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工程流体力学综合复习资料

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《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 4

108.93.0??-=表 C 、

O mH p 27=水

γ D 、

mmHg p 7603.0?=汞

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

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 。 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: 具体计算方法分为两种 。 9、断面平均流速V 与实际流速u 的区别是 。 10、实际流体总流的伯诺利方程表达式为 , 其适用条件是 。 11、泵的扬程H 是指 。 12、稳定流的动量方程表达式为 。 13、计算水头损失的公式为 与 。 14、牛顿内摩擦定律的表达式 ,其适用范围是 。 15、压力中心是指 。

三、简答题

1、静压强的两个特性。

2、节流式流量计的工作原理。

3、如何区分水力光滑管和水力粗糙管,两者是否固定不变?

4、温度对流体粘度的影响。

5、牛顿内摩擦定律的内容。

6、等压面的定义及其特性。

7、静止流体作用在曲面上的总压力计算公式。

8、写出实际总流的伯努利方程并说明适用条件和各项意义。 9、分析流动阻力产生的原因。 10、稳定流动与不稳定流动的定义。 11、串联管路的水力特性。 12、水力半径的定义式。 13、连续介质假设的内容。 14、因次分析方法的基本原理。 15、欧拉数的定义式及物理意义。 16、压力管路的定义。 17、长管计算的第一类问题。 18、作用水头的定义。 19、喷射泵的工作原理。 20、动量方程的标量形式。

四、计算题

1、 如图一输水系统,已知m d d 2.021==,吸入段长度m l 15=,水的运动粘度

s m /108.126-?=ν,水池液面表压强Pa p 98000=,过滤器两端接汞-水压差计,

m h 05.0=?,设流动状态在水力光滑区,s m Q /03.03

=。

求:(1)吸入段水头损失?

吸=w h

(2)设泵出口泵压Pa p 6

2108.0?=,求泵的有效功率。

注:1带保险活门53.01=ξ 2弯头40.02=ξ

3过滤器 4闸门32.04=ξ

2、有泵管路如图所示,流量hour m Q /2403

=,泵的吸入管长m L 151=,沿程阻力系数03.01=λ,

总局部阻力系数为61=∑ξ;压力管长m L 602=,03.01=λ,102=∑ξ,管径为m 25.0。 求:(1)已知泵入口处真空表读数O mH 26.6,求吸入高度1h 。 (2)两个液面高差m h 242=,求泵的扬程H 。

3、直径257mm 的长输管线,总长km 50,起点高程m 45,终点高程m 84,输送相对密度(比重)

88.0=δ的原油,运动粘度s m /10276.024-?=ν,设计输量为h t Q /200=,求总压降。(按长

管计算)

五、推导题

1. 试推导流体欧拉平衡微分方程式。

2. 试推导理想流体欧拉运动微分方程式。

3、气体中声速C 依赖于密度ρ、压强p 、粘度μ。试用因次分析法导出声速C 的一般表达式。

4、试应用伯诺利方程与水头损失公式推导孔口的定水头自由泄流的流量计算公式。

参考答案

一、单项选择题

1、实际流体的最基本特征是流体具有 A 。 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 C 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 。 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 B 。

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 B 。

A 、

at

p 3.0=表 B 、

Pa

p 4

108.93.0??-=表 C 、

O

mH p 27=水

γ D 、

mmHg

p 7603.0?=汞

γ

6、液体总是从 C 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 B 。

A 、2

h γ B 、2

21h γ C 、2

2h 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 D 。

A 、1212,v v p p >>

B 、1212,v v p p <<

C 、1212,v v p p ><

D 、1212,v v p p <>

9、并联管路的并联段的总水头损失等于 C 。 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 B 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

()()()0y x z u u u t x y z

ρρρρ????+++=???? 。 2、静止液体作用在曲面上的总压力计算公式(水平分力) x c x F h A γ= 和(垂直分力)

p z F V γ= 。

3、动能修正系数的物理意义是: 总流有效断面的实际动能与按照平均流速算出的假想动能的比值 。

4、长管是指 和沿程水头损失相比,流速水头和局部水头损失可以忽略的流动管路 。

5、欧拉数表达式为 2

Eu p

v ρ=

,其物理意义是 压力与惯性力的比值 。 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 3 L 。

7

νμρ= ,其国际单位是 ㎡ 。

8

9、断面平均流速v 与实际流速u

10、实际流体总流的伯诺利方程表达式为

2

2

2

21

112

1222w v P v P Z Z h g

g

ααγ

γ

+

+

=+

+

+ ,

11、泵的扬程H 是指 单位重量流体通过泵后所获得的机械能(水头) 。

12、稳定流的动量方程表达式为

()21F Q v v ρ=-∑r r r 。

13、计算水头损失的公式为 22f L v h d g λ= 与 2

2j v h g

ζ= 。

14、牛顿内摩擦定律的表达式 d d u

y

τμ

=± ,其适用范围是 牛顿流体,层流运动 。 15、压力中心是指 体中的平面或曲面所受流体压力的合力的作用线同该平面或曲面的交点 。

三、简答题

1、静压强的两个特性。

静压强方向永远沿着作用面内法线方向。静止流体中任何一点上各个方向的静压强大小相等,与作用面方位无关。 2、节流式流量计的工作原理。

节流式流量计是由节流装置(孔板、喷嘴、文氏管)、引压导管和差压计三部分所组成,流体通过孔板或其他节流装置时,流通面积缩小,流速增加,依据伯努利方程,压强减小,依据节流装置两侧的压差,可以测出流速,并可折算为流量 3、如何区分水力光滑管和水力粗糙管,两者是否固定不变?

