工程流體力學(xué).doc

工程流體力學(xué)綜合復(fù)習(xí)資料一、單項(xiàng)選擇題1、實(shí)際流體的最基本特征是流體具有 。 A、粘滯性 B、流動性 C、可壓縮性 D、延展性2、作用在流體的力有兩大類，一類是表面力，另一類是 。 A、質(zhì)量力 B、萬有引力 C、分子引力 D、粘性力3、若流體內(nèi)某點(diǎn)靜壓強(qiáng)為，則其 。 A、 B、 C、 D、4、液體總是從 大處向這個(gè)量小處流動。 A、位置水頭 B、壓力 C、機(jī)械能 D、動能5、高為h的敞口容器裝滿水，作用在側(cè)面單位寬度平壁面上的靜水總壓力為 。A、 B、 C、 D、二、填空題1、空間連續(xù)性微分方程表達(dá)式 。2、靜止液體作用在曲面上的總壓力計(jì)算公式（水平分力） 和（垂直分力） 。3、緩變流斷面上測壓管水頭為 。4、長管是指 。5、歐拉數(shù)表達(dá)式為 ，其物理意義是 。6、某輸水安裝的文丘利管流量計(jì)，當(dāng)其汞-水壓差計(jì)上讀數(shù)，通過的流量為，分析當(dāng)汞水壓差計(jì)讀數(shù)，通過流量為 L/s。7、因次分析的基本原理是： 具體計(jì)算方法分為兩種 。8、泵的揚(yáng)程H是指 。9、壓力中心是指 。10、計(jì)算水頭損失的公式為 與 。三、簡答題1、靜壓強(qiáng)的兩個(gè)特性。2、節(jié)流式流量計(jì)的工作原理。3、如何區(qū)分水力光滑管和水力粗糙管，兩者是否固定不變？4、寫出實(shí)際總流的伯努利方程并說明適用條件和各項(xiàng)意義。5、分析流動阻力產(chǎn)生的原因。6、等壓面的定義及其特性。7、簡述研究流體運(yùn)動方法。8、長管與短管的定義。9、流線的性質(zhì)。10、并聯(lián)管路的水力特征。四、計(jì)算題1、 如圖一輸水系統(tǒng)，已知，吸入段長度，水的運(yùn)動粘度，水池液面表壓強(qiáng)，過濾器兩端接汞-水壓差計(jì)，設(shè)流動狀態(tài)在水力光滑區(qū)，。求：（1）吸入段水頭損失（2）設(shè)泵出口泵壓，求泵的有效功率。注：1-帶保險(xiǎn)活門 2-彎頭3-過濾器 4-閘門2、有泵管路如圖所示，流量，泵的吸入管長，沿程阻力系數(shù)，總局部阻力系數(shù)為；壓力管長，管徑為。求：（1）已知泵入口處真空表讀數(shù)，求吸入高度。 （2）兩個(gè)液面高差，求泵的揚(yáng)程。 3、直徑257的長輸管線，總長，起點(diǎn)高程，終點(diǎn)高程，輸送相對密度（比重）的原油，運(yùn)動粘度，設(shè)計(jì)輸量為，求總壓降。（按長管計(jì)算）4、曲面形狀3/4個(gè)圓柱，寬1，位于水平面以下處。 求：曲面所受的液體總壓力。5、如圖所示，將一平板垂直探入水的自由射流中，設(shè)平板截去射流的部分流量Q10.012m3/s，并引起射流的剩余部分偏轉(zhuǎn)一角度。已知射流速度為30m/s，總流量Q00.036m3/s，不計(jì)重量及水頭損失。求射流加于平板上的力？五、推導(dǎo)題1、氣體中聲速C依賴于密度、壓強(qiáng)、粘度。試用因次分析法導(dǎo)出聲速C的一般表達(dá)式。2、試應(yīng)用伯諾利方程與水頭損失公式推導(dǎo)孔口的定水頭自由泄流的流量計(jì)算公式。答案一、 選擇題：1. A 2.A3.B4.C5.B二、 填空題：1. 2. 3. 常數(shù)4. 與沿程水頭損失相比，流速水頭和局部水頭損失可以忽略的管路5. 壓力與慣性力之比6. 3 7. 因次齊次性（和諧性）原理 雷利法、定理 8. 水流在經(jīng)過水泵時(shí)，由于泵的工作，使得單位重量的水體所增加的機(jī)械能9. 與10. 靜止流體作用在固壁上的總壓力的作用點(diǎn)三、 簡答題：1、靜壓強(qiáng)的兩個(gè)特性。答：（1）靜壓強(qiáng)的方向始終沿著作用面的內(nèi)法線方向；（2）靜止流體中任何一點(diǎn)上各個(gè)方向的靜壓強(qiáng)大小相等，與作用面方位無關(guān)。2、節(jié)流式流量計(jì)的工作原理。答：節(jié)流式流量計(jì)的工作原理是：當(dāng)管路中液體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)，液流斷面收縮，在收縮斷面處流速增加，壓力降低，使節(jié)流裝置前后產(chǎn)生壓差。