2020 水力学C(太原理工大学) 最新满分章节测试答案

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本课程起止时间为:2020-02-17到2020-06-20
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【作业】第1章 绪 论 第1次作业

1、 问题:动力粘度μ＝0.172Pa·s的润滑油充满在两个同轴圆柱体的间隙中，外筒固定，内径D＝300px，间隙h＝0.5px，试求：（1）当内筒以速度U＝1m/s沿轴线方向运动时，内筒表面的切应力τ1，如图1（a）；（2）当内筒以转速n＝180r/min旋转时，内筒表面的切应力τ2，如图1（b）。
评分规则: 【 解：内筒外径 （1）当内筒以速度U＝1m/s沿轴线方向运动时，内筒表面的切应力
（2）当内筒以转速n＝180r/min旋转时，内筒的旋转角速度，内筒表面的切应力
】

2、 问题:如图2，在相距δ＝40mm的两平行平板间充满动力粘度μ＝0.7Pa·s的液体，液体中有一长为a＝60mm的薄平板以U＝15m/s的速度水平向右移动。假定平板运动引起液体流动的速度分布是线性分布。求：当h＝10mm时，薄平板单位宽度上受到的阻力T。
评分规则: 【 解：
】

3、 问题:如图3，有一0.8m×0.2m的平板在油面上作水平运动，已知运动速度U＝1m/s，平板与固定边界的距离δ＝1mm，油的动力粘度μ＝1.15Pa·s，由平板所带动的油的速度成直线分布，试求平板所受的阻力。
评分规则: 【 解：
】

4、 问题: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。
评分规则: 【 解：


】

5、 问题:一圆锥体绕其中心轴作等角速度ω=16rad/s旋转。锥体与固定壁面间的距离δ=1mm，用μ=0.1Pa.s的润滑油充满间隙。锥体半径R=0.3m，高H=0.5m。求作用于圆锥体的阻力矩。
评分规则: 【 解：取微元体如图所示微元面积：切应力：阻力：阻力矩：
】

6、 问题:试谈牛顿内摩擦定律？产生摩擦力的根本原因是什么？
评分规则: 【 流体内只要存在相对运动，流体内就会产生内摩擦力来抵抗此相对运动，
牛顿经过大量牛顿平板试验得出单位面积上的内摩擦力：τ=F/A=μ·du/dy即为牛顿内摩擦定律。
产生摩擦力的根本原因是流体内存在着相对运动。
】

7、 问题:液体和气体的粘性随温度的升高或降低发生变化，变化趋势是否相同？为什么？
评分规则: 【 不相同，液体的粘度随温度升高而减小，气体的粘度却随温度升高而增大。
其原因是，液体分子间距小，内聚力强，粘性作用主要来源于分子内聚力，当液体温度升高时，其分子间距加大，内聚力减小，粘度随温度上升而减小；
而气体的内聚力极小，可以忽略，其粘性作用可以说完全是分子热运动中动量交换的结果，当气体温度升高时，热运动加剧，其粘度随温度升高而增加。
】

8、 问题:何谓流体的连续介质模型？为了研究流体机械运动规律，说明引入连续介质模型的必要性。
评分规则: 【 流体的连续介质模型：假定流体是由连续分布的流体质点所组成，即认为流体所占据的空间完全由没有任何空隙的流体质点所充满，流体质点在时间过程中作连续运动。
根据流体的连续介质假设，表征流体性质和运动特性的物理量和力学量一般为空间坐标和时间变量的连续函数，这样就可以用数学分析方法来研究流体运动，解决流体力学问题。
】

9、 问题:什么是表面张力？试对表面张力现象作物理解释。
评分规则: 【 液体的表面张力是液体自由表面上相邻部分之间的拉力，其方向与液面相切，并与两相邻部分的分界线垂直。表面张力是分子引力在液体表面上的一种宏观表现。
例如，在液体和气体相接触的自由表面上，液面上的分子受到液体内部分子的吸引力与其上部气体分子的吸引力不平衡，其合力的方向与液面垂直并指向液体内部。在合力的作用下，表层中的液体分子都力图向液体内部收缩，使液体具有尽量缩小其表面的趋势，这样沿液体的表面便产生了拉力，即表面张力。
】