4、温度对流体粘度的影响。

温度对于流体粘度的影响比较显著,温度升高是液体的粘度会升高,而气体的粘度会随着温度的升高而增加,这是由于液体的分子间距离较小,相互吸引力其主要作用,当温度升高时,间距增大,吸引力减小。气体分子间距离较大,吸引力影响较小,根据分子运动理论,分子的动量交换因温度升高而加剧,因而切应力也随之增加。 5、牛顿内摩擦定律的内容。

取无限薄的流体层进行研究,坐标为y 处的流速为u ,坐标为处的流速为,显然在厚度为的薄层中速度梯度为。液层间的内摩擦力T 的大小与液体性质有关,并与速度梯度以及接触面积A 成正比,而与接触面上的压力无关,即

du

T=A

dy μ±,符合这样内摩擦定律的流体叫牛顿流体,这种定律就叫做牛顿内摩擦定

律。

6、等压面的定义及其特性。

等压面是指静止流体当中压力相等的点组成的面。

(1)等压面与质量力相正交,(2)等压面不能相交,(3)两种互不相溶的流体的交界面是等压面,(4)水平面为等压面的三个条件——同种、连续、静止流体 7、静止流体作用在曲面上的总压力计算公式。

8、写出实际总流的伯努利方程并说明适用条件和各项意义。

9、分析流动阻力产生的原因。

流动阻力产生的根本原因时流体质点摩擦所表现的粘性和流体质点碰撞所表现的惯性 10、稳定流动与不稳定流动的定义。

流体在管道中流动时,在任一点上的流速、压力有关物理参数都不随时间而改变,这种流动称为稳定流动;若流动的流体中,任一点上的物理参数,有部分或全部随时间而改变,这种流动称为不稳定流动 11、串联管路的水力特性。

串联管路无中途分流和合流时,流量相等,阻力叠加。串联管路总水头损失等于串联各管段的水头损失之和,后一管段的流量等于前一管段流量减去前管段末端泄出的流量。

12、水力半径的定义式。

A

R χ=

流体在管道中流动时断面面积与湿周长度的比值

13、连续介质假设的内容。

即认为真实的流体和固体可以近似看作连续的,充满全空间的介质组成,物质的宏观性质依然受牛顿力学的支配。这一假设忽略物质的具体微观结构 ,而用一组偏微分方程来表达宏观物理量(如质量,数度,压力等)。这些方程包括描述介质性质的方程和基本的物理定律,如质量守恒定律,动量守恒定律等。 14、因次分析方法的基本原理。

很多物理量都是有因次的,若干物理量总能以适当的幂次组合构成无因次的数群;任何物理方

程总是齐因次的 。 15、欧拉数的定义式及物理意义。

16、压力管路的定义。

凡是液流充满全管在一定压差下流动的管路都称为压力管路。 17、长管计算的第一类问题。

已知管径,管长和地形,当一定流量的某种液体通过时,确定管路中的压力降,或确定起点所需的压头,或计算水力坡降。 18、作用水头的定义。

任意断面处单位重量水的能量,等于比能除以比重。含位置水头、压力水头和速度水头。单位为m

19、喷射泵的工作原理。

利用较高能量的液体,通过喷嘴产生高速液体后形成负压来吸取液体的装置称喷射泵。喷射泵的工作原理是利用较高能量的液体,通过喷嘴产生高速度,裹挟周围的流体一起向扩散管运动,使接受室中产生负压,将被输送液体吸入接受室,与高速流体一起在扩散管中升压后向外流出。 20、动量方程的标量形式。

()

()

()212121x

x x y

y y z

z z F

Q v v F

Q v v F

Q v v ρρρ=-=-=-∑∑∑

四、计算题

1. 如图一输水系统,已知m d d

2.021==,吸入段长度m l 15=,水的运动粘度

s m /108.126-?=ν,水池液面表压强Pa p 98000=,过滤器两端接汞-水压差计,

m h 05.0=?,设流动状态在水力光滑区,s m Q /03.03

=。

求:(1)吸入段水头损失

吸=w h

(2)设泵出口泵压

Pa p 6

2108.0?=,求泵的有效功率。

注:1带保险活门10.53ζ= 2弯头20.40ζ= 3过滤器 4闸门40.32ζ= (1) 吸入段沿程水头损失:

局部水头损失:

2

223333224

48=12.622j v Q Q p

h h g g d d g ζζζππγ

???====? ??? 2424322

3.140.29.8

12.612.60.0513.54880.03

d g

h Q πζ??=

??=??=?

