工程流體力學習題集及復習資料

1、第 1 頁第 1 章 緒論選擇題【1.1】 按連續(xù)介質的概念，流體質點是指：（a ）流體的分子；（b）流體內的固體顆粒；（c）幾何 的點；（d）幾何尺寸同流淌空間相比是微小量，又含有大量分子的微元體。 解：流體質點是指體積小到可以看作一個幾何點，但它又含有大量的分子，且具有諸如速度, 密度及壓強等物理量的流體微團。（ d ）【1.2】 及牛頓內摩擦定律直接相關的因素是：（a ）切應力和壓強；（b）切應力和剪切變形速度； （c）切應力和

2、剪切變形；（d）切應力和流速。解：牛頓內摩擦定律是，而且速度梯度ddvy 是流體微團的剪切變形速度ddt?，故。（b ）【1.3】 流體運動黏度 υ 的國際單位是：（a ）m2/s；（b）N/m2；（c）kg/m；（d）N·s/m2。解：流體的運動黏度 υ 的國際單位是 /s m2 。 （a ）【1.4】 志向流體的特征是：（a ）黏度是常數(shù)；（b）不可壓縮；（c）無黏性；（d）符合RT p ? ? 。解：不考慮黏性的流體稱為

3、志向流體。（c ）【1.5】當 水 的 壓 強 增 加 一 個 大 氣 壓 時 ， 水 的 密 度 增 大 約 為 ： （ a ） 1/20 000； （ b） 1/1 000； （ c） 1/4 000； （ d） 1/2 000。解：當水的壓強增加一個大氣壓時，其密度增大約9 5 d 1 d 0.5 10 1 10 20 000 k p ??? ? ? ? ? ? ?。（a ）【1.6】 從力學的角度分析，一般流體和固體的區(qū)分在

4、于流體：（a ）能承受拉力，平衡時不能承受切 應力；（b）不能承受拉力，平衡時能承受切應力；（c）不能承受拉力，平衡時不能承受切應 力；（d）能承受拉力，平衡時也能承受切應力。 解：流體的特性是既不能承受拉力，同時具有很大的流淌性，即平衡時不能承受切應力。（c ）【1.7】下 列 流 體 哪 個 屬 牛 頓 流 體 ： （ a ） 汽 油 ； （ b） 紙 漿 ； （ c） 血 液 ； （ d） 瀝 青 。解：滿意牛頓內摩擦定律的流體稱

5、為牛頓流體。（a ）【1.8】 15 C ? 時空氣和水的運動黏度6 2 15.2 10 m /s ? ? ? ? 空氣 ，6 2 1.146 10 m /s ? ? ? ? 水 ，這說明：在運動中（a ）空氣比水的黏性力大；（b）空氣比水的黏性力?。唬╟）空氣及水的黏性力 接近；（d）不能直接比較。解：空氣的運動黏度比水大近 10 倍，但由于水的密度是空氣的近 800 倍，因此水的黏度反而比 空氣大近 50 倍，而黏性力除了同流體的黏

6、度有關，還和速度梯度有關，因此它們不能直接比較。 （ d ） 【1.9】 液體的黏性主要來自于液體：（a ）分子熱運動；（b）分子間內聚力；（c）易變形性；（d）抗拒變形的實力。解：液體的黏性主要由分子內聚力確定。（b ）第 2 章 流體靜力學 流體靜力學選擇題：【2.1】 相 對 壓 強 的 起 算 基 準 是 ： （ a ） 確 定 真 空 ； （ b

7、） 1 個 標 準 大 氣 壓 ； （ c） 當?shù)?大 氣 壓 ； （ d） 液 面 壓 強 。解：相對壓強是確定壓強和當?shù)卮髿鈮褐睢＃╟）【2.2】 金 屬 壓 力 表 的 讀 值 是 ： （ a ） 確 定 壓 強 ； （ b） 相 對 壓 強 ； （ c） 確 定 壓 強 加 當 地 大 氣 壓 ； （ d） 相 對 壓 強 加 當 地 大 氣 壓 。 解：金屬壓力表的讀數(shù)值是相對壓強。（b）【2.3】 某 點 的 真 空 壓

