工程流體力學(xué)供參習(xí)

1、For personal use only in study and research; not forcommercial use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 OA、粘滯性 B、流動(dòng)性 C、可壓縮性 D、延展性2、作用在流體的力有兩大類(lèi)，一類(lèi)是表面力，另一類(lèi)是A、質(zhì)量力 B、萬(wàn)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“絕=0.7，則其 。A、 pl: = 0.3at B、p& = -0.3x9.8x 104P«C、!- = 7ihH,O D、=03x760mmHg 卩水'卩汞4、液體總是從大處向這個(gè)量小處流動(dòng)。

2、A、位宜水頭 B、壓力 C、機(jī)械能 D、動(dòng)能5、高為h的敞口容器裝滿水，作用在側(cè)面單位寬度平壁而上的靜水總壓力為，A、XrB、ylr C、2ytr D、2二、填空題1、空間連續(xù)性微分方程表達(dá)式O2、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(cè)壓管水頭為4、長(zhǎng)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)/? = 4<7“，通過(guò)的流量為2L/s , 分析當(dāng)汞水壓差L/sq7、因次分析的基本原理是：計(jì)讀數(shù)A/? = 9cm,通過(guò)流量為具體計(jì)算方法分為兩種08 .泵的揚(yáng)程H是指O9.壓力中心是指010、計(jì)算

3、水頭損失的公式為與O三、簡(jiǎn)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，兩者是否固逹不變？4、寫(xiě)岀實(shí)際總流的伯努利方程并說(shuō)明適用條件和各項(xiàng)意義。5、分析流動(dòng)阻力產(chǎn)生的原因。6、等壓而的沱義及其特性。7、簡(jiǎn)述研究流體運(yùn)動(dòng)方法。8、長(zhǎng)管與短管的泄義。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= d2 = 0.2/h，吸入段長(zhǎng)度/ = 15m ,水的運(yùn)動(dòng)粘度v = 1.8x10-6w2/5,水池液面表壓強(qiáng)內(nèi)=9800%,過(guò)濾器兩端接汞-水壓差計(jì)，A/z = 0.05/?/，設(shè)流動(dòng)狀態(tài)在水力光滑區(qū)，Q = 0.03?3/s。

4、求:（1）吸入段水頭損失久吸=?（2）設(shè)泵出口泵壓p2 =0.8xl06/t求泵的有效功率。3過(guò)濾器4閘門(mén)易=0.322、有泵管路如圖所示，流量Q =泵的吸入管長(zhǎng)厶=15加，沿程阻力系數(shù)人=0.03 ,總局部阻力系數(shù)為話=6：壓力管長(zhǎng)厶2 =60?，人=0.03,羽2 =1°, 管徑為G 25,n o求：（1）已知泵入口處真空表讀數(shù)6 6mH2° ,求吸入髙度林。（2）兩個(gè)液而髙差他=24?，求泵的揚(yáng)程丹“3、直徑257mm的長(zhǎng)輸管線，總長(zhǎng)50km，起點(diǎn)高程45m ,終點(diǎn)髙程84叫 輸送相對(duì)密度（比重）5 = 0.88的原油，運(yùn)動(dòng)粘度v = 0.276x10-4wi2/j,

5、設(shè)計(jì)輸量為Q = 200t/h,求總壓降。（按長(zhǎng)管計(jì)算）4、曲而形狀3/4個(gè)圓柱，r = 0.8w ,寬1 m ,位于水平面以H h = 2Am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Qi =0.012m3/s.并引起射流的剩余部分偏轉(zhuǎn)一角度Q。已知射流速度為30m/s,總流量Q>=0.036m3/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。答案選擇題：1.

