜水總壓力的作用點到水面距離y應是：（ C ）A、 y1.5m B、 y=1.5m C、 1.5my2m D、 y=2m19、若當地大氣壓強為98 kPa，液體中某點的絕對壓強為90 kPa，則該點的真空壓強為 （ C ）A、1 kPa B、2 kPa C、8 kPa D、10 kPa20、絕對壓強P、相對壓強p、真空值p、當地大氣壓強之間的關系是（ C ）。A、P=p+ p B、p= P+ C、p=- P D、p= P+ p21、相對壓強的起量點是 （ D ）A. 絕對真空； B. 1個標準大氣壓； C. 液面壓強。D. 當地大氣壓強；22、靜止液體作用在曲面上的靜水總壓力的水平分力，式

18、中的（ D ） A、為受壓面形心處的絕對壓強 B、為壓力中心處的相對壓強 C、為受壓曲面的面積 D、為受壓曲面在鉛垂面上的投影面積23、比較重力場（質量力只有重力）中，水和水銀所受的單位質量力f水和f水銀的大小（ B ）A. f水f水銀；D、不一定。24、等角速度w旋轉容器，半徑為R，內盛有密度為r的液體，則旋轉前后容器底壓強分布(B )； A.相同；B.不相同；25、等角速度w旋轉容器，半徑為R，內盛有密度為r的液體，則旋轉前后底部所受總壓力( A) 。 A.相等； B.不相等。26、粘性流體的測壓管水頭線的沿流程變化的規律是( D )。A沿程下降 B沿程上升 C保持水平 D前三種情況都有可

19、能。27、灑水車以等加速度a向前平駛，如圖示，則水車內自由表面與水平面間的夾角等于 （ A ）28、在等角速度旋轉液體中，一下說法正確的是 （ C ）A、各點的測壓管水頭等于常數；B、各點的測壓管水頭不等于常數，但測壓管高度等于常數；C、各點的壓強隨水深的變化是線性關系；D、等壓面與質量力不一定正交。29、對于相對平衡液體，說法正確的是（ A ）A、等壓面不一定是水平面；B、液體內部同一等壓面上各點，處在自由液面下同一深度的面上；C、 （對于任意的 ）；D、 不成立。30、直放置的矩形平板擋水，水深3m，靜水總壓力P的作用點，到水面的距離y為 （ C ）A、1.25m B、1.5m C、2m

20、D、2.5m31、靜止液體中有一傾斜放置的平板，當繞平板形心軸轉動平板時，平板受到液體總壓力（ C ）。判斷題1. 慣性力的方向與加速度的方向相反。（ ）2.運動粘度和動力粘度的關系是 =/。 （ ） 3. 等壓面與總的質量力方向垂直。 （ ）4. 勻加速直線運動的液體等壓面是一組斜平面族。（ ）5. 相對靜止的實際液體內部切應力為0. （ ）6. 靜止液體中某一點的壓強的大小與壓強作用方向無關。（ ）7、一盛有液體的開口杯子，在重力作用下在一個斜面上向下自由滑落，不計摩擦力的影響，該杯子中的液面與斜面平行。（ ）8、一個接觸液體的平面壁上形心處的水靜壓強正好等于整個受壓壁面上所有各點水靜壓強

21、的平均值。 （ ）9、直立平板靜水總壓力的作用點就是平板的形心。( )10、靜止液體中同一點各方向的靜水壓強數值相等。( ) 11、直立平板靜水總壓力的作用點與平板的形心不重合。 （）12、靜止水體中，某點的真空壓強為50kPa，則該點相對壓強為-50 kPa。 ()13、靜止液體中，淹沒深同相同的靜止水面一定是等壓面。 ()14、相對靜止狀態的液體的等壓面一定也是水平面。( )15、在平衡液體中，質量力與等壓面是平行的。( )16、任意受壓面上的平均壓強等于該受壓面形心處的壓強。（ ）17、一個接觸液體的平面壁上形心處的水靜壓強正好等于整個受壓壁面上所有各點水靜壓強的平均值。（ ）18、靜止

