《工程流體力學》綜合復(fù)習資料

1、工程流體力學綜合復(fù)習資料一、單項選擇1、 實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、 理想流體是一種 的流體。A、不考慮重量B、靜止不運動C、運動時沒有摩擦力3、作用在流體的力有兩大類，一類是質(zhì)量力，另一類是 A、表面力B、萬有引力C、分子引力D、粘性力4、靜力學基本方程的表達式 。A、p 常數(shù) B、z卩常數(shù)C、2z P u常數(shù)Yy 2g5、若流體內(nèi)某點靜壓強為P絕0.7at，則其。4P直P直760mmHgA、p表0.3at B、p表 0.3 9.8 10 Pa C、7mH2O D、0.3水汞6、 液體總是從大處向這個量小處流動。A、位置水頭B、壓力

2、 C、機械能 D、動能7、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。2 1 2 2A、 hB、hC、2 hD、 h28、 理想不可壓縮流體在水平圓管中流動，在過流斷面1和2截面di d2上流動參數(shù)關(guān)系為 。A、V1V2, P1P2B、V1V2, P1P2C、V1V2, P1P2D、V1V2, P1P2A、V1V2, P1P2B、V1V2, P1P2C、V1V2, P1P2D、V1V2, P1P29、并聯(lián)管路的并聯(lián)段的總水頭損失等于 B、較長管的水頭損失A、各管的水頭損失之和C、各管的水頭損失10、在相同條件下管嘴出流流量 于孔口出流流量，是因為 。A、小，增加了沿程阻力

3、B、大，相當于增加了作用水頭C、等，增加的作用水頭和沿程阻力相互抵消D、大，沒有收縮現(xiàn)象，增加了出流面積二、填空題1、 空間連續(xù)性微分方程表達式 。2、 靜止液體作用在曲面上的總壓力計算公式（水平分力） 和（垂直分力）。3、 動能修正系數(shù)的物理意義是： 。4、 長管是指。5、 歐拉數(shù)表達式為 ，其物理意義是 。6、 某輸水安裝的文丘利管流量計，當其汞-水壓差計上讀數(shù) h 4cm，通過的流量為2L/S，分析當汞水壓差計讀數(shù)h 9cm，通過流量為 L/s。7、 運動粘度與動力粘度的關(guān)系是 ，其國際單位是 。8因次分析的基本原理是： 具體計算方法分為兩種 。9、斷面平均流速 V與實際流速u的區(qū)別是

4、。10、 實際流體總流的伯諾利方程表達式為 ，其適用條件是。11、泵的揚程H是指12、穩(wěn)定流的動量方程表達式為13、計算水頭損失的公式為與14、牛頓內(nèi)摩擦定律的表達式15、壓力中心是指，其適用范圍是三、簡答題1、靜壓強的兩個特性。2、節(jié)流式流量計的工作原理。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、溫度對流體粘度的影響。5、牛頓內(nèi)摩擦定律的內(nèi)容。6、等壓面的定義及其特性。7、靜止流體作用在曲面上的總壓力計算公式。8、寫出實際總流的伯努利方程并說明適用條件和各項意義。9、分析流動阻力產(chǎn)生的原因。10、穩(wěn)定流動與不穩(wěn)定流動的定義。11、串聯(lián)管路的水力特性。12、水力半徑的定義式。1

5、3、連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的內(nèi)容。14、因次分析方法的基本原理。15、歐拉數(shù)的定義式及物理意義。16、壓力管路的定義。17、長管計算的第一類問題。18、作用水頭的定義。19、噴射泵的工作原理。20、動量方程的標量形式。四、計算題1、如圖一輸水系統(tǒng)，已知d1 d20.2m62p=8 10 m /s,水池液面表壓強P0 h 0-05m，設(shè)流動狀態(tài)在水力光滑區(qū)，Q h？求：（1 ）吸入段水頭損失h“'吸，吸入段長度115m，水的運動粘9800Pa，過濾器兩端接汞-水壓差計 0.03m3/s。4- 閘門 40.323 過濾器2、有泵管路如圖所示，流量Q3240m /hour,泵的吸入管長Li15m，沿程

