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不考虑黏性的流体称为理想流体。
(c)
【1.5
】当水的压强增加一个大气压时,水的密度增大约为:
(a)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
kdp
0.5109
1
105
20000。
【1.6
】从力学的角度分析,一般流体和固体的区别在于流体:
(a)能承受拉力,平衡时
不能承受切应力;
()不能承受拉力,平衡时能承受切应力;
)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。
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:
(a)汽油;
(b)纸浆;
(c)血液;
(d)沥青。
满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。
【1.8
】15oC时空气和水的运动黏度
空气
15.2106m2/s,
水
1.146
106m2/s,这
说明:
在运动中(a)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;
()不能直接比较。
空气的运动黏度比水大近
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:
(a)分子热运动;
(b)分子间内聚力;
(c)易变形性;
(d)抗拒变形的能力。
液体的黏性主要由分子内聚力决定。
(b)第2章流体静力学
选择题:
【2.1】相对压强的起算基准是:
(a)绝对真空;
(b)1个标准大气压;
(c)当
地大气压;
(d)液面压强。
相对压强是绝对压强和当地大气压之差。
(c)
【2.2】金属压力表的读值是:
(a)绝对压强;
(b)相对压强;
(c)绝对压强加
当地大气压;
(d)相对压强加当地大气压。
金属压力表的读数值是相对压强。
【2.3】某点的真空压强为65000Pa,当地大气压为0.1MPa,该点的绝对压强为:
(a)65000Pa;
(b)55000Pa;
(c)35000Pa;
(d)165000Pa。
真空压强是当相对压强为负值时它的绝对值。
故该点的绝对压强
pab0.11066.510435000Pa。
【2.4】绝对压强pab与相对压强p、真空压强pv、当地大气压pa之间的关系是:
(a)pab
pv;
(b)ppab
pa;
(c)pv
papab;
(d)ppvpa。
绝对压强-当地大气压=相对压强,
当相对压强为负值时,
其绝对值即为真空
压强。
即pab
pa
ppv,故pv
papab。
(c)
【2.5】在封闭容器上装有U形水银测压计,其中1、2、3点位于同一水平面上,
其压强关系为:
(a)p1>
p2>
p3;
(b)p1=p2=p3;
(c)p1<
p2<
p3;
(d)p2<
p1<
p3。
设该封闭容器内气体压强为p0,则p2
p0,显然p3
p2,而
p2气体hp1
Hgh,显然p1p2。
(c)
p0
A
h
B
3
2h1
hp
汞
习题2.5图习题2.6图
【2.6】用U形水银压差计测量水管内A、B两点的压强差,水银面高度hp=10cm,
pA-pB为:
(a)13.33kPa;
(b)12.35kPa
(c)9.8kPa
(d)6.4kPa
由于
pAH2Oh
H2Ohp
pB
H2Oh
Hghp
故
pApB(Hg
H2O)hp
(13.6
1)98070.112.35kPa
()
【2.7】在液体中潜体所受浮力的大小:
(a)与潜体的密度成正比;
(b)与液体
的密度成正比;
(c)与潜体的淹没深度成正比;
(d)与液体表面的压强成
反比。
根据阿基米德原理,浮力的大小等于该物体所排开液体的重量,故浮力的大小与
液体的密度成正比。
(b)
【2.8】静止流场中的压强分布规律:
(a)仅适用于不可压缩流体;
(b)仅适用
于理想流体;
(c)仅适用于粘性流体;
(d)既适用于理想流体,也适用
于(c)
于)重
于a)流体无粘性;
(b)流体粘度大;
于粘性流体。
由于静止流场均可作为理想流体,因此其压强分布规律既适用于理想流体,也
适用于粘性流体。
(d)
【2.9】
静水中斜置平面壁的形心淹深hC与压力中心淹深hD的关系为hC
hD:
(a)大于;
(b)等于;
(c)小于;
(d)无规律。
由于平壁上的压强随着水深的增加而增加,因此压力中心淹深
hD要比平壁形
心淹深hC大。
【2.10】流体处于平衡状态的必要条件是:
((c)质量力有势;
(d)流体正压。
流体处于平衡状态的必要条件是质量力有势
【2.11】液体在重力场中作加速直线运动时,其自由面与处处正交:
(a
力;
(b)惯性力;
(c)重力和惯性力的合力;
(d)压力。
由于流体作加速直线运动时,质量力除了重力外还有惯性力,由于质量力与等
压面是正交的,很显然答案是(c)
计算题:
【2.12】试决定图示装置中
A、B
两点间的压强差。
已知h1=500mm,h2=200mm,
h3=150mm,h
4=250mm
,h5
=400mm,酒精γ1=7848N/m3,水银γ2=133400
N/m3,水γ3=9810N/m
3。
酒精
4
h5
h1
2
h4
h3
h2
水银
习题2.12
图