22、液體中平板受到的總壓力的作用點就是平板的形心。 （）19、壓力體中必須充滿液體。 （ ）20、相對靜止狀態的等壓面可以是斜面或曲面。 () 21、絕對壓強可正可負。而相對壓強和真空壓強則恒為正值。（ ）四、簡答題1. 試根據歐拉平衡微分方程推導靜壓強分布公式 z+=常數c？解：靜止液體中根據歐拉平衡微分方程得積分得z+=c2. 試根據歐拉平衡微分方程證明液體隨容器做等加速直線運動時，液體的等壓面為一簇斜面？（5分）解：液體隨容器做等加速直線運動時，取x軸為運動方向，豎直向上為z軸方向。則根據歐拉平衡微分方程得等壓面 dp=0則有因此，隨容器做等加速直線運動的液體等壓面為一簇斜面。3、試根據歐拉

23、平衡微分方程證明液體隨容器做等角速度旋轉運動時，液體的等壓面為一組旋轉拋物面？（5分）解：液體隨容器做等角速度旋轉運動時，取旋轉軸豎直向上為z軸方向。則根據歐拉平衡微分方程得等壓面 dp=0則有因此，液體隨容器做等角速度旋轉運動時，液體的等壓面為一組旋轉拋物面。4、 一封閉水箱（見圖），自由面上氣體壓強 為85kN/m2，求液面下淹沒深度h為1m處點C的絕對靜水壓強、相對靜水壓強和真空度。解：C點絕對靜水壓強為C點的相對靜水壓強為相對壓強為負值，說明C點存在真空。真空壓強為5、如圖，一封閉水箱，其自由面上氣體壓強為25kN/m2，試問水箱中 A、B兩點的靜水壓強為多少？何處為大？已知h1為5m

24、，h2為2m。解：A、B兩點的絕對靜水壓強分別為 故A點靜水壓強比B點大。6、簡述靜壓強的兩個特性。解：特征一 靜止流體不能承受切應力，也不能承受拉應力，只能承受壓應力，即壓強，壓強的作用方向為作用面的內法線方向。特征二 靜止流體中某一點的壓強大小與壓強作用的方向無關。7、“均勻流一定是恒定流”，這種說法是否正確？為什么？答：這種說法是錯誤的。均勻流不一定是恒定流。因均勻流是相對于空間而言，即運動要素沿流程不變，而恒定流是相對于時間而言，即運動要素不隨時間而變。兩者判別標準不同。五、計算題1、如圖所示，弧形閘門的鉸軸與水面同高，已知水深H正好等于弧形閘門的半徑R=2 m，閘門寬度為b=1 m，

25、=90，求此閘門所受到的總壓力F的大小及方向？（10分）解：閘門所受到的總壓力F在x方向的分量N閘門所受到的總壓力F在z方向的分量N閘門所受到的總壓力F N閘門所受到的總壓力F與x軸夾角正切值為閘門所受到的總壓力F與x軸夾角為arctan1.57.根據合力矩原理，合理F必然通過弧形閘門的鉸軸。2、一塊平板矩形閘門可繞鉸軸A轉動，如圖示。已知=60，H=6 m，h1=1.5 m，h=2m，不計閘門自重以及摩擦力，求開啟單位寬度b=1 m（垂直于紙面）的閘門所需的提升力F？（10分）3、 如圖所示，有一盛水的開口容器以3.6m/s2的加速度沿與水平成30夾角的傾斜平面向上運動，試求容器中水面的傾角

26、。解：根據壓強平衡微分方程式：單位質量力：等壓面，代入由壓強平衡微分方程式，得： 容器中水面的傾角為15o。4、如圖所示，用真空計B測得封閉水箱液面上的真空度為0.98kPa，若敞口油箱的液面低于水箱液面的高度H=1.5m，油柱高h1=5.6m，水銀柱高h2=0.2m，求油的密度。已知水的密度為103kg/m3，水銀的密度為13.6103kg/m3。解：5、如圖所示開口盛水容器，容器壁上設有半徑R=0.4m的半球蓋AB已知球形蓋中心點的水深h=1.6m，不計半球蓋自重，試求半球蓋連接螺栓所受的總拉力和總切力大小。(球體體積公式為)解：6、一垂直放置的圓形平板閘門（見圖），已知閘門半徑R為1m，

