流體力學期末復習資料課件

1、1、流體運動粘度的國際單位為 m2/s 。2、流體流動中的機械能損失分為 沿程損失 和 局部損失 兩大類。3、當壓力體與液體在曲面的 同側 時，為實壓力體。4、靜水壓力的壓力中心總是在受壓平面形心的 下方 。5、圓管層流流動中，其斷面上切應力分布與管子半徑的關系為 線性關系 。6、當流動處于紊流光滑區(qū)時，其沿程水頭損失與斷面平均流速的 1.75 次方成正比。7、當流動處于湍流粗糙區(qū)時，其沿程水頭損失與斷面平均流速的 2 次方成正比。 8、圓管層流流動中，其斷面平均流速與最大流速的比值為 1/2 。9、水擊壓強與管道內(nèi)流動速度成 正比 關系。10、減輕有壓管路中水擊危害的措施一般有： 延長閥門關

2、閉時間, 采用過載保護， 可能時減低館內(nèi)流速。 11、圓管層流流動中，其斷面上流速分布與管子半徑的關系為 二次 拋物線 。12、采用歐拉法描述流體流動時，流體質點的加速度由當?shù)丶铀俣?和 遷移加速度 組成。13流體微團的運動可以分解為： 平移運動 、 線變形運動 、 角變形運動 、 旋轉運動 。14、教材中介紹的基本平面勢流分別為： 點源 、 點匯 、 點渦 、 均勻直線流 。15、螺旋流是由 點渦 和 點匯 兩種基本勢流所組成。16、繞圓柱體無環(huán)量流動是由 偶極流 和 平面均勻流 兩種勢流所組成。17、流動阻力分為 壓差阻力 和 摩擦阻力 。18、層流底層的厚度與雷諾數(shù)成 反比 。19、水擊

3、波分為 直接水擊波 和 間接水擊波 。20、描述流體運動的兩種方法為 歐拉法 和 拉格朗日法 。21、尼古拉茲試驗曲線在對數(shù)坐標中的圖像分為5個區(qū)域，它們依次為： 層流層 、 層流到紊流過渡區(qū) 、 紊流區(qū) 、 紊流水力粗糙管過渡區(qū) 、 紊流水力粗糙管平方阻力區(qū) 。22、繞流物體的阻力由 和 兩部分組成 。 二、名詞解釋 1、流體：在任何微小剪力的持續(xù)作用下能夠連續(xù)不斷變形的物質 2、牛頓流體：把在作剪切運動時滿足牛頓內(nèi)摩擦定律的流體稱為牛頓流體。 3、等壓面：在流體中，壓強相等的各點所組成的面稱為等壓面。4、流線：流線是某一瞬時在流場中所作的一條曲線，在這條曲線上的各流體的速度方向都與該曲線相

4、切。 5、流管： 過流管橫截面上各點作流線，則得到充滿流管的醫(yī)術流線簇6、跡線：流場中某一質點的運動軌跡。 7、控制體：假定平面邊界內(nèi)流動是定常的，并忽略質量力，在邊界層的任一處，取單位寬度，沿邊界層長度為dx的微元斷。 8、壓力管路：在一定壓差下，流體充滿全管的流動管路。 9、有旋流動： 在流體流動中，如果流場中有若干處微元團具有繞過其自身軸線的旋轉運動，則稱為有旋流動。10、層流底層：粘性流體在管道中做紊流流動時，管壁上的流速為零，從管壁起的流速將從零迅速增大，在緊貼管壁的一極薄層內(nèi)，速度梯度很大，黏性摩擦很大，黏性摩擦切應力其主要作用，處于層流狀態(tài)，稱為層流底層11、紊流核心：距管壁稍遠

5、出有一黏性摩擦切應力和紊流附加切應力同時起作用的薄層，稱之為過渡區(qū)，之后發(fā)展稱為完全紊流。，稱之為紊流核心。 12、光滑管：管壁粗糙度對流動不起任何影響，流體好像在完全光滑的管道中流動一樣。這種情況下的管道稱為光滑管。 13、粗糙管：當流體流過凸出部分是，在凸出部分后面將引起漩渦，增加了能量損失，管壁粗糙度對紊流流動發(fā)生影響。14、邊界層：邊界層是高雷諾數(shù)繞流中緊貼物面的粘性力補課忽略的流動薄層。 15、定常流動：流體中任一點的流體質點的流動參數(shù)均不隨時間變化，而只最空間點位置不同而變化的流動。水和空氣等粘度很小的流體，在大雷諾數(shù)下繞物體流動時，黏性對流動的影響僅限于緊貼物體壁面的薄層中，而這

