流體力學(xué)1和2

1、流體力學(xué)試卷及答案一一、判斷題1、2、3、4、5、6、7、&根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律，當(dāng)流體流動(dòng)時(shí)，流體內(nèi)部?jī)?nèi)摩擦力大小與該處的流速大小成正比。 一個(gè)接觸液體的平面壁上形心處的水靜壓強(qiáng)正好等于整個(gè)受壓壁面上所有各點(diǎn)水靜壓強(qiáng)的平均值。 流體流動(dòng)時(shí)，只有當(dāng)流速大小發(fā)生改變的情況下才有動(dòng)量的變化。在相同條件下，管嘴出流流量系數(shù)大于孔口出流流量系數(shù)。穩(wěn)定（定常）流一定是緩變流動(dòng)。水擊產(chǎn)生的根本原因是液體具有粘性。長(zhǎng)管是指運(yùn)算過程中流速水頭不能略去的流動(dòng)管路。所謂水力光滑管是指內(nèi)壁面粗糙度很小的管道。9、外徑為D,內(nèi)徑為d的環(huán)形過流有效斷面，其水力半徑為10、凡是滿管流流動(dòng)，任何斷面上的壓強(qiáng)均大于大氣

2、的壓強(qiáng)。二、填空題1、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)h 4cm，通過的流量為2L/s，分析當(dāng)汞水壓差計(jì)讀數(shù)2、3、4、5、6、7、8、9、h 9cm，通過流量為L(zhǎng)/S 。運(yùn)動(dòng)粘度與動(dòng)力粘度的關(guān)系是其國(guó)際單位是因次分析的基本原理是：；具體計(jì)算方法分為兩種斷面平均流速V與實(shí)際流速U的區(qū)別是。實(shí)際流體總流的伯諾利方程表達(dá)式為其適用條件是。泵的揚(yáng)程H是指 。穩(wěn)定流的動(dòng)量方計(jì)算水頭損失的公式為牛頓內(nèi)摩擦定律的表達(dá)式與。，其適用范圍是10、壓力中心是指三、簡(jiǎn)答題1、2、3、4、5、6、7、&9、10、11、12、13、14、15、16、17、1&穩(wěn)定流動(dòng)與不穩(wěn)定流動(dòng)。

3、產(chǎn)生流動(dòng)阻力的原因。 串聯(lián)管路的水力特性。如何區(qū)分水力光滑管和水力粗糙管，兩者是否固定不變？ 靜壓強(qiáng)的兩個(gè)特性。連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的內(nèi)容。實(shí)際流體總流的伯諾利方程表達(dá)式及其適用條件。 因次分析方法的基本原理。歐拉數(shù)的定義式及物理意義。 壓力管路的定義。長(zhǎng)管計(jì)算的第一類問題。 作用水頭的定義。噴射泵的工作原理。 動(dòng)量方程的標(biāo)量形式。 等壓面的特性。空間連續(xù)性微分方程式及其物理意義。 分析局部水頭損失產(chǎn)生的原因。雷諾數(shù)、富勞德數(shù)及歐拉數(shù)三個(gè)相似準(zhǔn)數(shù)的定義式及物理意義。 流線的特性。19、四、計(jì)算題1、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Q = 0.012m3/s，并引起射流

4、的剩余部分偏轉(zhuǎn)一角度。已知射流速度為30m/s，總流量Q0= 0.036m3/s，不計(jì)重量及水頭損失。求射流加于平板上的力？2、有泵管路如圖所示，流量 Q 240m3 / hour，泵的吸入管長(zhǎng)L1 15m，沿程阻力系數(shù)1 0.03，總局部210，管徑為 0.25m。阻力系數(shù)為16 ；壓力管長(zhǎng)L? 60m， 10.03，求：（1）已知泵入口處真空表讀數(shù) 6.6mH 2O，求吸入高度h1。（2）兩個(gè)液面高差h2 24m，求泵的揚(yáng)程 H。壓力苣泵眼入管72 R3、 水平直管半徑為R,不可壓縮流體作層流流動(dòng)，其半徑 r處點(diǎn)流速為U，并等于管內(nèi)平均流速 V。求證：r R24、 如圖所示一貯水容器。器壁

5、上有兩個(gè)半球形蓋，設(shè)d 0.5m，h 2m，H2.5m。試分別求出作用在兩個(gè)球蓋上的液體總壓力。5、如圖水泵進(jìn)水系統(tǒng)，h=3m管徑d=0.25m, 1、2斷面間的總水頭損失h8 5，斷面2處的真空度為2g匹 4.08 mH 2O，求流量。Y參考答案一、判斷題xVxVx xxxVx二、填空題3 L/s1、2、，斯（m2/s）3、4、5、2P1ay力,2gh1所取斷面為緩變流動(dòng)P22a2V22gz2 ,穩(wěn)定流，不可壓縮流體，作用于流體上的質(zhì)量力只有重6、單位重量液體所增加的機(jī)械能7、csuUndA9、10、三、簡(jiǎn)答題1、hfI V2d 2g，hjV22gduA，是指在溫度不變的條件下，隨著流速梯度

