流體力學(xué)綜合試題庫(全)

一、填空題.流線不能相交（駐點(diǎn)處除外），也不能是折線，因?yàn)榱鲌鰞?nèi)任一固定點(diǎn)在同一瞬間只能（有一個(gè)速度向量），流線只能是一條光滑的（曲線或直線）。.由紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鞯呐R界流速之小于由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鞯呐R界流速可，其中以稱為（上臨界）速度，”稱為（下臨界）速度。.圓管層流的沿程阻力系數(shù)僅與（雷諾數(shù)）有關(guān)，且成反比，而和（管壁粗糙）程度無關(guān)。.對(duì)圓管來說，臨界雷諾數(shù)值Re人=（2000）。.根據(jù)4繁榮變化特征，尼古拉茲實(shí)驗(yàn)曲線可分為五個(gè)阻力區(qū)，分別是（層流區(qū)）；（臨界區(qū)）;（紊流光滑區(qū)）；（紊流過渡區(qū)）和（紊流粗糙區(qū)）。.速度的大小、方向或分布發(fā)生變化而引起的能量損失,稱為局部損失。.層流運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿程阻力系數(shù)入與7（Re）有關(guān)，紊流運(yùn)動(dòng)沿程阻力系數(shù)人在光滑管區(qū)與/（Re）有關(guān)，在過渡區(qū)與/（Re,甚）有關(guān)，在粗糙區(qū)與/（三）有關(guān)。a a.流體受壓，體積縮小，密度（增大）的性質(zhì)，稱為流體的（壓縮性）；流體受熱，體積膨脹，密度（減少）的性質(zhì)，稱為流體的（熱脹性）。.圓管層流中斷面平均流速等于最大流速的（一半）。.1工程大氣壓等于（98.07）千帕，等于（10m）水柱高，等于（735.6）毫米汞柱高。.流體靜壓強(qiáng)的方向必然是沿著（作用面的內(nèi)法線方向）。.液體靜壓強(qiáng)分布規(guī)律只適用于（靜止）、（同種）、（連續(xù)）的液體。.測壓管是一根玻璃直管或U形管，一端（連接在需要測定的容器孔口上），另一端（開口）,（直接和大氣相通）。.在現(xiàn)實(shí)生活中可視為牛頓流體的有（水）和（空氣）等。.文丘里管用于管道中（流量）的測定。.在工程常用的溫度和壓強(qiáng)范圍內(nèi)，溫度對(duì)流體粘度的影響很大，液體粘度隨溫度的升高而（減少），氣體粘度隨溫度的升高而（增大）。.作用在流體上的力有（表面力）和（質(zhì)量力）兩種。.同流體有關(guān)的主要物理性質(zhì)有流體的（慣性）、（壓縮性）、（粘性）、（表面張力）等。.判斷等壓面的原則，在重力場中（靜止）、（連續(xù)）、（同種）的等壓面是水平面。.某種油的運(yùn)動(dòng)粘度是4.28X10-7m2/s,密度是678kg/n?,則其動(dòng)力粘度為（）Pa?S。.流體流動(dòng)時(shí)，引起能量損失的重要原因是（流體的粘性）.流線與跡線一定重合的流動(dòng)是（恒定流動(dòng)）。.流體在圓管中滿流是，最大摩擦切應(yīng)力在（管壁處），最小摩擦切應(yīng)力在（軸線上），最小流速在（管壁處），最大流速在（軸線上）。.任何實(shí)際流體的流動(dòng)都存在（）和（）兩種截然不同的狀態(tài)，這兩種流態(tài)是通過（雷諾數(shù)）來劃分的。.描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法是（拉格朗日法）和（歐拉法）。.半徑為r的圓形過流斷面，其水力半徑（r/2）。.矩形的斷面300X400,風(fēng)是為27000m3/h,則斷面平均流速為（）m/s?.管道內(nèi)水流速度突然變化的因素（如閥門突然關(guān)閉）是引發(fā)水擊的條件，水本身具有（慣性和壓縮性）則是發(fā)生水擊的內(nèi)在原因。.善于發(fā)射的物體同時(shí)也善于（吸收）.灰體與其他物體輻射換熱時(shí)，首先要克服（表面熱阻）達(dá)到節(jié)點(diǎn)，而后再克服（空間熱阻）進(jìn)行輻射換熱。.實(shí)際物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力之比，稱為物體的（黑度）。.傅立葉導(dǎo)熱基本定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式（ ）.凡波長入=0.38?100pm的電磁波，屬于（熱射線）。.在輻射換熱系統(tǒng)中—稱為（表面熱阻）。eF.由兩根同心圓管組成的間壁式換熱器稱為（管殼式換熱器）。二、判斷題.當(dāng)平面水平放置時(shí)，壓力中心與平面形心重合。對(duì).