pA
3h1
p2
2h2
而
p3
1h3
(h5
h4)3
2h4
因此
(h5
2h4
1h3
即
2h2
3h5
1h33h1
3(h5
h4)
3h1
133400
0.2
9810
(0.4
0.25)
0.25
78480.1598100.5
55419.3Pa55.419kPa
z
A液体
y
M
p1
B液体
习题2.13图
【2.13】试对下列两种情况求A液体中M点处的压强(见图):
(1)A液体是水,B液体是水银,y=60cm,z=30cm;
(2)A液体是比重为0.8的油,B液体是比重为1.25的氯化钙溶液,y=80cm,z=20cm。
解
(1)由于p1p2Bz
pMp3
Ay
Bz
1340000.398100.646.086kPa
(2)pMBzAy
1.2598100.20.898100.88.731kPa
【2.14】在斜管微压计中,加压后无水酒精(比重为0.793)的液面较未加压时的
液面变化为y=12cm。
试求所加的压强p为多大。
设容器及斜管的断面分别
a
为A和a,A
100,
sin
8。
p=0时液面
γ
习题2.14图
加压后容器的液面下降A
p(ysin
h)
(ysin
ya)
则
0.793
(0.12
0.12)
126Pa
8
100
【2.19】矩形闸门AB宽为1.0m,左侧油深h=1m
,水深h
=2m,油的比重为0.795
,
闸门倾角α=60o,试求闸门上的液体总压力及作用点的位置。
设油,水在闸门
AB上的分界点为E,则油和水在闸门上静压力分布如图所
示。
现将压力图F分解成三部分F1,F2,F3,而F
F1F2F3,
AE
1.155m
sin60
其中
EB
2.31m
pE
0.795
7799Pa
油
77999810
27419Pa
F1
1pEAEI
7799
1.155
4504N
F2
pEEB
I
2.3118016N
F
1(p
p)EB
(27419
7799)
2.3122661N
E
故总压力F
F3
4504
18016
22661
45.18kN
设总压力F作用在闸门AB上的作用点为
D,实质是求水压力图的形状中心离
开A点的距离。
由合力矩定理,
AD
F13
F2(
AE)
F3(
450421.155
18016(1
2.31
1.155)
(2
45180
2.35m
或者hDADsina2.35sin602.035m
O'
pA
pEF1
hH
F1
O
F2
F3
D
By
习题2.19
习题2.20
【2.24】如图所示一储水容器,容器壁上装有3个直径为d=0.5m的半球形盖,设h=2.0m,H=2.5m,试求作用在每个球盖上的静水压力。
Vpa
Vpc
FzaH
cFzch
Fxc
Fzb
Vpbb
习题2.24图
对于a盖,其压力体体积Vpa为
(H
h)d2
1d3
6
(2.5
1.0)
0.52
0.53
0.262m3
12
Fza
0.262
2.57kN(方向↑)
对于b盖,其压力体体积为Vpb
Vpb
(H
d3
0.720m3
Fzb
0.720
7.063kN(方向↓)
对于c盖,静水压力可分解成水平及铅重两个分力,其中
Fxc
H
d2
2.5
4.813kN
水平方向分力
(方向←)
Fzc
Vpc
0.321kN
铅重方向分力
(方向↓)
【2.30】某空载船由内河出海时,吃水减少了20cm,接着在港口装了一些货物,
吃水增加了15cm。
设最初船的空载排水量为1000t,问该船在港口装了
多少货物。
设吃水线附近船的侧面为直壁,设海水的密度为ρ=1026kg/m3。
由于船的最初排水量为1000t,即它的排水体积为1000m3,它未装货时,在海水中的排水体积为
V1000974.66m3
1.026,
按题意,在吃水线附近穿的侧壁为直壁,则吃水线附近的水
S
1000
974.66
126.7m2
线面积为
0.20
因此载货量W
126.7
0.15102619.50t191.3kN
第3章流体运动学
d2r
v
(c)(v
)v;
【3.1
】用欧拉法表示流体质点的加速度a等于:
(a)dt2
(b)t
)v
(v
(d)t
t
用欧拉法表示的流体质点的加速度为
v(d)
【3.2
】恒定流是:
(a)流动随时间按一定规律变化;
(b)各空间点上的运动要
素不随时间变化;
(c)各过流断面的速度分布相同;
(d)迁移加速度为
零。
恒定流是指用欧拉法来观察流体的运动,在任何固定的空间点若流
体质点的所有物理量皆不随时间而变化的流动.
【3.3
】一元流动限于:
(a)流线是直线;
(b)速度分布按直线变化;
(c)运
动参数是一个空间坐标和时间变量的函数;
(d)运动参数不随时间变化
的流动。
一维流动指流动参数可简化成一个空间坐标的函数。
【3.4】均匀流是:
(a)当地加速度为零;
(b)迁移加速度为零;
(c)向心加
速度为零;
(d)合加速度为零。
按欧拉法流体质点的加速度由当地加速度和变位加速度(亦称迁移
加速度)这两部分组成,若变位加速度等于零,称为均匀流动
【3.5
】无旋运动限于:
(a)流线是直线的流动;
(b)迹线是直线的流动;
微团无旋转的流动;
(d)恒定流动。
无旋运动也称势流,是指流体
微团作无旋转的流动,或旋度等于零的流动。
(d)
【3.6
】变
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