6、的變化, dy總壓力的作用點(diǎn)（X值始終保持一常數(shù)穩(wěn)定流動(dòng)與不穩(wěn)定流動(dòng)。 在流場(chǎng)中流體質(zhì)點(diǎn)通過空間點(diǎn)時(shí)所有的運(yùn)動(dòng)要素都不隨時(shí)間改變，這種流動(dòng)稱為穩(wěn)定流；反之，通過空間點(diǎn)處得流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)要素的全部或部分要素隨時(shí)間改變，這種流動(dòng)叫不穩(wěn)定流。2、 產(chǎn)生流動(dòng)阻力的原因。 存在質(zhì)點(diǎn)的摩擦和撞擊現(xiàn)象， 生的根本原因。3、串聯(lián)管路的水力特性。 外因：水力半徑的大小；管路長(zhǎng)度的大小；管壁粗糙度的大小。內(nèi)因：流體流動(dòng)中永遠(yuǎn) 質(zhì)點(diǎn)摩擦所表現(xiàn)的粘性，以及質(zhì)點(diǎn)發(fā)生撞擊引起運(yùn)動(dòng)速度變化表現(xiàn)的慣性，才是流動(dòng)阻力產(chǎn)-串聯(lián)管路無中途分流和合流時(shí)，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

7、等于前一管段流量減去前管段末端泄出的流量。4、如何區(qū)分水力光滑管和水力粗糙管，兩者是否固定不變？-不是固定不變的。通過層流邊層厚度與管壁粗糙度值水力光滑管;水力粗糙管。的大小進(jìn)行比較。5、靜壓強(qiáng)的兩個(gè)特性。-1.靜壓強(qiáng)的方向是垂直受壓面，并指向受壓面。2.任一點(diǎn)靜壓強(qiáng)的大小和受壓面方向無關(guān),或者說任一點(diǎn)各方向的靜壓強(qiáng)均相等。6、連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的內(nèi)容。-即認(rèn)為真實(shí)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(xué)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(dá)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

8、恒定律,動(dòng)量守恒定律等。2a2V22PiaiVih_P2_h1 22g穩(wěn)定流，不可壓縮流體，作用于流體上的質(zhì)量力只有重力，所取斷面為緩變流動(dòng)。7、實(shí)際流體總流的伯諾利方程表達(dá)式為（_乙2gZ2丄，其適用條件是因次和諧的原理，n定理過流斷面上各點(diǎn)的實(shí)際流速是不相同的，而平均流速在過流斷面上是相等的8因次分析方法的基本原理。-就是因次和諧的原理，根據(jù)物理方程式中各個(gè)項(xiàng)的因次必須相同，將描述復(fù)雜物理現(xiàn)象的各個(gè)物理量組合而成無因次數(shù)群n從而使變量減少。9、p_V2歐拉數(shù)的定義式及物理意義。-V，其物理意義為壓力與慣性力的比。壓力管路的定義。-凡是液流充滿全管在一定壓差下流動(dòng)的管路都稱為壓力管路。長(zhǎng)管計(jì)

9、算的第一類問題。一一已知管徑，管長(zhǎng)和地形，當(dāng)一定流量的某種液體通過時(shí)，確定管路中的壓力降，或確Eu10、11、定起點(diǎn)所需的壓頭，或計(jì)算水利坡降。12、 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 重力加速度。含位置水頭、壓力水頭和速度水 頭。單位為m。13、噴射泵的工作原理。-噴射泵主要由噴嘴、吸入室和擴(kuò)散室等組成。工作流體在壓力作用下經(jīng)管子進(jìn)入噴嘴， 并以很高的速度由噴嘴出口噴出。由于噴出的工作流體速度極高，因此使噴嘴附近的液體 出口的后部吸入室便形成真空， 因此吸入室可從吸人管中吸進(jìn)流體并和工作流體一起混合， 作流體不斷地噴射，便能連續(xù)不斷地輸送液體(或氣體)。(或氣體)被

10、帶走。此時(shí)，在噴嘴 經(jīng)擴(kuò)散管進(jìn)入排出管。如果工Fz三個(gè)方程為動(dòng)量方程uzundA14、CS uxundA的標(biāo)量形式。15、等壓面的特性。-作用于靜止流體中任一點(diǎn)上的質(zhì)量力必定垂直于通過該點(diǎn)的等壓面。Fx，cs UyUndAFy，cs16、空間連續(xù)性微分方程式及其物理意義。(Ux)(uy)哎0，其物理意義為:t xy流體在單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過單位體積空間流出與流入的質(zhì)量差與其內(nèi)部質(zhì)量變化的代數(shù)和為零。17、分析局部水頭損失產(chǎn)生的原因。-(a)任何斷面形狀的改變，都必將引起流速的重新分布，因而附加了流體間的相 對(duì)運(yùn)動(dòng)和流體質(zhì)點(diǎn)的急劇變形，結(jié)果導(dǎo)致質(zhì)點(diǎn)間附加摩擦和相互撞擊，使流體能量受到損失，液流中流速重

