流體力學(xué)第二章 簡(jiǎn)答題

1、簡(jiǎn)答包含足夠多流體分子的流體微團(tuán)，其內(nèi)分子的各物理量的統(tǒng)計(jì)平均值代表了該流體在這一位置的宏觀屬性。宏觀上足夠小:其體積可以忽略不計(jì)；微觀上足夠大:所包容的流體分子的平均物理屬性有意義。將本來(lái)不連續(xù)的流體看成是由沒(méi)有間隙的流體微團(tuán)（質(zhì)點(diǎn)）構(gòu)成的，流體的各種參數(shù)都可以看成空間和時(shí)間的單值連續(xù)函數(shù)。什么是流體微團(tuán)？什么是流體的連續(xù)介質(zhì)假設(shè)？簡(jiǎn)答表面力，質(zhì)量力（重力、慣性力、離心力，與質(zhì)量成正比）作用與流體上的力有哪些？質(zhì)量力通常指那些力？簡(jiǎn)答pt,V；o標(biāo)態(tài)下（0C,101325Pa）,空氣流速102m/s時(shí)，作不可壓縮處理，計(jì)算誤差2.3%，工程上可忽略，而計(jì)算大為簡(jiǎn)化。什么是流體的壓縮性？為什么

2、氣體在低速流動(dòng)時(shí)可以當(dāng)作不可壓縮流處理？簡(jiǎn)答流體流動(dòng)時(shí)流體質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相對(duì)滑移產(chǎn)生切向阻力的性質(zhì)，稱為流體的粘性。液體：分子間的引力是形成液體粘性的主要因素，溫度升高時(shí)分子距離增大,液體分子間的引力減小，故液體的粘性減小。氣體：氣體分子間距離比液體的大得多，故引力極小，氣體分子作紊亂運(yùn)動(dòng)時(shí)在不同流速的流層間所進(jìn)行的動(dòng)量交換是形成氣體粘性的主要因素，溫度升高時(shí)氣體的熱運(yùn)動(dòng)加劇，故氣體的粘性增大什么是流體的粘性？流體的粘度如何隨溫度變化？為什么簡(jiǎn)答粘度，速度梯度流體的內(nèi)摩擦阻力與哪些因素有關(guān)？簡(jiǎn)答粘性作用表現(xiàn)不出來(lái)的場(chǎng)合；直接求解粘性流體的精確解很困難。先不計(jì)粘性，得到的解用修正系數(shù)修正；對(duì)粘性為主要

3、影響因素的問(wèn)題，按由簡(jiǎn)到繁的原則，先研究理想流體流動(dòng)。工程中引入“理想流體”有何意義？簡(jiǎn)答凡作用在流體上的切應(yīng)力與它所引起的角變形速度（速度梯度）之間的關(guān)系符合牛頓內(nèi)摩擦定律，為牛頓流體；否則為非牛頓流體。牛頓流體、非牛頓流體簡(jiǎn)答一、流體靜壓強(qiáng)的作用方向沿作用面的內(nèi)法線方向。二、在靜止流體中任意一點(diǎn)流體靜壓強(qiáng)的大小與作用面在空間的方位無(wú)關(guān)，是點(diǎn)的空間坐標(biāo)函數(shù)。簡(jiǎn)述流體靜壓強(qiáng)的特點(diǎn)。簡(jiǎn)答在靜止流體中，壓強(qiáng)相等的點(diǎn)所組成的面稱為等壓面。自由表面（或氣液分界面）兩種不互溶液體的交界面液體內(nèi)能相互連通（或不被隔斷）的同種液體內(nèi)的各水平面。寫(xiě)出靜力學(xué)基本方程并簡(jiǎn)述其水力學(xué)意義。簡(jiǎn)答由于深度相等的點(diǎn)，壓強(qiáng)

4、也相同，這些深度相同的點(diǎn)所組成的平面是一個(gè)水平面，可見(jiàn)水平面是壓強(qiáng)處處相等的面，即水平面必是等壓面。什么是等壓面?對(duì)于靜止液體，當(dāng)作用在液體上的質(zhì)量力僅有重力時(shí)，則液體中哪些面是等壓面？為什么水平面必是等壓面？簡(jiǎn)答絕對(duì)壓強(qiáng)：以完全沒(méi)有氣體存在的絕對(duì)真空為零點(diǎn)算起的壓強(qiáng)，稱為絕對(duì)壓強(qiáng)。相對(duì)壓強(qiáng)：以當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為零點(diǎn)算起的壓強(qiáng)，稱為相對(duì)壓強(qiáng)。什么是絕對(duì)壓強(qiáng)和相對(duì)壓強(qiáng)？簡(jiǎn)答等壓面是繞鉛直軸旋轉(zhuǎn)的拋物面簇；在同一水平面上的軸心壓強(qiáng)最低，邊緣壓強(qiáng)最高。等角速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)液體的特征有哪些？簡(jiǎn)答由P二PghA，因各容器底面積A相同，液體的P相同，水平底面的h二h也相同，cc故容器底面所受的總壓力相等，均為P二P

