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流体力学期末考试选择(答案)

一、选择题

1.流体的粘性与流体的（）无关。

A.分子内聚力

B.分子热运动

C.温度

D.速度梯度

答案：D

解析：流体的粘性主要与分子内聚力和分子热运动有关，而温度会影响分子热运动的剧烈程度，从而影响粘性。速度梯度是反映流体粘性表现的一个物理量，而不是影响粘性的因素。粘性是流体本身的属性，与速度梯度无关。

2.静止流体中任意一点的压强大小（）。

A.与作用面的方位有关

B.与作用面的方位无关

C.与流体的粘性有关

D.与流体的运动状态有关

答案：B

解析：根据流体静力学基本方程，静止流体中任意一点的压强大小仅与该点的位置有关，与作用面的方位无关。流体粘性是流体抵抗相对运动的能力，在静止流体中不存在相对运动，粘性不影响压强。静止流体没有运动，其压强与运动状态无关。

3.雷诺数Re反映了（）。

A.粘性力与重力之比

B.重力与惯性力之比

C.惯性力与粘性力之比

D.粘性力与压力之比

答案：C

解析：雷诺数的定义式为$Re=\frac{\rhovL}{\mu}$，其中$\rhovL$具有惯性力的量纲，$\mu$具有粘性力的量纲，所以雷诺数反映了惯性力与粘性力之比。

二、填空题

1.流体的密度是指单位体积流体所具有的______。

答案：质量

解析：密度的定义就是单位体积的物质所具有的质量，对于流体也不例外，其表达式为$\rho=\frac{m}{V}$，其中$\rho$为密度，$m$为质量，$V$为体积。

2.流体静压强的方向总是______指向作用面。

答案：垂直并

解析：流体具有易流动性，不能承受拉力和剪切力，在静止状态下，流体只能承受压力，所以流体静压强的方向总是垂直并指向作用面。

3.圆管层流中，过流断面上的流速分布规律呈______分布。

答案：抛物线

解析：根据圆管层流的流速公式$u=u_{max}(1\frac{r^{2}}{R^{2}})$，其中$u$是距管轴距离为$r$处的流速，$u_{max}$是管轴处的最大流速，$R$是圆管半径。由此可知，流速$u$与$r^{2}$成二次函数关系，所以过流断面上的流速分布规律呈抛物线分布。

三、判断题

1.流体的粘性是流体的固有属性，它只有在流体流动时才表现出来。（）

答案：√

解析：粘性是流体的固有属性，它是流体抵抗相对运动的能力。当流体静止时，流体内部不存在相对运动，粘性就不会表现出来；只有当流体流动时，流层之间存在相对运动，粘性才会产生阻止相对运动的内摩擦力，从而表现出来。

2.静止流体中各点的测压管水头相等。（）

答案：√

解析：在静止流体中，根据流体静力学基本方程$z+\frac{p}{\rhog}=C$，其中$z$是位置水头，$\frac{p}{\rhog}$是压强水头，$z+\frac{p}{\rhog}$就是测压管水头。对于静止流体，这个常数$C$是不变的，所以静止流体中各点的测压管水头相等。

3.紊流的沿程水头损失系数只与雷诺数有关。（）

答案：×

解析：紊流的沿程水头损失系数与雷诺数和相对粗糙度都有关。在不同的紊流流区，雷诺数和相对粗糙度对沿程水头损失系数的影响程度不同。例如，在紊流光滑区，沿程水头损失系数主要与雷诺数有关；而在紊流粗糙区，沿程水头损失系数主要与相对粗糙度有关。

四、解答题

1.已知某流体的密度为$\rho=800kg/m^{3}$，动力粘度为$\mu=0.01Pa\cdots$，求其运动粘度$\nu$。

解：根据运动粘度与动力粘度和密度的关系$\nu=\frac{\mu}{\rho}$。

将$\rho=800kg/m^{3}$，$\mu=0.01Pa\cdots$代入上式可得：

$\nu=\frac{0.01}{800}=1.25\times10^{5}m^{2}/s$。

2.如图所示，一封闭水箱，水面上的绝对压强$p_{0}=105kPa$，当地大气压强$p_{a}=101kPa$，求水面下$h=2m$处$A$点的绝对压强、相对压强和真空度（水的密度$\rho=1000kg/m^{3}$，$g=9.8m/s^{2}$）。

解：

（1）根据流体静力学基本方程$p=p_{0}+\rhogh$求$A$点的绝对压强$p_{abs}$。

$p_{abs}=p_{0}+\rhogh=105\times10^{3}+1000\times9.8\times2=105000+19600=124600Pa=124.6kPa$。

（2）相对压强$p_{r}=p_{abs}p_{a}$。

$p_{r}=124.6101=23.6kPa$。

（3）因为$A$点的绝对压强大于大气压强，所以$