27、形心在水下的淹沒深度hC為8m，求作用于閘門上靜水總壓力的大小及作用點位置。已知，圓形平面繞圓心軸線的面積慣矩 。7、一個圓柱型桶，高位h，底面直徑為d，桶內盛有1/3體積的油和2/3體積的水，若將此桶以角速度作繞其軸線旋轉運動，當達到多大時，桶內的油剛好被全被拋出桶外？解 油被全部拋出時，桶內只剩下水，水的體積為桶體積的2/3。即桶內水自由液面（旋轉拋物面）與平面坐標所圍成的體積為桶體積的2/3。壓強分布式為水自由液面方程（p=Pa）為當r=d/2時，z=h，可得水自由液面方程為故水的體積為8、一內盛液體的U形開口玻璃管繞一條立軸旋轉，如圖示。兩支立管距離旋轉軸的距離分別為R1和R2，測得兩

28、支立管的液柱高度分別為h1和h2，試求旋轉角速度。解：繞軸旋轉運動的液體壓強分布式為水自由液面方程（p=Pa）為由于，可得9、HROABR圖示圓弧形閘門AB(1/4圓), A點以上的水深H1.2m，閘門寬B=4m，圓弧形閘門半徑R=1m，水面均為大氣壓強。確定圓弧形閘門AB上作用的靜水總壓力及作用方向。解：水平分力 Px=pcAx=g (H+R/2) RB=74.48kN 鉛垂分力 Py=gV=g（RBH+BR2/4）=85.65kN,靜水總壓力 P2= Px2+ Py2,P=113.50kN,tana= Py/Px=1.15 a=49第三章 流體動力學理論基礎（116）一 名詞解釋1、流線：

29、 某一時刻，在流體空間存在這樣一條曲線，在曲線上所有質點的速度矢量均與其相切，這條曲線稱為流線。2、跡線：跡線是流體質點運動的軌跡線。某液體質點在不同時刻所流經的空間點所連成的線。由于每個質點都有一個運動軌跡，所以跡線是一簇線。3、恒定流：流場中各運動要素都不隨時間變化，這種流動成為恒定流。4、斷面平均流速：是指假想均勻分布在過流斷面上的流速，其大小等于流經過流斷面的體積流量除以過流斷面面積，即v=qv/A。5、時變加速度：固定空間點的流體質點速度隨時間的變化率。6、位變加速度：質點所在空間位置變化引起的速度變化率。7、非恒定流：若流場的流動參數（流速、壓強、粘性力、慣性力）的全部或其中之一與

30、時間有關，則這類流場稱為非恒定流。8、三元流：流場中的流動參數由三個坐標變量來描述的流動，稱為三元流動。9、二元流：所有流動參數與坐標中某一方向的變量無關，且在這個方向的分量也不存在的流動稱為二元流動。10、一元流：所有流動參數僅與坐標中某一方向的變量有關，稱為一元流動。11、流管：在流場中任意畫出一條封閉曲線，經過曲線上每一點作流線，則這些流線組成一個管狀的表面，稱為流管。12、流束：流管內所有流線的總和稱為流束。13、元流：封閉曲線取得無限小，所得流束為微元流束，又稱元流。14、總流：封閉曲線取在流場周界上，所得流束為總流。15、過流斷面：與流束中所有流線正交的橫斷面。16、流量：單位時間

31、內流經過流斷面的流體的量。17、均勻流：同一流線上各質點的流速矢量沿程不變，稱這種流動為均勻流。18、非均勻流：同一流線上各質點的流速矢量沿程變化的流動。19、漸變流：各流線趨于平行直線的流動。20、急變流：流線沿程變化顯著的非均勻流。21、系統：由確定的流體質點所組成的流體團（質點系）。22、控制體：相對于某個坐標體系來說，有流體流過的固定不變的任何體積。23、控制面：控制體的邊界成為控制面。24、歐拉法：研究流體力學的一種方法，是指通過描述物理量在空間的分布來研究流體運動的方法。25、拉格朗日法：通過描述每一質點的運動達到了解流體運動的方法稱為拉格朗日法。二、選擇題1、文丘里管是測量（D

32、）的儀器。A、點流速 B、點壓強 C、斷面平均流速 D、流量2、皮托管管是測量（A ）的儀器。A、點流速 B、點壓強 C、斷面平均流速 D、流量3、流體運動的連續性方程是根據（ B ）原理導出的。A、動量守恒 B、質量守恒 C、能量守恒 D、力的平衡4、已知突然縮小管道，縮小前后的管徑比=2，則突然縮小前后斷面平均流速比為（ D ）。A、4 B、2 C、1 D、0.255、粘性流體的總水頭線沿程的變化是( A ) 。A. 沿程下降 B. 沿程上升 C. 保持水平 D. 前三種情況都有可能。6、理想流體的總水頭線沿程的變化是( C ) 。A. 沿程下降 B. 沿程上升 C. 保持水平 D. 前三

