第二章 流体力学作业题答案(1)

第二章 流体力学

一、填空题

1、流体做稳定流动时，流线的形状

不发生变化 ,流线与流体粒子的运动轨迹 重合 。

2、理想流体稳定流动时，截面积大处流速 小，截面积小处流速 大 。 3、理想流体在水平管中作稳定流动

时，流速小的地方压强 大 ，流速大的地方压强 小 。 4、当人由平卧位改为直立位时，头

部动脉压减小，足部动脉压增大 。 5、皮托管是一种测流体速度的装置，

其工作原理为将动压强转化为可测量的静压强。

6、粘性流体的流动状态主要表现为 层流和 湍流两种。

7、实际流体的流动状态可用一个无量纲的数值即雷诺数Re来判断：当 _Re＜1000,液体作层流；Re＞1500时，流体作湍流。

8、在泊肃叶定律中，流量Q与管子

半径的四次方成正比，管子长度成反比。

9、水在粗细不同的水平管中作稳定流动，若流量为3×10cms,管的粗处截面积为30cm，细处的截面积为10cm，则粗细两处的压强差为4×10Pa。

3

2

2

3

3

-1

10、正常成年人血液流量为0.85×10ms,体循环的总血压降是11.8KPa，则体循环的总流阻为 1.4×10Pa﹒s﹒m。

11、球型物体在流体中运动时受到的流体阻力的大小与球体的速度成 正比，与球体半径成正比。 12、实际流体具有可压缩性和粘性，粘性液体则只考虑流体的粘性而没考虑流体的可压缩性。 13、粘性流体做层流时，相邻流层的流体作相对滑动，流层间存在着阻碍流体相对滑动的内摩擦力或粘性力，粘性力是由 分子之间的相互作用力引起的。

8

-3

-4

3

-1

14、一般来说，液体的粘度随温度升

高而 减小，气体的粘度随随温度升高而增加。

15、血压是血管内血液对管壁的侧

压强，收缩压与舒张压之差称为 脉压。 二、单项选择题

（ D ）1、下列关于流场、流线、流管的说法错误的是：

A、流速随空间的分布称为流场； B、流线上任意一点的切线方向与流经该点的流体粒子的速度方向一致；

C、流线不可能相交；D、流管内的流体粒子可以穿越流管。

（ B）2、理想流体作稳定流动，则：

A、流体流经空间各点的速度一定相同；

B、流体流经空间各点的速度不随时间变化；

C、流体流经空间的流线是一组平行线；

D、流体的流速一定很小。 （ B）3、水平放置且靠得很近的两张纸间有空气通过时，这时两张纸将： A、相互分开；B、相互靠拢；C、静止不动；D、无法确定

（ A ）4、水在水平管中的稳定流动

可视为理想流体，截面半径为3cm处的流速为6 m﹒s,则在截

-1

面半径为6cm处的流速为： A、1.5 m﹒s ； B、3 m﹒s ； C、6 m﹒s

-1

-1

-1

； D、12 m﹒s。

-1

（ C ）5、流体流经同一流管不同半径处，保持不变的是：

A、压强；B、流速；C、流量；D、流阻

（ C ）6、一个截面积很大的容器内

装有高度为h的理想流体，容器底部有一个小孔，则流体从小孔流出的速度为： A、

gh2； B、

gh；C、

2gh；D、2gh

（ D）7、血液从动脉血管到毛细血管，流速变慢的主要原因是：

A、血液是非牛顿液体； B、毛细血管流阻大；C、毛细血管内血压低；D、毛细血管的总截面积大。 （ B）8、在泊肃叶定律中，体积流量与其四次方成正比的物理量是： A、压强差?P ； B、管半径R； C、粘度η； D、管长L。 （ D）9、粘性流体在水平细管做层

流时，其流阻为R，若将管半径减少一半，其他参数不变化，则其流阻变为：

A、2R； B、4R；C、8R；D、16R。 三、应用题

1、水在截面不同的水平管中作稳定流动，出口处的截面积为管的最细

处的3倍。若出口处的流速为2m/s，问最细处的压强为多少？若在此最细处开一小孔，水会不会流出来？

解：设粗、细处的截面积分别为S1、S2，且S1=3S2

由连续性方程 S1?1?S2?2

S1?1?2??1?3?1?6(m?s) S2由伯努力方程

1122??1??gh1?P1???2??gh2?P2 22∵ P1=P0，h1=h2

1225P?P??(???)?0.853?10(Pa)?P0 ∴ 20221由于细处的压强小于大气压强，显

然水不会流出。

2、在水管的某一点，水的流速为2m·s，

410高出大气压的计示压强为pa，设

-1

水管的另一点的高度比第一点降低了1m，如果在第二点处水管的横截面积是第一点的l/2，求第二点处的计示压强。

4??2m/s已知 1 ?p1?10pa

h1?1m

S2?1S12 h2?0m

求?p2

解：据 理想流体的伯努利方程

1122p1???1??gh1?p2???2??gh2221122p0??p1???1??gh1?p0??p2???2??gh222

将以上数据代入得：

?p2?1.4?104(pa)

3、一开口大容器，在底部有一小孔，截面积为1.0cm，若每秒向容器注入4.0×10m的水，问容器中水深-4

3

2

可达多少？

据公式Q?S? ??4m/s

p??gh?p?1002??2

h?12g?2?0.8(m) 4、密闭大容器底侧开有小孔A，h1和压强计指示h2如图所示。求水从小孔A流出的速度。 据 理想流体的伯努利方程

p0??g(h2?h121)?p0?2?? ?A?2g(h1?h2)

水深

5、水在内半径为0.1m的金属管中，以0.3m·s的速度流动，水的密度为1.0×10kg·m，粘度为1.0×10Pa·s。水在管中呈何种流动状态？若管中的流体是油，流速不变，其在管中呈何

3

-3

-3

-1

种流动状态？（油的密度为0.9×10kg·m，粘度为2.5×10Pa·s）

?1R?1000?0.3?0.14Re1???3?10?3 ?1103

-3

-2

湍流

Re2?2R?0.9?1000?0.3?0.13???1.08?10 ?22.5?10?2 过渡流动

6、20℃的水在半径为1×10m的水平管中流动，如果在管轴处的流速为0.1m/s，则由于粘滞性，水沿管子流动10m后，压强降落了多少（20℃时水的粘度为1.0×10Pa·s）？

R?P??管轴处的流速为：4?L

2-3

-2

4?l?4?10?3?10?0.1?40(pa) 2 ?p?R2?0.01

7、正常成年人心脏每秒搏出血液的体积约为 8.0×10 m·s，平均血压为13．3 kPa．求外周阻力是多少？

?P-5

3

-1

Q?Rf?P13.3?1038?3Rf???1.66?10(psm) a?5Q8?10

8、假设排尿时，尿从计示压强为40mmHg的膀胱经过尿道口排出，已知尿道长为4cm，体积流量为

21?10?6m3s?1,尿的粘滞系数为6.9

×10Pa·s,求尿道的有效直径。

?R4?PQ?8?L

?4?2?68?6.9?10?4?10?21?104?14R??27.72?10(m) 3.14?40?133-4

R?7.25?10?4(m)， D?1.45?10?3(m)?1.45(mm)

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