流體力學(xué)練習(xí)題庫-簡答題

簡答題

第一篇

1.什么是粘滯性？什么是牛頓內(nèi)摩擦定律？不滿足牛頓內(nèi)摩擦定律的流體是牛頓流體還是

非牛頓流體？

答：粘滯性是當(dāng)流體流動時，在流體內(nèi)部顯示出的內(nèi)摩擦力性質(zhì)。

T4

T=pA-du

牛頓內(nèi)摩擦定律是：dy：不滿足牛頓內(nèi)摩擦定律的流體是非牛頓流體。

2.在流體力學(xué)當(dāng)中，三個主要的力學(xué)模型是指哪三個？

答：（1）連續(xù)介質(zhì)；（2）無粘性流體；（3）不可壓縮流體。

3.什么是理想流體？

答：理想流體即指無粘性流體，是不考慮流體的粘性的理想化的流體。

4.什么是實際流體？

答：考慮流體的粘性的流體。

5.什么是不可壓縮流體？

答：不計流體的壓縮性和熱脹性的而對流體物理性質(zhì)的簡化。

6.為什么流體靜壓強的方向必垂直作用面的內(nèi)法線？

答：由于流體在靜止時，不能承受拉力和切力，所以流體靜壓強的方向必然是沿著作用面的

內(nèi)法線方向。

7.為什么水平面必是等壓面？

答：由于深度相等的點，壓強也相同，這些深度相同的點所組成的平面是一個水平面，可見

水平面是壓強處處相等的面，即水平面必是等壓面。

8.什么是等壓面？滿足等壓面的三個條件是什么？

答：在同一種液體中，如果各處的壓強均相等由各壓強相等的點組成的面稱為等壓面。滿足

等壓面的三個條件是同種液體連續(xù)液體靜止液體。

9.什么是阿基米德原理？

答：無論是潛體或浮體的壓力體均為物體的體積，也就是物體排開液體的體積。

10.潛體或浮體在重力G和浮力P的作用，會出現(xiàn)哪三種情況？

答：（I）重力大于浮力，則物體下沉至底；（2）重力等于浮力，則物體可在任一水深處維持

平衡；（3）重力小于浮力，則物體浮出液體表面，直至液體下部分所排開的液體重量等于物

體重量為止。

11.等角速旋轉(zhuǎn)運動液體的特征有那些？

答：（1）等壓面是繞鉛直軸旋轉(zhuǎn)的拋物面簇；（2）在同?水平面上的軸心壓強最低，邊緣壓

強最高。

12.什么是絕對壓強和相對壓強？

答：絕對壓強：以亳無一點氣體存在的絕對真空為零點起算的壓強。

相對壓強：當(dāng)?shù)赝叱痰拇髿鈮簭奝”為零點起算的壓強。

13.什么叫自由表面?