6、A2. A3.B4.C5.B填空題：1 3/（0心）工（刊丄69冬）_0 dt dxdydz.2. Px = yhcAx P： = /V3. 軽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壓力與慣性力之比6.7.8.9.3因次齊次性（和諧性）原理雷利法、71宦理水流在經(jīng)過(guò)水泵時(shí)，由于泵的工作，使得單位垂呈的水體所增加的機(jī)械能10.靜止流體作用在固壁上的總壓力的作用點(diǎn)三、簡(jiǎn)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而的內(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(wú)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

7、中液體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)，液流斷而收縮，在收縮斷 而處流速增加，壓力降低，使節(jié)流裝置前后產(chǎn)生壓差。利用測(cè)壓裝置，通過(guò)測(cè)量壓差便可計(jì) 雖:流量的大小。3、如何區(qū)分水力光滑管和水力粗糙管，兩者是否固左不變?答:（1）所謂水力光滑管是指管流中粘性底層的厚度淹沒(méi)管壁絕對(duì)粗糙度，管壁粗糙度對(duì)紊 流核心區(qū)的流動(dòng)幾乎沒(méi)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(duì)粗糙度，管壁粗糙度對(duì)紊流核心區(qū)的流動(dòng)影響顯著：（3）兩者并不是固左不變的，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(xiě)出實(shí)際總流的伯努利方程并說(shuō)明適用條件和各項(xiàng)意義。答：（1）實(shí)際流

8、體總流的伯努利方程是石+叢+竽L = Z2+學(xué)+九。卩 2g y 2g'（2）適用條件：不可壓縮流體、穩(wěn)左流、質(zhì)量力只有重力、所取斷而為緩變流斷而、所 取斷而間具有共同的流線。2（3）各項(xiàng)意義：2比位能；匕比壓能；比動(dòng)能：一一水頭損失 /2g5、分析流動(dòng)阻力產(chǎn)生的原因。答：流動(dòng)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、等壓而的泄義及其特性。答：等壓而是指靜止流體當(dāng)中壓力相等的點(diǎn)組成的面，英特性包括：a）等壓面與質(zhì)量力相正交：b）等壓而不能相交。7、簡(jiǎn)述研究流體運(yùn)動(dòng)方法。答：描述流體運(yùn)動(dòng)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

9、、跟蹤法，是以流體質(zhì)點(diǎn)為研究對(duì)象，觀察流體質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)要素的變化規(guī)律，綜合足夠多質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況以了解整個(gè)流體的運(yùn)動(dòng)。（2）歐拉法：又稱為站崗法、流場(chǎng)法，是以空間點(diǎn)作為研究對(duì)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(dòng)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(dòng)的規(guī)律。8、長(zhǎng)管與短管的定義。答：（1）長(zhǎng)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)立流時(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)左流時(shí)，流線的空

10、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、通水塔解：（1）管道流速：v = = 4xO3. = 0.955/7/5 壯廠 3.14x02流動(dòng)狀態(tài)在水力光滑區(qū)，Re = = a9：）5x°；2 =106111 u 1.8x10"0.25則，吸入段沿程水頭損失："牛275磊翥"。6加由汞水壓差計(jì)可得過(guò)濾器3產(chǎn)生的局部損失為：g = 12.6A/? = 12.6x0.0

11、5 = 0.63加則，吸入段局部水頭損失:h 譏=© + 2. + < )= + 你=(0-53 + 2 x 0.4 + 0.32)+ 0.63 = 0.707加則,吸入段總水頭損失饑 =存吸+巧吸=0.061 +0.707 =0.768加（2）列水池?cái)喽?和泵出口斷而2伯努利方程:%+4+衛(wèi)+丹乂 +邑+二+九y 2g/ 2gc 9800 c c 0.8X1060.9552八“。=> 00 + H = 3ff 0.768 n H = 84.45/77980098002x9.8則，泵的有效功率為：= yQH =9800x0.03x84.45 = 24.SkW2、壓_L獷b

12、謙A2/a解：(1)取6 b兩斷而列伯努利方程:7 +幾+叮_7 +嘰亠h +/； 乙 + + 亍一 Zb+ + "歸-b + ,lja-bY 2g / 2g4亠卩=卩=2 =翌= 1.359/n/5 < b A nd1 3.14x0.252,；h v2 nn 15 1.3592 ni7nz 1 d 2g 0.25 2x9.8v2 1 3592hfa =y = 61 = 0.565/hZ 乙2g2x9.8i 3502二>0 =九一6.6 + 二一+ 0 J70 + 0.56512x9.8=> h、= 5.17 m(2)取Q、C兩斷而列伯努利方程:乙+ 么 +才+ H