一個(gè)工程大氣壓等于98kPa,相當(dāng)于10m水柱的壓強(qiáng)。對(duì).靜止液體自由表面的壓強(qiáng)，一定是大氣壓。錯(cuò).靜止液體的自由表面是一個(gè)水平面，也是等壓面。對(duì).當(dāng)靜止液體受到表面壓強(qiáng)作用后，將毫不改變地傳遞到液體內(nèi)部各點(diǎn)。對(duì).當(dāng)相對(duì)壓強(qiáng)為零時(shí)，稱為絕對(duì)真空。錯(cuò).某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)小于一個(gè)大氣壓強(qiáng)時(shí)即稱該點(diǎn)產(chǎn)生真空。對(duì).流場中液體質(zhì)點(diǎn)通過空間點(diǎn)時(shí)，所有的運(yùn)動(dòng)要素不隨時(shí)間變化的流體叫恒定流。對(duì).恒定流時(shí)，流線隨的形狀不隨時(shí)間變化，流線不一定與跡線相重合。錯(cuò).漸變流過水?dāng)嗝嫔蟿?dòng)水壓強(qiáng)的分布規(guī)律可近似地看作與靜水壓強(qiáng)分布規(guī)律相同。對(duì).流線是光滑的曲線，不能是折線，流線之間可以相交。錯(cuò).一變直徑管段，A斷面直徑是B斷面直徑的2倍，則B斷面的流速是A斷面流速的4倍。對(duì).彎管曲率半徑Rc與管徑d之比愈大，則彎管的局部損失系數(shù)愈大。錯(cuò).隨流動(dòng)雷諾數(shù)增大，管流壁面粘性底層的厚度也愈大。錯(cuò).粘滯力是物體固有的物理性質(zhì)，它只有在液體靜止?fàn)顟B(tài)下顯示出來，并且是引起液體能量損失的根源。錯(cuò).實(shí)際流體中總水頭線總是沿程下降的，而測壓管水頭線在一定條件下會(huì)沿程上升。對(duì).流體是一種承受任何微小的切應(yīng)力都會(huì)發(fā)生連續(xù)變形的物質(zhì)。對(duì).在平衡液體中等壓面就是等勢面。對(duì).畢托管是測定管道斷面上點(diǎn)的流速的，其原理是基于能量守恒。對(duì).靜水壓強(qiáng)相同的點(diǎn)所構(gòu)成的平面或曲面稱為等壓面。對(duì).長為b,高為h的充滿運(yùn)動(dòng)流體的矩形截面管道，其水力半徑是ah/2（a+h）。對(duì).圓形管的直徑就是其水力半徑。錯(cuò).有壓的粘性管流，對(duì)流動(dòng)起主導(dǎo)作用的是粘滯力。錯(cuò).在不可壓縮流體中，流線族的疏密反映了該時(shí)刻流場中各點(diǎn)的速度大小。流線越密，流速越大，流線越疏，流速越小。.流場中液體質(zhì)點(diǎn)通過空間點(diǎn)時(shí)，所有的運(yùn)動(dòng)要素不隨時(shí)間變化的流動(dòng)叫恒定流。對(duì).水平放置的等直徑圓管道，沿水流方向，前一斷面的壓強(qiáng)水頭一定大于后一斷面的壓強(qiáng)水頭。對(duì).圓管層流時(shí)，任意截面的流速呈拋物面。對(duì).流體流動(dòng)的阻力損失一般指沿程損失和局部損失。對(duì).流線是光滑的曲線，不能是折線，流線之間可以相交。錯(cuò).理想流體沒有粘性。對(duì).有水在同一水平管道中作穩(wěn)定流動(dòng)，管道橫截面積越大，流速越小，壓強(qiáng)就越小。錯(cuò)分析：水在同一水平管道作穩(wěn)定流動(dòng)，由連續(xù)性方程和伯努利方程，得Sll>l=S2V2^+-P^=P1+-P^2若S1>S2，則"<也，必有Pl>P2,所以此說法不正確。.由直徑為15cm的水平光滑的管子，把20℃的水抽運(yùn)到空氣中去。如果抽水保持水的流速為30cm/s,已知20℃水的粘度〃n.OOSXlO^pa/s,則水在管子中的流動(dòng)形態(tài)屬于湍流。（）分析：水在管子流動(dòng)形態(tài)由雷諾數(shù)來確定。計(jì)算其雷諾數(shù)Re=』.Qx".」=4,48xU>30007 1.005x10-3可見做紊流流動(dòng)。二、選擇題1.下面關(guān)于流體粘性的說法中，不正確的是：（D）A.粘性是流體的固有屬性；B.粘性是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，流體有抵抗剪切變形速率能力的量度；C.流體的粘性具有傳遞運(yùn)動(dòng)和阻滯運(yùn)動(dòng)的雙重性；D.流體的粘度隨溫度的升高而增大。2.按連續(xù)介質(zhì)的概念，流體質(zhì)點(diǎn)是指：（D）A.流體的分子B.流體內(nèi)的固體顆粒；C.幾何的點(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。