【作业】第1章 绪 论 绪论部分作业

1、 问题:1、流体动力粘度和运动粘度的国际单位分别是（ ）。 A．m2/s Pa.s B．Pa.s m2/s C．N/m2 Pa.s D．N.s m2/s
评分规则: 【 选B得1分，选其它答案得0分
】

2、 问题:牛顿内摩擦定律表明，决定流体内部切应力的因素是 （ ）。A．动力粘度和速度 B．动力粘度和压强 C．动力粘度和速度梯度 D．动力粘度和作用面积
评分规则: 【 选C得1分，选其他答案得0分
】

第1章 绪 论 第1次测验

1、 问题:按连续介质的概念，液体质点是指：（ ）
选项：
A:液体的分子；
B:液体内的固体颗粒；
C:几何的点；
D: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。
答案: 【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。】

2、 问题:作用于流体的质量力包括：（ ）
选项：
A:压力；
B:摩擦阻力；
C:重力；
D:表面张力。
答案: 【重力；】

3、 问题:比较重力场（质量力只有重力）中，水和水银所受单位质量力Z水和Z汞的大小：（ ）
选项：
A:Z水﹤Z汞；
B:Z水=Z汞；
C:Z水﹥Z汞；
D:不定。
答案: 【Z水=Z汞；】

4、 问题:单位质量力的国际单位是：（ ）
选项：
A:N；
B: Pa；
C:N/kg；
D:m/s2
答案: 【m/s2】

5、 问题:与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（ ）
选项：
A:切应力和压强；
B:切应力和剪切变形速率；
C:切应力和剪切变形；
D:切应力和流速。
答案: 【切应力和剪切变形速率；】

6、 问题:水的动力粘度随温度的升高：（ ）
选项：
A:增大；
B:减小；
C:不变；
D:不定。
答案: 【减小；】

7、 问题:流体运动粘度的国际单位是：（ ）
选项：
A:m2/s
B:N/m2
C:kg/m
D:s/m2
答案: 【m2/s】

8、 问题:理想流体的特征是：（ ）
选项：
A:粘度是常数；
B: 不可压缩；
C:无粘性；
D:符合 pV=RT。
答案: 【无粘性；】

9、 问题:流体力学中，单位质量力是指作用在（ ）
选项：
A:单位面积液体上的质量力
B:单位体积液体上的质量力
C:单位质量液体上的质量力
D:单位重量液体上的质量力
答案: 【单位质量液体上的质量力】

10、 问题:以下关于流体粘性的说法中不正确的是（ ）
选项：
A:粘性是流体的固有属性
B:粘性是在运动状态下流体具有抵抗剪切变形速率能力的量度
C:流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重作用
D:流体的粘性随温度的升高而增大
答案: 【流体的粘性随温度的升高而增大】

11、 问题:以下关于液体质点和液体微团的正确论述是（ ）
选项：
A:液体微团比液体质点大
B:液体微团包含有很多液体质点
C:液体质点没有大小，没有质量
D:液体质点又称为液体微团
答案: 【液体质点又称为液体微团】

12、 问题:一封闭容器盛以水，当其从空中自由下落时（不计空气阻力），其单位质量力为（ ）
选项：
A:0
B:-g
C:mg
D:–mg
答案: 【0】

13、 问题:一封闭容器盛以水，在地球上静止时，其单位质量力为（ ）
选项：
A: 0
B:-g
C:mg
D:–mg
答案: 【-g】

14、 问题:理想液体是（ ）
选项：
A:没有切应力又不变形的液体
B:没有切应力但可变形的一种假想液体
C:切应力与剪切变形率成直线关系的液体
D:有切应力而不变形的液体
答案: 【没有切应力但可变形的一种假想液体】

15、 问题:已知液体中的流速分布u－y如图所示，其切应力分布为（ ）
选项：
A:τ＝０
B:τ＝常数
C:τ＝ky (k为常数)
D:不确定
答案: 【τ＝常数】

16、 问题:运动流体产生阻力的主要原因是流体具有（ ）。
选项：
A:压缩性
B:膨胀性
C:黏滞性