(2) 水池液面到1-1断面列伯努利方程:

2

1

00032w p v h g γ++=+++吸

,解得127582.41Pa p =-

列1-1.2-2两断面伯努利方程:

2. 有泵管路如图所示,流量

hour m Q /2403

=,泵的吸入管长m L 151=,沿程阻力系数03.01=λ,总局部阻力系数为16ζ∑=;压力管长m L 602=,03.01=λ,210ζ∑=,管

径为m 25.0。

求:(1)已知泵入口处真空表读数O mH 26.6,求吸入高度1h 。 (2)两个液面高差m h 242=,求泵的扬程H 。

(1) 取a 、b 两断面伯努利方程:

(2) 取a 、c 两断面伯努利方程:

3. 直径257mm 的长输管线,总长km 50,起点高程m 45,终点高程m 84,输送相对密

度(比重)88.0=δ的原油,运动粘度s m /10276.02

4-?=ν,设计输量为h t Q /200=,

求总压降。(按长管计算) 解:管道内流体雷诺数

3

3

3

44Re 2001040.881036003.1416257100.2761011332Q

d πν

--=

????=????=

查表得 Δ=0.15 计算得

3

88

37

720.15

1.1671025759.759.7

134243(1.16710)εε--?=

=?==?

8

7

59.7 2000Re

ε

<<

可得

44

22

25

0.031

Re11332

8

2

f

L v LQ

h

d g gd

λ

λλ

π

===

==

根据伯努利方程

2

2

12

12

22w

v

P v P

Z Z h

g g

γγ

++=+++

可得

12

21

2

2125

3

2

3

235

()

8

(())

20010

8501000()

0.88103600

0.8810009.8((8445)0.031)

3.14169.8(25710)

4224035

w

w

P P P

Z Z h

LQ

g Z Z

gd

Pa

γ

δρλ

π

-

?=-

=-+

=-+

?

???

??

=???-+?

???

=

五、推导题

1.试推导流体欧拉平衡微分方程式。

答:如图,在平衡液体在中,取微小六面体,为研究方便,使其各边分别平行与坐标轴,边长取为、和,其形心点位M(x,y,z),点M的压强为p(x,y,z)。

分析作用于六面体表面的力:

(1)表面力:只有静水压力由于六面体各面的形心到M的距离很小,压强在M点附近的变化可以为泰勒级数表示,且可忽略二阶以上的微量,于是:

(2)质量力

除以,得到:

2.试推导理想流体欧拉运动微分方程式。

(1)作用在微元上的表面力

设A点出的压强为P,由于、和都很小,可以认为包含A点的三个微元体的边界面上,压强均为P,则由于数学中的泰勒级数展开,对应的三个界面的压强为:

设X方向的表面力合力为:

设Y方向的表面力合力为:

设Z方向的表面力合力为:

(2)作用在微元体上的质量力

设作用在单位流体的质量力的三个分量分别是X、Y和Z,微元体内的流体质量为,则微元体所受的质量力在x、y,z三个坐标方向上的分量分别是:

(3) 根据牛顿第二定律列方程

微元流体在表面力和质量力作用下运动,三个加速度分量分别为,则由牛顿

第二定律,沿x 方向的运动方程为,

得到:

同理,可以得到Y 和Z 方向的运动方程,最后有:

3. 气体中声速C 依赖于密度ρ、压强p 、粘度μ。试用因次分析法导出声速C 的一般表达式。

解:选取三个影响因素为独立基本量纲则

1111

(C,,P,)0

P a b c f C

ρμπρμ

==

写成量纲式并求解

111311211111[T ][M L ][T ][M L T ]1110

311112111

a b c L ML a b c a b c b c ------=++=---=--=-

10.5,10.5,10a b c =-==

即 1

P

C πρ

=

4. 试应用伯诺利方程与水头损失公式推导孔口的定水头自由泄流的流量计算公式。证明:定水头自由泄流问题如右图。取o、c两缓交流断面列伯努利方程:

记作用水头为:

则:

工程流体力学复习知识总结

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。

工程流体力学(一)试题库

2009 年 秋季学期 工 程 流 体 力 学 题号 一 二 三 四 五 六 总分 分数 班号 学号 姓名 一、解释下列概念:(20分) 1. 连续性介质模型、粘性、表面力、质量力 2. 等压面、压力体、流线、迹线 简述“流体”的定义及特点。 3. 恒定流动、非恒定流动、牛顿流体、正压流体 简述 Euler “连续介质模型”的内容及引入的意义。 4.动能修正因数、动量修正因数、水力半径、当量直径 简述“压力体”的概念及应用意义。 5. 有旋运动、无旋运动、缓变流动、急变流动 .简述研究“理想流体动力学”的意义。

二.简答题(10分) 1.流体粘性产生的原因是什么?影响流体粘性的因素有哪些? 2.粘性的表示方法有几种?影响流体粘性的因素有哪些? 3.举例说明等压面在静力学计算中的应用 4. 举例说明压力体在静力学计算中的应用 说明静止流体对曲面壁总作用力的计算方法 三.推导题(30分) 1试推导:流体在直角坐标系中非恒定可压缩流体连续性微分方程式为: 2.试推导粘性流体应力形式的运动微分方程 2.试从粘性流体应力形式出发推导粘性流体的运动微分方程(N-S 方程) 4. 由恒定流动、不可压缩流体流体微小流束的伯努利方程出发,推求粘性流体总流的伯努利方程,并指出其使用条件。 5.推求粘性不可压缩流体作恒定流动时的动量方程式 试证明在不可压缩流体的缓变过流断面上有: z+p/ρg=c 1.试证明:粘性流体的动压强为 四、已知某流速场速度分布为 ,,x y z v yz t v xz t v xy =+=+= 10 d V dt ρ ρ+?=u v g ()1 3 xx yy zz p σσσ=- ++