3.應(yīng)用粘性流體總伯努利方程時(shí)，兩截面之間（D）A.必定都是急變流B.必定都是緩變流C.不能出現(xiàn)急變流D.可以出現(xiàn)急變流4.相對(duì)壓強(qiáng)是指該點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)與（A）的差值。A.標(biāo)準(zhǔn)大氣壓B.當(dāng)?shù)卮髿鈮篊.真空壓強(qiáng)D.工程大氣壓.圓管層流中，沿程損失與流速的（D）0.5次方成正比1.5次方成正比1.0次方成正比2次方成正比.有水在同一水平管道中流動(dòng)，已知A處的橫截面積為S.=10cm2,B處的橫截面積為SB=5cm2,A、B兩點(diǎn)壓強(qiáng)差為1500Pa,則A處的流速為（A）?A.lm/s B.2m/s C.3m/s D.4m/sPiH A=""I P^H~分析：由連續(xù)性方程SaUa=SbVb得咤=2吸；又由伯努利方程 2 2 ,即求出心的值。.有水在一水平管道中流動(dòng)，已知A處的橫截面積為SA=10cm2,B處的橫截面積為SB=5cn?,A、B兩點(diǎn)壓強(qiáng)之差為1500Pa,則管道中的體積流量為（C）.A.lX10-3m3/sB.2X103m3/sC.IXIO-4m3/sD.2X10-4m3/s分析：按上題的步驟求出管中某處的流速，如A處的流速以，根據(jù)體積流量的定義Qv=SaUa，即可求出結(jié)果。.氣體與液體的粘度隨著溫度的升高分別（ B）A.減小、減小B.增大、減小C.減小、增大D.增大、增大.畢托管可以用作測量流體的（A）A.點(diǎn)流速B.斷面平均流速 C.壓強(qiáng)D.流量.在房間中利用火爐進(jìn)行取暖時(shí)，其傳熱方式為：（D）A.傳導(dǎo)和對(duì)流 B.傳導(dǎo)和輻射 C.傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射D.對(duì)流和輻射.流體靜壓強(qiáng)P的作用方向?yàn)椋ˋ）。A.指向受壓面 B.垂直指向受壓面C.垂直受壓面 D.平行受壓面.不可壓縮理想流體在重力場中作穩(wěn)定流動(dòng)的系統(tǒng)中，總能頭線是（C）,而實(shí)際流體的總能頭線是（A）oA.下降 B.上升 C.水平 D.可上可下.溫度升高時(shí)，液體的粘度（B）,而氣體的粘度（A）?A.升高 B.降低 C.不變 D.時(shí)升時(shí)降.在重力作用下的液體內(nèi)部靜壓強(qiáng)隨深度卜按（ A）變化。A.直線 B.拋物線 C.對(duì)數(shù)曲線 D.雙曲線.下列各力中，不屬于表面力的是（A）A.慣性力 B.粘滯力 C.壓力 D.表面張力.下列關(guān)于流體粘性的說法中，不準(zhǔn)確的說法是（B）A.粘性是實(shí)際流體的物理性質(zhì)之一B.構(gòu)成流體粘性的因素是流體分子間的吸引力C.流體粘性具有阻礙流體流動(dòng)的能力D.流體運(yùn)動(dòng)粘度的國際單位是m2/s?.對(duì)流換熱牛頓冷卻定律式為①=a?△t?F（W）指出其中的熱阻表達(dá)式是（B）AA.aF B.Ct-F C.a D.a.一般而言，金屬比非金屬（介電體）的導(dǎo)熱系數(shù)值是（A）A.較高的 B.較低的 C.相等的 D.接近的.格拉曉夫準(zhǔn)則Gr越大，則表征（A）A.浮升力越大 B.粘性力越大 C.慣性力越大 D.動(dòng)量越大.水平圓筒外的自然對(duì)流換熱的定型尺寸應(yīng)取（B）A.圓筒的長度 B.圓筒外徑 C.圓筒內(nèi)徑 D.圓筒壁厚度.灰體的吸收率是（C）A.1B.A.1B.大于1C.定值D.變量并小于1.對(duì)于灰體，吸收率愈大，其反射率（A）A.愈小B.愈大A.愈小B.愈大C.適中D.不變.由輻射物體表面因素產(chǎn)生的熱阻稱為（C）A.導(dǎo)熱熱阻B.對(duì)流熱阻A.導(dǎo)熱熱阻B.對(duì)流熱阻C.表面熱阻D.空間熱阻.管殼式換熱器歸類于（）A.間壁式B.回?zé)崾紸.間壁式B.回?zé)崾紺.混合式D.再生式.已知輸油管直徑d=250mm,長度l=8000m,油的密度=850kg/m3,運(yùn)動(dòng)粘度v=0.ZcmYs,若保持層流流態(tài)，此時(shí)過流斷面上軸線處的流速為（73.6cm/s3673.6cm/s36.8cm/s18.4cm/s9.2cm/s內(nèi)筒表面的切應(yīng)力圖1-6同軸圓柱體的切應(yīng)力(1)平板上側(cè)摩擦切應(yīng)力:t.內(nèi)筒表面的切應(yīng)力圖1-6同軸圓柱體的切應(yīng)力(1)平板上側(cè)摩擦切應(yīng)力:t.=0.065x—i―=13(/V/zn2)

