中國石油大學(xué)工程流體力學(xué)試題集

1、中國石油大學(xué)工程流體力學(xué)試題集簡做題1. 水擊現(xiàn)象及產(chǎn)生的原因2. 雷諾數(shù)、富勞得數(shù)、歐拉數(shù)的物理意義3. 什么是流線、跡線,其主要區(qū)別4. 壓力管路的主要特點5. 什么是壓力體6. 流體靜壓力的兩個重要特性7. 串聯(lián)、并聯(lián)管路的主要特點8. 系統(tǒng)、限制體系統(tǒng)和限制體的異同點9. 氣體和液體粘度隨溫度變化有何不同10. 歐拉平衡關(guān)系式及其適用條件11. 質(zhì)量力、外表力的作用面及大小12. 研究流體運動的兩種方法及其它們的主要區(qū)別解做題13. 矩形閘門AB可繞其頂端的 A軸旋轉(zhuǎn),由固定在閘門上的一個重物來保持閘門的關(guān)閉.已知閘門寬120cm,長90cm,整個閘門和重物共重 1000kg,重心在G

2、點處,G點與A點的水平距離為30cm,閘門與水平面的夾角60 ,求水深為多少時閘門剛好翻開14. 設(shè)流場的速度分布為試確定1流場的當(dāng)?shù)丶铀俣龋? t=0時,在x = 1,y 1點上流體質(zhì)點的加速度.15. 高速水流在淺水明渠中流動,當(dāng)遇到障礙物時會發(fā)生水躍現(xiàn)象,其水位將急劇上升如圖中a所示,其簡化模型如圖 b所示.設(shè)水躍前后流速在截面上分布為均勻的,壓力沿水 深的變化與靜水相同.如果流動是定常的,壁面上的摩阻可以不考慮.求證：111-71VI ；幾 2 一 gh12水躍只有在V1jgh1時才有可能發(fā)生；3水躍過程中單位質(zhì)量流體的機械能損失為,h2V 2V1,/、h1ah2h1 34h1h2Vi

3、16. 有一粘度為、密度為的流體在兩塊平板內(nèi)作充分開展的層流流動,平板寬度為h,兩塊平板之間的距離為,在L長度上的壓降為P ,上下兩塊平板均靜止.求：1流體的速度分布；2流速等于平均流速的位置.17.yuxKy-!2 ,y18.數(shù),流函數(shù),有一串并聯(lián)管路,跡線方程.2 , W,0,不查此流動是否是勢流并求該流動的勢函 y連排兩個水池, 兩水池田水面差為 6m ,管路直徑d1=100cm , d2=d3=50cm,每段管長均為200m ,沿程阻力系數(shù)為：入 1=0.016,=0.01,沁=0.02.忽略局部阻力,如 圖所示,求1i管段的流量Q.19.如下圖,一圓柱體放在不同液體中,其長度 深度為

4、 D ,求作用在圓柱上的各分力大小和方向 2L=10m, D = 2m,油的相對密度為 0.8,20.水流場中速度分量分別為：u 2 ytt3,v 2xt,求時刻t=2,過點0, 1的流線.21.如下圖,溢流壩內(nèi)外水位高度分別為h1、h2,水的密度為 ,求水流對壩體的作用力.22.如下圖,運動平板與危定平板間的縫隙為 h1=0.1mm,中間液體的動力粘度0.1Pa - s,上板長L = 10cm,寬b：= 10cm上慢運動速度為u= 1.0mh2&用對壓強 p1 0 Pa, p2 106Pa,求維持平板運動所需的拉力P2P123.不可壓縮流體的速度分量為:2x|2xy, w 0.流動是

5、否連續(xù)是否無旋求速度勢函數(shù).24.圖所示, H = 20m , 1i = 150m, l2=80m, l3=80m, l4= 200m , d = 100mm, d2= 100mm , d3=80mm, d4= 120mm ,人=0.025 ,求管路系統(tǒng)的水流量.25.一矩形閘門兩面受到水的壓力,右邊水深H H 1 = 5 米,左邊水深H2=3米,閘門與水平面成 =45.傾斜角,閘門寬度26.線.l2某一流場中的速度夕訕u " axH2QQ H1ay t1米,求祚用在閘門上土總壓力及作用出l3w 0, a為常數(shù),求流線和跡800米、L2 600米,27.圖示一管路系統(tǒng),CD管中的水由

6、A、B兩水池聯(lián)合供給. L1L0 800 米,di 0.2米,d00.25米,i 0.026,20.026,00.025,Q0 100 升 /秒.求 Qi、Q2 及 d2.4米,下游28.29 .設(shè)一平面流場, 其速度表達式是：u X t, v y t, W 0 ,求t =0時,過-1,-1點的流線和跡線30 .密度為的不可壓縮流體以均勻速度U進入半徑為R的水平圓直管,出口處速度分布為：2,r 、 ,一一.U Umax1 , R為管半徑,進出口壓力分別為P1、P2R求：1最大流速 u max ；2流過圓管的流量；3管壁對流體的作用力.31.如下列圖所不 求1.流動白,設(shè)有J,有自由表卸的汽2.