答：和大氣相通的表面叫自由表面。

14.什么是流線？什么是跡線？流線與跡線的區(qū)別是什么？

答：流線是某一瞬時在流場中畫出的一條空間曲線，此瞬時在曲線上任一點的切線方向與

該點的速度方向重合，這條曲線叫流線。

區(qū)別：跡線是流場中流體質(zhì)點在一段時間過程中所走過的軌跡線。流線是由無究多個質(zhì)點組

成的，它是表示這無究多個流體質(zhì)點在某一固定瞬間運動方向的曲線。而跡線則是在時間過

程中表示同一流體質(zhì)點運動的曲線。

15.什么是流場？

答：我們把流體流動占據(jù)的空間稱為流場，流體力學(xué)的主要任務(wù)就是研究流場中的流動。

16.什么是歐拉法？

答：通過描述物理量在空間的分布來研究流體運動的方法稱為歐拉法。

17.什么是拉格朗日法？

答：通過描述每一質(zhì)點的運動達(dá)到了解流體運動的方法。

18.什么是恒定流動？什么是非恒定流動？

答：動平衡的流動，各點流速不隨時間變化，由流速決足的壓強、粘性力也不隨時間變化，

這種流動稱之為恒定流動反之為非恒定流動。

19.什么是沿程損失？

答：在沿程不變的管段上，流動阻力沿程也基本不變，稱這類阻力為沿程阻力，克服沿程

阻力引起的能量損失為沿程損失。

20.什么是局部損失？

答：在邊壁急劇變化的區(qū)域，阻力主要地集中在該區(qū)域中及其附近，這種集中分布的阻力稱

為局部阻力?？朔植孔枇Φ哪芰繐p失為局部損失。

21.什么叫孔口自由出流和淹沒出流？

答：在容器側(cè)壁或底壁上開一孔口，容器中的液體自孔口出流到大氣中，稱為孔口自由出

流。如出流到充滿液體的空間，則稱為淹沒出流。

22.什么是有旋流動？什么是無旋流動？

答：流體微團的旋轉(zhuǎn)角速度不完全為零的流動稱為有旋流動，流場中各點旋轉(zhuǎn)角速度等于

零的運動，成為無旋運動，

23.在流體力學(xué)中，拉格朗日分析法和歐拉分析法有何區(qū)別？

答：拉格朗日法著眼于流體中各質(zhì)點的流動情況跟蹤每一個質(zhì)點觀察與分析該質(zhì)點的運動

歷程然后綜合足夠多的質(zhì)點的運動情況以得到整個流體運動的規(guī)律。

歐拉法著眼于流體經(jīng)過空間各固定點時的運動情況它不過問這些流體運動情況是哪些流

體質(zhì)點表現(xiàn)出來的也不管那些質(zhì)點的運動歷程因此拉格朗曰分析法和歐拉分析法是描述流

體的運動形態(tài)和方式的兩種不同的基本方法。

24.什么叫流管、流束、過流斷面和元流？

答：在流場內(nèi)，取任意非流線的封閉曲線L,經(jīng)此曲線上全部點做流線，這些流線組成的管

狀流面，稱為流管.流管以內(nèi)的流體，稱為流束.垂直于流束的斷面稱為流束的過流斷面,

當(dāng)流束的過流斷面無限小時，這根流束就稱為元流。

25.什么是入口段長度？對于層流、紊流分別用什么表示？

答：從入口到形成充分發(fā)展的管流的長度稱為入口段長度，以工￡表示。對于層流：

生=0.028Re生=50

d；對于紊流：d。

26.什么是單位壓能？

P_

答：,是斷面壓強作用使流體沿測壓管所能上升的高度，水力學(xué)中稱為壓強水頭，表示壓

力作功所能提供給單位重量流體的能量，稱為單位壓能,

27.什么是滯止參數(shù)？

答：氣流某斷面的流速，設(shè)想以無摩擦絕熱過程降低至零時，斷面各參數(shù)所達(dá)到的值，稱為

氣流在該斷面的滯止參數(shù)，滯止參數(shù)一下標(biāo)“0”表示。

28.氣流速度與斷面的關(guān)系有哪幾種？

答：M<1為亞音速流動，說明速度隨斷面的增大而減慢；隨斷面的減少而加快。M>1為超音

速流動，說明速度隨斷面的增大而加快；隨斷面的減少而減慢。M=1既氣流速度與當(dāng)?shù)匾羲?/p>

相等，此時稱氣體處于臨界狀態(tài)。

29.什么是幾何相似、運動相似和動力相似？

答：幾何相似是指流動空間幾何相似，即形成此空間任意相應(yīng)兩線段交角相同，任意相應(yīng)

線段長度保持一定的比例，

運動相似是指兩流動的相應(yīng)流線幾何相似，即相應(yīng)點的流速大小成比例，方向相同。

動力相似是指要求同名力作用，相應(yīng)的同名力成比例。

30.要保證兩個流動問題的力學(xué)相似所必須具備的條件是什么？

答：如果兩個同一類的物理現(xiàn)象，在對應(yīng)的時空點上，各標(biāo)量物理量的大小成比例，各向量

物理量除大小成比例外，且方向相同，則稱兩個現(xiàn)象是相似的。要保證兩個流動問題的力學(xué)

相似，必須是兩個流動幾何相似，運動相似，動力相似，以及兩個流動的邊界條件和起始條

件相似。

31.什么是因次分析法？

答：因次分析法就是通過對現(xiàn)象中物理量的因次以及因次之間相互聯(lián)系的各種性質(zhì)的分析

來研究現(xiàn)象相似性的方法，

32.為什么虹吸管能將水輸送到一定的高度？

答：因為虹吸管內(nèi)出現(xiàn)了真空。

33.什么是泵的揚程？

答：泵所愉送的單位重量流量的流體從進(jìn)口至出口的能量增值。也就是單位重量流量的流

體通過泵所獲得的有效能量。單位是m。

34.什么是水力半徑？什么是當(dāng)量直徑？

R=—

答：水力半徑R的定義為過流斷面面積A和濕周力之比，即Z；當(dāng)量直徑加=4R。

35.什么是氣蝕現(xiàn)象？產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象的原因是什么？

答：氣蝕是指浸蝕破壞材料之意，它是空氣泡現(xiàn)象所產(chǎn)生的后果。

原因有下：泵的安裝位置高出吸液面的高差太大；泵安裝地點的大氣壓較低；泵所輸送的液

體溫度過高。

36.為什么要考慮水泵的安裝高度？什么情況下，必須使泵裝設(shè)在吸水池水面以下？

答：避免產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。吸液面壓強處于氣化壓力之下或者吸水高度大于10米時必須使泵