0.005四、計(jì)算題例1-2：動(dòng)力粘度〃=0.172尸ar的潤滑油在兩個(gè)同軸圓柱體的間隙中，如圖1-6,外筒固定，內(nèi)徑D=120mm,間隙=0.2m,試求：當(dāng)內(nèi)筒以速度u=lm/s沿軸線方向運(yùn)動(dòng)時(shí)[圖l-6a],內(nèi)筒表面的切應(yīng)力2-；當(dāng)內(nèi)筒以轉(zhuǎn)速n=180r/min旋轉(zhuǎn)時(shí)[圖l-6b],內(nèi)筒表面的切應(yīng)力石解內(nèi)筒外徑d一%=120-2x0.2=U9.6mm①當(dāng)內(nèi)筒以速度〃= 沿軸線方向運(yùn)動(dòng)時(shí),du u 0.172x1 _r.=u—=u-= =86()rady 8 0.2x10-3②當(dāng)內(nèi)筒以轉(zhuǎn)速〃=180r/min旋轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)筒的旋轉(zhuǎn)角速度"，內(nèi)筒表面的切應(yīng)力602^X180, 0.172x r7=u—= "一=1937.8Pa8 0.2x10-3補(bǔ)充例題3.如圖，在兩塊相距20mm的平板間充滿動(dòng)力粘度為0.065（N?s）/布的油，如果以lm/s速度拉動(dòng)距上平板5mm,面積為0.Sn?的薄板（不計(jì)厚度）。求（1）需要的拉力F；（2）當(dāng)薄板距下平面多少時(shí)？F最小。1,平板下側(cè)摩擦切應(yīng)力：r2=0.065x =4.33(N/nr)0.015拉力：F=(t}+t2)A=(13+4.33)x0.5=8.665(N)（2）F=0.065（—+―1—）H20-H對(duì)方程兩邊求導(dǎo)，當(dāng)尸二。時(shí)求得"=10/加此時(shí)F最小。作業(yè)1-3.圖示為一采暖系統(tǒng)圖。由于水溫升高引起水的體積膨脹，為了防止管道及暖氣片脹裂，特在系統(tǒng)頂部設(shè)置一膨脹水箱，使水的體積有自由膨脹的余地。若系統(tǒng)內(nèi)水的總體積V=8加熱前后溫差?=50。（3,水的膨脹系數(shù)?=0.0005,求膨脹水箱的最小容積。［解］由。=也上得：

dTJV=a-V?4=0.0005x8x50鍋爐I 故膨脹水箱的最小容積為0.2鍋爐I 故膨脹水箱的最小容積為0.2n?例2-1如圖，敞開容器內(nèi)注有三種互不相混的液體，0=0.8乃0=0.8.3,求側(cè)壁處三根測壓管內(nèi)液面至容器底部的高度圖2-9敞開容器圖2-9敞開容器解；由連通器原理，列等壓面方程，可得（（/?3一2-2）夕聲，從而得（人2-2）夕聲+2P2g，從而得知/^=4+2夕/夕2=5.6，〃"夕苫=2夕聲+2夕*+2夕*,從而得知九=2+（2夕1+22）/夕3=4.88,〃例2-2立置在水池中得密封罩如圖所示，試求罩內(nèi)A，,B,C三點(diǎn)的壓強(qiáng)。

因水平面是等壓面，B點(diǎn)的壓強(qiáng)P"=0,則A點(diǎn)的壓強(qiáng)p,=〃“+對(duì)九廣100*9.8x1.5=14719PaPc+PShBc=PHPc=0-1000X9.807X2.0=-19614PaC點(diǎn)的真空壓強(qiáng) 〃c=19614Pap=98000Pa例2-3容器A被部分抽成真空，容器下端接一玻璃管與水槽相通，玻璃管中水上升h=2m,水的密度P=1000攵g/m3,求容器中心處的絕對(duì)壓強(qiáng)P［和真空度P八p=98000Pa解；由水槽表面取等壓面，有p^+pgh=p,則p=p-pgh=98000-1000x9.8x2=78400P(7p=p-p\=98000-78400=19600Pa例題2-4如圖為一復(fù)式水銀測壓計(jì)，用以測量水箱中水的表面相對(duì)壓強(qiáng)。根據(jù)圖中讀書（單位為m）計(jì)算水箱水面相對(duì)壓強(qiáng)po圖217復(fù)式水銀測壓計(jì)解；水箱水面相對(duì)壓強(qiáng)為P。，由圖2-17讀書寫得+(3.0-1.4)屬-(2.5-1.2)p//sg+(2.5-1.2)pg-(2.3g=0水面相對(duì)壓強(qiáng)p=-(3.0-1.4)俯-(2.5-1.4)夕Hsg-(2.5-L2)郎+(2.3-1.2)p乩§=2.2x133280-2.9x9800=264769P。例題2-5水車沿直線等加速行駛，水箱長，高，盛水深，如圖。試求，確保水不溢出時(shí)加速度的允許值。圖2-20水平解：選坐標(biāo)系（非慣性系）Oxyz,O點(diǎn)置于靜止時(shí)液面的中心點(diǎn)，Oz軸向上，由式dp-p(Xdx+Ydy+Zdz)質(zhì)量力X=-a,丫=0,Z=-g代入上式積分，得p=p(-ar—gz)+C由邊界條件，x=0,z=0,p=pa得C-pa則〃=Pa+p(-ax-gz)令P-Pa得自由液面方程z=g