11、新分布。(b)流速的重新分布，總是伴隨有流動(dòng)分離和旋渦的形成，在旋渦區(qū)由于粘性的存在，便有摩擦的能量損失，在旋渦中粘性力作功。(C)在旋渦區(qū)中，又有質(zhì)點(diǎn)被主流所帶走，即有動(dòng)量交換，因而消耗運(yùn)動(dòng)流體的能量，流體質(zhì)點(diǎn)的混摻引起的動(dòng)量 變化。雷諾數(shù)、富勞德數(shù)及歐拉數(shù)三個(gè)相似準(zhǔn)數(shù)的定義式及物理意義。1&ReVLVD4、12雷諾數(shù):富勞德數(shù):FrV2gl慣性力與重力之比Eu壓力與慣性力之比流線的特性。-(1)在定常流動(dòng)時(shí)，因?yàn)榱鲌?chǎng)中各流體質(zhì)點(diǎn)的速度不隨時(shí)間變化，所以通過同一點(diǎn)的 終保持不變，因此 流線和跡線相重合。而在非定常流動(dòng)時(shí)，一般說來流線要隨時(shí)間變化，故流線和跡線不相重合。通過某二空間點(diǎn)在

12、給定瞬間只能有一條流線，一般情況流線不能相交和分支。否則在同一空間點(diǎn)上流體質(zhì)點(diǎn) 將同時(shí)有幾個(gè)不同的流動(dòng)方向。只有在流場(chǎng)中速度為零或無窮大的那些點(diǎn)，流線可以相交，這是因?yàn)?，在這些點(diǎn)上不會(huì)出現(xiàn)在同一點(diǎn)上存在不同流動(dòng)方向的問題。速度為零的點(diǎn)稱駐點(diǎn)，速度為無窮大的點(diǎn)稱為奇點(diǎn)。(3) 流線不能突然折轉(zhuǎn)，是一條光滑的連續(xù)曲線。(4) 流線密集的地方，表示流場(chǎng)中該處的流速較大，稀疏的地方，表示該處的流速較小。歐拉數(shù):19、流線形狀始四、計(jì)算題1、2、3、參見教材p.77參見教材P.63/p.70參見教材p.111解：上面的蓋為a蓋，對(duì)于a蓋，其壓力體體積VpaVpa(Hd3Fza(2.5Vpa1.0)49

13、8100.520.262330.50.262m2.57kN(方向 f)慣性力與粘性力之比左面水平的蓋為c蓋，對(duì)于c蓋，靜水壓力可分解成水平及鉛重兩個(gè)分力，其中方向分力5、得:答:水平方向分力FzcVpc解:列自由液面Pvv=1.49 m/sFxc2 2H d 9 810 2.5 0.54.813kN44(方向J)9 810 12 0.53 0.321kN1-1和2 -2斷面的伯諾利方程:2V22g28.52gv=v2流量為0.073m3/s名詞解釋。1、雷諾數(shù)2、流線37、濕周8、恒定流動(dòng)12、流場(chǎng)13、無旋流動(dòng)Q=v d240.073m3/s工程流體力學(xué)試卷二、壓力體4、牛頓流體5、9、附面

14、層10、卡門渦街14、貼附現(xiàn)象15、有旋流動(dòng)歐拉法6、拉格朗日法11、自由紊流射流16、自由射流17、濃差或溫差射流18、音速19、穩(wěn)定流動(dòng)20、不可壓縮流體21、駐點(diǎn)22、自動(dòng)模型區(qū)是非題。1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.流體靜止或相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的等壓面一定是水平面。平面無旋流動(dòng)既存在流函數(shù)又存在勢(shì)函數(shù)。附面層分離只能發(fā)生在增壓減速區(qū)。等溫管流摩阻隨管長(zhǎng)增加而增加，速度和壓力都減少。相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的等壓面一定也是水平面。平面流只存在流函數(shù)，無旋流動(dòng)存在勢(shì)函數(shù)。流體的靜壓是指流體的點(diǎn)靜壓。流線和等勢(shì)線一定正交。附面層內(nèi)的流體流動(dòng)是粘性有旋流

