流体力学复习题解
流体力学复习题解
1. <题目>( )如果流体是均质的，则其密度为。
A．G╱V B．M╱V C．V╱M D．V╱G
<参考答案> B
2. <题目>( )下列单位中是重度的单位。
A．kg╱m3 B．N╱m3 C．m3╱kg D．无量纲系数
<参考答案> B
3. <题目>( )体积膨胀系数的物理意义是当不变时，每增加单位所产生流体的相对变化率，正确的填空顺序是。
A、 A．温度体积压强B．压强温度体积
B、 C．压强体积温度D．温度压强体积
<参考答案> B
4. <题目>( )气体当满足下列的条件时，其粘度增加。
A. A．压强增大，温度降低B．压强减小，温度降低
C．压强增大，温度升高D．压强减小，温度升高
<参考答案> D
5. <题目>( )如不特殊指出，流量的单位通常不是指下列中的。
A．m3╱s B．l╱min C．l╱s D．kg╱s
<参考答案> D
6. <题目>( )管中流量一定时，流体的流动状态（雷诺数）与直径成。
A．正比B．反比C．不一定D．无关
<参考答案> B
7. <题目>( )对于Z1+ P1╱γ1+U12╱2g= Z2+ P2╱γ2+U22╱2g+hf下列说法哪个是正确的?
A. A．方程是帕斯卡定率的表达式B．方程既适用于层流的流动也适用于湍流的流动
B. C．方程是理想流体的伯努利方程D．方程式适用于各种汇合及分支流动
<参考答案> B
8. <题目>( )两不同形状的容器底面积A1=A2，盛满高度为h的两种质量均为1千克液体，则液体作用在内底部的作用力P1、P2应是。
A. A．相同B．不同C．P1>P2 D．P1 <参考答案> B 9. <题目>( )流体与固体的主要别在于流体的。 A．粘性B．易流性C．粘度D．流动阻力 <参考答案>B 10. <题目>( )管中层流时，中心处的流速是平均流速的倍。 A．1.2倍B．2.0倍C．2.5倍D．1.5倍 <参考答案> B 11. <题目>( )管中层流时过流断面上的流速分布。 A．趋于平面B．呈抛物面C．趋于圆锥面D．呈半圆面 <参考答案>B 12. <题目>( )管中层流时，水头损失正比于流速的次方。A．1 B．2 C．1．25 D．1．75 <参考答案> A 13. <题目>( )两根管子的综合阻力参数分别为K1=90000，K2=40000。串联连接的总的 综合阻力参数是并联的倍。 A．7 B．8 C．9 D．10 <参考答案> C 14. <题目>( )计算突然扩大管的水头损失不能用下列公式。 A．(V1-V2)2╱2g B．（V12-V22）╱2g C．ζ1V12╱2g D．ζ2V22╱2g <参考答案> B 15. <题目>( )达西公式用于计算水头损失。 A．局部B．沿程C．压强D．功率 <参考答案> B 16. <题目>（）如果流体是均质的，则其重度为。 A．G╱V B．M╱V C．V╱M D．V╱G <参考答案> A 17. <题目>（）下列单位中那一个是比体积的单位？ A．kg╱m3 B．N╱m3 C．m3╱kg D．无量纲系数 <参考答案> C 18. <题目>（）体积压缩系数的物理意义是当不变时，每增加单位所产生流体的相对变化率，正确的填空顺序是。 A、 A．温度体积压强B．压强温度体积 B、 C．体积温度压强D．温度压强体积 <参考答案> D 19. <题目>（）液体当满足下列条件时其粘度增大。 A. A．压强增大，温度降低B．压强减小，温度降低 B. C．压强增大，温度升高D．压强减小，温度升高 <参考答案> A 20. <题目>（）如不特殊指出，在常用的国际单位制中，流量的单位通常是指下列中的。 A．m3╱s B．l╱min C．l╱s D．kg╱s <参考答案> A 21. <题目>（）判定流体的流动状态（层流和紊流）的依据是。 A．流速B．粘度C．佛氏数D．雷诺数 <参考答案> D 22. <题目>（）对于Z1+ P1╱γ1+U12╱2g= Z2+ P2╱γ2+U22╱2g+hf中的hf，下列正确的说法是。 A．hf是流体流动中的位能损失B．hf是流体流动中的压能损失 C．hf是流体流动中的动能损失D．hf是流体流动中的位能、压能和动能损失之和 <参考答案> D 23. <题目>（）两个不同形状的容器底面积A1=A2，盛满高度为h的同种液体，质量分别为1千克和1.2千克，则液体作用在内底部的作用力P1、P2应是。A．P1=P2 B．不同C．P1>P2 D．P1 <参考答案> A 24. <题目>（）流体在运动时内部产生切应力的性质叫做流体的。 A．粘性B．易流性C．粘度D．流动阻力 <参考答案> A 25. <题目>（）管中层流时，平均流速是中心处流速的倍。 A．1.2倍B．0.5倍C．2.5倍D．1.5倍 <参考答案> B 26. <题目>（）管中紊流时动能、动量的修正系数接近于1，是因为管中断面上的流速分布的原因。 A．较均匀B．呈抛物面形C．呈线形D．呈圆面状 <参考答案> A 27. <题目>（）粗糙管紊流时，水头损失正比于流速的次方。 A．1 B．2 C．1.25 D．1.75 <参考答案> B 28. <题目>（）计算沿程阻力时，其沿程阻力系数λ与有关。 A．管壁粗糙度B．流动状态C．Ａ＋ＢD．管子尺寸 <参考答案> C 29. <题目>（）两管子的综合阻力参数同为K1=K2=10000。串联连接的总的综合阻力参数是并联的倍。 A．4 B．6 C．8 D．10 <参考答案> C 30. <题目>（）包达定理是计算水头损失一般公式。 A．沿程B．局部C．压强D．功率 <参考答案> B 31. <题目>解释概念：迹线，流管。 <参考答案>流体质点的运动轧迹即为迹线。在流场中任取一封闭曲线，在曲线上引无数条流线，则流线构成的空间曲面即为流管。 32. <题目>压力棱柱与压力体的区别。 <参考答案>压力棱柱具有力的量纲，而压力体是一个纯几何体的体积。 33. 管中流动怎样减少沿程阻力？ <参考答案> 减少管路长度、增大管路直径、减小管壁粗糙度、降低流速。 34. <题目>层流和紊流的主要区别是什么？ <参考答案> 层流流动流体的质点的物理量只有一个主流方向，而湍流流动流体的质点不但有主流方向的物理量，还有"脉动"方向的物理量。 35. <题目>解释概念：流线，总流； <参考答案> 流场中瞬间的光顺曲线，曲线上每一点的流速方向与曲线相切。流管中流体的总和为总流。 36. <题目>什么是毛细管现象； <参考答案>内径较小的管子插入液体中时，由于表面张力的作用会使管内的液体自动上升或下降一定的高度的现象。 37. <题目>流动着的流体都受到哪些作用力；<参考答案>质量力；表面力；粘性力。 38. <题目>什么是理想流体、实际流体，其主要区别是什么。 <参考答案>粘度为0的流体为理想流体，其在流动过程中无能量损失，实际上是不存在的；而实际流体的粘度不为0，流动中存在由于粘性引起的能量损失。 39. <题目>在如图所示的密闭容器上装有U形水银测压计,其中1,2,3点位于同一水平面上，其压强关系为： A.p1=p2=p3； B.p1>p2>p3； C.p1 D.p2 <参考答案>C 40. <题目>如图所示; A.p0=pa； B.p0>pa； C.p0 D.无法判断。 <参考答案>B 41. <题目> 如图所示的密封容器，当已知测压管高出液面h=1.5m，求液面相对压强p0，用水柱高表示。容器盛的液体是汽油。（γ=7.35KN/m3） A.1.5m； B.1.125m； C.2m； D.11.5m。 <参考答案>B 42. <题目>图示水深相差h的A、B两点均位于箱内静水中，连接两点的U形汞压差计的液面高差hm，试问下述三个值hm哪一个正确？ <参考答案>（3）。因为压差计所测的压差为两测点的测压管水头。在平衡流体任意两点的测压管水头都是相等的。 43. <题目>任意形状平面壁上静水压力的大小等于____处静水压强乘以受压面的面积。A．受压面的中心； B. 受压面的重心； C. 受压面的形心； D.受压面的垂心。<参考答案>C 44. <题目>浮体的稳定性条件是： A、浮体的定倾半径必须小于浮心与形心的偏心距； B、浮体的定倾半径必须大于浮心与形心的偏心距； C、浮体的定倾半径必须小于浮心与重心的偏心距； D、浮体的定倾半径必须大于浮心与重心的偏心距 <参考答案>D 45. <题目>下面关于流体粘性的说法中，不正确的是： A、粘性是流体的固有属性； B、粘性是运动状态下，流体有抵抗剪切变形速率能力的量度； C、流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重性； D、流体的粘度随温度的升高而增大 <参考答案>D 46. <题目>金属压力表的读数值是： A. 