使水不溢出，x=1.5m>zWH-h=0.6m,代入上式，解得aV—行=一出竺=3.96/1例2-6一高為H,半徑為R的又蓋圓筒內(nèi)盛滿密度為p的水,圓筒及水體繞容器鉛垂軸心線以等角速度①旋轉(zhuǎn)，如圖，求圓筒下蓋內(nèi)表面的總壓力p?解；將直角坐標(biāo)原點(diǎn)至于下蓋板內(nèi)表面與容器軸心線交點(diǎn)，軸與容器軸心線重合，正向向上。在『0,z=H處水與大氣接觸,相對(duì)壓強(qiáng)p=0,代入式(2-21)C=pgH容器內(nèi)相對(duì)壓強(qiáng)P分布為C=pgH22r+可(”-z)相對(duì)壓強(qiáng)是不計(jì)大氣壓強(qiáng)，僅由水體自重和旋轉(zhuǎn)引起壓強(qiáng)。上蓋中心處有一小孔通大氣。圖2-21有蓋圓管在下蓋內(nèi)表面上z=0,因而下蓋內(nèi)表面上相對(duì)壓強(qiáng)只與半徑r上蓋中心處有一小孔通大氣。圖2-21有蓋圓管1 22P=^(Dr+PSh下蓋內(nèi)表面上總壓力P可由上式積分得到P=J：p2mdr=[(-pCOr+pgH)2bdr=中方R%+pgH兀R可見，下蓋內(nèi)表面所承受壓力由兩部分構(gòu)成：第一部分來源于水體的旋轉(zhuǎn)角速度第二項(xiàng)正好等于筒中水體重力。如果將直角坐標(biāo)原點(diǎn)置于旋轉(zhuǎn)軸與上蓋內(nèi)表面交點(diǎn)，這時(shí)式(2-21)中的積分常數(shù)C和相對(duì)壓強(qiáng)P表達(dá)式都將發(fā)生變化，但不影響最終結(jié)果，讀者可自行導(dǎo)出。圖2-24解；圓板形心圓板水壓力(圓心)在水面之下例2-8一直徑為1.25m的圓板傾斜地置于水面之下(書P27圖2-24),其最高點(diǎn)A,最低點(diǎn)B到水面距離分別為0.6m和圖2-24解；圓板形心圓板水壓力(圓心)在水面之下he=(1.5+0.6)/2=1.05wye=1.05x1.25/(1.5-0.6)=1.458m圓板面積A=兀川4=3.14x1.25%=L227后形心壓強(qiáng)pc=pghc=TO5義9807=10297P。圓板一側(cè)水壓力大小為P=pcA=10297x1.227=12634N對(duì)于圓板距=4//64=3.14、1.254/64=0.12病壓力中心在形心之下，兩點(diǎn)沿圓板距離為y=(Ay)=0.12/(1.227x1.458)=0.067w由此可得壓力中心距形心0.067mo例2-9—鉛直矩形閘門，如圖(書P29圖2-28),頂邊水平，所在水深〃1=1"，閘門高h(yuǎn)=2m寬b=1.5m,試用解析法和圖解法求水靜止壓力P的大小，方向和作用點(diǎn)。設(shè)稀有液面處為大氣壓P。,相對(duì)壓強(qiáng)為零。延長BA交自由液面于O點(diǎn)。OB方向即為y軸，Ox軸垂直紙面，如圖(2-28a)所示。由式(2-13),先求矩形形狀中心C處的壓強(qiáng)h 7P=pghc= +h)=9807X(5+D=19614Pa矩形閘門受到水靜壓力則為P=p/I=19614x2x1.5=58.8^方向如圖2-28a所示，垂直閘門。壓力中心D的求法，按公式(2-26)J mav=v='一=2+"^ =2.17mJdJcyA2xl.5x2(2)應(yīng)用圖解法計(jì)算P先繪制矩形閘門的靜水壓強(qiáng)分布圖，將壓強(qiáng)分布圖分解為矩形和三角形，如圖2-28(b)P、=所小=9807x1=9807尸。凡=用九=9807x3=2942\Pa則單位寬度閘門受到的水靜壓力p'=p+p=pAh+^pt-p^h=9807x2+(29421-9807)x2=19614+19614=39.23kN寬度為b=1.5m的閘門受到的水靜壓力為P=1.5"=1.5x39.23=58.84&N再求壓強(qiáng)中心D,以B為矩心應(yīng)用合力矩定理p件+p?py所以19614x+19614x-=0.83/m=0.83/m39230或者壓強(qiáng)中心D矩水面高度為3-0.83=2.17m.由此可見，兩種方法所得的計(jì)算結(jié)果完全相同。2-1解:Pbhg=3.0m,以8=3.5m,hb=PS=3QmH2O,PB=用”=9.8x1000x3.0=29400pa,Pa=pb-Pa2.94x104-9.8x1000x3.5=-4900pa,h1=0g=-0.5mH2O2-3解：H=1.5m,h2=0.2m,=800kg/m ，根據(jù)真空表讀數(shù)，可知M點(diǎn)相對(duì)壓強(qiáng)=-980pa,1-2是等壓面Pi=P"+Pg(H+hi+h2)P2=。