工程流體力學(xué)思考題章樣本模板

資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。向期末進(jìn)發(fā)!!!緒論什么叫流體?流體與固體的區(qū)別?流體是指能夠流動(dòng)的物質(zhì),包括氣體和液體。與固體相比,流體分子間引力較小,分子運(yùn)動(dòng)劇烈,分子排列松散,這就決定了流體不能保持一定的形狀,具有較大流動(dòng)性。流體中氣體和液體的主要區(qū)別有哪些?氣體有很大的壓縮性,而液體的壓縮性非常小;容器內(nèi)的氣體將充滿整個(gè)容器,而液體則有可能存在自由液面。什么是連續(xù)介質(zhì)假設(shè)?引入的意義是什么?流體充滿著一個(gè)空間時(shí)是不留任何空隙的,即把流體看作是自由介質(zhì)。意義:不必研究大量分子的瞬間運(yùn)動(dòng)狀態(tài),而只要描述流體宏觀狀態(tài)物理量,如密度、質(zhì)量等。何謂流體的壓縮性和膨脹性?如何度量?壓縮性:溫度不變的條件下,流體體積隨壓力變化而變化的性質(zhì)。用體積壓縮系數(shù)βp表示,單位Pa-1。膨脹性:壓力不變的條件下,流體體積隨溫度變化而變化的性質(zhì)。用體積膨脹系數(shù)βt表示,單位K-1。何謂流體的粘性,如何度量粘性大小,與溫度關(guān)系?流體所具有的阻礙流體流動(dòng),即阻礙流體質(zhì)點(diǎn)間相對運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)稱為粘滯性,簡稱粘性。用粘度μ來表示,單位N·S/m2或Pa·S。液體粘度隨溫度的升高而減小,氣體粘度隨溫度升高而增大。作用在流體上的力怎樣分類,如何表示?質(zhì)量力:采用單位流體質(zhì)量所受到的質(zhì)量力f表示;表面力:常見單位面積上的表面力Pn表示,單位Pa。什么情況下粘性應(yīng)力為零?(1)靜止流體(2)理想流體第二章流體靜力學(xué)1、流體靜壓力有哪些特性?怎樣證明?(1)靜壓力沿作用面內(nèi)法線方向,即垂直指向作用面。證明:eq\o\ac(○,1)流體靜止時(shí)只有法向力沒有切向力,靜壓力只能沿法線方向;eq\o\ac(○,2)流體不能承受拉力,只能承受壓力;因此,靜壓力唯一可能的方向就是內(nèi)法線方向。(2)靜止流體中任何一點(diǎn)上各個(gè)方向靜壓力大小相等,與作用方向無關(guān)。證明:2、靜力學(xué)基本方程式的意義和使用范圍?靜力學(xué)基本方程式:Z+=C或Z1+=Z2+幾何意義:靜止流體中測壓管水頭為常數(shù)物理意義:靜止流體中總比能為常數(shù)使用范圍:重力作用下靜止的均質(zhì)流體3、等壓面及其特性如何?在充滿平衡流體的空間里,靜壓力相等的各點(diǎn)組成的平面稱為等壓面。性質(zhì):靜止流體中,等壓力與質(zhì)量力相互垂直。4、靜力學(xué)基本公式說明哪些問題?它的適用條件是什么?(1)表明:eq\o\ac(○,1)重力作用下均質(zhì)流體內(nèi)部靜壓力與深度h呈線性關(guān)系;eq\o\ac(○,2)靜止流體內(nèi)部任意點(diǎn)的靜壓力由液面上靜壓力P0和液柱形成靜壓力兩部分組成,深度h相同的點(diǎn)靜壓力相等。eq\o\ac(○,3)靜止流體邊界上壓力的變化將均勻的傳遞到流體中每一點(diǎn)(帕斯卡定律)。(2)適用條件:絕對靜止和相對靜止。5、絕對壓力、表壓和真空度的意義及其相互關(guān)系如何?絕對壓力:以物理真空為零點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)稱為絕對標(biāo)準(zhǔn),按照絕對標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量的壓力稱為絕對壓力,用Pab表示。表壓:以當(dāng)?shù)卮髿鈮簽榱泓c(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)稱為相對標(biāo)準(zhǔn),按照相對標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量的壓力稱為相對壓力,用PM表示。絕對壓力大于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫r(shí),相對壓力大于零,稱為表壓。真空度:絕對壓力小于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫r(shí),相對壓力小于零,稱為真空壓力或真空度。關(guān)系:表壓是絕對壓力比當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Υ蠖嗌?真空度是絕對壓力比當(dāng)?shù)卮髿鈮毫π《嗌佟?、液式測壓計(jì)水力原理是什么?工作液的選擇與量程、精度關(guān)系?