8、 強 為 65 000Pa， 當 地 大 氣 壓 為 0.1MPa， 該 點 的 確 定 壓 強 為 ： （ a ） 65 000 Pa； （ b） 55 000 Pa； （ c） 35 000 Pa； （ d） 165 000 Pa。第 3 頁即 ? ? 2 2 3 5 4 2 4 1 3 3 1 A B p p h h h h h h ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【2.13】試 對 下 列 兩 種 狀 況 求 A

9、 液 體 中 M 點 處 的 壓 強 （ 見 圖 ） ： （ 1） A 液 體 是 水 ， B 液 體 是 水 銀 ， y=60cm， z=30cm； （ 2） A 液 體 是 比 重 為 0.8 的 油 ， B 液 體 是 比 重 為 1.25 的 氯 化 鈣 溶 液 ， y=80cm， z=20cm。解（1）由于 1 2 B p p z ? ? ?而 3 M A B A p p y z y ? ? ? ? ? ? ?（2） M

10、B A p z y ? ? ? ?【2.14】在 斜 管 微 壓 計 中 ， 加 壓 后 無 水 酒 精 （ 比 重 為 0.793） 的 液 面 較 未 加 壓 時 的 液 面 變 化為 y=12cm。 試 求 所 加 的 壓 強 p 為 多 大 。 設 容 器 及 斜 管 的 斷 面 分 別 為 A 和 a ， ， 。解：加壓后容器的液面下降則 ( sin Δ ) ( sin ) ya p y h y A ? ? ? ? ? ?

11、? ?【2.19】 矩 形 閘 門 AB 寬 為 1.0m， 左 側 油 深 h1=1m ， 水 深 h2=2m， 油 的 比 重 為 0.795， 閘 門 傾 角 α=60º， 試 求 閘 門 上 的 液 體 總 壓 力 及 作 用 點 的 位 置 。解：設油，水在閘門 AB 上的分界點為 E，則油和水在閘門上靜壓力分布如圖所示。現(xiàn)將壓力圖 F 分解成三部分 1 F ， 2 F ， 3 F ，而 1 2 3 F F F F

12、? ? ? ，其中 1 1 1.155m sin sin 60h AE ? ? ? ? ?E p ? ?油 1 0.795 9 810 1 7 799Pa h ? ? ? ?B E p p ? ? ?水 2 7 799 9 810 2 27 419Pa h ? ? ? ?故總壓力 1 2 3 4 504 18 016 22 661 45.18kN F F F F ? ? ? ? ? ? ?設總壓力 F 作用在閘門 AB 上的作用點

13、為 D，實質是求水壓力圖的形態(tài)中心離開 A 點的距離。由合力矩定理，1 2 32 1 2 ( ) ( ) 3 2 3 F AD F AE F EB AE F EB AE ? ? ? ? ? ?故2 1 2 4 504 1.155 18 016 ( 2.31 1.155) 22 661 ( 2.31 1.155) 3 2 345 180 AD? ? ? ? ? ? ? ? ? ??或者 sin 2.35 sin60 2.035m D h

14、 AD a ? ? ? ? ?【2.24】如 圖 所 示 一 儲 水 容 器 ， 容 器 壁 上 裝 有 3 個 直 徑 為 d=0.5m 的 半 球 形 蓋 ， 設 h=2.0m， H=2.5m， 試 求 作 用 在 每 個 球 蓋 上 的 靜 水 壓 力 。解 ： 對 于 a 蓋 ， 其 壓 力 體 體 積 pa V 為p 9 810 0.262 2.57kN za a F V ? ? ? ? ? （ 方 向 ↑）對 于 b 蓋 ，