15、動(dòng)。亞音速絕熱管流摩阻隨管長(zhǎng)增加而增加，速度增加，壓力減小。相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的等壓面可以是斜面或曲面。超音速絕熱管流摩阻隨管長(zhǎng)增加而增加，速度減小，壓力增加。壁面靜壓力的壓力中心總是低于受壓壁面的形心。相鄰兩流線的函數(shù)值之差，是此兩流線間的單寬流量。附面層外的流體流動(dòng)時(shí)理想無旋流動(dòng)。處于靜止或相對(duì)平衡液體的水平面是等壓面。流體的粘滯性隨溫度變化而變化，溫度流體流動(dòng)時(shí)切應(yīng)力與流體的粘性有關(guān)，與其他無關(guān)。填空題。1、1mmHO= Pa2、描述流體運(yùn)動(dòng)的方法有性減少；溫度降低粘滯性增大。3、流體的主要力學(xué)模型是指和不可壓縮性。4、雷諾數(shù)是反映流體流動(dòng)狀態(tài)的準(zhǔn)數(shù)，它反映了流體流動(dòng)時(shí)的對(duì)比關(guān)系。流量Q1和Q

16、2阻抗為S1和S2的兩管路并聯(lián)，則并聯(lián)后總管路的流量Q為，總阻抗S為。串聯(lián)后總管路的流量Q為，總阻抗S為流體紊流運(yùn)動(dòng)的特征是，處理方法是流體在管道中流動(dòng)時(shí)，流動(dòng)阻力包括流體微團(tuán)的基本運(yùn)動(dòng)形式有:馬赫數(shù)氣體動(dòng)力學(xué)中一個(gè)重要的無因次數(shù)，他反映了的相對(duì)比值。10、穩(wěn)定流動(dòng)的流線與跡線11、理想流體伯努力方程2PuPZ r 一 常數(shù)中，其中Z 上稱為r2gr水頭。12、一切平面流動(dòng)的流場(chǎng),無論是有旋流動(dòng)或是無旋流動(dòng)都存在，因而一切平面流動(dòng)都存在，但是,只有無旋流動(dòng)才存在13、雷諾數(shù)之所以能判別，是因?yàn)樗从沉说膶?duì)比關(guān)系。14、流體的主要力學(xué)性質(zhì)有15、畢托管是廣泛應(yīng)用于測(cè)量一種儀器。16、流體的力學(xué)模

17、型按粘性是否作用分為。作用與液上的力包括17、力學(xué)相似的三個(gè)方面包括18、流體的力學(xué)模型是模型。19、理想氣體伯努力方程P ( Zi-Z2)(g)2u中，2P ( Z1-Z2)(g)稱總壓。稱全壓,20、紊流射流的動(dòng)力特征是21、流體的牛頓內(nèi)摩擦定律的表達(dá)式u的單位為22、濃差或溫差射流的熱力特征是23、流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)是由運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)四種基本運(yùn)動(dòng)形式符合而成。24、幾何相似是力學(xué)相似的，運(yùn)動(dòng)相似是模型實(shí)驗(yàn)的，動(dòng)力相似是運(yùn)動(dòng)相似的25、歐拉準(zhǔn)數(shù)是的相對(duì)比值。26、馬赫數(shù)M反映了慣性力和相對(duì)比值。27、流體流動(dòng)的狀態(tài)分為相對(duì)比值。28、弗魯?shù)脺?zhǔn)數(shù)反映了四、選擇題。1、按連續(xù)介質(zhì)的概念，流

18、體質(zhì)點(diǎn)是指A 、流體的分子 B、流體內(nèi)的固體顆粒 C、無大小的幾何點(diǎn)D 、幾何尺寸同流動(dòng)空間相比是極小量，又含有大量分子的微元體2、一下哪種流體為非牛頓流體A、空氣B、清水C、血液D、酒精3、絕對(duì)壓強(qiáng)Pabs、相對(duì)壓強(qiáng)P、真空值Pv、當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng) Pa之間的關(guān)系是A、Pabs=P+ P V B、P= P abs+ Pa C、Pv=Pa- P abs4、圓管層流過流斷面的流速分布為A、均勻分布B、對(duì)數(shù)曲線分布 C、二次拋物線分布一下那些概念屬于歐拉法、流線 B 、跡線 C、液體質(zhì)點(diǎn)D、液體微團(tuán)圓管紊流粗糙區(qū)的沿程摩阻系數(shù)、與雷諾數(shù)Re有關(guān)B 、與管壁相對(duì)粗糙度一有關(guān)dC與Re和一有關(guān)d長(zhǎng)度l、時(shí)

19、間D 、與和管長(zhǎng)I有關(guān)7、速度V、t的無量綱組合是B 、VlVt2vtlt&圓管斷面直徑由d1突然擴(kuò)大到d2,若將一次擴(kuò)大改為兩級(jí)擴(kuò)大，則該擴(kuò)大的局部水頭損失A、減小B、不變C、增大 9、在圓管流動(dòng)中，層流的斷面速度分布符合A、均勻規(guī)律B、直線變化規(guī)律 C、拋物線變化規(guī)律 D、對(duì)數(shù)曲線規(guī)律10、流線與流線通常情況下A 、能相交也能相切B、僅能相交不能相切C僅能相切不能相交D 、既不能相交也不能相切11、速度V,密度，壓強(qiáng)P的無量綱集合是12、雷諾數(shù)代表的是之比。、慣性力與壓力B、慣性力與重力C慣性力與表面張力D 、慣性力與粘性力13、壓力輸水管模型實(shí)驗(yàn),長(zhǎng)度比尺為8，模型水管的流量應(yīng)為