6、一薄層外黏性影響很小，完成可以忽略不計。16、沿程壓強損失：17、沿程水頭損失：18、入口段：19、充分發(fā)展段 三、單項選擇題（選擇正確答案的字母填入括號）、流體的密度與( D )有關。、流體種類、溫度、體積等 、溫度、壓力、體積等、流體種類、壓力、體積等、流體種類、溫度、壓力等 、流體的動力黏度與( A )有關。、流體種類、溫度、壓力等、流體種類、溫度、體積等、流體種類、壓力、體積等、溫度、壓力、體積等 、理想流體是指 ( C )。、平衡流體 、運動流體 、忽略粘性的流體、忽略密度變化的流體 、流體靜壓強的作用方向為( D)。、垂直受壓面、平行受壓面、指向受壓面 、垂直指向受壓面 5、在流體

7、力學中，單位質量力是指作用在單位（D ）流體上的質量力。、重量 、體積 、面積 、質量 6、相對壓強的計量基準為( C )。、絕對真空 、標準大氣壓、當?shù)卮髿鈮?、液面壓強 7、在平衡液體中，質量力恒與等壓面( B )。、重合、正交、相交、平行 8、已知不可壓縮流體的速度場為 則該流動為 ( B )。、一維流動 、三維流動 、二維流動 、均勻流 9、過流斷面是指與( C )的橫斷面。、跡線正交、流線斜交、流線正交、跡線斜交 10、在恒定流中，流線與跡線 ( D )。、相交、正交、平行、重合 11、非恒定流動中，流線和跡線：（ C ）。、一定重合 B、一定不重合 、特殊情況下可以重合 、一定正交

8、 12、一維流動的連續(xù)方程 成立的條件是： （ A ） 、不可壓縮流體 、粘性流體 、可壓縮流體 、理想流體 13、伯努利方程中 表示：（ B ）。 、單位質量流體所具有的機械能 B、單位重量流體所具有的機械能、單位體積流體所具有的機械能 、通過過流斷面流體的總機械能 14、關于水流流向的正確說法是（ B ）。 、水一定是從高處往低處流 、水一定是從機械能大處往機械能小處流 、水一定是從測壓管水頭高處往測壓管水頭低處流 、水一定是從流速大處往流速小處流 15、畢托管是一種測量( D )的儀器。 、壓強 、斷面平均流速 、流量 、點流速16、均勻流過流斷面上各點的（ B ）等于常數(shù)。 17、文丘

9、利管是一種測量( A )的儀器。、流量 、壓強 、密度 、點流速18、若在同一等徑長直管道中用不同流體進行實驗，當流速相等時，其沿程水頭損失在( D )是相同的。 、層流區(qū) 、紊流光滑區(qū) 、紊流過渡區(qū)、紊流粗糙區(qū)19、雷諾數(shù)的物理意義在于它反映了( D )的比值。 、重力與粘滯力、慣性力與粘滯力、慣性力與重力、重力與壓力 20、若圓管內(nèi)水流為層流運動，則有( C )。 21、已知某圓管流動的雷諾數(shù) ，則該管的沿程阻力系數(shù)( A )。 、0.032、0.064 、0.128、0.256 22、圓管層流流動，斷面流速為 ( B ) 分布。 、線性 、拋物線 、雙曲線、對數(shù)23、圓管紊流流動，斷面流

10、速為 ( D ) 分布。 、線性 、拋物線 、雙曲線、對數(shù)24、根據(jù)尼古拉茲實驗成果知，紊流過渡區(qū)的沿程阻力系數(shù)與( C )有關。25、有壓管道的管徑d與相應的水力半徑d/R 之比 ( D )。 、1、2、3、426、同一管道的粘性底層厚度隨雷諾數(shù)的增加而( B )。、增加 、減小 、不變 、難以確定27、長管水力計算的特點是 ( B )。 28、短管水力計算的特點是 ( D )。 29、當流動處于紊流水力光滑管區(qū)時，沿程損失與平均流速的（ C ）次方成正比。、1 、2 、1.75 、0.5 30、圓管紊流流動過流斷面上的切應力分布為：（C ）。、管壁處為零，向管軸線線性增大 、在過流斷面上為

11、常量、管軸線處為零，且與半徑成正比 、按拋物線分布31、若圓管內(nèi)水流為紊流運動，則有( C )。 32突然擴大管段的局部水頭損失 （ B）。 33、沿程壓強損失是 ( C )。、單位質量流體的沿程損失 、單位重量流體的沿程損失 、單位體積流體的沿程損失 、以平均流速計算的沿程損失34、下列關于長管水力計算的說法中，不正確的有( B )。、串聯(lián)管路的總水頭損失等于各支路的水頭損失之和 、串聯(lián)管路的總流量等于各支路的流量之和 、并聯(lián)管路各支路的水頭損失相等 、并聯(lián)管路兩節(jié)點間的總水頭損失等于各支路的水頭損失35、在恒定流的動量方程 中， 不應包括 ( D )。、壓力 、重力 、慣性力 、粘滯力36