6、阻力系數(shù)0.03總局部阻力系數(shù)為1 6 ；壓力管長L2 60m，1 0.03，2 10，管徑為0.25m。求：（1）已知泵入口處真空表讀數(shù)6.6mH2O，求吸入高度h1。（2）兩個液面高差h224m，求泵的揚程H。壓力菅一日不L水3、直徑257 mm的長輸管線，總長50km，起點高程45m，終點高程84m，輸送相對密度（比重）°88的原油，運動粘度O'276 10 4m2/s，設(shè)計輸量為Q 200t/h，求總壓降。（按長管計算）五、推導題1試推導流體歐拉平衡微分方程式。2試推導理想流體歐拉運動微分方程式。3、氣體中聲速 C依賴于密度 、壓強p、粘度 。試用因次分析法導出聲速

7、C的一般表達式。4、試應(yīng)用伯諾利方程與水頭損失公式推導孔口的定水頭自由泄流的流量計算公式參考答案、單項選擇題1、 實際流體的最基本特征是流體具有 A 。A、粘滯性B、流動性 C、可壓縮性 D、延展性2、 理想流體是一種C的流體。A、不考慮重量 B、靜止不運動 C、運動時沒有摩擦力3、 作用在流體的力有兩大類，一類是質(zhì)量力，另一類是AA、表面力B、萬有引力 C、分子引力 D、粘性力4、靜力學基本方程的表達式B。P常數(shù)zP2 u常數(shù)A、p常數(shù)B、YC、Y2g5、若流體內(nèi)某點靜壓強為P絕0.7at則其B。0.3Pa C、P真7mHp直2。直 0.3 760mmHgA、 P表 0.3at b、P表9.

8、8 104水D、汞6、液體總是從C大處向這個量小處流動。A、位置水頭B、壓力C、機械能 D、動能7、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B。A、h2B、2-h2C、2 h2D、 h&理想不可壓縮流體在水平圓管中流動: 流動參數(shù)關(guān)系為D。A、v1v2,p1p2B、v1C、v1v2,p1p2D、v19、并聯(lián)管路的并聯(lián)段的總水頭損失等于A、各管的水頭損失之和C、各管的水頭損失10、在相同條件下管嘴出流流量A、小，增加了沿程阻力在過流斷面 1和2截面di d2上V , PiP2V2, PiP2CB、較長管的水頭損失B于孔口出流流量是因為B、大，相當于增加了作用水頭C

9、、等，增加的作用水頭和沿程阻力相互抵消D、大，沒有收縮現(xiàn)象，增加了出流面積、填空題1、空間連續(xù)性微分方程表達式FzVpUzFx hcAx_和（垂直分力）2、靜止液體作用在曲面上的總壓力計算公式（水平分力）Word文檔3、 動能修正系數(shù)的物理意義是：總流有效斷面的實際動能與按照平均流速算岀的假想動能的比 值_。4、 長管是指和沿程水頭損失相比，流速水頭和局部水頭損失可以忽略的流動管路。5、 歐拉數(shù)表達式為Eu -P2，其物理意義是壓力與慣性力的比值 。V6、 某輸水安裝的文丘利管流量計，當其汞-水壓差計上讀數(shù)h 4cm，通過的流量為2L/S，分析當汞水壓差計讀數(shù)h 9cm，通過流量為 3L/s。

10、m2 /S7、 運動粘度與動力粘度的關(guān)系是流體的運動粘度為動力粘度與同溫度下該流體密度p之比./_，其國際單位是8、因次分析的基本原理是：很多物理量都是有因次的，若干物理量總能以適當?shù)哪淮谓M合構(gòu)成無因次的數(shù)群；任何物理方程總是齊因次的。具體計算方法分為兩種 量綱分析法（瑞利法）和n 定理。9、斷面平均流速 v與實際流速u的區(qū)別是過流斷面上各點的實際流速是不相同的，而平均流速在過流斷面上是相等的。10、實際流體總流的伯諾利方程表達式為2iVi2g2v22ghw其適用條件是 定常（穩(wěn)定），不可壓縮，質(zhì)量力只有重力，兩個計算斷面均為緩變流斷面,且兩個計算斷面之間有共同的流線經(jīng)過11、泵的揚程H是指單