20、原型輸水管流量的14、1B 、2一維流動(dòng)中,1 1C、 D、5816“截面積大處速度小，截面積小處速度大”成立的條件是、理想流體B、粘性流體 C、可壓縮流體 D、不可壓縮流體15、彈簧管壓力表的讀數(shù)是、絕對(duì)壓強(qiáng)、相對(duì)壓強(qiáng)C、絕對(duì)壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮篋 、相對(duì)壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮篽p的關(guān)系是16、靜水中斜置平面壁的形心淹沒深hc與壓力中心淹沒深A(yù)、大于 B、小于 C、等于 D、無規(guī)律17、某風(fēng)管的斷面尺寸為 300mm200mm，則該風(fēng)管的當(dāng)量直徑是A、240mm B、250mm C、300mm D、200mm18、有一變直徑管流，小管直徑 d1,大管直徑d2=2d1，則兩斷面雷諾數(shù)的關(guān)系是1.5Re2

21、 D、Rei 2Re2A、Re1 一 Re2 b、Re1Re2 c、Re1219、下列流體哪個(gè)屬于牛頓流體。A、汽油 B、紙漿 C、血液D、瀝青五、簡(jiǎn)答題。、流體靜壓強(qiáng)的特性是什么?、尼古拉茲實(shí)驗(yàn)分區(qū)級(jí)意義是什么?、附面層提出的意義?、溫差或濃差射流彎曲產(chǎn)生的原因是什么?、附面層分離的原因是什么?、運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)r的物理意義是什么?、流體動(dòng)力粘滯系數(shù)U的物理意義是什么?、元流的特性是什么?、伯努利方程Z Pr 常數(shù)中各項(xiàng)的物理意義?2g10、管網(wǎng)水力計(jì)算遵循的原則是什么?11、水擊（水錘）現(xiàn)象及產(chǎn)生的原因是什么?12、管嘴出流產(chǎn)生真空的原因和條件是什么?13、自由紊流射流的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力特征是什么?

22、14、射流彎曲產(chǎn)生的原因?15、繞流升力產(chǎn)生的原因?16、畢托管是廣泛應(yīng)用于測(cè)量水流和氣流的一種儀器，試畫出其示意圖,并說明其工作原17、簡(jiǎn)要說明管道流動(dòng)局部阻力損失產(chǎn)生的機(jī)理。182(-Ux2Uy2-y2匕)2丿zdUxdt、下式不可壓縮流體 N-S方程中，各項(xiàng)的物理意義是什么?六、計(jì)算題。1、有一鋼板制風(fēng)管，斷面尺寸為400mm200mm，管內(nèi)氣流平均速度為 1.5m/s，氣體運(yùn)動(dòng)粘滯系8 2數(shù)為 15.0 X 10 m /s，判斷管內(nèi)氣體的流態(tài)?2、一高壓管末端接噴嘴，如下圖所示，已知噴嘴出口直徑為10cm，管道直徑為40cm，水在管中流量 Q為0.4 m3/s，求管嘴對(duì)水流的作用力。3

23、、4、5、6、7、2 2已知不可壓縮流體的流速分量為： UX x -y，2已知平面流動(dòng)的速度分量為：Ux x t ， uyUy2xy， Uz2y t ;求：當(dāng) t=i一車間用直徑為0.5 m的風(fēng)口送風(fēng)，風(fēng)口風(fēng)速為 6.0m/s，如長(zhǎng)度比例常數(shù)為0，問該流動(dòng)是否為無旋流動(dòng)?是過M( 1,1 )的流線方程。4，確定實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ惋L(fēng)口風(fēng)速。若在模型內(nèi)測(cè)得某點(diǎn)氣流速度為 3.0m/s，則車間相應(yīng)點(diǎn)的速度為多少？(已知空氣的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)為 0.0000157m2/s)對(duì)某一橋墩采用模型比例為lmIn4N。求原型中相應(yīng)的流速與作用力。在水平放置的管線中接彎管，直徑從 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。已知模型中水流速度為0.76m/S