绝对压强； B. 相对压强； C. 绝对压强加当地大气压； D. 相对压强加当地大气压。<参考答案>B 47. <题目>一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下4.2m处测压管高度为2.2m，设当地大气压为1个工程大气压，则容器内绝对压强为几米水柱? A、 2m； B. 1m； C. 8m；D、-2m <参考答案>C 48. <题目>为什么水通常被视为不可压缩流体？ <参考答案>因为水的Eu =2×109 Pa ，在压强变化不大时，水的体积变化很小，可忽略不计，所以通常可把水视为不可压缩流体。 49. <题目>自来水水龙头突然开启或关闭时，水是否为不可压缩流体？为什么？ <参考答案>为可压缩流体。因为此时引起水龙头附近处的压强变化，且变幅较大。 50. <题目>理想流体有无能量损失？为什么？ <参考答案>无。因为理想流体m=0 ，没有切应力。 51. <题目>流体的切应力与有关，而固体的切应力与有关。 <参考答案>剪切变形速率；剪切变形大小 52. <题目>流体的粘度与哪些因素有关？它们随温度如何变化？ <参考答案>流体的种类、温度、压强。液体粘度随温度升高而减小，气体粘度随温度升高而增大。 53. <题目>牛顿流体的t与du/dy成正比，那么t与du/dy成正比的流体一定是牛顿流体吗？<参考答案>不一定，因为宾汉塑性流体的t与du/dy成正比，但曲线不通过原点。 54. <题目>为什么荷叶上的露珠总是呈球形？ <参考答案>表面张力的作用。 55. <题目>一块毛巾，一头搭在脸盆内的水中，一头在脸盆外，过了一段时间后，脸盆外的台子上湿了一大块，为什么？ <参考答案>毛细现象。 56. <题目>为什么测压管的管径通常不能小于1厘米？ <参考答案>如管的内经过小，就会引起毛细现象，毛细管内液面上升或下降的高度较大，从而引起过大的误差。 57. <题目>若测压管的读数为h1，毛细高度为h2，则该点的测压管实际高度为多少？（测压管的工作流体分别为水和水银） <参考答案>h1-h2 --水，h1+h2 --水银 58. <题目>在高原上煮鸡蛋为什么须给锅加盖？ <参考答案>高原上，压强低，水不到100℃就会沸腾，鸡蛋煮不熟，所以须加盖。 59. <题目>试简述水轮机叶片空蚀的原因？ <参考答案>低压处产生气泡，气泡随水流到高压处破灭，产生冲击力，剥蚀叶片，形成空蚀。 60. <题目>流体能否达到完全真空状态？若不能，则最大真空度为多少？ <参考答案>不能，最大真空度等于大气压强与汽化压强的差值。 61. <题目>静止的流体受到哪几种力的作用？ <参考答案>重力与压应力，无法承受剪切力。 62. <题目>运动中的流体受到哪几种力的作用？ <参考答案>重力、惯性力、压应力、剪切力。 63. <题目>运动中的理想流体受到哪几种力的作用？ <参考答案>重力、惯性力、压应力，因为无粘性，故无剪切力。64. <题目>仅有重力作用的静止流体的单位质量力为多少？（坐标轴z与铅垂方向一致，并竖直向上）。 <参考答案>X=Y=0，Z=-g 65. <题目>什么是等压面？等压面的条件是什么？ <参考答案>等压面是指流体中压强相等的各点所组成的面。只有重力作用下的等压面应满足的条件是：静止、连通、连续均质流体、同一水平面。 66. <题目>相对平衡的流体的等压面是否为水平面？为什么？什么条件下的等压面是水平面？ <参考答案>不一定，因为相对平衡的流体存在惯性力，质量力只有重力作用下平衡流体的等压面是水平面。 67. <题目>压力表和测压计上测得的压强是绝对压强还是相对压强？ <参考答案>相对压强 68. <题目>盛有液体的敞口容器作自由落体时，容器壁面上的压强分布如何？ <参考答案>答：∴p =const 自由液面上p = 0。 ∴p = 0 69. <题目>若人所能承受的最大压力为1 . 274MPa（相对压强），则潜水员的极限潜水深度为多少？ <参考答案>潜水员的极限潜水深度为： 70. <题目>若测压管水头为1m，压强水头为1.5m，则测压管最小长度应该为多少？ <参考答案>测压管最小长度为1.5m。 71. <题目>为什么虹吸管能将水输送到一定的高度？ <参考答案>因为虹吸管内出现了真空。 72. <题目> <题目>在传统实验中，为什么常用水银作U型测压管的工作流体？ <参考答案>1、压缩性小；2、汽化压强低；3、密度大。 73. <题目>图示两种液体盛在同一容器中，且g 1 <参考答案>对。 74. <题目>浸没在水中的三种形状的平面物体，面积相同，形心处的水深相等。问：哪个受到的静水总压力最大？压心的水深位置是否相同？ <参考答案>相同；不相同 75. 挡水面积为A的平面闸门，一侧挡水，若绕通过其形心C的水平轴任转a角，其静水总压力的大小、方向和作用点是否变化？ <参考答案>大小不变；方向变，但始终与闸门垂直；作用点不变 76. <题目>使用图解法和解析法求静水总压力时，对受压面的形状各有无限制？为什么？<参考答案>图解法有，规则形状，为了便于作压强分布图；解析法无。 77. <题目> 垂直放置的矩形平板挡水，水深3m，静水总压力P的作用点到水面的距离yD为： <参考答案>2/3h=2m。 78. <题目>浮体的平衡稳定条件是什么？当r <参考答案>重心在定倾中心之下；不稳定平衡、随遇平衡。 79. <题目>什么是流线、迹线、色线？它们有何区别？ <参考答案>流线（Stream Line）是表示某一瞬时流体各点流动趋势的曲线，曲线上任一点的切线方向与该点的流速方向重合。 迹线（Path Line）是指某一质点在某一时段内的运动轨迹线。 色线又称脉线，是源于一点的很多流体质点在同一瞬时的连线。 80. <题目>流线、迹线各有何性质？流线、迹线各有何性质？ <参考答案>流线的性质： a、同一时刻的不同流线，不能相交。 b、流线不能是折线，而是一条光滑的曲线。 c、流线簇的疏密反映了速度的大小（流线密集的地方流速大，稀疏的地方流速小）。 81. <题目>实际水流中存在流线吗？引入流线概念的意义何在？ <参考答案>不存在。引入流线概念是为了便于分析流体的流动，确定流体流动趋势。 82. <题目>“只有当过水断面上各点的实际流速均相等时，水流才是均匀流”，该说法是否正确？为什么？ <参考答案>不对。均匀流是指流速的大小与方向沿程不发生改变，并非对同一过水断面上的各点流速而言。 83. <题目>恒定流、均匀流等各有什么特点？ <参考答案>恒定流是指各运动要素不随时间变化而变化，恒定流时流线迹线重合，且时变加速度等于0。均匀流是指流速不随空间变化而变化，，均匀流时位变加速度等于0。 84. <题目>欧拉法、拉格朗日方法各以什么作为其研究对象？对于工程来说，哪种方法是可行的？ <参考答案>欧拉法以流场为研究对象，拉格朗日方法以流体质点为研究对象；在工程中，欧拉法是可行的。 85. <题目>实际流体区别于理想流体有何特点？理想流体的运动微分方程与实际流体的运动微分方程有何联系？ <参考答案>实际流体具有粘性，存在切应力；实际流体的运动微分方程中等式的左边比理想流体运动微分方程增加了由于粘性而产生的切应力这一项。 86. <题目>连续性微分方程有哪几种形式？不可压缩流体的连续性微分方程说明了什么问题？ <参考答案>一般形式，恒定流，不可压缩流；质量守恒 87. <题目>欧拉运动微分方程组在势流条件下的积分形式的应用与沿流线的积分有何不同？ <参考答案>形式完全相同，但含义不一样。势流条件下积分形式是针对理想流体的恒定有势流动中的任何质点，而不局限于同一流线。它不适用于有旋流。沿流线积分形式是针对理想流体恒定流流动中同一条流线的质点。它适用于有旋流。 88. <题目>欧拉运动微分方程组在势流条件下的积分形式的应用与沿流线的积分有何不同？ <参考答案>形式完全相同，但含义不一样。势流条件下积分形式是针对理想流体的恒定有势流动中的任何质点，而不局限于同一流线。它不适用于有旋流。沿流线积分形式是针对理想流体恒定流流动中同一条流线的质点。它适用于有旋流。 89. <题目>流函数、势函数的存在条件各是什么？它们是否都满足拉普拉斯方程形式？ <参考答案>流函数存在条件是不可压缩平面流；势函数存在条件是有势流；若是不可压缩平面势流则均满足拉普拉斯方程形式 90. <题目>流函数有哪些物理意义？ <参考答案>（1）流函数等值线就是流线。（2）不可压缩流体的平面流动中，任意两条流线的流函数之差dy等于这两条流线间所通过的单位宽度流量dq。 91. <题目>总流的连续性方程与连续性微分方程有无联系？ <参考答案>将连续性微分方程在微元体上积分，并引入断面平均流速的定义，可得连续性方程。