第三章流體動力學基礎(chǔ)章節(jié)練習

1、第三章 流體動力學基礎(chǔ)習 題一、單選題1、在穩(wěn)定流動中，在任一點處速度矢量是恒定不變的，那么流體質(zhì)點是（ ）a加速運動 b減速運動 c勻速運動 d不能確定2、血管中血液流動的流量受血管內(nèi)徑影響很大。如果血管內(nèi)徑減少一半，其血液的流量將變?yōu)樵瓉淼模?）倍。a b c d3、人在靜息狀態(tài)時，整個心動周期內(nèi)主動脈血流平均速度為0.2 m/s，其內(nèi)徑d=2×10-2m，已知血液的粘度 =3.0×10-3 pa·s，密度=1.05×103 kg/m3，則此時主動脈中血液的流動形態(tài)處于（ ）狀態(tài)。a層流 b湍流 c層流或湍流 d無法確定4、正常情況下，人的小動脈半徑

2、約為3mm，血液的平均速度為20cm/s，若小動脈某部分被一硬斑阻塞使之變窄，半徑變?yōu)?mm，則此段的平均流速為（ ）m/s。a30 b40c45d605、有水在同一水平管道中流動，已知a處的橫截面積為sa=10cm2，b處的橫截面積為sb=5cm2，a、b兩點壓強差為1500pa，則a處的流速為（ ）。a1m/sb2m/sc3 m/sd4 m/s6、有水在一水平管道中流動，已知a處的橫截面積為sa=10cm2，b處的橫截面積為sb=5cm2，a、b兩點壓強之差為1500pa，則管道中的體積流量為（ ）。a1×10-3 m3/sb2×10-3 m3/sc1×10-

3、4 m3/sd2×10-4 m3/s7、通常情況下，人的小動脈內(nèi)徑約為6mm，血流的平均流速為20cm/s，若小動脈某處被一硬斑阻塞而變窄，測得此處血流的平均流速為80cm/s，則小動脈此處的內(nèi)徑應為（ ）mm。a4 b3c2d18、正常情況下，人的血液密度為1.05×103kg/m3，血液在內(nèi)徑為6mm的小動脈中流動的平均速度為20cm/s，若小動脈某處被一硬斑阻塞而變窄，此處內(nèi)徑為4mm，則小動脈寬處與窄處壓強之差（ ）pa。二、判斷題1、有水在同一水平管道中作穩(wěn)定流動，管道橫截面積越大，流速越小，壓強就越小。（ ）2、由直徑為15cm的水平光滑的管子，把20的水抽運到

4、空氣中去。如果抽水保持水的流速為30cm/s，已知20水的粘度1.005×10-3 pa/s，則水在管子中的流動形態(tài)屬于湍流。（ ）3、煙囪越高，通風效能越好，即把煙從爐中排出來的本領(lǐng)就越大。（ ）4、在深海中下落的一個鋁球，整個過程始終是加速運動的。（ ）5、飛機機翼的升力來自機翼上下表面壓強之差，這個壓強之差主要由于機翼上表面流速大于下表面流速所致。（ ）6、流體的內(nèi)摩擦力與固體間接觸表面的摩擦力共同的特點都是阻礙相對運動，但流體的內(nèi)摩擦力不存在最大的靜摩擦力。（ ）三、填空題1、流管的作用相當于管道，流體只能從流管一端_，從另一端_。2、液體的粘度與液體的_、溫度、_因素有關(guān)，

5、且隨著溫度的升高而_。3、理想流體是指 的流體，是一理想的模型，它是實際流體的近似。4、穩(wěn)定流動是實際流體流動的一種特殊情況， ，稱為穩(wěn)定流動。5、為形象地描繪流速場的分布情況，可在其中描繪一些曲線，使 的曲線稱為流線。 6、 稱為流阻。四、簡答題1、連續(xù)性方程和伯努利方程適用的條件是什么？abc圖2-12、從水龍頭流出的水流，在下落過程中逐漸變細，為什么？3、如圖2-1所示為下面接有不同截面漏管的容器，內(nèi)裝理想流體。若下端堵住，器內(nèi)為靜液，顯然b內(nèi)任一點壓強總比c內(nèi)低。若去掉下端的塞子，液體流動起來，c內(nèi)壓強是否仍舊一定高于b內(nèi)壓強？4、兩艘輪船不允許靠近并排航行，否則會相碰撞，試解釋這一現(xiàn)