24、，實(shí)測(cè)模型橋墩受水流作用力為16600 mm逐漸減小到300 mm，水流方向偏轉(zhuǎn)60。如圖所示，在直徑較大一端2壓強(qiáng)為172kN/ m ,求作用于彎管上的力的大小和方向，當(dāng)水不流動(dòng)時(shí)；當(dāng)通過的流量為876L/S 時(shí);600一弧形閘門AB寬4m，圓心角為45°，半徑為2m,閘門轉(zhuǎn)軸恰好與水面平齊，求作用于閘門的水靜壓力。9、如下圖所示，一水箱側(cè)面開孔并接有一直徑為50mm的短管，形成管嘴出流，已知作用水頭H=5m，管嘴出流流量系數(shù)u=0.82，試問：管嘴出流流量 Q靠近水箱一側(cè)管嘴內(nèi)壁形成真空的原因是什么？合適的管嘴長(zhǎng)度是多少？sz10、如圖所示，一水平射流沖擊光滑平板，流量為Q0,密

25、度 ，直徑為 d0,求：平板所受的沖擊力。流量 Q1Q2Vo, QoQi, vi yXRdoQ2， V 211、如下圖所示：水箱側(cè)壁接出一根由兩段不同管徑所組成的管道，已知d1200mm， d2100mm，兩管短長(zhǎng)均為L(zhǎng)=50m, H 10m，沿程阻力系數(shù)0.01, A 0.3, B 0.2,求：管道中水的流量、流速.參考答案:名詞解釋。d1d2、雷諾數(shù):是反應(yīng)流體流動(dòng)狀態(tài)的數(shù)，雷諾數(shù)的大小反應(yīng)了流體流動(dòng)時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)慣性力和粘性力的對(duì)比關(guān)系。、流線：流場(chǎng)中，在某一時(shí)刻，給點(diǎn)的切線方向與通過該點(diǎn)的流體質(zhì)點(diǎn)的劉速方向重合的空間曲線稱為流線。、壓力體：壓力體是指三個(gè)面所封閉的流體體積，即底面是受壓曲

26、面，頂面是受壓曲面邊界線封閉的面積在自由面或者其 延長(zhǎng)面上的投影面，中間是通過受壓曲面邊界線所作的鉛直投影面。、牛頓流體：把在作剪切運(yùn)動(dòng)時(shí)滿足牛頓內(nèi)摩擦定律的流體稱為牛頓流體。、歐拉法：研究流體力學(xué)的一種方法，是指通過描述物理量在空間的分布來研究流體運(yùn)動(dòng)的方法。、拉格朗日法：通過描述每一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)達(dá)到了解流體運(yùn)動(dòng)的方法稱為拉格朗日法。、濕周：過流斷面上流體與固體壁面接觸的周界稱為濕周。、恒定流動(dòng)：流場(chǎng)中，流體流速及由流速?zèng)Q定的壓強(qiáng)、粘性力、慣性力等也不隨時(shí)間變化的流動(dòng)。、附面層：粘性較小的流體在繞過物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，其摩擦阻力主要發(fā)生在緊靠物體表面的一個(gè)流速梯度很大的流體薄層內(nèi), 這個(gè)薄層即為附面層

27、。10 、卡門渦街：當(dāng)流體經(jīng)繞流物體時(shí)，在繞流物后面發(fā)生附面層分離，形成旋渦，并交替釋放出來，這種交替排列、有規(guī)11則的旋渦組合稱為卡門渦街。、自由紊流射流：當(dāng)氣體自孔口、管嘴或條縫以紊流的形式向自由空間噴射時(shí)，形成的流動(dòng)即為自由紊流射流。12、流場(chǎng)：充滿流體的空間。13、無旋流動(dòng):流動(dòng)微團(tuán)的旋轉(zhuǎn)角速度為零的流動(dòng)。14、貼附現(xiàn)象:貼附現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于靠近頂棚流速增大靜壓減少，而射流下部靜壓大，上下壓差致使射流不得脫離頂棚。15、有旋流動(dòng):運(yùn)動(dòng)流體微團(tuán)的旋轉(zhuǎn)角速度不全為零的流動(dòng)。16、自由射流:氣體自孔口或條縫向無限空間噴射所形成的流動(dòng)。171819、穩(wěn)定流動(dòng)：流體流動(dòng)過程與時(shí)間無關(guān)的流動(dòng)。、濃

28、差或溫差射流：射流介質(zhì)本身濃度或溫度與周圍氣體濃度或溫度有差異所引起的射流。、音速：音速即聲速，它是弱擾動(dòng)波在介質(zhì)中的傳播速度。20、不可壓縮流體：流體密度不隨溫度與流動(dòng)過程而變化的液體。21、駐點(diǎn)：流體繞流物體迎流方向速度為零的點(diǎn)。22、自動(dòng)模型區(qū)：當(dāng)某一相似準(zhǔn)數(shù)在一定的數(shù)值范圍內(nèi)，流動(dòng)的相似性和該準(zhǔn)數(shù)無關(guān)，也即原型和模型的準(zhǔn)數(shù)不相等，流動(dòng)仍保持相似，準(zhǔn)數(shù)的這一范圍稱為自動(dòng)模型區(qū)。二、是非題。1、錯(cuò)誤2、正確 3、正確4、錯(cuò)誤5、錯(cuò)誤6、正確7、正確8、正確9、正確10、正確11、正確12、正確13、正確14、正確15、正確16、錯(cuò)誤17、錯(cuò)誤18、錯(cuò)誤三、填空題。9.807 ;歐拉法；拉格