(1)原理:采用等壓面法,即靜止的、相互連通的同種液體,同一高度壓力相等。(2)關(guān)系:工作液密度越大,量程越大,精度越低。7、何謂相對靜止流體,與絕對靜止流體有什么共性?流體整體對地球有相對運(yùn)動(dòng),可是流體質(zhì)點(diǎn)之間沒有相對運(yùn)動(dòng),稱為相對靜止;流體整體對地球沒有相對運(yùn)動(dòng),稱為絕對靜止。共性:流體質(zhì)點(diǎn)間都沒有相對運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。何謂壓力中心?總壓力的作用點(diǎn)稱為壓力中心。何謂壓力體?確定壓力體的方法與步驟?壓力體:是由受力曲面、液體表面(或其延長線)以及兩者之間的鉛垂面所圍成的封閉體積。步驟:(1)將受力曲面根據(jù)具體情況分成若干段(2)找出各段的等效自由面(3)畫出每一段的壓力體并確定虛實(shí)(4)根據(jù)虛實(shí)相抵原則將各段壓力體合成,得到最終壓力體。10、潛體和浮體平衡條件?(略)潛體的平衡條件(1)重力和浮力大小相等,G=F(2)重心和浮心要在一條垂直線上,一定是重心在浮心之上浮體的平衡條件(1)重力和浮力大小相等,G=F(2)重心和浮心要在一條垂直線上,重心不一定在浮心之上第三章流體運(yùn)動(dòng)學(xué)1、描述流動(dòng)的拉格朗日法和歐拉法有什么區(qū)別?為什么常見歐拉法?拉格朗日法是從分析單個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)著手,來描述整個(gè)流體的流動(dòng)。它著眼流體質(zhì)點(diǎn),設(shè)法描述單個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程,研究流體質(zhì)點(diǎn)的速度、加速度、密度、壓力等參數(shù)隨時(shí)間變化規(guī)律,以及相鄰流體質(zhì)點(diǎn)之間這些參數(shù)的變化規(guī)律。歐拉法是從分析流體所占據(jù)的空間中各固定點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)著手,來研究這個(gè)流體的流動(dòng)。它著眼的不是流體質(zhì)點(diǎn),而是空間點(diǎn),即設(shè)法描述出空間點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù),如速度和加速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,以及相鄰空間點(diǎn)之間這些參數(shù)的變化規(guī)律。由于歐拉法只需要研究描述流體運(yùn)動(dòng)的物理量在空間的分布函數(shù),這樣便能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)分析理論和場論的方法來研究流場,在數(shù)學(xué)上歐拉法要比拉格朗日法方便的多。2、歐拉法中加速度如何表示?什么是當(dāng)?shù)丶铀俣群瓦w移加速度?歐拉法中加速度:a==+++或a==+(表示在同一空間點(diǎn)上由于流動(dòng)的不穩(wěn)定性引起的加速度,稱為當(dāng)?shù)丶铀俣?或時(shí)變加速度。表示同一時(shí)刻由于流動(dòng)的不均勻性引起的加速度,稱為前移加速度,或位變加速度。3、為什么要對流動(dòng)進(jìn)行分類?一般根據(jù)什么將流動(dòng)分為穩(wěn)定流和不穩(wěn)定流?針對不同的流動(dòng)有不同的研究方法,因此要對流體流動(dòng)進(jìn)行分類。根據(jù)流動(dòng)狀態(tài),將流動(dòng)分為穩(wěn)定流和不穩(wěn)定流。4、什么是跡線、流線、流束、有效斷面、平均流速和流量?跡線:流體質(zhì)點(diǎn)在不時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)軌跡稱為跡線。流線:用來描述流場中各點(diǎn)流動(dòng)方向的曲線,即矢量場的矢量線。流束:充滿流管內(nèi)部的流體的集合稱為流束。有效斷面:流束或總流上垂直于流線的斷面,稱為有效斷面。平均流速:有效斷面上速度的平均值。流量:單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)有效斷面的流利量,稱為流量。5、流線有何特點(diǎn)?它與跡線有何區(qū)別?特點(diǎn):(1)流線不能相交,但流線能夠相切;(2)流線在駐點(diǎn)(=0)或奇點(diǎn)()處能夠相交;(3)穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)流線的形狀和位置不隨時(shí)間變化,跡線與流線重合;(4)不穩(wěn)定流動(dòng),如果不穩(wěn)定僅僅是由速度的大小隨時(shí)間變化引起的,則流線形狀和位置不隨時(shí)間變化,跡線與流線重合;如果不穩(wěn)定是由速度的方向隨時(shí)間變化引起的,則流線的形狀和位置隨時(shí)間變化,跡線不會(huì)與流線重合。