33、種情況都有可能。7、粘性流體的測壓管頭線沿程的變化是( D ) 。A. 沿程下降 B. 沿程上升 C. 保持水平 D. 前三種情況都有可能。8、流體流動時，流場各空間點的參數不隨時間變化，僅隨空間位置而變，這種流動稱為( A)A.恒定流 B.非恒定流 C.非均勻流 D.均勻流9、在同一瞬時，流線上各個流體質點的速度方向總是在該點與此線( C)A.重合 B.相交 C.相切 D.平行10、水自水箱經管路流出如圖所示，若把管路閥門再關小一些，則在閥門前后的測壓管1與2的液面高度變化將是( A)A.h1升高，h2降低B.h1降低，h2升高C.h1與h2都降低D.h1與h2都升高11、在漸變流的同一有效

34、截面中，流體的壓強分布滿足( B)A、p=c B、z+ C、+ D、不存在12、關于水流流向的正確說法是( C )A.水一定是從高處往低處流 B.水一定是從流速大處往流速小處流C.水一定是從機械能大處往機械能小處流 D.水一定是從測壓管水頭高處往測壓管水頭低處流13、實際液體的水力坡度J為( C )A.J0 D.J=Jp14、恒定流一定是(A)A當地加速度為零 B遷移加速度為零 C向心加速度為零 D質點加速度為零15、在總流伯努利方程中，壓強P是漸變流過流斷面上的(A)A某點壓強 B平均壓強 C最大壓強 D最小壓強16、水力學中的一元流動是指（D ）A、恒定流動； B、均勻流動 C、層流運動；

35、 D、運動要素只與一個坐標有關的流動。17、已知不可壓縮流體的流速場為，則該流動為 （ C ）A、恒定一元流動； B、恒定二元流動；C、恒定三元流動； D、非恒定均勻流。18、速度水頭的表達式為（ B ）A、 B、 C、 D、19、流線于跡線重合的條件是：（ B ）A 不可壓縮流體 B恒定流動 C 理想流體流動 D 漸變流動20、位變加速度為零的流動是 （ C ）A恒定流 B非恒定流 C 均勻流 D 非均勻流21、連續性方程表示：（ C ）A 能量守恒 B動量守恒 C質量守恒 D動量鉅守恒22、理想液體恒定有勢流動，當質量力只有重力時， （B）A整個流場內各點的總水頭相等B只有位于同一流線上的

36、點，總水頭相等C沿流線總水頭沿程減小D沿流線總水頭沿程增加23、以下那些概念屬于歐拉法（ A ）。 A、流線 B、跡線 C、液體質點 D、液體微團24、一維流動中，“截面積大處速度小，截面積小處速度大”成立的條件是（ D ）。 A、理想流體 B、粘性流體 C、可壓縮流體 D、不可壓縮流體25、歐拉運動微分方程在每點的數學描述是：（ D ）A、流入的質量流量等于流出的質量流量 B、單位質量力等于加速度C、能量不隨時間而改變 D、服從牛頓第二定律26、.理想流體流經管道突然放大斷面時，其測壓管水頭線（ A）A、只可能上升；B、只可能下降；C、只可能水平；D、以上三種情況均有可能。27、實際流體在等

37、直徑管道中流動，在過流地面上有1、2、3點，則有下列關系（ B ）A、B、C、D、28、重力場中理想不可壓縮恒定流動中同一條流線上兩點A、B，A點的流速 大于B點的流速 ，則（ B ）A、A點的測壓管水頭B點的測壓管水頭；B、A點的測壓管水頭B點的壓強水頭；D、A點的壓強水頭B點的壓強水頭29、動能修正系數是反映過流斷面上實際流速分布不均勻性的系數，流速分布_，系數值_，當流速分布_時，則動能修正系數的值接近于_.（ B ）A、越不均勻；越小；均勻；1。B、越均勻；越小；均勻；1。C、越不均勻；越小；均勻；零D、越均勻；越小；均勻；零30、動量方程式中流速和作用力：（ D ）A、流速有方向，作