11、位重量流體通過泵后所獲得的機械能（水頭） 。r12、 穩(wěn)定流的動量方程表達式為 F Q V2 V 。13、計算水頭損失的公式為hfL _v2d 2ghj2V2g14、牛頓內(nèi)摩擦定律的表達式一 ，其適用范圍是牛頓流體，層流運動。dy15、壓力中心是指 體中的平面或曲面所受流體壓力的合力的作用線同該平面或曲面的交點。三、簡答題1、靜壓強的兩個特性。靜壓強方向永遠沿著作用面內(nèi)法線方向。靜止流體中任何一點上各個方向的靜壓強大小相等，與作用面方位無關(guān)。2、節(jié)流式流量計的工作原理。節(jié)流式流量計是由節(jié)流裝置（孔板、噴嘴、文氏管）、引壓導管和差壓計三部分所組成，流體通過孔板或其他節(jié)流裝置時，流通面積縮小，流速

12、增加，依據(jù)伯努利方程，壓強 減小，依據(jù)節(jié)流裝置兩側(cè)的壓差，可以測出流速，并可折算為流量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？簾m所謂水力光荷胃是指管滴中粘性底屋的卑度淹沒管蝶鉅對粗騙度背療粗屋度對索流檢心區(qū)的流動幾乎注竹影啊的管9融或”斯謂水力粗糙管捷指管建中粘性JSJSK!厚糜不足且覆缶営匯絕對粗植度，恃蟹粗穗度對翕逋核心區(qū)的謊動懿響顯舌t<3J兩青井祁是固定不變的.粘哲底屋甲規(guī)陽xh諾救的變化刑改變.水力光糟管與水 力粗龜許之間可且相號轉(zhuǎn)化.4、溫度對流體粘度的影響。溫度對于流體粘度的影響比較顯著，溫度升高是液體的粘度會升高，而氣體的粘度會 隨著溫度的升高而增加，這是

13、由于液體的分子間距離較小，相互吸引力其主要作用， 當溫度升高時，間距增大，吸引力減小。氣體分子間距離較大，吸引力影響較小，根 據(jù)分子運動理論，分子的動量交換因溫度升高而加劇，因而切應(yīng)力也隨之增加。5、牛頓內(nèi)摩擦定律的內(nèi)容。取無限薄的流體層進行研究，坐標為 y處的流速為u，坐標為y+dy處的流速為u+du，顯然在厚度為dy的薄層中速度梯度為du/dy。液層間的內(nèi)摩擦力T的大小與液體性質(zhì)有關(guān)，并與速度梯度du/dy以及接觸面積A成正比，而與接觸面上的壓力無關(guān)，即T=dy符合這樣內(nèi)摩擦定律的流體叫牛頓流體,這種定律就叫做牛頓內(nèi)摩擦定律。6、等壓面的定義及其特性。等壓面是指靜止流體當中壓力相等的點組成

14、的面。（1）等壓面與質(zhì)量力相正交，（2）等壓面不能相交，（3）兩種互不相溶的流體的交界面是等壓面，（4）水平面為等壓面的三個條件一一同種、連續(xù)、靜止流體7、靜止流體作用在曲面上的總壓力計算公式。件用于曲而上的靜水總壓力F的水平分力F*為;件用丁恂而上的落水總壓力r的延克分力巳為；巴=（込=f=Z f h嘰=PVfiX = P&YJ 沖：J A.J A_式中，壓力休休積作用在加面上的熔水總広力F為：&寫出實際總流的伯努利方程并說明適用條件和各項意義。樸心際踰總映泅陽+少fQ適川義件才平可壓編流f氣 穩(wěn)疋流、虜屋力只有更丿八所取斷面為燼變ift斷血.所取mifiiw具有共冏的渡線t