工程流体力学简答

工程流体力学简答 1.流体的粘性 ①什么是粘性? 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。 ②粘性力(粘性内摩擦力)产生的原因? 这种阻力是由分子间的相互吸引力和分子不规则运动的动量交换产生的阻力组合而成。 (a)分子间吸引力产生的阻力:当相邻两液体层有相对运动时,会引起相邻分子间距的加大。这种间距的加大会使分子间吸引力明显表现出来,即快速运动的分子层拖动慢速的分子层使其加快运动,而慢速运动的分子层反过来阻滞快速层的运动,这种相互作用的宏观表现为粘性力。 (b)分子不规则运动的动量交换产生的阻力:当流体定向或不定向流动时,由于分子的不规则运动,分子在层与层间有跳跃迁移,这种跳跃迁移将导致动量交换。快速层与慢速层的分子相互跃迁进行动量交换,而动量交换的结果将使彼此相互牵制,宏观表现就是粘性力。 ③液体与气体粘性力产生的主要因素? 液体:低速流动时,不规则运动弱,主要取决于分子间的吸引力; 高速流动时,不规则运动增强,变为不规则运动的动量交换引起。 气体:主要取决于分子不规则运动的动量交换。 ④压强和温度对流体粘性的影响? 压强:由于压强变化对分子动量交换影响小,所以气体的粘度随压强变化很小。而压强加大 使分子间距减小,故压强对液体粘性的影响较大。但低压下压强对液体粘度影响很小。 温度:对于液体,温度升高,分子间距增大,粘度将显著减小; 对于气体,温度升高,分子不规则运动加剧,粘度增大。 2.流体静压强的两个重要特征? (1)流体静压强的方向沿作用面的内法线方向。 (2)流体静压强的数值与作用面在空间的方位无关,即在任一点的压强不论来自何方均相等。 3.等压面的三个特性 一.等压面就是等势面。

《工程流体力学》考试试卷及答案解析

《工程流体力学》复习题及参考答案 整理人:郭冠中内蒙古科技大学能源与环境学院热能与动力工程09级1班 使用专业:热能与动力工程 一、名词解释。 1、雷诺数 2、流线 3、压力体 4、牛顿流体 5、欧拉法 6、拉格朗日法 7、湿周 8、恒定流动 9、附面层 10、卡门涡街11、自由紊流射流 12、流场 13、无旋流动14、贴附现象15、有旋流动16、自由射流 17、浓差或温差射流 18、音速19、稳定流动20、不可压缩流体21、驻点22、 自动模型区 二、就是非题。 1.流体静止或相对静止状态的等压面一定就是水平面。 ( ) 2.平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。 ( ) 3.附面层分离只能发生在增压减速区。 ( ) 4.等温管流摩阻随管长增加而增加,速度与压力都减少。 ( ) 5.相对静止状态的等压面一定也就是水平面。 ( ) 6.平面流只存在流函数,无旋流动存在势函数。 ( ) 7.流体的静压就是指流体的点静压。 ( ) 8.流线与等势线一定正交。 ( ) 9.附面层内的流体流动就是粘性有旋流动。 ( ) 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。( ) 11.相对静止状态的等压面可以就是斜面或曲面。 ( ) 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。( ) 13.壁面静压力的压力中心总就是低于受压壁面的形心。 ( ) 14.相邻两流线的函数值之差,就是此两流线间的单宽流量。 ( ) 15.附面层外的流体流动时理想无旋流动。 ( ) 16.处于静止或相对平衡液体的水平面就是等压面。 ( ) 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。 ( ) 18.流体流动时切应力与流体的粘性有关,与其她无关。 ( ) 三、填空题。 1、1mmH2O= Pa 2、描述流体运动的方法有与。 3、流体的主要力学模型就是指、与不可压缩性。 4、雷诺数就是反映流体流动状态的准数,它反映了流体流动时 与的对比关系。 5、流量Q1与Q2,阻抗为S1与S2的两管路并联,则并联后总管路的流量Q

工程流体力学试题

一、选择题:从给出的四个选项中选择出一个正确的选项 (本大题60分,每小题3分) 1、温度的升高时液体粘度()。 A、变化不大 B、不变 C、减小 D、增大 2、密度为1000kg/m3,运动粘度为10m2/s的流体的动力粘度为()Pas。 A、1 B、0.1 C、0.01 D、0.001 3、做水平等加速度运动容器中液体的等压面是()簇。 A、斜面 B、垂直面 C、水平面 D、曲面 4、1mmH2O等于()。 A、9800Pa B、980Pa C、98Pa D、9.8Pa 5、压强与液标高度的关系是()。 A、h=p/g B、p=ρg C、h=p/ρg D、h=p/ρ 6、流体静力学基本方程式z+p/ρg=C中,p/ρg的物理意义是() A、比位能 B、比压能 C、比势能 D、比动能 7、根据液流中运动参数是否随()变化,可以把液流分为均匀和非均匀流。 A、时间 B、空间位置坐标 C、压力 D、温度