(5)流線疏密程度反映出流速的大小。流線密的地方速度大,流線疏的地方速度小。區(qū)別:(1)穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)流線的形狀和位置不隨時(shí)間變化,跡線與流線重合;(2)不穩(wěn)定流動(dòng),如果不穩(wěn)定僅僅是由速度的大小隨時(shí)間變化引起的,則流線形狀和位置不隨時(shí)間變化,跡線與流線重合;如果不穩(wěn)定是由速度的方向隨時(shí)間變化引起的,則流線的形狀和位置隨時(shí)間變化,跡線不會(huì)與流線重合。6、質(zhì)量流量和體積流量之間有何關(guān)系?常見單位是什么?質(zhì)量流量:單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)有效斷面的流體質(zhì)量,用Qm表示,單位Kg/s。體積流量:單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)有效斷面的流體體積,用Q表示,單位m3/s。關(guān)系:Qm=7、連續(xù)性方程的物理意義是什么?一元穩(wěn)定流動(dòng)的連續(xù)性方程:一個(gè)進(jìn)口和一個(gè)出口:沿一元穩(wěn)定流動(dòng)的流體質(zhì)量流量不變;多個(gè)進(jìn)出口:穩(wěn)定流動(dòng)中,流入與流出控制體的流量代數(shù)和為零?？臻g運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性方程:按照質(zhì)量守恒定律,凈流量與控制體內(nèi)流體質(zhì)量的變化值的和為零。8、流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)包括幾種?它與固體運(yùn)動(dòng)有何區(qū)別?運(yùn)動(dòng)方式:平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、線變形、角變形區(qū)別:剛體運(yùn)動(dòng)只有平移運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),微團(tuán)運(yùn)動(dòng)還包括線變形和角變形。第四章流體動(dòng)力學(xué)1、歐拉微分運(yùn)動(dòng)方程使用條件是什么?所有理想流體流動(dòng)。3、何謂緩變流?如何引入概念?緩變流是指流線之間夾角比較小和流線曲率半徑比較大的流動(dòng)。2、理想流體伯努利方程中各項(xiàng)的意義及應(yīng)用條件?理想流體伯努利方程:Z++=C幾何意義:Z位置水頭;壓力水頭;流速水頭物理意義:Z比位能;比勢能;比動(dòng)能適用條件:理想不可壓縮流體,質(zhì)量力只有重力,沿穩(wěn)定流的流線或微小流束。4、應(yīng)用實(shí)際流體總流伯努利方程應(yīng)注意哪些問題?(1)實(shí)際流體總流伯努利方程不是對任何流動(dòng)都適用,必須注意適用條件;(2)方程中位置水頭是相對比較而言,只要求基準(zhǔn)面是水平面就能夠,一般選取較低水平面為基準(zhǔn)面,使方程位置水頭一個(gè)為零,另一個(gè)為正值;(3)選取斷面時(shí),盡可能使兩個(gè)斷面只包含一個(gè)未知數(shù),但兩個(gè)斷面的平均流速能夠經(jīng)過連續(xù)性方程求得,只知道一個(gè)流速,就能求出另一個(gè)流速;(4)兩個(gè)斷面所用壓力標(biāo)準(zhǔn)必須一致,一般多用表壓;(5)方程中動(dòng)能修正系數(shù)a能夠近似取1。5、常見的節(jié)流式流量計(jì)有哪些,其理論依據(jù)是什么?(1)常見的節(jié)流式流量計(jì):孔板、噴嘴、文丘利管(2)原理:當(dāng)管路中液體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí),液流斷面收縮,在收縮斷面處流速增加,壓力降低,使節(jié)流裝置前后產(chǎn)生壓差。在選擇一定節(jié)流裝置情況下,流量越大,節(jié)流裝置前后壓差越大,因而能夠經(jīng)過測量壓差來計(jì)算流量大小。6、何謂水頭線和水力坡度?(1)水頭線:把各種水頭沿流程以曲線的的形式描繪出來。位置水頭的連線就是位置水頭線,壓力水頭加在位置水頭之上,其頂點(diǎn)的連線是測壓管水頭線;測壓管水頭線加上流速水頭,其頂點(diǎn)的連線就是總水頭線。(2)水力坡度:沿流程單位管長上的水頭損失稱為水力坡度,用i表示,i=7、測速管基本原理彎成直角的玻璃管一端開口面向來流,另一端垂直向上,管內(nèi)液面上升到