38、用力沒有方向。 B、流速沒有方向，作用力有方向。C、都沒有方向。 D、都有方向。三、 判斷題1、流線可以是折線，也可以是光滑曲線。（ ）2、根據運動要素與空間坐標的關系，可把流動分為一元流、二元流和三元流。（ ）3、有壓圓管流動中，流體流經一漸縮管段，如果該漸縮管段中心軸線為水平方向（位置高度z不變），忽略沿程水頭損失和局部水頭損失，則斷面平均流速變大，而管道中心軸線處壓強變小。 （ ）4、流體流動時，只有當流速大小發生改變的情況下才有動量的變化。（ ）5、恒定流一定是均勻流動。 （ ）6、凡是滿管流流動，任何斷面上的壓強均大于大氣的壓強。（ ）7、拉格朗日法是以空間點為研究對象的研究方法。（

39、 ）8、歐拉法是以空間點為研究對象的研究方法。（ ）9、恒定流中，流線與跡線重合。（ ）10、均勻流的流線是相互平行的直線。（ ）11、均勻流中沿流動方向各斷面的速度分布相同。（ ）12、理想不可壓均質重力流體作恒定流動時，沿流動方向總水頭線是不變的。（ ）13、恒定流中任意一空間點的流體密度不隨時間變化。（ ）14、流體的連續性方程式基于質量守恒定律推導出來的。（ ）15、均勻流中沿流動方向各斷面的斷面平均流速相同。（ ）16、均勻流中過流斷面上的液體壓強分布遵循靜止液體的壓強分布。（ ）17、不可壓縮液體連續性微分方程 只適用于恒定流。（ ）18.自由液面是水平面。（）19、均勻流的同一過

40、水斷面上，各點流速相等。 （ ）20、有壓管道的測壓管水頭線只能沿程降低。 （ ）21、恒定總流能量方程只適用于整個水流都是漸變流的情況。（）22、水流總是從壓強大的地方向壓強小的地方流動。（ ）23、動量方程中的合外力是指分析的流體所受到的表面力的矢量和。（ ）24、恒定流是指流體的位變加速度為零的流動。（ ）25、過流斷面一定是平面。（ ）26、恒定流中，流體中任意一點的壓強只是空間坐標的函數。（ ）27、恒定流中，流體的速度對時間的偏導為零。（ ）28、流體連續性方程的只能應用于理想流體。（ ）29、應用伯努利方程的兩個過流斷面必須為均勻流或者漸變流。（ ）30、應用動量方程進行分析的流

41、動的兩個過流斷面必須為均勻流或者漸變流。（ ）31、已知不可壓縮流體的流速場為，則該流動為恒定流動。 （ ）32、流動中空間某點的壓強對時間的偏導，該流動為非恒定流動。（ ）33、根據連續性方程，流速與過流斷面面積成正比。 （）34、只有過水斷面上各點流速相等的流動才是均勻流 （） 35、均勻流與漸變流一定是恒定流，急變流一定是非恒定流。 （）四、簡答題1、試分析一漸縮管道內流體沿水流方向的測壓管水頭變化（假設水頭損失可以忽略），并簡述分析過程。（5分）解：漸縮管道內流體沿水流方向，過流斷面面積減小，根據連續性方程，過流斷面的斷面平均流速增大；根據恒定實際總流的伯努利方程，忽略水頭損失時，過流

42、斷面的斷面平均流速增大，則z+減小，故測壓管水頭減小。因此漸縮管道內流體沿水流方向的測壓管水頭是減小的。2、實際流體總流的伯諾利方程表達式為是什么，其適用條件？解：實際流體總流的伯諾利方程表達式為（），其適用條件是穩定流，不可壓縮流體，作用于流體上的質量力只有重力，所取斷面為漸變流動；研究的兩個斷面之間沒有能量輸入和輸出，也沒有流量輸入和輸出。3、簡述流線的特性。解：(1)在恒定流動時，因為流場中各流體質點的速度不隨時間變化，所以通過同一點的流線形狀始終保持不變，因此流線和跡線相重合。而在非恒定流動時，一般說來流線要隨時間變化，故流線和跡線不相重合。(2)通過某一空間點在給定瞬間只能有一條流線