利用測壓裝置，通過測量壓差便可計(jì)量流量的大小。3、如何區(qū)分水力光滑管和水力粗糙管，兩者是否固定不變？答：（1）所謂水力光滑管是指管流中粘性底層的厚度淹沒管壁絕對粗糙度，管壁粗糙度對紊流核心區(qū)的流動幾乎沒有影響的管路；（2）所謂水力粗糙管是指管流中粘性底層的厚度不足以覆蓋管壁絕對粗糙度，管壁粗糙度對紊流核心區(qū)的流動影響顯著；（3）兩者并不是固定不變的，粘性底層厚度隨著雷諾數(shù)的變化而改變，水力光滑管與水力粗糙管之間可以相互轉(zhuǎn)化。4、寫出實(shí)際總流的伯努利方程并說明適用條件和各項(xiàng)意義。答：（1）實(shí)際流體總流的伯努利方程是。（2）適用條件：不可壓縮流體、穩(wěn)定流、質(zhì)量力只有重力、所取斷面為緩變流斷面、所取斷面間具有共同的流線。（3）各項(xiàng)意義：z比位能；比壓能；比動能；水頭損失5、分析流動阻力產(chǎn)生的原因。答：流動阻力產(chǎn)生的根本原因是：流體質(zhì)點(diǎn)摩擦所表現(xiàn)的粘性和流體質(zhì)點(diǎn)碰撞所表現(xiàn)的慣性。6、等壓面的定義及其特性。答：等壓面是指靜止流體當(dāng)中壓力相等的點(diǎn)組成的面，其特性包括：a）等壓面與質(zhì)量力相正交；b）等壓面不能相交。7、簡述研究流體運(yùn)動方法。答：描述流體運(yùn)動的方法有兩種：拉格朗日法和歐拉法。（1）拉格朗日法：又稱為質(zhì)點(diǎn)法、跟蹤法，是以流體質(zhì)點(diǎn)為研究對象，觀察流體質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的運(yùn)動要素的變化規(guī)律，綜合足夠多質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況以了解整個(gè)流體的運(yùn)動。（2）歐拉法：又稱為站崗法、流場法，是以空間點(diǎn)作為研究對象，觀察不同時(shí)刻流經(jīng)這一空間點(diǎn)的各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動要素的變化規(guī)律，綜合足夠多的空間點(diǎn)得出整個(gè)流體運(yùn)動的規(guī)律。8、長管與短管的定義。答：（1）長管是指：相比較于沿程水頭損失而言，局部水頭損失和流速水頭可以忽略的管路；（2）短管是指：相比較于沿程水頭損失而言，局部水頭損失和流速水頭不能忽略的管路。9、流線的性質(zhì)。答：流線的性質(zhì)包括： （1）穩(wěn)定流時(shí)，流線的空間方位與形狀不隨時(shí)間改變，流線與跡線相重合； （2）不穩(wěn)定流時(shí)，流線的空間方位與形狀隨時(shí)間而改變； （3）流線不能相交也不能折轉(zhuǎn)。10、并聯(lián)管路的水力特征。答：并聯(lián)管路的水力特點(diǎn)是：a）進(jìn)入各并聯(lián)管的總流量等于流出各并聯(lián)管的流量之和；b）不同并聯(lián)管的單位重量液體的能量損失（水頭損失）都相等。四、 計(jì)算題：1、12解：（1）管道流速：流動狀態(tài)在水力光滑區(qū) ，則，吸入段沿程水頭損失：由汞水壓差計(jì)可得過濾器3產(chǎn)生的局部損失為：則，吸入段局部水頭損失：則，吸入段總水頭損失（2）列水池?cái)嗝?和泵出口斷面2伯努利方程：則，泵的有效功率為：2、abc解：（1）取a、b兩斷面列伯努利方程： （2）取a、c兩斷面列伯努利方程：v0v2v1Rxy3、解：射流加于平板的作用力只能垂直于平板，設(shè)平板對水體的反作用力為R。取0、1、2三個(gè)斷面間水體作為控制體，建立坐標(biāo)系，并分析其受力及運(yùn)動特性如圖。列動量方程：由于由y方向動量方程可得：由x方向動量方程可得：則：射流加于平板上的力與R等值反向。4、解：（1）由于2000Re105，管路流動位于紊流的水力光滑區(qū)，則：則，管路水頭損失為：（2）取起點(diǎn)（1）和終點(diǎn)（2）兩斷面列長管的伯努利方程：5、解：曲面所受靜水總壓力可分解為Px、Pz，如圖所示。（1） 水平分量：(方向：)（2） 鉛垂分量：(方向：)則：液體總壓力P與水平方向的夾角為 (方向：)PzPx五、 推導(dǎo)題：1、氣體中聲速C依賴于密度、壓強(qiáng)、粘度。試用因次分