29、朗日法;連續(xù)介質(zhì)；無粘性;慣性力；粘性力;1Q=Q1+Q2;VS4S1;Q=Q1=Q2;S=S1+S2脈動(dòng)現(xiàn)象；時(shí)均法;沿程阻力；局部阻力;平移運(yùn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)流動(dòng)；變形運(yùn)動(dòng);慣性力；彈性力;10、重合；11、測(cè)壓管;12、流線;流函數(shù);勢(shì)函數(shù);13、流態(tài);慣性力;粘性力14、慣性;重力性;粘滯性；壓縮性和熱脹性；表面張力特性;15、氣體;水流;16、理想氣體;粘性氣體；質(zhì)量力；表面力;17、幾何相似;運(yùn)動(dòng)相似；動(dòng)力相似;18、連續(xù)介質(zhì);19、勢(shì)壓；pg)u220、各橫截面上的動(dòng)量相等;du21、u ;pa s ；dy22、各截面的相對(duì)焓值相等;23、平移；旋轉(zhuǎn)；線變形；角變形;24、前提；目的；保

30、證;25、壓力;26、彈性力;27、層流；紊流;28、重力；慣性力;四、選擇題。1-5:DCCCA 6-10:BDACC 11-15:DDCDB 16-19: BADA五、簡(jiǎn)答題。1 、流體靜壓強(qiáng)的方向是沿著作用面的內(nèi)法線方向；在靜止或相對(duì)靜止的流體中，任一點(diǎn)流體靜壓強(qiáng)的大小作用面方向無關(guān),只與該點(diǎn)的位置有關(guān)。2、層流區(qū)臨界過渡區(qū)紊流光滑區(qū)紊流過度區(qū)紊流粗糙區(qū)意義：比較完整地反應(yīng)了沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律，揭示了沿程阻力系數(shù)變化的主要因素。在附面層外的勢(shì)流區(qū)按無旋流動(dòng)理想流體能量方程3、在于將流場(chǎng)劃分為兩個(gè)計(jì)算方法不同的區(qū)域，即勢(shì)流區(qū)和附面層?；騽?dòng)量方程求解；在附面層內(nèi)，按粘性有旋流動(dòng)流體能量方

31、程或N-S方程求解;所受的重力與浮力4、濃差或溫差射流由于濃度或溫度不同，引起射流介質(zhì)密度與周圍其氣體密度與周圍氣體密度不同,不相平衡，使得整個(gè)射流將發(fā)生向上或向下的軸彎曲。5、當(dāng)流體繞流曲面體流動(dòng)時(shí)，在減壓增速區(qū)，流動(dòng)維持原來的附面層；流動(dòng)進(jìn)入增壓減速區(qū)時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)受到與主流方向相反的壓差作用，將產(chǎn)生方向的回流，而附面層外的流體仍保持原有的前進(jìn)，這樣，回流和前進(jìn)這兩部分運(yùn)動(dòng)方向相反的流體相接觸,就形成旋渦。旋渦的產(chǎn)生使得附面層與壁面發(fā)生分離。6、流體運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)r表征單位速度梯度作用下的切應(yīng)力對(duì)單位體積質(zhì)量作用產(chǎn)生的阻力加速度，具有運(yùn)動(dòng)學(xué)要素。7、流體動(dòng)力粘滯系數(shù)U表征單位速度梯度作用下的切

32、應(yīng)力，反映了粘滯的動(dòng)力性質(zhì)。元流的特性：元流的邊界由流線組成；流體質(zhì)點(diǎn)不能出入元流；元流斷面上的流速和壓強(qiáng)是均勻分布。9、乙斷面對(duì)基準(zhǔn)面高度，水力學(xué)中稱位置水頭，單位位能;P匚：在斷面壓強(qiáng)作用下，流體沿測(cè)壓管所能上升的高度，壓強(qiáng)水頭，單位位能;r2:斷面以速度U為初速度的鉛直向上射流所能達(dá)到的理論的高度，流速水頭，單位位能。2g10、任一節(jié)點(diǎn)流入和流出的流量相等；任一閉合環(huán)路中，如規(guī)定順時(shí)針方向流動(dòng)的阻力損失為正，反之為負(fù)，則各管段阻力損失的代數(shù)和必等于零。11、有壓管路中運(yùn)動(dòng)著的液體，由于閥門或水泵突然關(guān)閉，使得液體的速度和動(dòng)量發(fā)生急劇變化，從而造成液體壓強(qiáng)驟然變化，該現(xiàn)象就是水擊（水錘）現(xiàn)