15、>/2?¥"日<3；各項戀心J比售昵 比壓離 一比施 h一水頭抽先r丸9、分析流動阻力產(chǎn)生的原因。流動阻力產(chǎn)生的根本原因時流體質(zhì)點摩擦所表現(xiàn)的粘性和流體質(zhì)點碰撞所表現(xiàn)的慣性10、穩(wěn)定流動與不穩(wěn)定流動的定義。流體在管道中流動時，在任一點上的流速、壓力有關(guān)物理參數(shù)都不隨時間而改變, 這種流動稱為穩(wěn)定流動；若流動的流體中，任一點上的物理參數(shù)，有部分或全部隨時 間而改變，這種流動稱為不穩(wěn)定流動11、串聯(lián)管路的水力特性。串聯(lián)管路無中途分流和合流時，流量相等，阻力疊加。串聯(lián)管路總水頭損失等于串聯(lián) 各管段的水頭損失之和，后一管段的流量等于前一管段流量減去前管段末端泄出的流12

16、、水力半徑的定義式 流體在管道中流動時斷面面積與濕周長度的比值13、連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的內(nèi)容。即認為真實的流體和固體可以近似看作連續(xù)的，充滿全空間的介質(zhì)組成， 物質(zhì)的宏觀性質(zhì)依然受牛頓力學的支配。這一假設(shè)忽略物質(zhì)的具體微觀結(jié)構(gòu)，而用一組偏微分方程來表達宏觀物理量（如質(zhì)量，數(shù)度，壓力等）。這些方程包括描述介質(zhì)性質(zhì)的方程和基本的物理定律，如質(zhì)量守恒 定律，動量守恒定律等。14、因次分析方法的基本原理。很多物理量都是有因次的，若干物理量總能以適當?shù)哪淮谓M合構(gòu)成無因次的數(shù)群；任何物理方程總是齊因次的。15、歐拉數(shù)的定義式及物理意義。歐拉數(shù)定義式為EuP2，其物理意義為壓力與慣性力的比。v16、壓力管路的定義

17、。凡是液流充滿全管在一定壓差下流動的管路都稱為壓力管路。17、長管計算的第一類問題。已知管徑，管長和地形，當一定流量的某種液體通過時，確定管路中的壓力降，或確定起點所需的壓頭，或計算水力坡降。18、作用水頭的定義。任意斷面處單位重量水的 能量，等于比能除以比重。含位置水頭、壓力水頭和速度水頭。單位為 m19、噴射泵的工作原理。利用較高能量的液體，通過噴嘴產(chǎn)生高速液體后形成負壓來吸取液體的裝置稱噴射泵。噴射泵的工作原理是利用較高能量的液體， 通過噴嘴產(chǎn)生高速度，裹挾周圍的流體一起向擴散管運動，使接受室中產(chǎn)生負壓，將被輸送液體吸入接受室，與高速流體一起在擴散管中升壓后向外流出。20、動量方程的標量

18、形式。FxQ V2X WxFyQ V2y WyFzQ 5 v“四、計算題1. 如圖一輸水系統(tǒng)，已知d1 d20.2m，吸入段長度I 15m，水的運動粘度=8 10 6m2/s，水池液面表壓強Po 9800Pa，過濾器兩端接汞-水壓差計,h 0.05m，設(shè)流動狀態(tài)在水力光滑區(qū),Q 0.03m3 /s。求：(1 )吸入段水頭損失hw吸6(2)設(shè)泵出口泵壓P20.8 10 Pa，求泵的有效功率nl n2嚴通 水1塔d2dl注：1帶保險活門0.53彎頭20.40過濾器閘門40.32(1)吸入段沿程水頭損失:2 = 0.01754y亠15 V=0.01754 x= 13155 2g0.2 2g2g局部水

