工程流体力学试题库 1

闻建龙主编的《工程流体力学》习题参考答案

第一章绪论

1-3 底面积为1.5m的薄板在液面上水平移动（图1-3），其移动速度为16ms，液层厚度为4mm，当液体分别为20C的水和20C时密度为856kgm3的原油时，移动平板所需的力各为多大？

题1-3图

1-4 在相距40mm的两平行平板间充满动力粘度0.7Pas液体（图1-4），液体中有一边长为a60mm的正方形薄板以u15ms的速度水平移动，由于粘性带动液体运动，假设沿垂直方向速度大小的分布规律是直线。

1）当h10mm时，求薄板运动的液体阻力。

2）如果h可改变，h为多大时，薄板的阻力最小？并计算其最小阻力值。

题1-4图

m输水管作水压试验，管内水的压强加至1-5 直径d400mm，长l2000

7.5106Pa时封闭，经1h后由于泄漏压强降至7.0106Pa，不计水管变形，水的压缩率

为0.510Pa，求水的泄漏量。

9

1

第二章流体静力学

2-2 如图所示，压差计中水银柱高差h0.36m，A、B两容器盛水，位置高差

z1m，试求A、B容器中心压强差pApB。

题2-2图

第三章流体运动学基础

2-3 已知平面不可压缩流体的流速分量为

vx1y，vyt

试求：1）t0时过0, 0点的迹线方程。2）t1时过0, 0点的流线方程。

3-8 下列两个流场的速度分布是： 1）vxCy，vyCx，vz0 2）vx

CxCy

v，，vz0 y2222

xyxy

试求旋转角速度（C为常数）。

第四章流体动力学基础

3-3 如图所示，有一管路，A、B两点的高差z1m，点A处直径dA0.25m，压强pA7.8410Pa，点B处直径dB0.5m，压强pB4.910Pa，断面平均流速vB1.2ms。试求：断面平均流速vA和管中水流方向。

题3-3图

3-5 一虹吸管，已知：a1.8m，b3.6m，由水池引水至C端流入大气。若不计损失，设大气压的压强水头为10m。求：

1）管中流速及B点的绝对压强。

2）若B点绝对压强的压强水头下降到0.24m以下时，将发生汽化，设C端保持不动，问欲不发生汽化，a不能超过多少？

题3-5图

第四章相似理论与量纲分析

第六章流动阻力与水头损失

3-3 一输水管直径d250mm，管长l200m，测得管壁的切应力046Nm2。试求：

1）在200m管长上的水头损失。

2）在圆管中心和半径r100mm处的切应力。

3-4某输油管道由A点到B点长l500m，测得A点的压强pA310Pa，B点

压强pB2105Pa，通过的流量q0.016m3s，已知油的运动粘度

100106m2s，930kgm3。试求管径d的大小。

第七章有压管路、孔口、管嘴的水力计算

7-7 两容器用两段新的低碳钢管连接起来，已知：d120cm，l130m，d230cm，

管1为锐边入口，管2上的阀门的阻力系数3.5。当流量为q0.2ms时，l260m，

求必须的总水头H。

题7-7图

解：列上、下水池水面的B、E

222l1v12l2v2v12v2v2

H12入口扩大阀

d12gd22g2g2g2g

：

钢管 0.05mm，/d10.05/2000.00025 /d20.05/3000.00017 查莫迪图中的Ⅱ区，得：10.014，10.013

：

A2d2302

1＝1＝11 入口＝0.5，阀门＝3.5，扩大＝＝1.56，进口＝Ad2202

11

v1，v2：

QQ0.2

6.37m/s A1121

d10.2244QQ0.2v22.83m/s

11A22d20.3244v1



306.372602.8326.3722.832

H0.0140.0.51.563.51

0.229.810.329.8129.829.814.31.061.032.478.91

7-10 如图所示，分叉管路自水库取水。已知：干管直径d0.8m，长度l5km，支管1的直径d10.6m，长度l110km，支管2的直径d20.5m，长度l215km，。管壁的粗糙度均为0.0125mm，各处高程如图3-40所示。试求两支管的出流量q1及q2。

题7-10图

解：

0.01250.000016 0.009 d800

0.01250.00002 0.009 d16000.01250.000025 0.009 d2500

l1v12lv2支管1：H1 1

d2gd12g

5000v210000v12

300.0090.009

0.829.810.629.81

302.87v27.6v12 （1）

l2v2lv2

支管2：H2 1

d2gd22g

v25000v215000

400.0090.009

0.829.810.529.81

（2） 402.87v213.8v2

1112

vd2v1d12v2d2 444

vd2v1d12v2d2

v0.82v10.62v20.52 0.64v0.36v10.25v2

v0.56v10.39v2 （3）

302.87v27.6v12

22

（1）、（2）、（3）汇总 402.87v13.8v2

v0.56v0.39v

12v11.75m/s，v21.55m/s，v31.51m/s

Q1v1d121.753.140.620.49m3/s

44121

Q2v2d21.553.140.520.30m3/s

3-5 如图3-31所示，水平突然缩小管路的d115cm，d210cm，水的流量

q2m3，用水银测压计测得h8cm，试求突然缩小的水头损失。

图3-31 题3-5图

解：列1-1，2-2的B.E

p11v12p22v2

hj•

g2gg2g2

p1p2v12v2

hj

g2g



p1p2ghh12.6h12.60.081.008m水柱

gg

v1

1.89m/s

22d10.1544Q2/60v24.25m/s

d220.1244



2/60

1.8924.252

0.27m水柱  hj1.008

29.81