5、ghA。c桌面對(duì)于容器底的反力不等于液體對(duì)容器底的總壓力P，而等于各容器內(nèi)液體的總重量G.。若i將第i個(gè)容器連同液體作為隔離體，設(shè)桌面對(duì)容器底的反力為N，由隔離體的靜力平衡得iN二Gii因?yàn)楦魅萜鞯囊后w的重量不相等，故桌面反力也不相等已知四種開(kāi)口容器的底面積均等于A,容器內(nèi)盛有相同的液體，深度也相同，試分析液體對(duì)容器底的總壓力各等于多少？若四個(gè)容器同時(shí)放在桌面上，則桌面對(duì)于容器底部的反力是否等于液體對(duì)容器底部的總壓力？（不計(jì)容器的重量）簡(jiǎn)答1、a、b兩測(cè)壓管中的水位相平，a、b兩點(diǎn)的壓強(qiáng)不同pp。2、當(dāng)活動(dòng)式調(diào)節(jié)ba器上升時(shí)，調(diào)節(jié)器內(nèi)液面下降，而水箱B內(nèi)的水位上升，而使水箱內(nèi)自由液面壓力P比原

6、來(lái)值增大，（因水箱液面上的氣體被壓縮）。兩測(cè)壓管中的水位也有所上升，但兩測(cè)壓管還是處在p同一水平面上。（因Z+=c）Pg如圖所示密閉水箱B和左邊活動(dòng)式調(diào)節(jié)器連通，在水箱中a、b兩點(diǎn)各接一測(cè)壓管，試問(wèn)：1、a、b兩測(cè)壓管中的水位是否相平？其兩點(diǎn)壓強(qiáng)是否相等？2、當(dāng)活動(dòng)式調(diào)節(jié)器上升因?yàn)镻Z和PX的作用線繞過(guò)圓心0。畫(huà)出圓柱面ABC上的壓力體；圓柱在Pz和Px的共同作用下，能否繞0軸不停旋轉(zhuǎn)？為什么？p(2)Z+2-2pg2O測(cè)壓管水頭是多少(以地面為基準(zhǔn)面)？簡(jiǎn)答以絕對(duì)真空為起算點(diǎn)的壓強(qiáng)稱為絕對(duì)壓強(qiáng)；以當(dāng)?shù)卮髿鈮簽槠鹚泓c(diǎn)的壓強(qiáng)稱為相對(duì)壓強(qiáng)；若液體中某點(diǎn)絕對(duì)壓強(qiáng)小于當(dāng)?shù)卮髿鈮海瑒t當(dāng)?shù)卮髿鈮号c該點(diǎn)絕對(duì)

7、壓強(qiáng)的差值稱為真空值；壓力表的讀數(shù)為相對(duì)壓強(qiáng)何謂絕對(duì)壓強(qiáng)、相對(duì)壓強(qiáng)及真空值？壓力表的讀數(shù)是絕對(duì)壓強(qiáng)還是相對(duì)壓強(qiáng)？簡(jiǎn)答(1)錯(cuò)。因點(diǎn)1和點(diǎn)2不是同一種液體。(2)對(duì)。因點(diǎn)2和點(diǎn)3是同一種液體，符合水靜力學(xué)基本方程適用條件。如圖所示兩種液體盛在同一容器中，其中pP。試分析下面兩個(gè)水靜力學(xué)方程式12p二z+4哪個(gè)對(duì)？哪個(gè)錯(cuò)？說(shuō)明其原因。3pg3簡(jiǎn)答水面上任一點(diǎn)的測(cè)壓管高度為零測(cè)壓管水頭為8+2=10m敞口水箱水深2m,放置在距地面8m的支架上，問(wèn)水箱中水面上任一點(diǎn)的測(cè)壓管高度和簡(jiǎn)答A-A為等壓面；B-B、C-C不是等壓面。如圖所示，容器內(nèi)液體密度P1，容器左側(cè)和底部各連接測(cè)壓管，其中液體密度為P2，

8、試問(wèn)A-A,B-B,C-C,水平面是否是等壓面？P2卩2簡(jiǎn)答由靜水壓強(qiáng)特性二可知，靜止液體中某一點(diǎn)的壓強(qiáng)大小只與該點(diǎn)的空間位置有關(guān)，而與作用面的方位無(wú)關(guān)，即任何一點(diǎn)上各個(gè)方向的靜水壓強(qiáng)大小都相等用測(cè)壓管測(cè)量靜止液體內(nèi)部某點(diǎn)處的靜水壓強(qiáng)時(shí)，為什么可以從該點(diǎn)的前后左右，任意方向去測(cè)量？簡(jiǎn)答1、靜水壓強(qiáng)的方向垂直并指向作用面。2、靜水壓強(qiáng)的大小與它的作用面方位無(wú)關(guān)，只與其空間位置有關(guān)。靜水壓強(qiáng)的二個(gè)基本特性是什么？簡(jiǎn)答當(dāng)作等加速垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)測(cè)壓管水頭線線=C（Z）。對(duì)于相對(duì)平衡液體在什么情況下測(cè)壓管水頭線線唱=C（Z）?簡(jiǎn)答A、作等加速垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)；B、作等加速水平運(yùn)動(dòng)（沿x方向）時(shí)；C、作等角速度旋轉(zhuǎn)