8、连续性方程是()定律在流体力学中的数学表达式。 A、动量守恒 B、牛顿内摩擦 C、能量守恒 D、质量守恒。 9、平均流速是过留断面上各点速度的()。 A、最大值的一半 B、面积平均值 C、统计平均值 D、体积平均值 10、泵加给单位重量液体的机械能称为泵的()。 A、功率 B、排量; C、扬程 D、效率 11、水力坡度是指单位管长上()的降低值。 A、总水头 B、总能量 C、轴线位置 D、测压管水头 12、总水头线与测压管水头线间的铅直高差反映的是()的大小。 A、压力的头 B、位置水头 C、流速水头 D、位置水头。 13、雷诺数Re反映的是流体流动过程中()之比。 A、惯性力与粘性力 B、粘性力与惯性力 C、重力与惯性力 D、惯性力与重力 14、直径为d的圆形截面管道的水力半径为() A、2d B、d C、d/2; D、d/4。 15、过流断面的水力要素不包括()。 A、断面面积 B、断面湿周 C、管壁粗糙度 D、速度梯度 16、圆管层流中的速度剖面是()。

工程流体力学试题及答案1

一\选择题部分 (1)在水力学中,单位质量力是指(答案:c ) a、单位面积液体受到的质量力; b、单位体积液体受到的质量力; c、单位质量液体受到的质量力; d、单位重量液体受到的质量力。 (2)在平衡液体中,质量力与等压面(答案:d) a、重合; b、平行 c、相交; d、正交。 (3)液体中某点的绝对压强为100kN/m2,则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案:b (4)水力学中的一维流动是指(答案:d ) a、恒定流动; b、均匀流动; c、层流运动; d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 (5)有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=(答案:b) a、8; b、4; c、2; d、1。 (6)已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关,即可以判断该液体流动属于答案:c a、层流区; b、紊流光滑区; c、紊流过渡粗糙区; d、紊流粗糙区(7)突然完全关闭管道末端的阀门,产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s,水击压强水头H = 250m,则管道中原来的流速v0为答案:c a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m (8)在明渠中不可以发生的流动是(答案:c ) a、恒定均匀流; b、恒定非均匀流; c、非恒定均匀流; d、非恒定非均匀流。 (9)在缓坡明渠中不可以发生的流动是(答案:b)。 a、均匀缓流; b、均匀急流; c、非均匀缓流; d、非均匀急流。 (10)底宽b=1.5m的矩形明渠,通过的流量Q =1.5m3/s,已知渠中某处水深h = 0.4m,则该处水流的流态为答案:b a、缓流; b、急流; c、临界流; (11)闸孔出流的流量Q与闸前水头的H(答案:d )成正比。 a、1次方 b、2次方 c、3/2次方 d、1/2次方 (12)渗流研究的对象是(答案:a )的运动规律。 a、重力水; b、毛细水; c、气态水; d、薄膜水。 (13)测量水槽中某点水流流速的仪器有答案:b a、文丘里计 b、毕托管 c、测压管 d、薄壁堰 (14)按重力相似准则设计的水力学模型,长度比尺λL=100,模型中水深为0.1米,则原型中对应点水深为和流量比尺为答案:d a、1米,λQ =1000; b、10米,λQ =100;

工程流体力学知识整理

流体:一种受任何微小剪切力作用,都能产生连续变形的物质。 流动性:当某些分子的能量大到一定程度时,将做相对的移动改变它的平衡位置。 流体介质:取宏观上足够小、微观上足够大的流体微团,从而将流体看成是由空间上连续分布的流体质点所组成的连续介质 压缩性:流体的体积随压力变化的特性称为流体的压缩性。 膨胀性:流体的体积随温度变化的特性称为流体的膨胀性。 粘性:流体内部存在内摩擦力的特性,或者说是流体抵抗变形的特性。 牛顿流体:将遵守牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体,反之称为非牛顿流体。 理想流体:忽略流体的粘性,将流体当成是完全没有粘性的理想流体。 表面张力:液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。 表面力:大小与表面面积有关而且分布作用在流体微团表面上的力称为表面力。 质量力:所有流体质点受某种力场作用而产生,它的大小与流体的质量成正比。 压强:把流体的内法线应力称作流体压强。 流体静压强:当流体处于静止或相对静止时,流体的压强称为流体静压强。 流体静压强的特性:一、作用方向总是沿其作用面的内法线方向。二、任意一点上的压强与作用方位无关,其值均相等(流体静压强是一个标量)。 绝对压强:以完全真空为基准计量的压强。 相对压强:以当地大气压为基准计量的压强。 真空度:当地大气压-绝对压强 液体的相对平衡:指流体质点之间虽然没有相对运动,但盛装液体的容器却对地面上的固定坐标系有相对运动时的平衡。 压力体:曲面上方的液柱体积。 等压面:在平衡流体中,压力相等的各点所组成的面称为等压面。特性一、在平衡的流体中,过任意一点的等压面,必与该点所受的质量力互相垂直。特性二、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。 流场:充满运动流体的空间称为流场。 定常流动:流场中各空间点上的物理量不随时间变化。 缓变流:当流动边界是直的,且大小形状不变时,流线是平行(或近似平行)的直线的流动状态为缓变流。

