2016年电大流体力学形成性考核册试题及答案（全部章节）

作业1答案 (第1章、第2章) 第1章 一、选择

1、牛顿内摩擦定律适用于 （ B ）

A、任何流体 B、牛顿流体 C、非牛顿流体 2、液体不具有的性质是 （ C ）

A、易流动性 B、压缩性 C、抗拉性 D、粘滞性 3、连续介质假定认为流体（ C ）连续。

A、在宏观上 B、在微观上 C、分子间 D、原子间 4、在国际制单位制中流体力学基本量纲不包括 （ D ） A、时间 B、质量 C、长度 D、力

5、在静水中取一六面体，作用在该六面体上的力有 ( D )

A、切向力、正压力 B、正压力、重力 C、正压力、重力 D、正压力、切向力、重力 6、下属那些力属于质量力 （E ）

A、惯性力 B、粘滞力 C、弹性力 D、表面张力 E、重力 二、判断题

1、压强和切应力属表面力。 （正确） 2、流体惯性力与加速度方向相同。 （错误） 3、粘滞性可以制止流体流动。 （正确）

4、理想流体与实际流体的区别仅在于理想流体具有不可压缩性。 （正确） 三、简答题（要点）

1. 为什么要建立连续介质模型？

答：液体（气体）是由分子组成的，分子间有空隙，不连续。工程上研究的流体，关心的是流体宏观的物理性质。把流体看成为由质点组成的连续体——连续介质模型，目的是建立描述流体运动的连续函数，便于应用数学工具，解决工程实际问题。 2．什么是流体的粘滞性？它对流体流动起什么作用？

答：流体具有的阻滞变形运动的特性——流体的粘滞性，它对流体流动产生阻力，造成能量损失。

3．动力粘滞系数?和运动粘滞系数?有什么区别？

答：两者都反映流体的粘滞性，?为动力量，?为运动量，????，量纲不同。 4. 容器内盛有液体，求下述不同情况时该液体所受单位质量力？ 容器静止时； 液体所受单位质量力仅有重力。 （2）容器以等加速度g垂直向上运动 ：液体所受单位质量力为2g。 （3）容器以等加速度g垂直向下运动。液体所受单位质量力为0。 5. 试分析图中三种情况下水体A受哪些表面力和质量力？（1）静止水池；（2）顺直渠道水流（均匀流）；（3）平面弯道水流。 u

uA AA （1）：水体A受哪些表面力为压应力（正压力），质量力为重力g。 (a)(b)(c)（2）：水体A受哪些表面力为压应力和切应力，质量力为重力g（均匀流）。

1

（3）：水体A受哪些表面力为压应力和切应力，质量力为重力g和惯性力。 作图题（略）

计算题 (解题思路与答案)

1/10u?0.72y1. 已知某水流流速分布为，u的单位为m/s ，y为距壁面的距离，单位为m。（1）

2??0.1010cm/s，计算相应求y=0.1、0.5、1.0m处的流速梯度；（2）若水的运动粘滞系数

的切应力。

解：（1）：① 求出点流速,②设y的增量dy=0.01m ③y?y?dy处的点流速，④求出求解流速梯

du111? dy0. 5477s , 0.1332s ,0.07169s

??? (2) ：

du?dy5.53?10?6pa ; 1.345?10?6pa; 0.724?10?6pa。

3?32??998.2kg/m??1.002?10N?s/m2.已知温度20℃时水的密度，动力粘滞系数，求

其运动粘滞系数?？

解：直接用公式解，注意单位制。

?32 ：??1.0038?10m/s

第2章

一、选择题(略)

1、某点存在真空时， （A）（D）

A、该点的绝对压强为正值 B、该点的相对压强为正值 C、该点的绝对压强为负值 D、该点的相对压强为负值 2、流体静压强的（B）

A、方向与受压面有关 B、大小与受压面积有关 C、大小与受压面积方位无关 3、流体静压强的全微分式为（C）

A、dp=p(Xdx + Ydy + Zdz) B、p=p(x，y，z) C、

p?pa??gh

4、压强单位为N/m2时，采用了哪种表示法 （ A ）

A、应力单位 B、大气压倍数 C、液柱高度 5、密封容器内液面压强小于大气压强，其任一点的测压管液面 （ A ） A、高于容器内液面 B、低于容器内液面 C、等于容器内液面 二、判断题