裝設(shè)在吸水池水面以下。

37.試述泵與風(fēng)機的工作原理

答：當(dāng)葉輪隨軸旋轉(zhuǎn)時，葉片間的氣體也隨葉輪旋轉(zhuǎn)而獲得離心力，并使氣體從葉片間的

出口處甩出。被甩出的氣體及入機殼，于是機殼內(nèi)的氣體壓強增高，最后被導(dǎo)向出口排出。

氣體被甩出后，葉輪中心部分的壓強降低。外界氣體就能使風(fēng)機的的吸入口通過葉輪前盤中

央的孔口吸入，源源不斷地輸送氣體。

以i=—(W2TOO,乙2Tbo—"l7bc.乙17*8)

38.歐拉方程：8有哪些特點？

答：(1)用動量矩定理推導(dǎo)基本能量方程時，并未分析流體在葉輪流道中途的運動過程，于

是流體所獲得的理論揚程”可，僅與液體在葉片進(jìn)、出口的運動速度有關(guān)，而與流動過程

無關(guān)；

(2)流體所獲得的理論揚程”近，與被輸送流體的種類無關(guān)。也就是說無論被輸送的流體

是水或是空氣，乃至其它密度不同的流體；只要葉片進(jìn)、出口的速度三角形相同，都可以得

到相同的液柱或氣柱高度(揚程)。

39.為什么要采用后向葉型?

答：動壓水頭成分大，流體在蝸殼及擴壓器中的流速大，從而動靜壓轉(zhuǎn)換損失必然較大，實

踐證明，了解這種情況是很有意義的。因為在其它條件相同時，盡管前向葉型的泵和風(fēng)機的

總的揚程較大，但能量損矢也大，效率較低。因此離心式泵全采用后向葉輪。在大型風(fēng)機中，

為了增加效率或見得噪聲水平，也幾乎都采用后向葉型.

40.流體流經(jīng)過泵或風(fēng)機時，共包括那些損失？

答：（1）水力損失（降低實際壓力）；

（2）容積損失（減少流量）：

（3）機械損失。

41.試述液體靜力學(xué)的基本方程及其各項的物理意義.

Z+—=c

（D靜力學(xué)基本方程：Pg或P=P0+Pgh

說明液體內(nèi)任一點的比勢能相等或流體靜壓力隨其淹沒深度的增加而增大。

（2）Z——比位能

P

Pg------比壓能

42.如何判別層流與紊流？為什么說在圓管層流中的沿程水頭損失與流速的一次方成正比？

利用雷諾數(shù)的大小判別流體的流動狀態(tài)。當(dāng)RQ2000紊流，Re<2000為層流。

圓管內(nèi)的液體作層流運動時，根據(jù)達(dá)西公式

..Lu264vLu

nL=X------=----------

d2g""2g,從中可以看出水力損失與流速成一次方。

43.如何判別層流與紊流，為什么說在圓管層流中的沿程水頭損失與流速的一次方成正比？

利用雷諾數(shù)的大小判別流體的流動狀態(tài)。當(dāng)Re>2000紊流，Re<2000為層流。

圓管內(nèi)的液體作層流運動時，根據(jù)達(dá)西公式

Lu264vLu

hj=A?一?—=----------

d功dd2g,從中可以看出水力損失與流速成一次方。

44.串聯(lián)和并聯(lián)管路各有什么特點？

串聯(lián)管路若連接點處無泄漏，則各段流量相等?？偹^損失為各段損失之和。并聯(lián)管路由流

量連續(xù)性原理可知，總流最等于各分支點流顯之和。并聯(lián)管段中，單位質(zhì)量流體所產(chǎn)生的水

頭損失相等。

45.流體力學(xué)中之系統(tǒng)是什么意思？它有哪些特點？

系統(tǒng)是一團流體質(zhì)點的集合。它始終包含著相同的流體質(zhì)點，而且具有確定的質(zhì)量。

一個系統(tǒng)的形狀、位置等均可改變，但它包含的物質(zhì)一定不變。

46.流體力學(xué)研究中為什么要引入連續(xù)介質(zhì)假設(shè)？

連續(xù)介質(zhì)流體力學(xué)或固體力學(xué)研究的基本假設(shè)之一。

它認(rèn)為流體或固體質(zhì)點在空間是連續(xù)而無空隙地分布的，且質(zhì)點具有宏觀物理量如質(zhì)量、速

度、壓強、溫度等，都是空間和時間的連續(xù)函數(shù)，滿足一定的物理定律。

47.應(yīng)用動量方程應(yīng)注意哪些問題？

應(yīng)用動量方程時必須首先選定控制體、動量方程是一個向量方程

動量方程中的流速有流入和流出、作用于控制體的外力包括表面力和質(zhì)量力、壓力用同性質(zhì)