33、象，產(chǎn)生的原因液體的可壓縮性管道材質(zhì)的彈性。12、原因是流體質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)時(shí)由于有慣性，因而流線不能成折線，是光滑的曲線，所以能夠形成真空區(qū)域；條件是：管嘴長(zhǎng)度為管徑的34倍；作用水頭H）極限值為9.3m。13、在自由紊流射流的主體段，射流各斷面上速度分布是相似的，軸線速度越來越小，橫截面積越來越大，質(zhì)量流量也越來越大；個(gè)橫截面上的動(dòng)量守恒。14、在溫差射流場(chǎng)中，由于氣流密度與周圍的氣體的不同，射流氣體所受的浮力與重力不相平衡，使整個(gè)射流發(fā)生向下或向上彎曲。15、當(dāng)繞流物體為非對(duì)稱形或雖為對(duì)稱但其對(duì)稱軸與來流方向不平行時(shí)，在繞流物體上部流線較密，流速大；下部流線較疏，流速小，則上部壓強(qiáng)小，下部壓強(qiáng)大

34、，上、下部存在壓強(qiáng)差，由此產(chǎn)生向上的力稱為升力。16、（見第五版書P61）17、（略）18、X:是作用在流體微團(tuán)上的單位質(zhì)量力。丄：是作用在流體微團(tuán)上單位質(zhì)量流體的壓力。x2（亠' 2x2Uy2y2Uz2z:是作用在流體微團(tuán)上單位質(zhì)量流體粘性偏應(yīng)力的合力。du:是流體質(zhì)點(diǎn)的加速度。dt六、計(jì)算題。4 0.2(0.20.4)0.0671、解：de4R0.0670.267Rede0.267 1.515.01062.67 1042000所以管內(nèi)氣體為紊流流動(dòng)。2、解：如圖所示，由連續(xù)性方程得:V2Q0.4A1140 23.14 ()24100Q0.43、18m /SA2V143.14 (紆5

35、1.0m/s以軸線為基準(zhǔn)面，列1-2斷面的伯努利方程20v_2gP22V22g'此時(shí)P202/ V2 則：P1(丁2g2V)2g9.851.023.1821295.4kN / m22 9.81 得:P1A1FQ (V2V1)FP1A1Q (V2V1)1295.41-3.144(40100162.719.1143.6kN、檢查流動(dòng)是否無旋：Ux y】（X2y2)設(shè)噴嘴對(duì)水流的作用力為 F,沿水流方向列動(dòng)量方程，并取2y2yUy21000 0.451.0 3.181000兩者相等,故為無旋流動(dòng)求速度勢(shì)函數(shù):3、xUxdx Uydy(X22x2dxy) dx 2xydydxy2V；2xy34

36、、根據(jù)流線方程定義得流線方程:dxdyUxUydxx t2dyt2當(dāng)t=i時(shí),dxdy化簡(jiǎn)得：xdy+ydx+dy-dx=O積分：xy+y-x+c=O流線通過（1,1 ）點(diǎn)：即 1X 1+1-1+c=0 得：c=-1將c=-1帶入上式，得 xy+y-x-1=0化簡(jiǎn)得：（X+1）（y-1）=05、根據(jù)相似原理可得，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ惋L(fēng)口直徑為:0 5 050.1254原型雷諾數(shù)為：Ren=6.0 X 0.5/0.0000157=191082.8>50000所以氣流處于阻力平方區(qū)，（可采用粗糙度較大的管道），則阻力平方區(qū)的最低雷諾數(shù)為 50000貝U:相應(yīng)的模型氣流出口速度Vm為:Vmx 0.125/

37、0.0000157=50000Vm=6.28m/s流速比尺為:600.9556.28若在模型內(nèi)測(cè)得某點(diǎn)氣流速度為 3.0m/s ,則車間相應(yīng)點(diǎn)的速度為:Vn= V=3.0 X0.955=2.87m/s6、經(jīng)分析可知,此流動(dòng)的主要作用力是重力，所以決定性相似準(zhǔn)數(shù)為付魯?shù)聹?zhǔn)數(shù)。由付魯?shù)履Ｐ吐煽芍?2F' m )1 ng nvm1 mgmEUnEum ,PnPm ;2 ;Vm由付魯?shù)聹?zhǔn)數(shù)相等推理得:2 Vn 2 VmInIm所以:VnVm16行 0.76 3.04 m/s由歐拉準(zhǔn)數(shù)相等推理得:PnPm2Vn2Vm2VnVmInlm由：FP I2得:旦F MPnPmInlmi3i!所以:Fn13i!Fm16316384N7、建立下圖所示的坐標(biāo)，水流方向如圖所示:U1，P1YO60°當(dāng)水流不動(dòng)時(shí):2P1=P2=172kN/m2 設(shè) Fx,Fy為水流作用于彎管的分力，如圖FxP1A1F2 A2 cos600X方向:Y方向:172丄