设总流的体积为V，其微体积为dV，则有假定总流的表面积为s，其微面积为ds，根据数学分析中的高斯定理： 式中un为总流表面的法向分速，则 92. <题目>拿两张薄纸，平行提在手中，当用嘴顺纸间缝隙吹气时，问薄纸是不动、靠拢、还是张开？为什么？ <参考答案>靠拢；流速增大、压强降低 93. <题目>水流在等径斜管中流动，高处为A点，低处为B点，讨论压强出现以下三种情况时的流动方向（水头损失忽略不计）。 <参考答案> pA>pB；pA=pB；pA 94. <题目>恒定总流能量的限制条件有哪些？如何选取其计算断面、基准面、计算点、压强？ <参考答案>恒定总流能量的限制条件有： 1）恒定流； 2）不可压缩流体； 3）质量力只有重力； 4）所选取的两过水断面必须是渐变流断面，但两过水断面间可以是急变流。 5）总流的流量沿程不变。 6）两过水断面间除了水头损失以外，总流没有能量的输入或输出。 7）式中各项均为单位重流体的平均能（比能），对流体总重的能量方程应各项乘以gQ。95. <题目>总流能量与元流能量方程有什么不同点？ <参考答案>（1）以断面的平均流速V代替元流中的点流速u； （2）以平均水头损失hw代替元流的水头损失h′w1.2 ； （3）各项反映的是整股水流的能量代替某一元流的能量。 96. <题目>设有一水平压力管流，当不考虑水头损失的影响时，其测压管水头线沿程下降、上升或水平的条件各是怎样的？ <参考答案>下降：压强沿程减小。例：收缩管 水平：压强沿程不变。例：管径沿程不变 上升：压强沿程增大。例：扩散管 97. <题目>什么是水头线？总水头线与测压管水头线有何区别？ <参考答案>答： 水头线：沿程水头（如总水头或测压管水头）的变化曲线。 总水头线是对应的变化曲线，它代表水头损失沿流程的分布状况。 测压管水头对应的变化曲线，它代表压强沿流程的变化状况。 98. <题目>为什么每个相似准则都要表征惯性力？ <参考答案>作用在流体上的力除惯性力是企图维持流体原来运动状态的力外，其他力都是企图改变运动状态的力。如果把作用在流体上的各力组成一个力多边形的话，那么惯性力则是这个力多边形的合力，即牛顿定律。流动的变化就是惯性力与其他上述各种力相互作用的结果。因此各种力之间的比例关系应以惯性力为一方来相互比较。 99. <题目>分别举例说明由重力、粘滞力起主要作用的水流。 <参考答案>粘滞力：层流状态下的明渠、管道、隧洞中的有压流动和潜体绕流问题等。 重力：堰坝溢流、孔口出流及明槽流动及处于阻力平方区的有压隧洞与管流等。 100. <题目>量纲分析有何作用？ <参考答案>可用来推导各物理量的量纲；简化物理方程；检验物理方程、经验公式的正确性与完善性，为科学地组织实验过程、整理实验成果提供理论指导。 101. <题目>经验公式是否满足量纲和谐原理？ <参考答案>一般不满足。通常根据一系列的试验资料统计而得，不考虑量纲之间的和谐。102. <题目>雷诺数与哪些因数有关？其物理意义是什么？当管道流量一定时，随管径的加大，雷诺数是增大还是减小？ <参考答案>雷诺数与流体的粘度、流速及水流的边界形状有关。Re=惯性力/粘滞力，随d 增大，Re减小。 103. <题目>为什么用下临界雷诺数，而不用上临界雷诺数作为层流与紊流的判别准则？ <参考答案>上临界雷诺数不稳定，而下临界雷诺数较稳定，只与水流的过水断面形状有关。104. <题目>当管流的直径由小变大时，其下临界雷诺数如何变化？ <参考答案>不变，Rec只取决于水流边界形状，即水流的过水断面形状。 105. <题目>当管流的直径由小变大时，其下临界雷诺数如何变化？ <参考答案>不变，Rec只取决于水流边界形状，即水流的过水断面形状。 106. <题目>如何计算圆管层流的沿程阻力系数？该式对于圆管的进口段是否适用？为什么？ <参考答案>否；非旋转抛物线分布 107. <题目>为什么圆管进口段靠近管壁的流速逐渐减小，而中心点的流速是逐渐增大的？<参考答案>进口附近断面上的流速分布较均匀，流速梯度主要表现在管壁处，故近壁处切应力很大，流动所受的阻力也很大，至使流速渐减。管中心处流速梯度很小，t小，阻力也小，使流速增大。直至形成一定的流速梯度及切应力，使各部分流体的能耗与能量补充相平衡。 108. <题目>紊流研究中为什么要引入时均概念？紊流时，恒定流与非恒定流如何定义？ <参考答案>把紊流运动要素时均化后，紊流运动就简化为没有脉动的时均流动，可对时均流动和脉动分别加以研究。紊流中只要时均化的要素不随时间变化而变化的流动，就称为恒定流。 109. <题目>紊流时的切应力有哪两种形式？它们各与哪些因素有关？各主要作用在哪些部位？ <参考答案>粘性切应力棗主要与流体粘度和液层间的速度梯度有关。主要作用在近壁处。附加切应力棗主要与流体的脉动程度和流体的密度有关，主要作用在紊流核心处脉动程度较大地方。 110. <题目>紊流中为什么存在粘性底层？其厚度与哪些因素有关？其厚度对紊流分析有何意义？ <参考答案>在近壁处，因液体质点受到壁面的限制，不能产生横向运动，没有混掺现象，流速梯度du/dy很大，粘滞切应力t=mdu/dy仍然起主要作用。 A、粘性底层厚度与雷诺数、质点混掺能力有关。随Re的增大，厚度减小。 B、粘性底层很薄，但对能量损失有极大的影响。 111. <题目>紊流时断面上流层的分区和流态分区有何区别？ <参考答案>粘性底层，紊流核心：粘性、流速分布与梯度 层流、紊流：雷诺数 112. <题目>圆管紊流的流速如何分布？ <参考答案> 粘性底层：线性分布 A、紊流核心处：对数规律分布或指数规律分布。A、紊流核心处：对数规律分布或指数规律分布。 113. <题目>管径突变的管道，当其它条件相同时，若改变流向，在突变处所产生的局部水头损失是否相等？为什么？ <参考答案>不等；固体边界不同，如突扩与突缩 114. <题目>局部阻力系数与哪些因素有关？选用时应注意什么？ <参考答案>固体边界的突变情况、流速；局部阻力系数应与所选取的流速相对应。 115. <题目>如何减小局部水头损失？ <参考答案>让固体边界接近于流线型。 116. <题目>边界层内是否一定是层流？影响边界层内流态的主要因素有哪些？ <参考答案>否，有层流、紊流边界层；粘性、流速、距离 117. <题目>边界层分离是如何形成的？如何减小尾流的区域？ <参考答案>因压强沿流动方向增高，以及阻力的存在，使得边界层内动量减小，而形成了边界层的分离。使绕流体型尽可能流线型化，则可减小尾流的区域 1.流体是一种在任何微小（剪切）力作用时，能产生（连续变形）的物质。 2.作用于流体上的力按其性质可以分为（表面力）力和（质量力力）。 3.缓变流任意过流截面静压强分布规律是：C g p z =+ρ。 4.局部损失的计算公式为：g v h j 22ξ=；沿程损失的计算公式为：g v d l h f 22 λ=。 5.连续性方程反映的是（质量）守恒。 6.对于呈驼峰或马鞍形性能曲线的风机，为避免启动过程中工况点通过不稳定区，应使风门处于（半开或全开）启动。 7.两泵相似，其中一泵的比转数是120，则另一泵的比转数是 120 。 8.泵在运行过程中，为保证其状态的正常、合理，必须满足：稳定工作条件 c H H ≥0)95.0~9.0(；经济工作条件max )9.0~85.0(ηη≥M ；不发生汽蚀的条 件实际装置汽蚀余量大于泵的允许汽蚀余量。 9.离心泵的轴向推力的常用平衡方法有：开平衡孔 采用平衡叶片 采用双吸叶轮 对称布置叶轮 平衡鼓 平衡盘，等。 二、简答 1．写出粘性流体总流伯努利方程，并说明其使用条件。 答： 质量力只有重力，两截面为缓变流截面，流体为不可压缩流体，做定常流动。 2．简述液体与气体的粘性随温度的变化规律，并说明为什么？ 答：温度升高液体粘性减小，气体粘性增大。因为液体粘度是由于分子内聚力造成的，温度升高升高内聚力减小，粘性也随之减小；气体粘度是由于分子无规则热运动造成的，温度升高热运动加剧，粘性随之增大。 3．泵与风机运行过程中会产生哪些能量损失？并说明全效率、容积效率、机械效率、水力效率的意义和它们之间的关系。 答：泵与风机内的能量损失有机械损失、容积损失、水力损失。全效率表示了泵与风机的能量有效利用程度。容积效率、机械效率、水力效率分别表示了容积 损失、机械损失、水力损失的程度。m h v ηηηη＝ 4.写出图2中1、2、3、4部件的名称及作用。 部件1—叶轮：把原动机的机械能转换成流体的机械能。 部件2—涡壳：将叶轮出口的气体汇集起来。 部件3—集流器：保证气流均匀充满叶轮进口，减小流动损失和降低进口涡流噪声。 部件4—轴向导流器：控制进气大小或叶轮进口气流方向，以满足调节要求。 部件5-主轴：支撑连接作用。 8.