19、頭損失:hj34Q 228Q p3需廠12.6 h d g2d4g8Q212.63.142 0.24 9.8h212.6 0.0513.548 0.032j=(0.53 + 2 x 0-40 + 13.51 + 032)=1549 2g0.955-(2)水池液面到1-1斷面列伯努利方程:2g0 0 0 3 -P1 hw吸，解得 p 27582.41 Pa列1-1.2-2兩斷面伯努利方程:/ 2g/ 2gN= yQH 二 9800x0,03x8445 二 248283 = 24.83KfT32. 有泵管路如圖所示，流量Q 240m巾0"，泵的吸入管長Li 15m，沿程阻力系數(shù)1

20、76;.°3，總局部阻力系數(shù)為1 6 ;壓力管長L2 60m， 1 °.°3，2 10，管徑為0.25m。求:( 1)已知泵入口處真空表讀數(shù)6.6mH20，求吸入高度h1。(2)兩個液面高差h224m，求泵的揚程H。壓力背(1)取a、b兩斷面伯努利方程:244JI十字出“梵00135%門A 尿尸 3.14X0.25*丫厶“門小151359'八二入=0.03= 07。聊<1 迎 025 2x9.8町"=VJ- = 6 =0.565冊z2X9.8=>0=始一6一右十出聖一十070十0.5652x9+8=扎=557hf（2）取a、c兩斷面伯

21、努利方程:2 2MPPVz.t +-b H =孔 t+ Y7 2gz rr v;Ai) I ISP2"g 嚴札- = 0.170 + -=0J70+ QQ3 = 0,8伽* z“ 型0J5 2x.8=h血厶+ hz = 0.565 4-A = 0.565+10- = 1507wii z g厶 2嚶2x9,8= /i; tG.85+L507 二 24-bO.85 + L5O7n 拝二 26.31m3. 直徑257 mm的長輸管線，總長50km，起點高程45m，終點高程84m，輸送相對密度（比重）0.88的原油，運動粘度0.276 1o4m2/s，設(shè)計輸量為Q 200t/h，求總壓降。（

22、按長管計算）解：管道內(nèi)流體雷諾數(shù)m4QRed200 103430.88 1 03 3 6 003.141634257 100.276 10 411332查表得 =0.15mm 計算得59.7872 0.151.16725759.710(1.167 10 3)871342432000 Re59.7可得hf0.31644 ReL v2d 2g0.3164411332 8LQ22gd50.031根據(jù)伯努利方程(Z2乙2ghw)Z2v22ghw可得wg(Z2ZJ8LQ2 )25)gd0.88 1000 9.8(84 45)0.03150 1000 (200 J。30.88 1 03 3 6 00)22

23、35)3.14169.8 (257 10 )4224035Pa五、推導題1試推導流體歐拉平衡微分方程式。答：如圖，在平衡液體在中，取微小六面體，為研究方便，使其各邊分別平行與坐標軸，邊長取為dx、dy和dz，其形心點位 M （x，y，z），點M的壓強為p（ x，y，z）r tiEI分析作用于六面體表面的力:(1)表面力：只有靜水壓力由于六面體各面的形心到 M的距離很小，壓強在 M點附近的變化可以為泰勒級數(shù)表示，且可忽略二階以上的微量，于是:a rb W fTTn上的中心*點 M直z* Ex nq如/& rnr汕勺丨(_>#?、m2< x+dx/2» 作jh于&qu

24、ot;打？TLTnr匕的靜 水總FE丿為=C 、日¥曰N<5jv 2作川J 丁“】的靜水總JFK力為?<7v(2)質(zhì)量力水曲xe力“f / X-作丿襯于疙執(zhí)滄Ml匕白勺靜 水亞fK力為=卩寺器宀根據(jù)平衡條ft藝Hx=O，則冇二&p dxdp dx(p)dydz (p H)dydz + pdxdydzQ = Odx 2dx 2除以dxdydz，得到:<?.x2.試推導理想流體歐拉運動微分方程式。答在空間沆場札 取一這長分別是如 &的衢元六面體如圖&5斫示.該六面體的 各個邊與坐標軸平行.并設(shè)A(?？識點為該六面體的頂點*(1)作用在微元上的表面力設(shè)A點出的壓強為P,由于dx、dy和dz都