9、運(yùn)動(dòng)時(shí)；D、作自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)。試舉例說(shuō)明，對(duì)于相對(duì)平衡液體，在什么情況下，ppA、Z+=c（Z）；B、Z+=c（X）；PgPgc、z=心y）；d、“食。簡(jiǎn)答不能。因?yàn)閦=C是僅受重力作用條件下得到的。如等角速度旋轉(zhuǎn)液體質(zhì)量力p有離心慣性力，則z+=C（x,y）。Pgp水靜力學(xué)基本方程z+=C，可通用于相對(duì)平衡液體嗎？為什么？Pg簡(jiǎn)答壓力體是由曲面、自由液面或自由液面的延長(zhǎng)面、以及曲面向自由液面或自由液面的延長(zhǎng)面所作的鉛垂面所包圍起來(lái)的封閉體。在曲面壁靜水總壓力計(jì)算中引用了壓力體概念，試簡(jiǎn)述壓力體構(gòu)成規(guī)則。簡(jiǎn)答總壓力的大小即為靜壓分布圖的體積。總壓力垂直指向矩形平面，作用線通過(guò)靜壓強(qiáng)分布圖體積的

10、重心。如用繪制靜壓分布圖的方法（圖解法）求矩形平面總壓力，試述總壓力大小和作用線的位置與靜壓分布圖的關(guān)系。簡(jiǎn)答水箱底部任一點(diǎn)的測(cè)管高度-P=3mH0，測(cè)管水頭z+=20+3=23Pg2Pg一敞口水箱如圖示，水深3m,放置在距地面20m的平臺(tái)上，問(wèn)以地面為基準(zhǔn)面，水箱底部任一點(diǎn)的測(cè)壓管高度和測(cè)壓管水頭各是多少？簡(jiǎn)答公式z+=C在靜止液體中與在漸變流中使用的條件有何不同?Pg簡(jiǎn)答pu2兀流伯努利方程為z+=C，請(qǐng)說(shuō)明該方程各項(xiàng)的物理意義。Pg2g簡(jiǎn)答試?yán)L出圖中球面的壓力體，并標(biāo)出總壓力鉛垂分力的方向簡(jiǎn)答靜壓強(qiáng)的兩個(gè)特性。簡(jiǎn)答相對(duì)壓強(qiáng)簡(jiǎn)答測(cè)壓管水頭簡(jiǎn)答真空度簡(jiǎn)答流體靜壓強(qiáng)的特性是什么？簡(jiǎn)答試根據(jù)歐拉

11、平衡微分方程推導(dǎo)靜壓強(qiáng)分布公式Z+=常數(shù)C?pg解：靜止液體中f：.；=:f-.-=4=-g根據(jù)歐拉平衡微分方程彈=-匚泊-f二七得dp=Pg）血積分得z+=cpg簡(jiǎn)答封閉水箱（見(jiàn)圖），自由面上氣體壓強(qiáng)為85kN/m2,求液面下淹沒(méi)深度h為1m處點(diǎn)C的絕對(duì)靜水壓強(qiáng)、相對(duì)靜水壓強(qiáng)和真空度。解：C點(diǎn)絕對(duì)靜水壓強(qiáng)為p=p：-：gh=85+9.8*1=94.8kPaC點(diǎn)的相對(duì)靜水壓強(qiáng)為p=p-j=94.8-98=-3.2kPa相對(duì)壓強(qiáng)為負(fù)值，說(shuō)明C點(diǎn)存在真空。真空壓強(qiáng)為p=p-p=94.8-98=-3.2kPa簡(jiǎn)答如圖，一封閉水箱，其自由面上氣體壓強(qiáng)為25kN/m2,試問(wèn)水箱中A、B兩點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)為多少？何處為大？已知h1為5m，h2為2m。解：A、B兩點(diǎn)的絕對(duì)靜水壓強(qiáng)分別為p.=p；-:?gh:=25+9.8*5=74kPaPe=P：-:?gh:=25+9.8*2=44.6kPa故A點(diǎn)靜水壓強(qiáng)比B點(diǎn)大。簡(jiǎn)答簡(jiǎn)述靜壓強(qiáng)的兩個(gè)特性。解：特征一靜止流體不