连续介质假说： 质点是组成宏观流体的最小基元，质点与质点之间没有间隙，这就是… w h g v p z g v p z +++=++2222 22 22 111 1αγαγ 一、 二、 三、是非题。 1.流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。（错误） 2.平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。（正 确） 3.附面层分离只能发生在增压减速区。 （正确） 4.等温管流摩阻随管长增加而增加，速度和压力都减少。（错误） 5.相对静止状态的等压面一定也是水平面。（错 误） 6.平面流只存在流函数，无旋流动存在势函数。（正 确） 7.流体的静压是指流体的点静压。 （正确） 8.流线和等势线一定正交。 （正确） 9.附面层内的流体流动是粘性有旋流动。（正 确） 10.亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度增加，压力减小。（正确） 11.相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。（正 确） 12.超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度减小，压力增加。（正确） 13.壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。（正确） 14.相邻两流线的函数值之差，是此两流线间的单宽流量。（正确） 15.附面层外的流体流动时理想无旋流动。（正 确） 16.处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。（错 误） 17.流体的粘滞性随温度变化而变化，温度升高粘滞性减少；温度降低粘滞性增大。（错误 ) 18流体流动时切应力与流体的粘性有关，与其他无关。（错误） 四、填空题。 1、1mmH2O= 9.807 Pa 2、描述流体运动的方法有欧拉法和拉格朗日法。 3、流体的主要力学模型是指连续介质、无粘性和不可压缩性。 4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时惯性力 与粘性力的对比关系。 5、流量Q1和Q2，阻抗为S1和S2的两管路并联，则并联后总管路的流量 Q为，总阻抗S为。串联后总管路的流量Q 为，总阻抗S为。 D D y S x e P gh2 gh1 h2 h1 b L y C C D D y x P hc 第一章 绪论 单位质量力： m F f B m = 密度值： 3 m kg 1000=水ρ， 3 m kg 13600=水银ρ， 3 m kg 29.1=空气ρ 牛顿内摩擦定律：剪切力： dy du μ τ=， 内摩擦力：dy du A T μ= 动力粘度： ρυ μ= 完全气体状态方程：RT P =ρ 压缩系数： dp d 1dp dV 1ρρκ= -=V （N m 2 ） 膨胀系数：T T V V V d d 1d d 1ρρα - == (1/C ?或1/K) 第二章 流体静力学+ 流体平衡微分方程： 01;01;01=??-=??-=??- z p z y p Y x p X ρρρ 液体平衡全微分方程：)(zdz ydy xdx dp ++=ρ 液体静力学基本方程：C =+ +=g p z gh p p 0ρρ或 绝对压强、相对压强与真空度：a abs P P P +=；v a abs P P P P -=-= 压强单位换算：水银柱水柱mm 73610/9800012 ===m m N at 2/101325 1m N atm = 注： h g P P →→ρ ； P N at →→2m /98000乘以 2/98000m N P a = 平面上的静水总压力：（1）图算法 Sb P = 作用点e h y D +=α sin 1 ) () 2(32121h h h h L e ++= ρ 若01 =h ，则压强为三角形分布，3 2L e y D == ρ 注：①图算法适合于矩形平面；②计算静水压力首先绘制压强分布图， α 且用相对压强绘制。 （2）解析法 A gh A p P c c ρ== 作用点A y I y y C xc C D + = 矩形12 3 bL I xc = 圆形 64 4 d I xc π= 曲面上的静水总压力： x c x c x A gh A p P ρ==；gV P z ρ= 总压力z x P P P += 与水平面的夹角 x z P P arct an =θ 潜体和浮体的总压力： 0=x P 排浮gV F P z ρ== 第三章 流体动力学基础 质点加速度的表达式??? ? ? ? ??? ??+??+??+??=??+??+??+??=??+??+??+??=z u u y u u x u u t u a z u u y u u x u u t u a z u u y u u x u u t u a z z z y z x z z y z y y y x y y x z x y x x x x A Q V Q Q Q Q Q G A = === ? 断面平均流速重量流量质量流量体积流量g udA m ρρ 流体的运动微分方程： t z t y t x d du z p z d du y p Y d du x p X = ??-=??-=??- ρρρ1;1;1 不可压缩流体的连续性微分方程 ： 0z u y u x u z y x =??+??+?? 恒定元流的连续性方程： dQ A A ==2211d u d u 恒定总流的连续性方程：Q A A ==2211νν 无粘性流体元流伯努利方程：g 2u g p z g 2u g p z 2 2 222 111++=++ρρ 粘性流体元流伯努利方程： w 2 2222111'h g 2u g p z g 2u g p z +++=++ρρ 32学时流体力学课复习题 一、填空题 1、流体是一种受任何微小的剪切力作用时都会产生连续变形的物质。 2、牛顿内摩擦定律=μ其中的比例系数称为动力黏性系数(动力粘度) 。 3、作用于流体上的力按其性质可以分为表面力力和质量力 4、水力学中，单位质量力是指作用在单位_质量_ 液体上的质量力。 5、单位质量力的量纲是L/T2。 6、对于不同的流体，体积弹性系数的值不同，弹性模量越大，流体越不易被压缩。 7、某点处的绝对压强等于该处的大气压强减去该处的真空度。 8、某点处的真空等于该处的大气压强减去该处的绝对压强。 9、某点处的相对压强等于该处的绝对压强减去该处的一个大气压。 10、根据粘性的大小，粘性流体的流动状态可分为层流和紊流。 11、根据流体是否有粘性，流体可分为粘性流体和理想流体。 12、根据流动参数随时间的变化，流体流动可分为定常流动和非定常流动。 13、连续性方程是质量守恒定律在流体力学上的数学表达形式。 14、总流伯努利方程是机械能守恒定律在流体力学上的数学表达形式。 15、计算局部阻力的公式为：；计算沿程阻力的公式为：。 16、相似条件包括几何相似、运动相似和动力相似。 17、沿程阻力主要是由于流体内摩擦力引起的，而局部阻力则主要是由于流动边界局部形状急剧变化引起的。 18、连续性方程表示控制体的__质量_____守恒。 19、液体随容器作等角速度旋转时，重力和惯性力的合力总是与液体自由面_垂直。 20、圆管层流中断面平均流速等于管中最大流速的1/2 二、简答题 1、简述液体与气体的粘性随温度的变化规律，并说明为什么？ 答: 温度升高时液体的黏性降低，因为液体的粘性主要是分子间的内聚力引起的，温度升高时，内聚力减弱，故粘性降低，而造成气体粘性的主要原因在于气体分子的热运动，温度越高，热运动越强烈，所以粘性就越大 2、请详细说明作用在流体上的力。 作用在流体上的力按其性质可分为表面力和质量力，表面力是指作用在所研究流体表面上的力，它是由流体的表面与接触的物体的相互作用差生的，质量力是流体质点受某种力场的作用力，它的大小与流体的质量成正比 3、简述连续介质假说。 连续介质假设将流体区域看成由流体质点连续组成，占满空间而没有间隙，其物理特性和运动要素在空间是连续分布的。从而使微观运动的不均匀性、离散性、无规律性与宏观运动的均匀性、连续性、规律性达到了和谐的统一。（宏观无限小微观无限大） 4、何谓不可压缩流体？在什么情况下可以忽略流体的压缩性？ 除某些特殊流动问题，工程实际中将液体看作是密度等于常数的不可压缩流体，当气体的速度小于70m/s 且压力和温度变化不大时也可近似地将气体当作不可压缩流体处理 5、流体静压力有哪两个重要特征？ 