12、、從本質上講，紊流應屬于（ B ）。、恒定流 、非恒定流 、均勻流 、漸變流 D四、問答題 1、寫出理想流體微元流束伯努利方程式，指出其中各項的物理意義，并給出該方程式的適用條件。答：Z+P 各項物理意義：第一項Z表示單位質量流體所具有的位勢能；第二項 表示單位質量流體的壓強勢能；第三項V2/2g表示單位質量流體具有的動能。適用范圍：理想的不可壓縮均質流體在質量力作用下做定常流動，并沿同一流線（或微元流束）2、寫出兩過流斷面間無分流或匯流，但有能量輸入或輸出的實際流體總流伯努利方程，并簡述其應用條件答：適用范圍：重力作用下不可壓縮粘性流體定常流動的任意兩個緩變流的有效截面，至于兩個有效截面之間

13、是否有緩變流則無關系。3、何為水擊（水錘）現(xiàn)象，減小水擊危害的措施。答：工業(yè)水管中流動著有一定壓強的水，當管道中的閥門迅速關閉時，水受阻而流蘇突然變小，水的慣性是局部壓強突然升高。這種突然升高的壓強首先出現(xiàn)在緊貼閥門上游的一層流體中，而后迅速的向上游傳播，并在一定條件下發(fā)射回來，產(chǎn)生往復波動，這種現(xiàn)象為水擊現(xiàn)象。減小水擊的措施（1） 延長閥門關閉時間，可避免產(chǎn)生直接水擊，也可減小間接水擊、（2） 采用過載保護，在可能產(chǎn)生水擊的管道中設置蓄能器，調壓塔或安全閥等以減緩沖水壓強（3） 可能時減低管內(nèi)流速，縮短管長，使用彈性好的管道。4、邊界層有哪些基本特征？邊界層內(nèi)沿厚度，存在很到的流速梯度5、簡

14、述產(chǎn)生局部水頭損失的原因，并寫出用于計算管路突然擴大的局部水頭損失的公式。6、一般情況下，流體微團的運動可分解為哪幾種運動 ？7、管道水力計算采用的基本公式有哪幾個？ 8、簡述曲面邊界層的分離現(xiàn)象。9、尼古拉茲試驗曲線將流動分為幾個區(qū)？各區(qū)的沿程阻力系數(shù)與什么有關？10、管道水力計算的任務是什么？答： 4、寫出不可壓縮均質實際流體的運動微分方程（即納維斯托克斯方程），為什么說此方程是不可壓縮均質流體的普遍方程。五、計算、分析題（每題8分）1、在盛有汽油的容器的底上有一直徑的圓閥，該閥用繩系于直徑的圓柱形浮子上（如圖1所示）。設浮子及圓閥的總質量，汽油相對密度，繩長，問圓閥將在油面高度為多少時開

15、啟? （圖1）解： 2、圖2所示為繞鉸鏈轉動的傾斜角的自動開啟式水閘，當水閘一側的水位II=2m，另一側的水位時，閘門自動開啟，試求鉸鏈至水閘下端的距離。 （圖2）解： ， ， = 壓力中心坐標： 故， ， 3、如圖3所示，已知離心泵的提水高度，抽水體積流量，效率。若吸水管路和壓水管路總水頭損失，電動機的效率，試求：電動機的功率。 （圖3）解： ，；，則： 4、圖4所示離心泵以的流量將相對密度的油品從地下罐送到山上洞庫油罐。地下罐油面壓力，洞庫油罐油面壓力。設泵的效率，電動機效率兩罐液面差，全管路水頭損失設為。求泵及電動機的額定功率(即輸入功率)應為多少? （圖4）解： ，；，則： 5、內(nèi)徑的

16、鋼管輸送水流量（0.01），水的運動粘度，鋼管內(nèi)壁的絕對粗糙度。求l 000m管道上的沿程水頭損失。解：首先確定流態(tài)，即計算雷諾數(shù) (0.3175) (63059)，流動非層流。進一步計算知，流動在紊流光滑區(qū)，故 () ()6、今要以長，內(nèi)徑的水平光滑管道輸油，若輸油流量，用以輸油的油泵揚程為多大?(設油的密度，粘度)解： 首先確定流態(tài)，即計算雷諾數(shù) 流動為層流。 （油柱）7、一水射流以速度對彎曲對稱葉片的沖擊如圖6所示，試求下面兩種情況下射流對葉片的作用力：(1)噴嘴和葉片都固定；(2)噴嘴固定，葉片以速度后退。 （ 圖6 ）解：(1)射流四周均為大氣壓，且不計重力。由伯努利方程，各斷面上的流速均相同。取封閉控制面如圖所示，并建立坐標。當葉片噴嘴均固定時，設流體受到葉片的作用力為F。 根據(jù)動量定理可知：方向： 即 得 射流對葉片的作用力大小為，方向與的方向相反。 (2)當控制體在作勻速運動時，由于固結在控制體上的坐標系仍是慣性系，在動量定理中只要將相對速度代替絕對速度即可。 現(xiàn)當葉片以速度后退，此時射流相對于固結