43、，一般情況流線不能相交和折線。是一條光滑的連續曲線。(3)流線充滿整個流場。(4)流線密集的地方，表示流場中該處的流速較大，稀疏的地方，表示該處的流速較小。4、分析流管束的流體是否可以通過流管流出？解：不能。根據流線的性質，流線不能相交也不能是折線，流管束的流體是不可以通過流管流出。5、根據均勻流的性質，判斷均勻流中各過流斷面的形狀為曲面還是平面？各過流斷面的斷面平均流速是否相等？解：均勻流動中，沿流線方向流速矢量不變，即流速大小不變，方向不變，故流線是相互平行的直線，均勻流中各過流斷面為平面。并且沿流線方向，過流斷面上流速分布不變，故各過流斷面的斷面平均流速相等。6、簡述描述流體運動的拉格朗

44、日法和歐拉法的區別？解：拉格朗日法和歐拉法描述流體最大的區別是研究對象的不同。拉格朗日法以研究流體各質點的運動過程作為基礎，綜合所有質點的運動，構成整個液體的運動。歐拉法著眼于流體經過流場（即充滿運動流體的空間）中各空間點時的運動情況，并通過綜合流場中所有被研究空間點上流體質點的運動要素（表征流體運動狀態的物理量，如流速、加速度、壓強等）及其變化規律，來獲得整個流場的運動特性。7、試證明均勻流過流斷面的壓強分布符合Z+(p/g)=c。8、已知不可壓縮流體的兩個速度方程為其中a, b, c, d, e, f,都為常數。若當z=0時，uz=0，求坐標z防向的分速度uz。解 不可壓縮流體的流動滿足連

45、續性方程可得9、寫出總流伯努利方程，解釋各項及方程的物理意義。 答：總流伯努利方程為：其中：Z：表示總流過流斷面上某點（所取計算點）單位重量流體的平均位置勢能：表示總流過流斷面上某點（所取計算點）單位重量流體的平均壓強勢能。：表示總流過流斷面上某點（所取計算點）單位重量流體的平均動能。：表示總流過流斷面上某點（所取計算點）單位重量流體的平均機械能損失，稱為總流水頭損失10、“均勻流一定是恒定流”，這種說法是否正確？為什么？答：這種說法是錯誤的，均勻流不一定是恒定流。因均勻流是相對于空間而言，即運動要素沿流程不變，而恒定流是相對于時間而言，即運動要素不隨時間而變。兩者判別標準不同。五、計算題1、

46、圖示為矩形斷面平坡渠道中水流越過一平頂障礙物。已知渠寬b=1.5 m，上游1-1斷面水深h1=2.0 m，障礙物頂中部2-2斷面水深h2=0.5 m，通過渠道體積流量qv=1.5 m3/s，試求水流對障礙物迎水面的沖擊力F。（10分）解：取漸變流過流斷面1-1，2-2，以及流體邊界所包圍的封閉曲面為控制體。取鹽水流方向為x軸，則作用在控制體上x軸方向的作用力有1-1，2-2斷面上的動水壓力FP1（向右），FP2（向左），以及障礙物對水流的作用力F（假設向左）。沿x軸方向對控制體應用動量方程：則水流對障礙物迎水面的沖擊力F為25.31kN，方向向右。2、圖示為消防水龍頭的噴嘴，高速水流從管道經其

47、噴入火源。已知噴管直徑從d1=80 mm收縮至d2=20 mm。若測得出流流速2=15 m/s，求水流對噴管的作用力F，假設水頭損失可忽略不計。（10分）解：取基準面0-0，漸變流過流斷面（1-1，2-2）如圖示。則1-1，2-2過流斷面的伯努利方程根據連續性方程可得=0.94 m/sP1-Pa=112058 Pa解得F=496.9 N 方向向左，故水流對管道的作用力為496.9N，方向向右。3、水平放置在混凝土支座上的變直徑彎管，彎管兩端與等直徑管相連接處的斷面11上壓力表讀數p1=17.6104Pa，管中流量qv=0.1m3/s，若直徑d1=300，d2=200，轉角=60，如圖414所示