7、自由界面卜典世軟的穩(wěn)定層流,流體密度為,粘度為具有與平會評相同速度的流體層的深度.J速度分宿;P1UP232.平面浙劭的流函段xxy 2x3y尹0,求平面流動的勢函數(shù)、速度分量.33 .充分開展的粘性流體層流,沿平板下流時,厚度 b為常數(shù),且一p = 0,重力加速度為g,X求其流速分布關(guān)系式.34 .如下圖,水從水頭為 h1的大容器經(jīng)過小孔流出射向一塊無重量的大平板,該平板蓋住了 另一個大容器的一個水位為h2的小孔.設(shè)兩小孔的面積相同.如果射流對平板的沖擊力恰好與它受到的靜水壓力相等,求h1/h2o緒論1學(xué)時流體力學(xué)的定義及學(xué)科范疇,流體力學(xué)開展簡史、應(yīng)用領(lǐng)域及研究內(nèi)容和研究方法,流體力學(xué)在石

8、油工業(yè)中的地位和作用,單位制介紹國際單位制,物理單位制,工程單位制,本課程特點 與學(xué)習(xí)要求. 第一章流體及其主要物理性質(zhì)3學(xué)時本章重點難點：流體的概念、流體的主要物理性質(zhì)、牛頓內(nèi)摩擦定律、作用在流體上的力. 1 .流體的概念及連續(xù)介質(zhì)假設(shè)0.5學(xué)時流體的概念,流體的根本特征,連續(xù)介質(zhì)模型及其引入的目的意義. 2.流體的主要物理性質(zhì)1.5學(xué)時密度、重度、相對密度、壓縮性、膨脹性、 粘性、外表張力等；流體分類：理想流體與實際流體、 可壓縮流體與不可壓縮流體、牛頓流體與非牛頓流體. 3.作用在流體上的力1學(xué)時作用在流體上力的分類,單位質(zhì)量力的概念. 第二章流體靜力學(xué)8學(xué)時本章重點難點：靜壓強的兩個重

9、要特性、流體平衡微分方程式、等壓面的概念及特性、靜力學(xué)基 本方程及其應(yīng)用、幾種質(zhì)量力作用下流體的平衡、平面上流體總壓力的大小、方向和作用點位置確實定、曲面上流體總壓力的大小、方向和作用點位置確實定,壓力體的概念及畫法. 1 .流體靜壓強及其特性1學(xué)時流體靜壓強的概念、兩個重要特性及其證實. 2 .流體平衡微分方程式1學(xué)時流體平衡微分方程歐拉平衡方程的推導(dǎo)方法與物理意義,歐拉平衡方程的全微分形式,力函 數(shù)與有勢的力的概念,等壓面概念及特性,等壓面微分方程式. 3.重力作用下的流體平衡1學(xué)時流體靜力學(xué)根本方程式及其幾何意義和物理意義,各種壓強絕對壓力、表壓、真空壓力的表 示方法,壓強的度量單位,壓

10、強分布圖. 4.測壓計1學(xué)時各種液式測壓計的計算,金屬測壓計簡介. 5.靜止流體作用在平面上的總壓力1學(xué)時靜止流體作用在任意形狀平面上總壓力的大小、方向以及作用點的計算方法. 6.靜止流體作用在曲面上的總壓力2學(xué)時靜止流體作用在曲面上總壓力的大小、方向以及作用點的計算方法,浮力的概念. 7.幾種質(zhì)量力作用下的流體平衡1學(xué)時等加速水平直線運動流體的相對平衡,等角速旋轉(zhuǎn)運動流體的相對平衡. 第三章流體運動學(xué)與動力學(xué)根底10學(xué)時本章重點難點：拉格朗日法和歐拉法,流體運動的根本概念,一元連續(xù)性方程的熟練應(yīng)用和空間 運動連續(xù)性方程的推導(dǎo)及物理意義,理想流體運動微分方程的推導(dǎo),實際流體總流的伯努利方程的推

11、導(dǎo)及熟練應(yīng)用,緩變流的概念及特性、動能修正系數(shù)及其物理意義,伯努利方程的幾何表示,動量方程的熟練應(yīng)用. 1 .研究流體運動的兩種方法1學(xué)時歐拉法、拉格朗日法及其關(guān)系,歐拉法中加速度流場的描述. 2.流體運動學(xué)的根本概念1學(xué)時定常流和非定常流,跡線和流線,流管、流束和總流,有效斷面、流量和平均流速. 3 .連續(xù)性方程1學(xué)時一元定常流動的連續(xù)性方程,空間運動連續(xù)性微分方程.4 .理想流體運動微分方程及流線伯努利方程1學(xué)時理想流體運動微分方程歐拉方程的推導(dǎo),理想流體沿流線的伯努利方程的推導(dǎo).5 .實際流體總流伯努利方程及其應(yīng)用3學(xué)時實際流體總流的伯努利方程的推導(dǎo),緩變流斷面和動能修正系數(shù)的概念、特性