工程流体力学简答题

1、什么就是黏性?当温度变化时, 黏性如何变化?为什么? 当流体内部存在相对运动时,流体内产生内摩擦力阻碍相对运动的属性。 气体的粘性随温度的升高而升高;液体的粘性随温度的升高而降低。 分子间的引力就是形成液体粘性的主要原因。温度的升高,分子间距离增大,引力减小。 分子作混乱运动时不同流层间动量交换就是形成气体粘性的主要原因。温度的升高,混乱运动强烈,动量交换频繁,气体粘度越大 2、解释:牛顿流体、理想流体 牛顿流体:切应力与速度梯度成正比的流体 理想流体:没有粘性的流体 3、流体静压强的两的特性就是什么? 流体静压强的方向就是作用面内法线方向,即垂直指向作用面。 流体静压强的大小与作用面方位无关,就是点坐标的函数 4、画出下列曲面对应的压力体。(4分)★

5、 分别画出下图中曲面A 、B 、C 对应的压力体(6分) 6、写出不可压缩粘性流体总流的能量方程式,并说明各项的物理意义与应用条件。 w h z g p a z g p a +++=++22222112112g v 2g v ρρ 2g v 2 a 单位重量流体的动能 g p ρ单位重量流体的压 能 z 单位重量流体的位能 w h 单位重量流体的两 断面间流动损失

不可压缩粘性流体在重力场中定常流动,沿流向任两缓变流过流断面 7、什么就是流线?它有那些基本特性? 流场中某一瞬时一系列流体质点的流动方向线。一般流线就是一条光滑曲线、不能相交与转折 定常流动中,流线与迹线重合。 8、解释:定常流动、层流流动、二元流动。 定常流动:运动要素不随时间改变 层流流动:流体分层流动,层与层之间互不混合。 二元流动:运动要素就是两个坐标的函数。 9、解释:流线、迹线 流线:流场中某一瞬时,一系列流体质点的平均流动方向线。曲线上任意一点的切线方向与该点速度方向一致。 迹线:流场中一时间段内某流体质点的运动轨迹。10、描述流动运动有哪两种方法,它们的区别就是什 么? 欧拉法,以流体空间点为研究对象 拉格朗日法:以流体质点为研究对象 11、什么就是量纲?流体力学中的基本量纲有哪些?写出压强、加速度的量纲。 物理量单位的种类,

工程流体力学全试题库完整

水力学练习题及参考答案 一、是非题(正确的划“√”,错误的划“×) 1、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。(√) 2、图中矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合。(×) 3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。(×) 4、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的,当 Fr>1为急流。 (√) 5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。(×) 6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。(×) 6、达西定律适用于所有的渗流。(×) 7、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。(√) 8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。 (√) 9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。 (√) 10、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。(×) 11、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。(√) 12、陡坡上出现均匀流必为急流,缓坡上出现均匀流必为缓流。 (√) 13、在作用水头相同的条件下,孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。 (×) 14、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等,但底坡不同,因此它们 的正常水深不等。 (√) 15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。(√) 16、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。(×) 17、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。 (√) 18、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。 (×) 19、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。(√) 20、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。(×) 21、缓坡上可以出现均匀的急流。 (√) 22、静止水体中,某点的真空压强为50kPa,则该点相对压强为-50 kPa。 (√) 24、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。 (√) 25、水深相同的静止水面一定是等压面。 (√) 26、恒定流一定是均匀流,层流也一定是均匀流。(×) 27、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。(√) 28、陡坡上可以出现均匀的缓流。 (×) 29、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。 (√) 30、当明渠均匀流水深大于临界水深,该水流一定是急流。 (×)

工程流体力学历年试卷及答案[精.选]

一、判断题 1、 根据牛顿内摩擦定律,当流体流动时,流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。 2、 一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强的平均 值。 3、 流体流动时,只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。 4、 在相同条件下,管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。 5、 稳定(定常)流一定是缓变流动。 6、 水击产生的根本原因是液体具有粘性。 7、 长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。 8、 所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。 9、 外径为D ,内径为d 的环形过流有效断面,其水力半径为4 d D -。 10、 凡是满管流流动,任何断面上的压强均大于大气的压强。 二、填空题 1、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 。 2、运动粘度与动力粘度的关系是 ,其国际单位是 。 3、因次分析的基本原理是: ;具体计算方法分为两种 。 4、断面平均流速V 与实际流速u 的区别是 。 5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为 , 其适用条件是 。 6、泵的扬程H 是指 。 7、稳定流的动量方程表达式为 。 8、计算水头损失的公式为 与 。 9、牛顿内摩擦定律的表达式 ,其适用范围是 。 10、压力中心是指 。 一、判断题 ×√×√× ×××√× 二、填空题 1、 3 L/s 2、 ρμν=,斯(s m /2 ) 3、 因次和谐的原理,п定理 4、 过流断面上各点的实际流速是不相同的,而平均流速在过流断面上是相等的 5、 22222212111 122z g v a p h g v a p z +++=++-γγ,稳定流,不可压缩流体,作用于流体上的质量力只有重力,所取断面为缓变流动 6、 单位重量液体所增加的机械能 7、 ∑?=F dA uu cs n ρ