特征一：在平衡的流体中，通过任意一点的等压面，必与该点所受的质量力互相垂直。 特征二：当两种互不相混的液体处于平衡时，它们的分界面必为等压面。 6、不同形状的敞开的贮液容器放在桌面上，如果液深相同，容器底部的面积相同，试问作用于容器底部的总压力是否相同？桌面上受到的容器的作用力是否相同？为什么？ 容器底部的总压力=液体压强x面积，而压强由液深决定（同种液体），所以作用于容器底部的总压力相同； 桌面上所受力是整个储有液体容器的重力，桌面上受到的容器的作用力因容器总重量不同而不同。 本题目也有漏洞：不同形状的敞开的贮液容器，体积关系不能确定，其总重量不一定相同或也不一定不同。 7、相对平衡的液体的等压面形状与什么因素有关？ 质量力（在平衡点流体中，通过任意一点的等压面必须与该店所受的质量力互相垂直） 8、静力学的全部内容适用于理想流体还是实际粘性流体？或者两者都可？为什么？ 流体处于静止或相对静止状态时，各流体质点间没有相对运动，速度梯度等于零，切向应力也等于 1、流体运动粘度的国际单位为m^2/s 。 2、流体流动中的机械能损失分为沿程损失和局部损失两大类。 3、当压力体与液体在曲面的同侧时，为实压力体。 4、静水压力的压力中心总是在受压平面形心的下方。 5、圆管层流流动中，其断面上切应力分布与管子半径 的关系为线性关系。 6、当流动处于紊流光滑区时，其沿程水头损失与断面 平均流速的1.75 次方成正比。 7、当流动处于湍流粗糙区时，其沿程水头损失 与断面平均流速的2 次方成正比。 8、圆管层流流动中，其断面平均流速与最大流速的比值为1/2 。 9、水击压强与管道内流动速度成正比关系。 10、减轻有压管路中水击危害的措施一般有：延长阀门关闭时间, 采用过载保护，可能时减低馆内流速。 11、圆管层流流动中，其断面上流速分布与管子半径的关系为二次抛物线。 12、采用欧拉法描述流体流动时，流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成。 13流体微团的运动可以分解为： 平移运动、线变形运动、角变形运动、旋转运动。 14、教材中介绍的基本平面势流分别为：点源、点汇、点涡、均匀直线流。 15、螺旋流是由点涡和点汇两种基本势流 所组成。 16、绕圆柱体无环量流动是由偶极流和 平面均匀流两种势流所组成。 17、流动阻力分为压差阻力和摩擦阻力。 18、层流底层的厚度与雷诺数成反比。 19、水击波分为直接水击波和间接水击波。 20、描述流体运动的两种方法为 欧拉法和拉格朗日法。 21、尼古拉兹试验曲线在对数坐标中的图像分为5个区域，它们依次为： 层流层、层流到紊流过渡区、紊流区、 紊流水力粗糙管过渡区、紊流水力粗糙管平方阻力区。 22、绕流物体的阻力由和两 部分组成。 二、名词解释 1、流体：在任何微小剪力的持续作用下能够连续不断变形的物质 2、牛顿流体：把在作剪切运动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 3、等压面：在流体中，压强相等的各点所组成的面称为等压面。 4、流线：流线是某一瞬时在流场中所作的一条曲线，在这条曲线上的各流体的速度方向都与该曲线相切。 5、流管：过流管横截面上各点作流线，则得到充满流管的医术流线簇 6、迹线：流场中某一质点的运动轨迹。 《高等流体力学》复习题 一、 基本概念 1． 什么就是理想流体？正压流体,不可压缩流体？ [答]:教材P57 当流体物质的粘度较小,同时其内部运动的相对速度也不大,所产生的粘性应力比起其它类型的力来说可以忽略不计时,可把流体近似地瞧为就是无粘性的,这样无粘性的流体称为理想流体。 内部任一点的压力只就是密度的函数的流体,称为正压流体。 流体的体积或密度的相对变化量很小时,一般可以瞧成就是不可压缩的,这种流体就被称为不可压缩流体。 2． 什么就是定常场;均匀场;并用数学形式表达。 [答]:如果一个场不随时间的变化而变化,则这个场就被称为定常场。其数学表达式为:)(r ??= 如果一个场不随空间的变化而变化,即场中不显含空间坐标变量r ,则这个场就被称为均匀场。其数学表达式为:)(t ??= 3． 理想流体运动时有无切应力？粘性流体静止时有无切应力？静止时无切应力就是否无粘性？为什 么？ [答]:理想流体运动时无切应力。 粘性流体静止时无切应力。但就是,静止时无切应力,而有粘性。因为,粘性就是流体的固有特性。 4． 流体有势运动指的就是什么？什么就是速度势函数？无旋运动与有势运动有何关系？ [答]:教材P119-123 如果流体运动就是无旋的,则称此流体运动为有势运动。 对于无旋流动来说,其速度场V 总可以由某个速度标量函数(场)),(t r φ的速度梯度来表示,即φ?=V ,则这个标量函数(场)),(t r φ称为速度场V 的速度势函数。 无旋运动与有势运动的关系: 势流运动与无旋运动就是等价的,即有势运动就是无旋的,无旋运动的速度场等同于某个势函数的梯度场。 5． 什么就是流函数？存在流函数的流体具有什么特性？(什么样的流体具有流函数？) [答]: 《工程流体力学》综合复习资料 一、 单项选择 1、实际流体的最基本特征是流体具有 。 A 、粘滞性 B 、流动性 C 、可压缩性 D 、延展性 2、 理想流体是一种 的流体。 A 、不考虑重量 B 、 静止不运动 C 、运动时没有摩擦力 3、作用在流体的力有两大类，一类是质量力，另一类是 。 A 、表面力 B 、万有引力 C 、分子引力 D 、粘性力 4、静力学基本方程的表达式 。 A 、常数=p B 、 常数=+γ p z C 、 常数=+ +g 2u γp z 2 5、若流体某点静压强为at p 7.0=绝，则其 。 A 、 at p 3.0=表 B 、Pa p 4 108.93.0??-=表 C 、 O mH p 27=水 真 γ D 、 mmHg p 7603.0?=汞 真 γ 6、液体总是从 大处向这个量小处流动。 A 、位置水头 B 、压力 C 、机械能 D 、动能 7、高为h 的敞口容器装满水，作用在侧面单位宽度平壁面上的 静水总压力为 。 A 、2 h γ B 、 2 2 1h γ C 、22h γ D 、h γ 8、理想不可压缩流体在水平圆管中流动，在过流断面1和2截面()21d d >上 流动参数关系为 。 A 、2121,p p V V >> B 、2121,p p V V << C 、2121,p p V V <> D 、2121,p p V V >< A 、2121,p p V V >> B 、2121,p p V V << C 、2121,p p V V <> D 、2121,p p V V >< 9、并联管路的并联段的总水头损失等于 。 A 、各管的水头损失之和 B 、较长管的水头损失 1、流体运动粘度的国际单位为m^2/s。 2、流体流动中的机械能损失分为沿程损失和局部损失两大类。 3、当压力体与液体在曲面的同侧时，为实压力体。 4、静水压力的压力中心总是在受压平面形心的下方。 5、圆管层流流动中，其断面上切应力分布与管子半径 的关系为线性关系。 6、当流动处于紊流光滑区时，其沿程水头损失与断面 平均流速的1.75次方成正比。 7、当流动处于湍流粗糙区时，其沿程水头损失 与断面平均流速的2次方成正比。 8、圆管层流流动中，其断面平均流速与最大流速的比值为1/2。 9、水击压强与管道流动速度成正比关系。 10、减轻有压管路中水击危害的措施一般有：延长阀门关闭时间, 采用过载保护，可能时减低馆流速。 11、圆管层流流动中，其断面上流速分布与管子半径的关系为二次抛物线。 12、采用欧拉法描述流体流动时，流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成。 13流体微团的运动可以分解为： 平移运动、线变形运动、角变形运动、旋转运动。 14、教材中介绍的基本平面势流分别为：点源、点汇、点涡、均匀直线流。 15、螺旋流是由点涡和点汇两种基本势流 所组成。 16、绕圆柱体无环量流动是由偶极流和 平面均匀流两种势流所组成。 17、流动阻力分为压差阻力和摩擦阻力。 18、层流底层的厚度与雷诺数成反比。 19、水击波分为直接水击波和间接水击波。 20、描述流体运动的两种方法为 欧拉法和拉格朗日法。 21、尼古拉兹试验曲线在对数坐标中的图像分为5个区域，它们依次为： 层流层、层流到紊流过渡区、紊流区、 紊流水力粗糙管过渡区、紊流水力粗糙管平方阻力区。 22、绕流物体的阻力由和两 部分组成。 二、名词解释 1、流体：在任何微小剪力的持续作用下能够连续不断变形的物质 2、牛顿流体：把在作剪切运动时满足牛顿摩擦定律的流体称为牛顿流体。 