12、、引入意義,伯努 利方程的應(yīng)用一般的水力計算、節(jié)流式流量計、測速管、流動吸力等,水頭線及水力坡降.6 .泵對液流能量的增加1學(xué)時管路中設(shè)有泵站系統(tǒng)情況下管流伯努利方程的應(yīng)用,泵的排量、揚程和功率.7 .定常總流的動量方程及其應(yīng)用2學(xué)時定?？偭鲃恿糠匠痰耐茖?dǎo)及應(yīng)用彎管推力、射流的反推力及自由射流對擋板的沖擊力計算.第四章流體阻力和水頭損失8學(xué)時本章重點難點：水力半徑、當(dāng)量直徑等根本概念及相關(guān)計算,管路中流動阻力產(chǎn)生的原因,雷諾實驗,層流、湍流的特征及判別標(biāo)準(zhǔn),實際流動運動微分方程式的應(yīng)用,量綱分析的瑞利法及p定理,相似準(zhǔn)數(shù),圓管層流流動規(guī)律,湍流的根本概念,層流邊層、水力光滑與水力粗糙,沿程 阻

13、力系數(shù)的實驗分析,莫迪圖的理解及應(yīng)用,沿程水頭損失及局部水頭損失的計算.1 .管路中流動阻力產(chǎn)生的原因及分類0.5學(xué)時濕周、水力半徑、當(dāng)量直徑、粗糙度等根本概念,流動阻力產(chǎn)生原因內(nèi)因及外因,水頭損失 的分類.2 .兩種流動狀態(tài)及判別標(biāo)準(zhǔn)1學(xué)時雷諾實驗,層流、湍流的特點及判別標(biāo)準(zhǔn),雷諾數(shù).3 .實際流體運動微分方程式0.5學(xué)時實際流動運動微分方程式 N-S方程的推導(dǎo)思路簡介、物理意義及其應(yīng)用.4 .因次分析和相似原理2學(xué)時因次的齊次性原理,因次分析的瑞利法及p定理,流動相似的條件：幾何相似、運動相似和動力相似,常用相似準(zhǔn)數(shù)雷諾數(shù)、富勞德數(shù)、歐拉數(shù)等定義、物理意義及其在模型試驗中的應(yīng)用.5 .圓管

14、層流分析1學(xué)時應(yīng)用N-S方程分析圓管層流的流速分布、流量、切應(yīng)力以及沿程水頭損失等,得到圓管層流流 動規(guī)律.6 .圓管湍流分析1學(xué)時湍流的產(chǎn)生和特性,湍流的時間平均方法,雷諾分解,湍流平均運動的根本方程連續(xù)性方程和 運動方程,圓管內(nèi)湍流結(jié)構(gòu),圓管內(nèi)平均速度分布,水力光滑和水力粗糙的概念.7 .湍流沿程水頭損失的分析及計算1學(xué)時計算沿程水頭損失的達西公式,沿程阻力系數(shù)的實驗分析及計算,莫迪圖的理解及應(yīng)用,非圓管沿程水頭損失的計算.8 .局部水頭損失分析及計算1學(xué)時局部水頭損失產(chǎn)生的原因及計算,包達公式,局部阻力系數(shù)確實定.第五章壓力管路的水力計算6學(xué)時本章重點難點：壓力管路、管路特性曲線、串聯(lián)和

15、并聯(lián)、長管和短管、孔口和管嘴等根本概念, 長管、短管的水力計算,串聯(lián)、并聯(lián)管路的水力特征,孔口、管嘴泄流的特點及定水頭和變水頭 兩種情況下的水力計算問題,水擊現(xiàn)象與水擊壓力的計算.1 .管路特性曲線0.5學(xué)時壓力管路、長管和短管、簡單管路和復(fù)雜管路等根本概念,管路特性曲線.2 .長管的水力計算1.5學(xué)時工程中常見的長管計算的三類問題,簡單長管的水力計算,復(fù)雜長管串聯(lián)管路、并聯(lián)管路以及 分支管路的水力計算及實例.3 .短管的水力計算1學(xué)時綜合阻力系數(shù)、作用水頭的概念,流量計算通式,短管的水力計算.4 .孔口與管嘴泄流2學(xué)時孔口、管嘴的定義和泄流特點,定水頭孔口、管嘴出流流量的計算及比擬,變水頭孔口、管嘴泄 流排空時間的計算.5 .壓力管路中的水擊現(xiàn)象1學(xué)時水擊的定義、產(chǎn)生原因,水擊波的傳播過程,水擊分類,水擊壓力的計算,水擊的預(yù)防.第六章非牛頓流體運動根底4學(xué)時本章重點難點：非牛頓流體的分類及其流變曲線和流變方程,塑性流體管流受力分析,塑性流體的結(jié)構(gòu)流,塑性流體和募律流體的流動規(guī)律.1 .非牛頓