工程流体力学第1章自测题

第1章测试题一、思考题1.1试从力学的角度，比较流体与固体的差别。1.2气体和液体的物理力学特性有何差别？1.3何为连续介质？流体力学中为何需要引入连续介质假设？1.4什么是牛顿内摩擦定律？它的应用条件是什么？1.5流体的动力粘滞系数与运动粘滞系数有何不同？1.6流体的动力粘性与哪些因素有关？它们随温度是如何变化的？1.7为什么通常把水看作是不可压缩流体？1.8为什么玻璃上一滴油总是近似呈球形？1.9测压管管径为什么不能过细？1.10按作用方式区分作用在流体上有哪两类力？1.11如何认识流体力学的研究方法将不断发展和创新？二、选择题1.1在常温下水的密度为kg/m3。(A)10(B)100(C)998.2(D)10001.2在标准大气压下200C时空气的密度为kg/m3。(A)1.2(B)12(C)120(D)12001.3温度升高时，水的粘性。(A)变小(B)变大(C)不变(D)不能确定1.4温度升高时，空气的粘性。(A)变小(B)变大(C)不变(D)不能确定1.5动力粘滞系数与运动粘滞系数的关系为。(A)(B)(C)(D)p1.6运动粘滞系数的是。(A)2/ms(B)sm/2(C)2/.msN(D)smN/.21.7流体的粘性与流体的无关。(A)分子内聚力(B)分子动量变换(C)温度(D)速度梯度1.8与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是。(A)切应力与速度(B)切应力与剪切变形(C)切应力与剪切变形速度(D)切应力与压强1.9液体体积压缩系数是在条件下单位压强引起的体积变化率。(A)等压(B)等温(C)等密度(D)体积不变1.10是非牛顿流体。(A)空气(B)水(C)汽油(D)沥青1.11静止流体切应力。(A)可以承受(B)能承受很小的(C)不能承受(D)具有粘性时可以承受1.12表面张力系数的单位是。(A)mN/(B)2/mN(C)3/mN(D)sN/1.13随温度升高，表面张力系数。(A)增大(B)减小(C)不变(D)不能确定1.14毛细管中液柱高度的变化与成反比。(A)表面张力系数(B)接触角(C)粘性系数(D)管径1.15作用在流体上的质量力包括成反比。(A)压力(B)摩擦力(C)切应力(D)重力1.16理想流体的特征是。(A)不可压缩(B)粘滞系数为常数(C)无粘性(D)符合牛顿内摩擦定律1.17不可压缩流体的特征是。(A)温度不变(B)密度不变(C)压强不变(D)体积不变1.18单位质量力是指作用在单位流体上的质量力。(A)面积(B)体积(C)质量(D)重量1.19单位质量力的国际单位是。(A)2/mN(B)3/mN(C)kgN/(D)N1.20按连续介质的概念，流体质点是指。（A）流体的分子（B）流体内的固体颗粒（C）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体（D）几何的点三、计算题1.1某油的密度为851kg/m3，运动粘度为3.39×10－6m2/s，求此油的重度γ、比容v和动力粘度μ。1.2粘度μ=3.92×10﹣2Pa·s的粘性流体沿壁面流动，距壁面y处的流速为v=3y+y2（m/s），试求壁面的切应力。1.3在相距1mm的两平行平板之间充有某种黏性液体，当其中一板以1.2m/s的速度相对于另一板作等速移动时，作用于板上的切应力为3500Pa。试求该液体的粘度。1.4如图1所示，一圆锥体绕竖直中心轴作等速转动，锥体与固体的外锥体之间的缝隙δ=1mm，其间充满μ=0.1Pa·s的润滑油。已知锥体顶面半径R=0.3m,锥体高度H=0.5m,当锥体转速n=150r/min时，求所需旋转力矩。图1图21.5如图2所示，上下两平行圆盘，直径均为d，间隙为δ，其间隙间充满黏度为μ的液体。若下盘固定不动，上盘以角速度旋转时，试写出所需力矩M的表达式。1.6当压强增量p=5×104N/m2时，某种液体的密度增长0.02%。求此液体的体积弹性模量。1.7如图3所示，一圆筒形盛水容器以等角速度绕其中心轴旋转。试写出图中A(x,y,z)处质量力的表达式。图3图41.8图4为一水暖系统，为了防止水温升高时，体积膨胀将水管胀裂，在系统顶部设一膨胀水箱。若系统内水的总体积为8m3，加温前后温差为50℃，在其温度范围内水的热胀系数α=0.0005/℃。求膨胀水箱的最小容积。1.9汽车上路时，轮胎内空气的温度为20℃，绝对压强为395kPa，行驶后，轮胎内空气温度上升到50°С，试求这时的压强。1.10图5为压力表校正器。器内充满压缩系数为k=4.75×10﹣10m2/N的油液。器内压强为105Pa时，油液的体积为200mL。现用手轮丝杆和活塞加压，活塞直径为1cm，丝杆螺距为2mm，当压强升高至20MPa时，问需将手轮摇多少转？图5图61.11黏度测量仪有内外两个同心圆筒组成，两筒的间隙充满油液。外筒与转轴连接，其半径为r2,旋转角速度为。内筒悬挂于一金属丝下，金属丝上所受的力矩M可以通过扭转角的值确定。外筒与内筒底面间隙为a，内筒高H，如图6所示。试推出油液黏度的计算式。1.12内径为1mm的玻璃毛细管插在水银中，如图7所示。水银在空气中的表面张力系数为mN/514.0，水银与玻璃的接触角0140，水银的密度3/13600mkg。试求毛细管内外水银液面的高度差d。1.13设一平壁浸入体积很大的水中，由于存在表面张力，在靠近壁面的地方要形成一个曲面，如图8所示。假设曲面的曲率半径r可以表示成221dxydr，接触角和表面张力系数已知。试确定平壁附近水面的形状和最大高度h。图7图8