48、。求水對彎管作用力F的大小。【解】 水流經彎管，動量發生變化，必然產生作用力F。而F與管壁對水的反作用力R平衡。管道水平放置在xoy面上，將R分解成Rx和Ry兩個分力。取管道進、出兩個截面和管內壁為控制面，如圖所示，坐標按圖示方向設置。.根據連續性方程可求得：.列管道進出口的伯努利方程，則：.所取控制體受力分析，進、出口控制面上得總壓力：（kN）（kN）壁面對控制體內水的反力Rx、Ry，其方向先假定如圖(414)所示。.寫出動量方程選定坐標系后，凡是作用力（包括其分力）與坐標軸方向一致的，在方程中取正值；反之，為負值。沿x軸方向： (KN)沿y軸方向：(KN) 管壁對水的反作用力：（KN）水流

49、對彎管的作用力F與R大小相等，方向相反。4、有一沿鉛垂直立強敷設的彎管，如圖示。彎頭轉交為90o，起始斷面1-1斷面和終止斷面2-2斷面之間的軸線長度L=3.14m，倆斷面之間的高差z=2m，已知1-1斷面中心軸線處的動水壓強p1=117.6kPa，倆斷面之間的水頭損失hw=0.1m，已知管道直徑d=0.2m，試求當管道中流量Q=0.06m3/s時，水流對彎頭的作用力。解： 5、如圖所示的分岔管水流射入大氣，干管及分岔管的軸線處于同一水平面上。已知=30，v2=v3=12m/s，d1=200mm，d2=d3=100mm，不計水頭損失，求水流對分岔管的作用力。6、圖示一有壓管道，小管直徑dA=0

50、.2m，大管直徑dB=0.4m，A點壓強水頭為7mH2O，B點壓強水頭為4mH2O，已知大管斷面平均流速vB=1m/s，B點比A點高1m求管中水流的方向。解：7、已知一輸水三通管道，輸入流量Q1=140L/s，兩支輸出管直接分別為d2=150mm，d3=200mm ，若兩支輸出管的流速相等，求兩支輸出管的流量Q2和Q3。8、已知一輸水管道,斷面1-1處管道直徑為d1=400mm，測得1-1斷面處的斷面平均流速為0.2m/s，斷面2-2處管道直徑為d2=200mm，求斷面2-2處的流速v2。9、用一根直徑d=200mm的管道從水箱中引水。若水箱中水位保持恒定，所需流量qV=50L/s，水流的總水

51、頭損失hw=3.5m水柱。試求水箱中液面與管道出口斷面中心的高差。10、離心式水泵的抽水量qV=5.56L/s，安裝高度Hs=5 .72m，吸水管直徑d=100mm，吸水管的總水頭損失hw=0.25m，求水泵進口處的真空度hv。11、設有一股自噴嘴以速度v0噴射出來的水流，沖擊在一個與水流方向成角的固定平面壁上，當水流沖擊到平面壁后，分成兩面股水流流出沖擊區，若不計重量（流動在一個水平面上），并忽略水流沿平面壁流動時的摩擦阻力，試推求射流施加于平面壁上的壓力FP，并求出Q1和Q2各為多少？12、設從噴嘴中噴出的水流，以速度v0射向一與水流方向垂直的固定平面壁，當水流被平面壁阻擋以后，對稱地分開

52、。沿壁面的流速為v，若考慮的流動在一個平面上，則重力不起作用，求此時射流對壁面的沖擊力。13、消防水管直徑D=0.15M, 噴嘴出口直徑d=0.03m， 設計流量。噴嘴和管路用法蘭連接并用螺栓固頂。不計水頭損失，求螺栓所受的總拉力。解：以消防水管中軸水平面為基準面，取法蘭處斷面1-1和噴嘴出口處斷面2-2為研究斷面, 設總拉力為T 由連續性方程 則 ， 對 1-1和2-2 寫伯努利方程，動量方程其中：，,（不計水頭損失）則：又： N 為水流在噴頭處所受阻力。解得：N=15.25 KN 因為 T=N =15.25KN即 螺栓所受的總拉力為 15.25KN14、矩形斷面的水渠有一平板閘門，寬度B=3.4m 上下游水深分別為,試求水流對；平板的沖力（不計水頭損失）。解：由連續性方程：對閘門兩邊寫伯努利方程：由于不計水頭損失，所以：解得：再由動量方程： 其中：N為板對水流的阻力，其與水流對板的沖力大小相等。解得N=26.55KN 即所求水流對板