6、象。5、水從粗流管向細流管流動時，流速將變大，其加速度是怎樣獲得的？五、計算題1、兩個桶，用號碼1和2表示，每個桶頂都開有一個大口，兩個桶中盛有不同的液體，在每個桶的側(cè)面，在液面下相同深度h處都開有一個小孔，但桶1的小孔面積為桶2的小孔面積的一半，問：（1） 如果由兩個小孔流出的質(zhì)量流量（即單位時間內(nèi)通過截面的質(zhì)量）相同，則兩液體的密度比值1/2為多少？（2） 從這兩個桶流出的體積流量的比值是多少？（3） 在第二個桶的孔上要增加或排出多少高度的液體，才能使兩桶的體積流量相等？2、在水管的某處，水的流速為2 m/s,壓強比大氣壓大104 pa，在水管另一處高度下降了1 m，此點水管截面積比最初面

7、積小，求此點的壓強比大氣壓大多少？3、一圓形水管的某處橫截面積為5 cm2 ，有水在水管內(nèi)流動，在該處流速為4 m/s，壓強比大氣壓大1.5×104 pa，在另一處水管的橫截面積為10 cm2 ,壓強比大氣壓大3.3×104 pa，求此點的高度與原來的高度之差。abrbra圖2-24、理想流體在如圖2-2所示的圓錐形管中作穩(wěn)定流動，當a、b兩點壓強相等時的體積流量等于多少？（已知a、b兩點的高度差為3 m，兩點處的管道半徑分別為ra=10 cm，rb=5 cm，g=10 m/s2）5、水在截面不同的水平管中作穩(wěn)定流動，出口處的截面積為管的最細處的3倍，若出口處的流速為2 m

8、/s,求最細處的壓強為多少？若在此最細處開一小孔，水會不會流出來？6、通過毛細血管中心的血液流速為0.066cm/s，毛細血管長為0.1cm，它是半徑r為2×10-4cm，求（1）通過毛細血管的流量q（已知毛細血管壓降為2600pa）；（2）從通過主動脈的血液流量是83cm3/s這一事實，估計體內(nèi)毛細血管的總數(shù)。7、人的心臟每搏左心室射血為0.07kg，在26660pa的壓強下將血液注入主動脈，心率為75/min，試求24小時左心室射血所作的功是多少?(設主動脈血流的平均速度為0.4m/s)8、成年人主動脈的半徑約為r=1.0×10-2 m,長約為l=0.20 m,求這段主

9、動脈的流阻及其兩端的壓強差。設心輸出量為q =1.0×10-4 m3/s,血液粘度=3.0×10-3 pa·s。9、直徑為0.01mm的水滴在速度為2cm/s的上升氣流中，是否可向地面落下？（設此時空氣的粘度 =1.8×10-5pas）10一根直徑為6.0 mm的動脈內(nèi)出現(xiàn)一硬斑塊，此處有效直徑為4.0 mm，平均血流速度為5.0cm/s。求：（1）未變窄處的平均血流速度。（2）狹窄處會不會發(fā)生湍流？已知血液體粘度=3.0×10-3 pa·s,其密度=1.05×103 kg/m311、液體中有一空氣泡，泡的直徑為1 mm，液

10、體的粘度為0.15 pa·s,密度為0.9×103 kg/m3。求：（1）空氣泡在該液體中上升時的收尾速度是多少？（2）如果這個空氣泡在水中上升，其尾速度又是多少？（水的密度取103 kg/m3,粘度為1×10-3 pa·s）12、一個紅細胞可近似地認為是一個半徑為2.0×10-6 m的小球，它的密度為1.3×103 kg/m3,求紅細胞在重力作用下，在37的血液中均勻下降后沉降1.0 cm所需的時間（已知血液粘度=3.0×10-3 pa·s，密度 =1.05×103 kg/m3）第二章 流體動力學基礎(chǔ)參

11、考答案一、單選題1、d分析：穩(wěn)定流動是指任一個流體質(zhì)點經(jīng)過流體空間某一點時流速矢量恒定不變，并不是說流體質(zhì)點流速在流動過程中始終不變。2、d 分析：根據(jù)泊肅葉定律可知，血管中血液的流量與血管半徑的四次方成正比，在其它條件不變的情況下，血管內(nèi)徑減少一半，血液流量應為原來的倍。3、a分析：粘滯性流體在管道中流動處于何種流動形態(tài)由雷諾數(shù)來確定，根據(jù)已知條件，可計算其雷諾數(shù)做層流流動。4、c分析：由連續(xù)性方程s1v1=s2v2得（把血管視為圓形管道）5、a分析：由連續(xù)性方程sava=sbvb得vb=2va；又由伯努利方程，即求出va的值。6、c分析：按上題的步驟求出管中某處的流速，如a處的流速va，根