油ghl+Pw?gh2pl=p2P"+0g(H+h1+h2)=夕gh+0gh2-980+9.8X1000(1.5+h1+0.2)=9.8x800h1+13600x9.8x0.2h1=5.6m2-5解：PM=4900pa,h1=0.4m,h2=1.5m =Po+Pgh2=P"+2gh2Po=PM+Pg(h1?h2)=4900?9?8x1000x(0.4-1.5)=-5800pa2-7解：0=30°L=0.5m,h=0.1m有：P=Pg(lsina-h)=9.8x1000x(0.5xsin30°-0.1)=1470pa2-17解：b=lm,a=45°,h?=3m,h2=2m圖解法1繪制壓強(qiáng)分布圖：1 h,-h,,9.8x1000x(3-2)2xl—p —； :.b ； 壓力分為兩部分：p1=S1.b=2g(h1-h2)sin45= 2xsin45 =6.93KN2/z,-h2Vj-作用方向垂直于閘門指向右.作用點(diǎn)： 3sin45°=0.94m?c, ,, h,9.8x1000x(3-2)x2x1P、=S7xb=pg(h[-h、).——=-b= ■sin45' sin45° =27.72KN作用方向垂直于閘門向右。、_4 1 h2%二 t? 作用點(diǎn)：■sm45 2sin45° =2.83m總壓力大?。篜=P1+P2=6.93+27.72=34.65KN總壓力作用方向垂直于閘門指向右：根據(jù)合力矩定理：P，=P?y?+舄必有作用點(diǎn)：＜必+與力_6.93x0.94+27.72x2.83y=尸 34.65 =2.45m例3-2(圖P493-9)圖中的氨氣壓縮機(jī)用直徑壯尸762小加的管子吸入密度夕|=4%g/"的氨氣，經(jīng)壓縮后，由直徑42=38.1"”的管子以l= 的速度流出，此時(shí)密度增至

p2=20kg/m。求：①質(zhì)量流量Q?,；②流入速度L。解；①可壓縮流體的質(zhì)量流量為Q= A=20X至X0.0381=0.228kg/s②根據(jù)連續(xù)方程夕?MA=夕）2A=0228依/s0.228eg,y= =9.83/n/sI7T4x-0.07624例3-3(圖P493-8(b))所示，輸水管道經(jīng)三通管匯流，I'"［，Q=26m/s過流斷面面積4=S2”一,試求斷面平均流速口2。解；流入和流出三通管的流量相等，即則可得斷面平均流速。2_。,一2_2.6一1.5or0.2=5.5m/s例3-4.用水銀比壓計(jì)量測管中水流，過流斷面中點(diǎn)流速u如圖。測得A點(diǎn)的比壓計(jì)讀數(shù)M=60mm汞柱。(1)求該點(diǎn)的流速u；(2)若管中流體是密度為0.8g/cn?的油，M仍不變，該點(diǎn)流速為若干，不計(jì)損失。￡=￡=2一立=（ZlN）.m2gyyy當(dāng)管中通水時(shí):u=j2xgxl2.6xA/7=>/2x9.807x12.6x0.06=3.85m/s當(dāng)管中通油時(shí):r.-/-133.4-0.8x9.807〃A,0.8x9.807—~—?An= =16xA/?0.8x9.807u—^/2xgxl6xA/z=J2x9.807x16x0.06=4.31m/s例3-5水由噴嘴出流，如圖（P57圖3-15）,設(shè)a=l25fM，d2=l0°""7?，d3=75，M,水銀測壓計(jì)讀數(shù)M=175即，不計(jì)損失。求①H值：②壓力表讀數(shù)值（該處管徑同12〉。解；①根據(jù)靜壓強(qiáng)分布規(guī)律，過流斷面1-1和2-2處壓強(qiáng)分布為Pi和22,寫出等壓面方程p]+2g（Zi+Z2）+ps^h=p?+pgZ2+PhgmP-P2=（PH~P^h-pgZy （,）列出由i-i到2-2斷面的總流伯努利方程（取動(dòng)能修正系數(shù)a=12=1）z”+z”+]Pg2gZ2~| 十 pg2g,P~P2$7：7,+ = Z1Pg2g將(a)式代入上式，得TOC\o"1-5"\h\zP 2g(13.6-1)x0.175J一,=2.2代入數(shù)值，得 2g由連續(xù)性方程7112 7112Vi=7^2%-x0.1252Vi--x0.12v或 4 M4以V2=L56V1(b),c)聯(lián)立，得y=5.47m/Lvy,=8.53m/s