3、等压面：在流体中，压强相等的各点所组成的面称为等压面。 4、流线：流线是某一瞬时在流场中所作的一条曲线，在这条曲线上的各流体的速度方向都与该曲线相切。 5、流管：过流管横截面上各点作流线，则得到充满流管的医术流线簇 6、迹线：流场中某一质点的运动轨迹。 7、控制体：假定平面边界流动是定常的，并忽略质量力，在边界层的任一处，取单位宽度，沿边界层长度为dx的微元断。 8、压力管路：在一定压差下，流体充满全管的流动管路。 高等流体力学练习题 第一章 场论基本知识 第一节 场的定义及其几何表达 1、（RX21）设点电荷q 位于坐标原点，则在其周围空间的任一点M(x, y, z)处所 产生的电场强度，由电学知为：3 4q E r r πε= ，其中ε为介质系数，r xi yj zk =++ 为M 点的矢径，r r = 。求电场强度的矢量线。 2、（RX22）求矢量场22 ()A xzi yzj x y k =+-- ，通过点M(2, -1, 1)的矢量线方程。 第二节 梯度 1、（RX32）设r =M(x, y, z)的矢径的模，试证明：r gradr r = 。 2、（RX33）求数量场u=xy 2+yz 3 在点（2，－1，1）处的梯度及在矢量22l i j k =+- 方向的方向导数。 3、（RX34）设位于坐标原点的点电荷q ，由电学知，在其周围空间的任一点 M(x, y, z)处所产生的电位为：4q v r πε=，其中ε为介质系数，r xi yj zk =++ 为M 点的矢径，r r = 。求电位v 的梯度。 4、（BW7）试证明d dr grad ??=? ，并证明，若d dr a ?=? ，则a 必为grad ?。 5、（BW8）若a ＝grad ?，且?是矢径r 的单值函数，证明沿任一封闭曲线L 的线积分0L a dr ?=? ，并证明，若矢量a 沿任一封闭曲线L 的线积分 0L a dr ?=? ，则矢量a 必为某一标量函数?的梯度。 第三节 矢量的散度 1、 （RX39）设由矢径r xi yj zk =++ 构成的矢量场中，有一由圆锥面x 2+y 2=z 2及平面z=H(H>0)所围成的封闭曲面S 。试求矢量场从S 内穿出S 的通量。 2、 （RX41）在点电荷q 所产生的电场中，任何一点M 处的电位移矢量为 3 4q D r r π= ，其中，r 为从点电荷q 指向M 点的矢径，r r = 。设S 为以点电荷为中心，R 为半径的球面，求从内穿出S 的电通量。 第一章 绪论 1-2、连续介质的概念：流体占据空间的所有各点由连续分布的介质点组成。 流体质点具有以下四层含义： 1、流体质点的宏观尺寸很小很小。 2、流体质点的微观尺寸足够大。 3、流体质点是包含有足够多分子在的一个物理实体，因而在任何时刻都应该具有一定的宏观物理量。 4、流体质点的形状可以任意划定，因而质点和质点之间可以完全没有空隙。 1- 5、流动性：液体与固体不同之处在于各个质点之间的聚力极小，易于流动，不能自由地保持固定的形状，只能随着容器形状而变化，这个特性叫做流动性。 惯性：物体反抗外力作用而维持其原有状态的性质。 黏性：指发生相对运动时流体部呈现摩擦力而阻止发生剪切变形的一种特性，是流体的固有属性。 摩擦力或黏滞力：由于流体变形（或不同层的相对运动），而引起的流体质点间的反向作用力。 F ：摩擦力；=du F A dy μ±。 τ：单位面积上的摩擦力或切应力（N/m 2）；= =F du A dy τμ±。 A ：流体的接触面积（m 2）。 μ：与流体性质有关的比例系数，称为动力黏性系数，或称动力黏度。 du dy ：速度梯度，即速度在垂直于该方向上的变化率（1s -）。 黏度：分为动力黏度、运动黏度和相对粘度。 恩氏黏度：试验液体在某一温度下，在自重作用下从直径2.8mm 的测定管中流出200cm 3所需的时间T1与在20℃时流出相同体积蒸馏水所需时间T2之比。1t 2 T E T =。 牛顿流体：服从牛顿摩擦定律的流体（水、大部分轻油、气体等） 温度、压力对黏性系数的影响？ 温度升高时液体的黏度降低，流动性增加；气体则相反，温度升高时，它的黏度增加。这是因为液体的黏度主要是由分子间的聚力造成的。压力不是特别高时，压力对动力黏度的影响很小，并且与压力的变化基本是线性关系，当压力急剧升高，黏性就急剧增加。对于可压缩流体来说，运动黏度与压力是密切相关的。在考虑到压缩性时，更多的是动力黏度而不用运动粘度。 压缩性：在温度不变的情况下，流体的体积随压强的增大而变小的性质。 压缩系数βp ：在一定温度下，密度的变化率与压强的变化成正比。1p dV V dp β=- 12V V V ?=-，V1、V1分别是压强为P1、P2时流体的体积。 21p p p ?=-，p1、p2分别是流体体积为V1、V2时的压力。 流体弹性力的大小用体积系数或体积弹性模数表示，体积弹性模数是体积压缩系数的倒数。用1 =K ρβ来度量。 膨胀性：在压强不变的情况下，流体体积随温度升高而变化的性质。 膨胀系数βt ：在一定压强下，体积的变化率与温度的变化成正比。/t dV V dT β= =210T T T ?-＞，温度升高量，单位为K 或℃。 =21V V V ?-＞0，体积增大量，单位为3m 。 表面力σ：液体分子间有聚力（吸引力），但在液体与气体交界的自由面上，各 一、单项选择题（4个备选项中只有1个是正确的） 1. 已知某变径有压管段的管径之比5.02 1=d d ，则相应的（ ）。 A 流速之比=21v v 1，流量之比12 Q Q =2，雷诺数之比=21Re Re 4 B 流速之比=21v v 2，流量之比12 Q Q =1， 雷诺数之比=21Re Re 4 C 流速之比=21v v 4，流量之比12 Q Q =1，雷诺数之比=21Re Re 2 D 流速之比 =21v v 4，流量之比12Q Q =2，雷诺数之比=21Re Re 1 2. 若在同一长直等径管道中用不同流体进行试验，当流速相等时，其沿程水头损失f h 在（ ）是相同的。 A 层流区 B 紊流光滑区 C 紊流过渡区 D 紊流粗糙区 3. 当510Re =（处于紊流光滑区）时，管径=1d （ ）mm 的镀锌钢管（m m 25.01=?）与管径=2d 300mm 的铸铁管（m m 30.02=?）的沿程阻力系数相等 。 A 150 B 200 C 250 D 300 4. 下列关于流体切应力的说法中，不正确的为（ ） A 、静止流体，0τ= B.相对平衡流体，0τ= C 、理想流体， 0τ= D 、层流、紊流运动流体，22d d ()d d u u l y y τμρ=+ 5. 若有压并联长管1、2的管径、沿程阻力系数相同，管长213l l = ，则通过的流量 ( )。 A.Ｑ1＝Ｑ2； B. Ｑ1＝1.5Q 2； C. Ｑ1＝1.73Ｑ2； D. Ｑ1=3Ｑ2 二、多项选择题（5个备选项中有2~5个是正确的） 1. 在管长l 、管径d 一定的水平放置的长直工业管道流动中，其欧拉数2 p Eu v ρ?= 数随流量Q 的变化规律为（ ）。 A 层流区，欧拉数Eu 数随流量Q 的增加而减小 《工程流体力学》综合复习资料 一、 单项选择 1、实际流体的最基本特征是流体具有 。 A 、粘滞性 B 、流动性 C 、可压缩性 D 、延展性 2、 理想流体是一种 的流体。 A 、不考虑重量 B 、 静止不运动 C 、运动时没有摩擦力 3、作用在流体的力有两大类，一类是质量力，另一类是 。 A 、表面力 B 、万有引力 C 、分子引力 D 、粘性力 4、静力学基本方程的表达式 。 A 、常数=p B 、 常数=+γ p z C 、 常数=++g 2u γp z 2 5、若流体内某点静压强为at p 7.0=绝，则其 。 A 、 at p 3.0=表 B 、Pa p 4108.93.0??-=表 C 、O mH p 27=水真γ D 、mmHg p 7603.0?=汞 真γ 6、液体总是从 大处向这个量小处流动。 A 、位置水头 B 、压力 C 、机械能 D 、动能 7、高为h 的敞口容器装满水，作用在侧面单位宽度平壁面上的 静水总压力为 。 A 、2h γ B 、221h γ C 、22h γ D 、h γ 8、理想不可压缩流体在水平圆管中流动，在过流断面1和2截面()21d d >上 流动参数关系为 。 A 、2121,p p V V >> B 、2121,p p V V << C 、2121,p p V V <> D 、2121,p p V V >< A 、2121,p p V V >> B 、2121,p p V V << C 、2121,p p V V <> D 、2121,p p V V >< 9、并联管路的并联段的总水头损失等于 。 