《工程流体力学》考试试卷及答案解析

《工程流体力学》复习题及参考答案 整理人:郭冠中内蒙古科技大学能源与环境学院热能与动力工程09级1班 使用专业:热能与动力工程 一、名词解释。 1、雷诺数 2、流线 3、压力体 4、牛顿流体 5、欧拉法 6、拉格朗日法 7、湿周 8、恒定流动 9、附面层 10、卡门涡街11、自由紊流射流 12、流场 13、无旋流动14、贴附现象15、有旋流动16、自由射流 17、浓差或温差射流 18、音速19、稳定流动20、不可压缩流体21、驻点22、 自动模型区 二、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。() 2.平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。() 3.附面层分离只能发生在增压减速区。() 4.等温管流摩阻随管长增加而增加,速度和压力都减少。() 5.相对静止状态的等压面一定也是水平面。() 6.平面流只存在流函数,无旋流动存在势函数。() 7.流体的静压是指流体的点静压。() 8.流线和等势线一定正交。() 9.附面层内的流体流动是粘性有旋流动。() 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。() 11.相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。() 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。() 13.壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。() 14.相邻两流线的函数值之差,是此两流线间的单宽流量。() 15.附面层外的流体流动时理想无旋流动。() 16.处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。() 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。 () 18.流体流动时切应力与流体的粘性有关,与其他无关。() 三、填空题。 1、1mmH2O= Pa 2、描述流体运动的方法有和。 3、流体的主要力学模型是指、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 与的对比关系。

工程流体力学考试重点

1. 质量力:质量力是作用于每一流体质点(或微团)上的力,与体积或质量成正比。 2. 表面力:表面力是作用在所考虑的流体表面上的力,且与流体的表面积大小成正比。外 界通过接触传递,与表面积成正比的力。 3. 当不计温度效应,压强的变化引起流体体积和密度的变化,称为流体的压缩性。当流体 受热时,体积膨胀,密度减小的性质,称为流体的热胀性。 4. 单位压强所引起的体积变化率(压缩系数dp dV V p 1- =α)。↑p α越容易压缩。 ↓↑?=-==E d dp dV dp V E P P αρ ρα,。 5. 单位温度所引起的体积变化率(体积热胀系数dT dV V V 1= α)。 6. 黏性是流体抵抗剪切变形的一种属性。当流体内部的质点间或流层间发生相对运动时, 产生切向阻力(摩擦力)抵抗其相对运动的特性,称作流体的黏性。流体的黏性是流体产生流动阻力的根源。 7. dy du A F μ= 其中F ——内摩擦力,N ;dy du ——法向速度梯度,即在与流体方向相互垂直的y 方向流体速度的变化率,1/s ;μ——比例系数,称为流体的黏度或动力黏度, s Pa ?。 8. dy du μ τ= 表明流体层间的内摩擦力或切应力与法向速度梯度成正比。 9. 液体的黏度随温度升高而减小,气体的黏度则随温度升高而增大。液体主要是内聚力, 气体主要是热运动。温度↑: 液体的分子间距↑ 内聚力↓; 气体的分子热运动↑ 分子间距↓ 内聚力↑。 10. 三大模型:1)连续介质模型;2)不可压缩流体模型;3)理想流体模型。 11. 当把流体看作是连续介质后,表征流体性质的密度、速度、压强和温度等物理量在流体 中也应该是连续分布的。优点:可将流体的各物理量看作是空间坐标和时间的连续函数,从而可以引用连续函数的解析方法等数学工具来研究流体的平衡和运动规律。 12. 流体静压强的特性:1)流体静压强的方向垂直指向受压面或沿作用面的内法线方向;2) 平衡流体中任意一点流体静压强的大小与作用面的方位无关,只与点的空间位置有关。

工程流体力学习题全解

第1章 绪论 选择题 【1.1】 按连续介质的概念,流体质点是指:(a )流体的分子;(b )流体内的固体颗粒; (c )几何的点;(d )几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。 解:流体质点是指体积小到可以看作一个几何点,但它又含有大量的分子,且具有 诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。 (d ) 【1.2】 与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是:(a )切应力和压强;(b )切应力和剪切变 形速度;(c )切应力和剪切变形;(d )切应力和流速。 解:牛顿内摩擦定律是 d d v y τμ =,而且速度梯度d d v y 是流体微团的剪切变形速度 d d t γ,故d d t γ τμ=。 (b ) 【1.3】 流体运动黏度υ的国际单位是:(a )m 2/s ;(b )N/m 2;(c )kg/m ;(d )N·s/m 2。 解:流体的运动黏度υ的国际单位是/s m 2 。 (a ) 【1.4】 理想流体的特征是:(a )黏度是常数;(b )不可压缩;(c )无黏性;(d )符合RT p =ρ 。 解:不考虑黏性的流体称为理想流体。 (c ) 【1.5】 当水的压强增加一个 大气压时,水的密度增大约为:(a )1/20 000;(b )1/1 000;(c )1/4 000;(d )1/2 000。 解:当水的压强增加一个大气压时,其密度增大约 95d 1 d 0.51011020 000k p ρ ρ -==???= 。 (a ) 【1.6】 从力学的角度分析,一般流体和固体的区别在于流体:(a )能承受拉力,平衡时 不能承受切应力;(b )不能承受拉力,平衡时能承受切应力;(c )不能承受拉力,平衡时不能承受切应力;(d )能承受拉力,平衡时也能承受切应力。 解:流体的特性是既不能承受拉力,同时具有很大的流动性,即平衡时不能承受切应力。 (c ) 【1.7】 下列流体哪个属牛顿 流体:(a )汽油;(b )纸浆;(c )血液;(d )沥青。 解:满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 (a ) 【1.8】 15C o 时空气和水的运动黏度6215.210m /s υ-=?空气,62 1.14610m /s υ-=?水 ,这 说明:在运动中(a )空气比水的黏性力大;(b )空气比水的黏性力小;(c )空气 与水的黏性力接近;(d )不能直接比较。 解:空气的运动黏度比水大近10倍,但由于水的密度是空气的近800倍,因此水的黏度反而比空气大近50倍,而黏性力除了同流体的黏度有关,还和速度梯度有 关,因此它们不能直接比较。 (d ) 【1.9】 液体的黏性主要来自于液体:(a )分子热运动;(b )分子间内聚力;(c )易变形