12、據(jù)體積流量的定義qvsava，即可求出結(jié)果。7、b分析：由連續(xù)性方程，同時注意，（視血管為圓形管道），即可求出小動脈窄處的內(nèi)徑d2=3mm。8、b分析：由連續(xù)性方程s1v1=s2v2，得v2 = 45cm/s，再由伯努利方程得p1p263.0 pa。二、判斷題1、×分析：水在同一水平管道作穩(wěn)定流動，由連續(xù)性方程和伯努利方程，得s1v1=s2v2若s1s2，則v1v2，必有p1 p2，所以此說法不正確。2、分析：水在管子流動形態(tài)由雷諾數(shù)來確定。計算其雷諾數(shù)可見做湍流流動。3、分析：煙囪可看作一個管道，其氣體的排出量，即流量q跟煙囪低處與高處壓強之差（p1p2）成正比，煙囪越高，壓強差就

13、越大，流量就越大，通風效能就越好。4、×分析：鋁球在深海中下落過程中，受到三個力的作用：一個是向下的重力mg，另外兩個是向上的浮力和粘滯阻力；粘滯力隨著下落速度的增加而增大，當鋁球自身的重力大小等浮力和粘滯力之和時，鉛球?qū)蛩傧侣洹?、分析：流速越大，壓強越小，所以機翼上表面壓強小于下表面壓強。6、分析：流體的內(nèi)摩擦力和固體間接觸面的摩擦力都是相對運動而產(chǎn)生，其共同的效果都是阻礙相對運動；但流體是很容易產(chǎn)生相對運動的，說明流體的內(nèi)摩擦力不存在最大的靜摩擦力。三、填空題1、流進；流出2、種類；雜質(zhì)濃度；降低3、絕對不可壓縮、完全沒有粘性4、流速場中各點的流速不隨時間而變化的流動5、曲線

14、上每一點的切線方向與流體質(zhì)點經(jīng)過該點的流速方向一致6、流管對流體的流動產(chǎn)生的總阻力四、簡答題1、答：連續(xù)性方程成立的條件是不可壓縮流體在同一流管中作穩(wěn)定流動。伯努利方程適用的條件是理想流體在同一流管中作穩(wěn)定流動。2、答：水從龍頭流出下落過程中，流速不斷增大，由連續(xù)性方程可知，流速越大，橫截面積越小，所以水在下落過程中逐漸變細。3、答：不一定；可由伯努利方程加以說明。（視c點hc0）可見，只要sb/sc足夠大，使vc足夠大，就會有可能使必然有pcpb。4、答：兩艘船靠近并行時，兩船之間的水流速度較大，壓強較兩船外側(cè)小，在壓力差的作用下，會使兩船相碰撞。5、答：前后壓強差獲得。五、計算題1、 解：

15、小孔流速僅僅與小孔到液面的高度h有關(guān)，且，兩種情況h相同，小孔流速相等。（1）開始時，質(zhì)量流量相等，即：1s1v1=2s2v2 （這里）則（2）體積流量的比值（3）設第二個桶排出x高度的液體時，這時，兩小孔的體積流量相等，即s1v1=s2v2則2、解：設水管最初處的橫截面積s1，流速v1=2m/s，壓強p1=p0+104 pa，另一處的橫截面積s2，流速v2，壓強p2，已知由連續(xù)性方程，得又由伯努利方程，得代入已知數(shù)值得：3、解：已知s1=5cm2，v14m/s，p1p01.5×104pa，s210cm2，p2p03.3×104pa，設原來高度為h1，后來的高度為h2，由連

16、續(xù)性方程，得寫出伯努利方程4、解：由sava=sbvb，得由伯努利方程，若得papb得將vb = 4va代入，得va= 2 m/s體積流量qv savara2va6.28×10-2 m3/s5、解：由連續(xù)性方程，得最細處的流速由伯努利方程，可求出最細處的壓強則p1p00.85×105 pa最細處的壓強p1<p0（大氣壓），所以在最細處開一小孔，水不會流出。6、解：因毛細管中心的血液流速為v = 0.066cm/s，血管壁邊緣流速視為0，則其平均流速體內(nèi)毛細血管的總數(shù)7、解：左心輸出單位體積血液所做的功24小時左心室射血所做的功為8、解：由流阻的定義，得由泊肅葉定律，得p1p2q·z1.0×10-4×1.