工程流体力学习题全解

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1、第1章绪论选择题【1.1】按连续介质的概念，流体质点是指：（）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。解：流体质点是指体积小到可以看作一个几何点，但它又含有大量的分子，且具有诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。（）【1.2】与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是：（）切应力和压强；（b）切应力和剪切变形速度；（c）切应力和剪切变形；（d）切应力和流速。解：牛顿内摩擦定律是，而且速度梯度是流体微团的剪切变形速度，故。（）【1.3】流体运动黏

2、度υ的国际单位是：（）m2/s；（b）N/m2；（c）kg/m；（d）N·s/m2。解：流体的运动黏度υ的国际单位是。（）【1.4】理想流体的特征是：（）黏度是常数；（b）不可压缩；（c）无黏性；（d）符合。解：不考虑黏性的流体称为理想流体。（）【1.5】当水的压强增加一个大气压时，水的密度增大约为：（）1/20000；（b）1/1000；（c）1/4000；（d）1/2000。解：当水的压强增加一个大气压时，其密度增大约。（）【1.6】从力学的角度分析，一般流体和固体的区别在于流体：（）能承受拉力，平衡时不

3、能承受切应力；（b）不能承受拉力，平衡时能承受切应力；（c）不能承受拉力，平衡时不能承受切应力；（d）能承受拉力，平衡时也能承受切应力。解：流体的特性是既不能承受拉力，同时具有很大的流动性，即平衡时不能承受切应力。（）【1.7】下列流体哪个属牛顿流体：（）汽油；（b）纸浆；（c）血液；（d）沥青。解：满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。（）【1.8】时空气和水的运动黏度，，这说明：在运动中（）空气比水的黏性力大；（b）空气比水的黏性力小；（c）空气与水的黏性力接近；（d）不能直接比较。解：空气的运动黏度比水

4、大近10倍，但由于水的密度是空气的近800倍，因此水的黏度反而比空气大近50倍，而黏性力除了同流体的黏度有关，还和速度梯度有关，因此它们不能直接比较。（）【1.9】液体的黏性主要来自于液体：（）分子热运动；（b）分子间内聚力；（cwitImpossibleisnothingwithmybeing!120）易变形性；（d）抗拒变形的能力。解：液体的黏性主要由分子内聚力决定。（）计算题【1.10】黏度μ=3.92×10﹣2Pa·s的黏性流体沿壁面流动，距壁面y处的流速为v=3y+y2（m/s），试求壁面的切应力。

5、解：由牛顿内摩擦定律，壁面的切应力为【1.11】在相距1mm的两平行平板之间充有某种黏性液体，当其中一板以1.2m/s的速度相对于另一板作等速移动时，作用于板上的切应力为3500Pa。试求该液体的黏度。解：由，【1.12】一圆锥体绕竖直中心轴作等速转动，锥体与固体的外锥体之间的缝隙δ=1mm，其间充满μ=0.1Pa·s的润滑油。已知锥体顶面半径R=0.3m,锥体高度H=0.5m,当锥体转速n=150r/min时，求所需旋转力矩。解：如图，在离圆锥顶h处，取一微圆锥体（半径为），其高为。这里该处速度剪切应力高为

6、一段圆锥体的旋转力矩为其中代入总旋转力矩witImpossibleisnothingwithmybeing!120其中代入上式得旋转力矩【1.13】上下两平行圆盘，直径均为d，间隙为δ，其间隙间充满黏度为μ的液体。若下盘固定不动，上盘以角速度旋转时，试写出所需力矩M的表达式。解：在圆盘半径为处取的圆环，如图。其上面的切应力则所需力矩总力矩【1.14】当压强增量=5×104N/m2时，某种液体的密度增长0.02%。求此液体的体积弹性模量。解：液体的弹性模量【1.15】一圆筒形盛水容器以等角速度绕其中心轴旋转。试

7、写出图中A(x,y,z)处质量力的表达式。解：位于处的流体质点，其质量力有惯性力重力（Z轴向上）故质量力的表达式为【1.16】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witImpossibleisnothingwithmybeing!120膨胀水箱。若系统内水的总体积为8m3，加温前后温差为50℃，在其温度范围内水的热胀系数α=0.0005/℃。求膨胀水箱的最小容积。解：由液体的热胀系数公式，据题意，℃，，℃故膨胀水箱的最小容积【1.17】汽车上路时，轮胎内空气的温度为20℃，

8、绝对压强为395kPa，行驶后，轮胎内空气温度上升到50°С，试求这时的压强。解：由理想气体状态方程，由于轮胎的容积不变，故空气的密度不变，故，其中，，得【1.18】图示为压力表校正器。器内充满压缩系数为k=4.75×10﹣10m2/N的油液。器内压强为105Pa时，油液的体积为200mL。现用手轮丝杆和活塞加压，活塞直径为1cm，丝杆螺距为2mm，当压强升高至20MPa时，问需将手轮摇多少转？wi