13、=Z< +厶 + 才+ ta-c + hg.Y 2g/ 2ghfa = hth ,+/. = 0.170 + Z= 0.170 + 0.03 = 0.85/nz Z zi 2g0.25 2x9.8v21 3592hg = hja_b + hg = 0.565 + S2 = 0.565 +10- = 1.507加=>H= h2 + 0.85 +1.507 = 24 + 0.85 + 1.507 nH = 26.31m3、解：射流加于平板的作用力只能垂直于平板，設(shè)平板對(duì)水體的反作用力為為取0、2三 個(gè)斷而間水體作為控制體，建立坐標(biāo)系，并分析其受力及運(yùn)動(dòng)特性如圖。列動(dòng)量方程：兀：一R =

14、 pQ2vz cos a _y: 0 = pQ2v2 sin a 一 pQv由于 vt = v2 = v0 = 30m / s由y方向動(dòng)咼方程可得:=> a = arcsin=arcsi n0.0120.036-0.012= 30°R = -pC2v2 cos a+ pQ片由 X 方向動(dòng)量方程可得：=一 10 x 0.024 x30x cos 30° + 103x 0.036 x 30=456.57V則：射流加于平板上的力與R等值反向。AQm , 200x1000耳 4x4、解：(1) v = = = 一=1.218/5A nd1 3 14X0.257?vd1.218

15、x0.257Re =-11341U0.276x1()7由丁 2000低說(shuō)管路流動(dòng)位于紊流的水力光滑區(qū)，則：心鵲= 0.031則，管路水頭損失為：十巧。心鍔黑"皿（2）取起點(diǎn)（1）和終點(diǎn)（2）兩斷而列長(zhǎng)管的伯努利方程：+ 厶+ 力/2/ /=>45 +叢= 84 +邑+ 450/ /=>- = 84 + 450-45 = 489 9800=>= 4.79MP"即為管路總壓降。5、解：曲面所受靜水總壓力可分解為如圖所示。（1）水平分量:xr = 9800xA Q、2.4- |x0.8 = 15.68W（方向：一）（2）鉛垂分量:P =rV = Y rh + r

16、2 = 9800x（ 0.8x2.4+-x3.14xO.82 | = 33.59RN（方向：I ） 則：液體總壓力Pujpf + P： =J15.6F+33.59, =37.07kNp33.59P與水平方向的夾角為& = arctan丄=arctan _- = 65.0° （方向：）P*15.68五.推導(dǎo)題：1、氣體中聲速C依賴于密度P、壓強(qiáng)卩、粘度“。試用因次分析法導(dǎo)岀聲速C的一般 表達(dá)式。解：CLT-1、pML-3. pMl：lT2,利用雷利法可得：C = k p' p' M量綱式為：厶廠1=旳匚丁旳厶廠25也1廠下M :0 = x+ y + zLv =

17、-1/2求解待泄指數(shù)：厶：l = 3x y z二><y = l/2T :-1 = -2y - z因此，可得：C = k芒。2、試應(yīng)用伯諾利方程與水頭損失公式推導(dǎo)孔口的龍水頭自由泄流的流量計(jì)算公式。證明：左水頭自由泄流問(wèn)題如圖。取0、c兩緩變流斷而列伯努利方程:2% 一 近144 + 幾7幾7 + +記作用水頭為：=+呂/ 2g則：% = /£2gHo =列2gH©,屮+ §孔流速系數(shù)。<2=At.v. = A（pj2gHo = £A（pj2gH° = “AQgH。即為所求流量公式。 其中：為流量系數(shù)，£ =牛=手J為

18、斷面收縮系數(shù)。以下無(wú)正文僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途。TonbKO aha /uoAeui, KOTopwe ucno/ib3yiOTCfl an只 oSyneHHfl, ucc/ieflOBaHMM n He flon>KHbi ucno/ib3OBaTbCA bKOMMepHeCKMX uemx.For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur fur den personlichen fur Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour I 'etude et la recherche uniquement a des fins personnelles; p