A 、各管的水头损失之和 B 、较长管的水头损失 C 、各管的水头损失 10、在相同条件下管嘴出流流量 于孔口出流流量，是因为 。 A 、小，增加了沿程阻力 B 、大，相当于增加了作用水头 C 、等，增加的作用水头和沿程阻力相互抵消 D 、大，没有收缩现象，增加了出流面积 二、填空题 1、空间连续性微分方程表达 式 。 2、静止液体作用在曲面上的总压力计算公式（水平分力） 和（垂直 分力） 。 3、动能修正系数的物理意义 是： 。 4、长管是 指 。 5、欧拉数表达式为 ，其物理意义 是 。 6、某输水安装的文丘利管流量计，当其汞-水压差计上读数cm h 4=?，通过的流 第一章 1、流体的定义： 流体是一种受任何微小剪切力作用都能连续变形的物质，只要这种力继续作用，流体就将继续变形，直到外力停止作用为止。 2、流体的连续介质假设 流体是由无数连续分布的流体质点组成的连续介质。 表征流体特性的物理量可由流体质点的物理量代表，且在空间连续分布。 3、不可压缩流体—流体的膨胀系数和压缩系数全为零的流体 4、流体的粘性 是指当流体质点/ 微团间发生相对滑移时产生切向应力的性质，是流体在运动状态下具有抵抗剪切变形的能力。 5、牛顿内摩擦定律 作用在流层上的切向应力与速度梯度成正比，其比例系数为流体的动力粘度。即 μ—动力粘性系数、动力粘度、粘度, Array Pa?s或kg/(m?s)或(N?s)/m2。 6、粘性的影响因素 （1）、流体的种类 （2）、流体所处的状态（温度、压强） 压强通常对流体粘度影响很小：只有在高压下，气体和液体的粘度随压强升高而增大。 温度对流体粘度影响很大：对液体，粘度随温度上升而减小； 对气体，粘度随温度上升而增大。 粘性产生的原因 液体：分子内聚力T增大，μ降低 气体：流层间的动量交换T增大，μ增大 1、欧拉法 速度： 加速度： 2、流场——充满运动流体的空间称为流场 流线——流线是同一时刻流场中连续各点的速度方向线。 流线方程 流管——由流线所组成的管状曲面称为流管。 流束——流管内所充满的流体称为流束。 流量——单位时间内通过有效断面的流体量 以体积表示称为体积流量 Q （m 3/s ） 以质量表示称为质量流量Q m （kg/s ） 3、当量直径De 4、亥姆霍兹(Helmholtz)速度分解定理 旋转 线变形 角变形 w dt dz v dt dy u dt dx == =dt dz z u dt dy y u dt dx x u t u Dt Du a x ??+ ??+?? +??== )()(0y z z y x u u z y zx xy xx δωδωδεδεδε-++++=) ()(0z x x z y v v x z xy yz yy δωδωδεδεδε-++++=) ()(0x y y x z w w y x yz xz zz δωδωδεδεδε-++++= 流体力学复习题 绪论 2.流体的压缩性与热胀性用什么表示？他们对液体的密度和容重有何影响？ 答：流体的压缩性用压缩系数表示. 流体的热胀性用热胀系数表示 影响：①流体在压力作用下，体积减小，密度增大，容重增大，由于液体的压缩系数很小，故工程上一般液体视为不可压缩的，但是在瞬间压强变化很大的特殊场合，则必须考虑其压缩性②温度升高，流体体积增大，密度减小，容重减小，液体热胀性非常小，一般工程中也不考虑液体的热胀性。但是在热水采暖工程中或其他特殊情况下，需考虑热胀性。 3.当气体远离液相状态时，可以近似看成理想气体，写出理想气体状态方程。当压强与温度改变时，对气体的密度有何影响？ 答：（1）理想气体状态方程： （2）理想气体从一个状态到另一个状态下的压强，温度，密度间的关系为： ①压强不变时，即则。气体密度与温度成反比，温度升高密度减小；温度降低，密度增大；但温度降低到液化温度时不成立。②温度不变时,即则 气体密度与压强成正比关系，压强增加，密度增大。压强达到极限压强后不再适用。 4.什么是流体的粘滞性？它对流体的运动有何影响？动力粘滞系数与运动粘滞系数有何区别于联系？液体与其体的粘滞性随温度的变化相同吗？为什么？ 答：（1）在流体内部产生内摩擦力以阻抗流体运动的性质称为流体的粘滞性。（2）粘滞性阻碍了流体的相对运动。（3）①联系：都是反映流体粘滞性的参数，表明流体的粘滞性越强。②区别：工程中大多数流体的动力粘滞系数与压力变化无关。但是对气体而言，压力变化，密度变化，故运动粘度随压力变化。（4）①变化不相同。温度升高时，所有液体粘滞性是下降的。而所有其体的粘滞性是上升的。②粘性取决于分子间的引力和分子间的动量交换，液体的粘滞性主要取决于分子间的引力，其体的黏性取决于分子间的动量交换。温度升高，分子间的引力减小而动量交换加剧，故变化规律不相同。 5.液体气化压强的大小与液体的温度和外界压强有无关系？根据液体气化压强的特性，流体在什么情况下会产生不利因素/ 答：①分子的活动能力随温度升高而升高，随压力的升高而减小，气化压强也随温度的升高而增大，随外界的压强的增大而减小。②流体在流动过程中，液体与固体的接触面处于低压区，并低于气化压强时液体气化，在固体产生气泡；随液体流动进入高压区，气泡中的气体便液化，液化产生的液体将冲击固体表面。若运动为周期性的，将造成固体表面疲劳并使其剥落产生气蚀。 工程流体力学综合复习 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN# 《工程流体力学》综合复习资料 一、 单项选择 1、实际流体的最基本特征是流体具有 。 A 、粘滞性 B 、流动性 C 、可压缩性 D 、延展性 2、 理想流体是一种 的流体。 A 、不考虑重量 B 、 静止不运动 C 、运动时没有摩擦力 3、作用在流体的力有两大类，一类是质量力，另一类是 。 A 、表面力 B 、万有引力 C 、分子引力 D 、粘性力 4、静力学基本方程的表达式 。 A 、常数=p B 、 常数=+γp z C 、 常数=+ +g 2u γp z 2 5、若流体内某点静压强为at p 7.0=绝，则其 。 A 、 at p 3.0=表 B 、Pa p 4108.93.0??-=表 C 、 O mH p 27=水 真 γ D 、 mmHg p 7603.0?=汞 真 γ 6、液体总是从 大处向这个量小处流动。 A 、位置水头 B 、压力 C 、机械能 D 、动能 7、高为h 的敞口容器装满水，作用在侧面单位宽度平壁面上的 静水总压力为 。 A 、2h γ B 、22 1 h γ C 、22h γ D 、h γ 8、理想不可压缩流体在水平圆管中流动，在过流断面1和2截面()21d d >上 流动参数关系为 。 A 、2121,p p V V >> B 、2121,p p V V << C 、2121,p p V V <> D 、2121,p p V V >< A 、2121,p p V V >> B 、2121,p p V V << C 、2121,p p V V <> D 、2121,p p V V >< 9、并联管路的并联段的总水头损失等于 。 A 、各管的水头损失之和 B 、较长管的水头损失 C 、各管的水头损失 10、在相同条件下管嘴出流流量 于孔口出流流量，是因为 。 A 、小，增加了沿程阻力 B 、大，相当于增加了作用水头 C 、等，增加的作用水头和沿程阻力相互抵消 D 、大，没有收缩现象，增加了出流面积 二、填空题 1、空间连续性微分方程表达式 。 2、静止液体作用在曲面上的总压力计算公式（水平分力） 和（垂直分 力） 。 3、动能修正系数的物理意义是： 。 4、长管是指 。 5、欧拉数表达式为 ，其物理意义是 。 6、某输水安装的文丘利管流量计，当其汞-水压差计上读数cm h 4=?，通过的流量为 s L /2，分析当汞水压差计读数cm h 9=?，通过流量为 L/s 。 7、运动粘度与动力粘度的关系是 ，其国际单位 是 。 8、因次分析的基本原理是： 《流体力学考》考点重点知识归纳 1.流体元：就有线尺度的流体单元，称为流体“质元”，简称流体元。流体元可看做大量流体质点构成的微小单元。 2.流体质点：（流体力学研究流体在外力作用下的宏观运动规律） （1）流体质点无线尺度，只做平移运动 （2）流体质点不做随即热运动，只有在外力的作用下作宏观运动； （3）将以流体质点为中心的周围临街体积的范围内的流体相关特性统计的平均值作为流体质点的物理属性； 3.连续性介质模型的内容：根据流体指点概念和连续介质模型，每个流体质点具有确定的宏观物理量，当流体质点位于某空间点时，若将流体质点的物理量，可以建立物理的空间连续分布函数，根据物理学基本定律，可以建立物理量满足的微分方程，用数学连续函数理论求解这些方程，可获得该物理量随空间位置和时间的连续变化规律。 