的力。當(dāng)所求的未知方向不能確定時可以事先假定一個方向。

48.什么是毛細(xì)現(xiàn)象？對測量有何影響？

在液體里插入一根細(xì)管，管內(nèi)外液機產(chǎn)生高度差的現(xiàn)象稱為毛細(xì)現(xiàn)象。

由于毛細(xì)現(xiàn)象會使壓力測量存在一定的誤差。

49.什么是體積流量、重量流量及質(zhì)量流量？他們之間有何關(guān)系？

單位時間內(nèi)通過過流斷面的流體體積量稱為體積流量

單位時間內(nèi)通過過流斷面的流體質(zhì)量稱為質(zhì)量流量

單位時間內(nèi)通過過流斷面的流體重量稱為重量流量

Q；=GQm

Q,“=pQ、

50.為什么不能用臨界速度作為判別流體流態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)？

用臨界速度判別流態(tài)并不方便宜，雷諾通過大量實驗發(fā)現(xiàn)，臨界速度隨著流體的粘度和流體

管徑不同而變化，影響臨界速度的因素有四個，分別是速度、管徑、密度和流體的粘度。

并且上臨界速度和下臨界速度不一致，所以工程上不用I缶界速度判別流體的流動狀態(tài)。

51.能量損失有幾種形式？為什么會產(chǎn)生能量損失？

由于實際流體均具有粘性，因此流體在流場流動時將受到流動阻力，為了克服這種阻力，而

使部分機械能轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉，這種機械能的消耗稱為能量損失。

流體流動時能量損失可以分為二部分，一是沿程水力損失；二是局部水力損失。

52.歐拉法和拉格朗日法在分析流體運動上有什么區(qū)別？為什么常用歐拉法？

拉格朗日法著眼于個別流體質(zhì)點，通過跟蹤每一個流體質(zhì)點來尋求流體的運動規(guī)律。

歐拉法著眼于充滿運動流體的空間，研究不同空間點上流體質(zhì)點的速度、壓力等運動要素隨

時間的變化規(guī)律。

歐拉法能將流體質(zhì)點的復(fù)雜運動的情況以質(zhì)點流經(jīng)各固定點時的流動特性來表示，也就是說

只研究流體質(zhì)點經(jīng)過空間各點時的運動情況，而不去討論各流體質(zhì)點運動的全過程，可以用

空間坐標(biāo)的函數(shù)式進(jìn)行分析，所以工程上常用歐拉法。

53.流體粘性產(chǎn)生的原因是什么？影響流體粘性的因素有哪叫？

54.粘性的表示方法杓幾種？影響流體拈性的因素有哪些？

55.舉例說明等壓面在靜力學(xué)計算中的應(yīng)用

56.舉例說明壓力體在靜力學(xué)計算中的應(yīng)用

57.什么是流線？它有哪些基本特征？

58.簡述伯努利方程最“，五二const的物理意義和幾何意義。

59.什么是并聯(lián)管路？它有哪些特點？

60.什么是壓差阻力？產(chǎn)生壓差阻力的主要原因是什么？

第一篇

1、流體靜壓強的特性是什么？

2、尼古拉茲實驗分區(qū)級意義是什么？

3、附面層提出的意義？

4、溫差或濃差射流彎曲產(chǎn)生的原因是什么？

5、附面層分離的原因是什么？

6、運動粘滯系數(shù)r的物理意義是什么？

7、流體動力粘滯系數(shù)u的物理意義是什么？

8、元流的特性是什么？

9、伯努利方程N+；十五=常數(shù)中各項的物理意義？

10、管網(wǎng)水力計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、自由紊流射流的運動、動力特征是什么？

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、簡要說明管道流動局部阻力損失產(chǎn)生的機理。

18、卜式不可壓縮流體N-S方程中，各項的物理意義是什么？

pdxdy~dz~dt

19.等壓面是水平面的條件有那些？

20.流體靜壓強的有那兩個特性？

21.說明描述流體運動的兩種方法（拉格朗日法與歐拉法）的主要區(qū)別。

22.何謂不可壓縮流體？

23.試述系統(tǒng)和控制體的概念。

24.何謂絕對壓瑚？何謂L示壓弓雖？

25.試述理想流體和粘性流體的概念。

26.試述流線和跡線的概念。

27.試解釋水擊現(xiàn)象.