1、等压面与质量力垂直。 （ 错误 ） 2、某点存在真空，是指该点的压强小于大气压强 （ 错误 ）

3、静止流体中某点压强的大小，不仅与其淹没深度有关还与受压面的方位有关。 （正确） 4、相对压强的数值可为正值，也可以是负值。 （ 错误 ） 5、静止液面下的闸板的总压力作用中心与闸板形心重合。 （正确）

6、和大气相通容器的测压管液面一定与容器内液面高度相同。 （正确） 7、相对静止的液体的等压面一定是水平面。 （正确）

2

三、简答题

1.等压面是水平面的条件是什么？

:①连续介质 ② 同一介质 ③ 单一重力作用下.

2. 同一容器中装两种液体，且?1??2，在容器侧壁装了两根测压管。试问：图中所标明的测压管中液面位置对吗？为什么？

：不对，（右测压管液面要低一些，从点压强的大小分析）

3. 图中三种不同情况，试问：A-A、B-B、C-C、D-D中哪个是等压面？哪个不是等压面？为什么？

油BB

CCAA

DD

水 ：（ a）A-A是 （b）B-B不是 （c）C-C 不是， D-D是。 (a) 连通容器(b) 连通器被隔断(c) 盛有不同种类溶液的连通器四、作图题(略)

3

五、计算题(解题思路与答案)

已知某点绝对压强为80kN/m2，当地大气压强pa=98kN/m2。试将该点绝对压强、相对压强和真空压强用水柱及水银柱表示。 解： 用水柱高表示

（1）该点绝对压强：8.16mH2o

（2）该点相对压强：-1.84mH2o （3）该点真空压强：1.84mH2o 用水银柱高表示

（1）该点绝对压强：599.1mm Hg

（2）该点相对压强：-135.4 mm Hg （3）该点真空压强：135.4 mm Hg

2. 一封闭水箱自由表面上气体压强p0=25kN/m2，h1=5m，h2＝2m。求A、B两点的静水压强。

p hh B

021A解：由压强基本公式

p?p0??gh求解 pA= 7.551 mH2o (74 kN/m2) pB= 4.551 mH2o (44.6 kN/m2)

??2.5m?4?1.4m3 如图所示为一复式水银测压计，已知?1?2.3m，?2?1.2m，3，，

4

?5?1.5m(改为3.5m)。试求水箱液面上的绝对压强

p0＝？

P

水

水

解：① 找已知点压强(复式水银测压计管右上端)② 找出等压面 ③ 计算点压强,逐步推求

053142水箱液面上的压强 :

p0.

水银p0=273.04 kN/m2

4 某压差计如图所示，已知HA=HB=1m，ΔH=0.5m。求：pA?pB。

空气 A H H水ΔH B解：①找出等压面 ② 求出相对的点压强 ③ 列平衡方程式求AB点的压强差. BA④ 空气的?g不计. 水水银 pA?pB=47 kN/m2 (4.8 mH2o) 5. 水闸两侧都受水的作用，左侧水深3m、右侧水深2m。试求作用在单位宽度闸门上静水总压力的大小及作用点位置（用图解法和解析法分别求解）。 解：①画出相对压强分布图, ② 计算各侧静水压力, ③ 求静水总压力的大小 ④列力矩平衡方程求静水总压力的作用点位置。 3m P=24.5kN e?1.267m(作用点到底部的距离) 6. 一弧形闸门AB，宽b=4m，圆心角θ＝45°，半径r=2m，闸门转轴恰与水面齐平。求作用于 闸门的静水压力及作用点（改为：作用力的方向）。 Ar h解：①画出压力体图, ② 计算水平方向分力③求出合力及作用力的方向 P?92.59kN ??25.04 0Px、铅垂方向分力pz, B?5 2m