4.连续介质假设：假设流体是有连续分布的流体质点组成的介质。 5.牛顿的粘性定律表明：牛顿流体的粘性切应力与流体的切变率成正比，还表明对一定的流体，作用于流体上的粘性切应力由相邻两层流体之间的速度梯度决定的，而不是由速度决定的： 6.牛顿流体：动力粘度为常数的流体称为牛顿流体。 7.分子的内聚力：当两层液体做相对运动时，两层液体的分子的平均距离加大，分子间的作用力变现为吸引力，这就是分子的内聚力。 液体快速流层通过分子内聚力带动慢流层，漫流层通过分子的内聚力阻滞快流层的运动，表现为内摩擦力。、 流体在固体表面的不滑移条件：分子之间的内聚力将流体粘附在固体表面，随固体一起运动或静止。 8.温度对粘度的影响：温度对流体的粘度影响很大。液体的粘度随温度升高而减小，气体的粘度则相反，随温度的升高而增大。 压强对粘性的影响：压强的变化对粘度几乎没有什么影响，只有发生几百个大气压的变化时，粘度才有明显改变，高压时气体和液体的粘度增大。 9.描述流体运动的两种方法 拉格朗日法：拉格朗日法又称为随体法。它着眼于流体质点，跟随流体质点一起运动，记录流体质点在运动过程中会各种物理量随所到位置和时间的变化规律，跟中所有质点便可了解整个流体运动的全貌。 欧拉法：欧拉法又称当地法。它着眼于空间点，把流体的物理量表示为空间位置和时间的函数。空间点的物理量是指，某个时刻占据空间点的。 流体质点的物理量，不同时刻占据该空间点的流体质点不同。 10.速度场：速度场是由流体空间各个坐标点的速度矢量构成的场。速度场不仅描述速度矢量的空间分布，还可描述这种分布随时间的变化。 11.毛细现象：玻璃管内的液体在表面张力的作用下液面升高或降低的现象称为毛细现象； 12.迹线：流体质点运动的轨迹。在流场中对某一质点作标记，将其在不同时刻的所在位置点连成线就是该流体质点的迹线。 13.定常流动：流动参数不随时间变化的流动。反之，流体参数随时间变化的流动称为不定长流动。 14.流线：流线是指示某一时刻流场中各点速度矢量方向的假象曲线。 流体力学概念总结 1.连续介质模型：在流体力学的研究中，将实际由分子组成的结构用流体微元代替。流体 微元有足够数量的分子，连续充满它所占据的空间，这就是连续介质模型。 2.质量力：处于某种力场中的流体，所有质点均受有与质量成正比的力，这个力称为质量 力。 3.表面力：相邻流体作用于此流体微团各表面的力，包括：压力、剪力和表面张力。 4.粘性：当流体在外力作用下，流体微元间出现相对运动时，随之产生阻碍流体层间相对 运动的内摩擦力，流体产生内摩擦力的这种性质称为粘性。 5.动力粘度：单位速度梯度时内摩擦力的大小μ=τ∕(dv∕dh) 6.运动粘度：动力粘度和流体密度的比值。υ=μ／ρ 7.恩氏粘度：被测液体与水粘度的比较值。 8.理想流体：一种假想的没有粘性的流体。 9.牛顿流体：在流体力学的研究中，凡切应力与速度梯度成线性关系，即服从牛顿内摩擦 定律的流体，称为牛顿流体。 10.表面张力：引起液体自由表面欲成球形的收缩趋势的力称为表面张力。 11.湿润现象：液体分子与固体分子之间的相互吸引力（附着力）大于液体分子之间的相互 吸引力（内聚力）时产生的湿润固体的现象。 12.毛细现象:液体和固体接触时，液体沿壁面上升或下降的现象。毛细管越细，液面差越大。 13.静压强：当流体处于绝对静止或相对静止状态时，流体中的压强称为流体静压强。 14.有势质量力：质量力所做的功只与起点和终点的位置有关，这样的质量力称为有势质量 力。 15.力的势函数：某函数对相应坐标的偏导数，等于单位质量力在相应坐标轴上的投影，该 函数称为力的势函数。 16.等压面：在充满平衡流体的空间，连接压强相等的各点所组成的面称等压面。 17.压力体：由所研究的曲面，通过曲面周界所作的垂直柱面和流体的自由表面（或其延伸 面）所围成的封闭体积叫做压力体。 18.实压力体：当所讨论的流体作用面为压力体的内表面时，称该压力体为实压力体。 19.虚压力体：当所讨论的流体作用面为压力体的外表面时，称该压力体为虚压力体。 20.浮力：液体对潜入其中的物体的作用力称为浮力。 21.时变加速度（当地加速度）：位于所观察空间的流体质点的速度随时间的变化率。 22.位变加速度（迁移加速度）：流体质点所在空间位置的变化所引起的速度变化率。 23.全加速度（质点导数或随体导数）：时变加速度与位变加速度的和称为全加速度。 24.恒定流动（定常流动）：流场中每一空间点上的运动参数不随时间变化，这样的流动称 为恒定流动。 25.非恒定流动（非定常流动）：流场中运动参数不但随位置改变而改变，而且也随时间变 化，这种流动称为非恒定流动。 Chapter 1 Fluid statics 流体静力学 1. 连续介质假定(Continuum assumption)：The real fluid is considered as no-gap continuous media, called the basic assumption of continuity of fluid, or the continuum hypothesis of fluid.流体是由连续分布的流体质点(fluid particle)所组成，彼此间无间隙。它是流体力学中最基本的假定，1755年由欧拉提出。在连续性假设之下，表征流体状态的宏观物理量在空间和时间上都是连续分布的，都可以作为空间和时间的函数。 2. 流体质点（Fluid particle ）: A fluid elementthat is small enough with enoughmoles to make sure that the macroscopic meandensity has definite valueis defined as a Fluid Particle.宏观上足够小，微观上足够大。 3. 流体的粘性（Viscosity ）: is an internal property of a fluid that offers resistance to shear deformation. It describes a fluid's internal resistance to flow and may be thought as a measure of fluid friction.流体在运动状态下抵抗剪切变形的性质，称为黏性或粘滞性。它表示流体的内部流动阻力，也可当做一个流体摩擦力量。The viscosity of a gas increases with temperature, the viscosity of a liquid decreases with temperature. 4. 牛顿内摩擦定律（Newton’s law of viscosity ）： 5. The dynamic viscosity （动力黏度）is also called absolute viscosity （绝对黏度）. The kinematic viscosity （运动黏度）is the ratio of dynamic viscosity to density. 6. Compressibility （压缩性）：As the temperature is constant, the magnitude of compressibility is expressed by coefficient of volume compressibility (体积压缩系数) к , a relative variation rate （相对变化率） of volume per unit pressure. The bulk modulus of elasticity (体积弹性模量) E is the reciprocal of coefficient of volume compressibility к. 7. 流体的膨胀性(expansibility; dilatability)：The coefficient of cubical expansion (体积热膨胀 系数) αt is the relative variation rate of volume per unit temperature change. 8. 表面张力Surfacetension : A property resulting from the attractive forces between du dz τμ=μ νρ =流体力学复习
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