由連續(xù)性方程4 14 3=15.19/7y5列出由0-0到3-3斷面的伯努利方程PaVo億Q7n+—+—=Z,+--+—Z°pg2gZ3pg2g2H+0+0=0+0+—2g2g15.1922g15.1922x9.8〃=11.76m②壓力表處管徑同d?,其處?=&53”/s列出由0-0至壓力表斷面處得伯努利方程H=上-+止-=11.76/n/s2gpg壓力表讀數(shù)為p壓力表讀數(shù)為p=78.96kp3-6有一儲(chǔ)水裝置如圖(P583-16)所示儲(chǔ)水池足夠大，當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí),壓強(qiáng)計(jì)讀數(shù)是0.6at,試求當(dāng)水管直徑d=12cm時(shí)，通過出口的體積流量(不計(jì)流動(dòng)損失)。解當(dāng)閥門全開時(shí)，歹I1-122截面的伯努利方程Pg+KPg+K2g“+口+0=0+Pg當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，根據(jù)壓強(qiáng)計(jì)讀數(shù)，應(yīng)用流體靜力學(xué)基本方程求出H值p+pgH=p+2.8p“4=出跡―則 PS9807代入伯努利方程y2=j2g)H =,2x9.807x(2.8-所以管內(nèi)流量

Q=工1 0.785x0.122x20.78=0.2354 " 一、填空題1、lmmH2O=9.807Pa2、描述流體運(yùn)動(dòng)的方法有歐拉法和拉格朗日法。3、流體的主要力學(xué)模型是指連續(xù)介質(zhì) 、無粘性 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)粘性力與慣性力的對(duì)比關(guān)系。5、流量Q1和Q2,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Q=Q1+Q2,總阻抗S為。TOC\o"1-5"\h\z串聯(lián)后總管路的流量Q為Q=Q1=Q2,總阻抗S為S1+S2 。6,流體紊流運(yùn)動(dòng)的特征是脈動(dòng)現(xiàn)行 ，處理方法是時(shí)均法。7、流體在管道中流動(dòng)時(shí)，流動(dòng)阻力包括沿程阻力 和局部阻力 。8、流體微團(tuán)的基本運(yùn)動(dòng)形式有： 平移運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)流動(dòng)和變形運(yùn)動(dòng)。9、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 慣性力與彈性力的相對(duì)比值。10、穩(wěn)定流動(dòng)的流線與跡線重合 。2PU- nZ+-+—= z+-11、理想流體伯努力方程r2g常數(shù)中，其中r稱為測壓管水頭。12、一切平面流動(dòng)的流場，無論是有旋流動(dòng)或是無旋流動(dòng)都存在流線，因而一切平面流動(dòng)都存在流函數(shù)，但是，只有無旋流動(dòng)才存在勢函數(shù)。13、雷諾數(shù)之所以能判別流態(tài)，是因?yàn)樗从沉藨T性力和粘性力的對(duì)比關(guān)系。14、流體的主要力學(xué)性質(zhì)有粘滯性、慣性、重力性、表面張力性和壓縮膨脹性。15、畢托管是廣泛應(yīng)用于測量氣體和水流一種儀器。16、流體的力學(xué)模型按粘性是否作用分為理想氣體 和粘性氣體。作用與液上的力包括質(zhì)量力，表面力。17、力學(xué)相似的三個(gè)方面包括幾何相似 、運(yùn)動(dòng)相似 與動(dòng)力相似。18、流體的力學(xué)模型是 連續(xù)介質(zhì) 模型。p+（z「Z2）（%-九）+，19、理想氣體伯努力方程 2中，P+ P+（Z]-z2；稱勢壓， 2全壓，20、紊流射流的動(dòng)力特征是各橫截面上的動(dòng)量相等dur=4-u——；pa-521、流體的牛頓內(nèi)摩擦定律的表達(dá)式 ■dy,11的單位為pa.s27、流體流動(dòng)的狀態(tài)分為層流和紊流。二、判斷題.在連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的條件下，液體中各種物理量的變化是連續(xù)的。（＞1）.管道突然擴(kuò)大的局部水頭損失系數(shù)，的公式是在沒有任何假設(shè)的情況下導(dǎo)出的。（X）.當(dāng)管流過水?dāng)嗝媪魉侔磼佄锞€規(guī)律分布時(shí)，管中水流為紊流。（X）.紊流實(shí)質(zhì)上是非恒定流。 （＜）.液體的粘性是引起液流水頭損失的根源。 （＜）.尼古拉茲試驗(yàn)是研究管道沿程水頭損失隨雷諾數(shù)和相對(duì)粗糙度的變化關(guān)系的試驗(yàn)。（X）.牛頓內(nèi)摩擦定律只適用于管道中的層流。（X）.有壓長管道是認(rèn)為水頭全部消耗在沿程水頭損上。（yl）.串聯(lián)長管道各管段水頭損失可能相等，也可能不相等。