28.試述層流和紊流的概念。

29.試述有旋流動和無旋流動的概念。

30.混合氣體密度如何計算，并列出計算公式。

R1.對于靜止液體，當(dāng)作用在液體上的質(zhì)量力僅有重力時，則液體中的哪些面是等壓面？

32.什么是有效截面？流道中流線互相平行時，有效截面形式如何？

33.什么是紊流的時均速度？寫出紊流時均速度軸向分量的定義式，指出式中各符號的含義。

34.穩(wěn)定流動與不穩(wěn)定流力。

35.產(chǎn)生流動阻力的原因。

36.串聯(lián)管路的水力特性。

37.如何區(qū)分水力光滑管和水力粗糙管，兩者是否固定不變？

38.靜壓強的兩個特性。

39.連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的內(nèi)容。

40.實際流體總流的伯諾利方程表達(dá)式及其適用條件。

41.因次分析方法的基本原理。

42.歐拉數(shù)的定義式及物理意義。

43.壓力管路的定義。

44.長管計算的第一類問題。

45.作用水頭的定義。

46.噴射泉的工作原理。

47.動量方程的標(biāo)量形式。

48.等壓面的特性。

49.空間連續(xù)性微分方程式及其物理意義。

50.分析局部水頭損失產(chǎn)生的原因。

51.雷諾數(shù)、富勞德數(shù)及歐拉數(shù)三個相似準(zhǔn)數(shù)的定義式及物理意義。

52.什么是理想液體？為什么要引入理想液體的概念？

答案：理想液體是指沒有粘滯性的液體。

實際液體都具有粘滯性，在液體流動時會引起能量損失，給分析液體運動帶來很大困難。為

了簡化液體運動的討論,我們引入了理想液體的概念，忽略液體的粘滯性，分析其運動規(guī)律，

然后再考慮粘滯性影響進(jìn)行修正，可以得到實際水流的運動規(guī)律，用以解決實際工程問題。

這是水力學(xué)重要的研究方法。

53.“均勻流一定是恒定流”，這種說法是否正確？為什么？

答案：這種說法錯誤的。均勻是相對于空間分布而言，恒定是相對于時間而言。當(dāng)流量不變

通過一變直徑管道時，雖然是恒定流，但它不是均勻流.

54.簡述尼古拉茲實驗中沿程水力摩擦系數(shù)X的變化規(guī)律。

答案：通過尼古拉茲實驗可以發(fā)現(xiàn)：在層流中人僅是雷諾數(shù)R。的函數(shù)并與R。成反比；在層

A

流到紊流過渡區(qū)，入僅是Re的函數(shù)；在紊流光滑區(qū)入二門(Re)；過渡區(qū)、=f2(Re,-)；

AR

粗糙區(qū)、=f3(-),紊流粗糙區(qū)又稱為阻力平方區(qū)。

55.為什么舍齊公式1，-。阿只適用于阻力平方區(qū)？

答案：舍齊公式是根據(jù)明渠均勻流的大量觀察資料總結(jié)的公式，自然界中明渠水流幾乎都處

于紊流阻力平方區(qū)，因此該公式只適用于紊流阻力平方區(qū)。

56.流動相似的含義是什么？

答案：流動相似包括幾何相似、運動相似和動力相似。其中幾何相似是前提，動力相似是保

證，才能'實現(xiàn)流動相似。

57.從力學(xué)意義上解釋明渠均勻流只能在正坡渠道中產(chǎn)生的原因。

答案：均勻流的斷面平均流速水頭和壓強水頭沿程不變，但水流運動總要消耗能量，因此從

能量方程來分析，只能消耗位能來克服水流阻力。所以均勻流只能產(chǎn)生在正坡渠道中。

58.分析水面曲線時，如何尋找急流和緩流的控制斷面？

答案：急流的控制斷面在上游，因為外界對急流的干擾不能向上游傳播；緩流的控制斷面在

下游，其原因與急流正好相反。

59.在滲流計算中達(dá)西定律與杜比公式有何區(qū)別？

答案：達(dá)西定律適用于任一點的滲流流速u=kj,其適用于恒定均勻?qū)恿鳚B流；而杜比公式

是適用于恒定非均勻漸變層流滲流，同一過水?dāng)嗝嫔细鼽c的滲流流速都相等且等于尸kJ。

60.試寫出歐拉平衡方程式，并分析其適用條件

X」史=0,