（4）.不可壓縮液體連續(xù)性微分方程只適用于恒定流。（X）.理想流體就是不考慮粘滯性的實(shí)際不存在的理想化的流體。（＜）.自由液面是水平面。（x）.粘滯性是引起流體運(yùn)動(dòng)能量損失的根本原因。（4）.直立平板靜水總壓力的作用點(diǎn)就是平板的形心。（x）.圓管層流的沿程水頭損失系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān)。（4）.牛頓內(nèi)摩擦定律僅適用于牛頓流體。（4）.靜止液體中同一點(diǎn)各方向的靜水壓強(qiáng)數(shù)值相等。（V）.層流也一定是均勻流。（x）.15C時(shí)水的［動(dòng)力］粘度小于20℃時(shí)水的［動(dòng)力］粘度。（x）TOC\o"1-5"\h\z.恒定流時(shí)的流線與跡線二者重合。 （Y）.有壓管道的測壓管水頭線只能沿程降低。（x） 22.工業(yè)管道的沿程摩阻系數(shù)義在紊流粗糙區(qū)隨R，增加而增加.（x）.均勻流的同一過水?dāng)嗝嫔?，各點(diǎn)流速相等。 （x）.直立平板靜水總壓力的作用點(diǎn)與平板的形心不重合。2.水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙。 （x）.水頭損失可以區(qū)分為沿程水頭損失和局部水頭損失。 （力.牛頓內(nèi)摩擦定律適用于所有的液體。 （x）.靜止液體中同一點(diǎn)各方向的靜水壓強(qiáng)數(shù)值相等。Z）.靜止水體中，某點(diǎn)的真空壓強(qiáng)為50kPa,則該點(diǎn)相對(duì)壓強(qiáng)為-50kPa。 （4）.水深相同的靜止水面一定是等壓面。 （力.恒定流一定是均勻流，層流也一定是均勻流。 （x）.紊流光滑區(qū)的沿程水頭損失系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān)。（力.靜水壓強(qiáng)的大小與受壓面的方位無關(guān)。 （力.恒定總流能量方程只適用于整個(gè)水流都是漸變流的情況。（x）duKSu Qu.--+—+―^=035.不可壓縮液體連續(xù)性微分方程dx ② 及 只適用于恒定流。（X）三、選擇題1、按連續(xù)介質(zhì)的概念，流體質(zhì)點(diǎn)是指D。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C.A、空氣B、清水C、血液D、酒精3、絕對(duì)壓強(qiáng)P"“、相對(duì)壓強(qiáng)p、真空值pv、當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)3之間的關(guān)系是C.abs abs_ _absA、P=p+pv p=P+PaC、pV二Pa.p4、圓管層流過流斷面的流速分布為 CoA、均勻分布B、對(duì)數(shù)曲線分布C、二次拋物線分5、一下那些概念屬于歐拉法AoA、流線B、跡線C、液體質(zhì)點(diǎn)D、液體微6、圓管紊流粗糙區(qū)的沿程摩阻系數(shù)2 B。AA、與雷諾數(shù)Re有關(guān)B、與管壁相對(duì)粗糙度d有關(guān)AC、與Re和d有關(guān)D、與和管長1有關(guān)7、速度V、長度1、時(shí)間t的無量綱組合是Dojv t 1 1A、ItB、vlc、vt2d、vt8、圓管斷面直徑由dl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.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C。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、流線與跡線通常情況下C。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,密度夕，壓強(qiáng)p的無量綱集合是 D。pp4NPA、VB、PC、PD、沖一12、雷諾數(shù)代表的是 D之比。A、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、一維流動(dòng)中，“截面積大處速度小，截面積小處速度大”成立的條件是 D。A,理想流體B、粘性流體C、可壓縮流體D、不可壓縮流體14、靜水中斜置平面壁的形心淹沒深he與壓力中心淹沒深hD的關(guān)系是B?A、大于B、小于C、等于D、無規(guī)律15、有一變直徑管流，小管直徑dl,大管直徑d2=2dl,則兩斷面雷諾數(shù)的關(guān)系是DC=1.57?e,口Re、=2Re?16、下列流體哪個(gè)屬于牛頓流體A