重庆科技学院工程流体力学样卷及答案分析

专业班级: 姓 名: 学 号: 装 订 线

★编号:重科院( )考字第( )号 第 2 页 7、下列属于牛顿流体的( ) A .空气; B .血液; C .泥浆 ; D .沥青。 8、在圆管流中,层流的断面流速分布符合( ) A .均匀规律; B .直线变化规律; C .抛物线规律; D .对数曲线规律。 9、.动力粘度的量纲是( ) A .T L 2-M ; B .11T L --M ; C .2 LT -M ; D .2 LT M 10、雷诺数Re 反映了( )的对比关系 A .粘性力与重力 B .重力与惯性力 C .惯性力与粘性力 D .粘性力与动水压力 二、判断题:对的打“√”,错的打“×”(本题共10小题,每小题1分,共10分) 1、当流速分布比较均匀时,则动能修正系数的值接近于1。( ) 2、水力直径是过水断面的面积A 与周长S 的比值。( ) 3、流体力学的研究方法只有实验方法和数值计算方法两种。( ) 4、研究流体的运动规律是应用拉格朗日法分析流体运动的轨迹。( ) 5、应用总流的伯努利方程时,两过水断面之间不能出现急变流。( ) 6、压力表测得压强值是被测对象的绝对压强。( ) 7、管路尺寸的长短是区分长管与短管的依据。( ) 8、在过流断面突变处一般发生局部水头损失。( ) 9、薄壁孔的收缩系数对其出流性能没有影响。( ) 10、缝隙两端的压差或配合件间发生相对运动,流体在缝隙中就会产生流动。( )

专业班级: 姓 名: 学 号:

★编号:重科院()考字第()号第4页

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工程流体力学简答题.

1. 什么是黏性?当温度变化时, 黏性如何变化?为什么? 当流体内部存在相对运动时,流体内产生内摩擦力阻碍相对运动的属性。 气体的粘性随温度的升高而升高;液体的粘性随温度的升高而降低。 分子间的引力是形成液体粘性的主要原因。温度的升高,分子间距离增大,引力减小。 分子作混乱运动时不同流层间动量交换是形成气体粘性的主要原因。温度的升高,混乱运动强烈,动量交换频繁,气体粘度越大 2. 解释:牛顿流体、理想流体 牛顿流体:切应力与速度梯度成正比的流体 理想流体:没有粘性的流体 3.流体静压强的两的特性是什么? 流体静压强的方向是作用面内法线方向,即垂直指向作用面。 流体静压强的大小与作用面方位无关,是点坐标的函数

4、画出下列曲面对应的压力体。(4分) ★ 5. 分别画出下图中曲面A 、B 、C 对应的压力体(6分) 6.写出不可压缩粘性流体总流的能量方程式,并说明各项的物理意义和应用条件。 w h z g p a z g p a +++=++22222112112g v 2g v ρρ 2g v 2 a 单位重量流体的动能 g p ρ单位重量流体的压 能

z单位重量流体的位能w h单位重量流体的两断面间流动损失 不可压缩粘性流体在重力场中定常流动,沿流向任两缓变流过流断面 7. 什么是流线?它有那些基本特性? 流场中某一瞬时一系列流体质点的流动方向线。一般流线是一条光滑曲线、不能相交和转折 定常流动中,流线与迹线重合。 8.解释:定常流动、层流流动、二元流动。 定常流动:运动要素不随时间改变 层流流动:流体分层流动,层与层之间互不混合。二元流动:运动要素是两个坐标的函数。 9.解释:流线、迹线 流线:流场中某一瞬时,一系列流体质点的平均流动方向线。曲线上任意一点的切线方向与该点速度方向一致。 迹线:流场中一时间段内某流体质点的运动轨迹。 10. 描述流动运动有哪两种方法,它们的区别是什

生活中的流体力学知识研究报告

工程流体力学三级项目报告multinuclear program design Experiment Report 项目名称: 班级: 姓名: 指导教师: 日期:

摘要 简要介绍了流体力学在生活中的应用,涉及到体育,工业,生活小窍门等。讨论了一些流体力学原理。许许多多的现象都与流体力学有关。为什么洗衣机老翻衣兜?倒啤酒要注意什么诀窍?高尔夫球为什么是麻脸的?本文将就以上三个问题讨论流体力学中一些简单的原理,如伯努力定律,雷诺数,边界层分离等,展现流体力学的广泛应用,证明流体力学妙趣横生。 关键字:伯努利定律;层流;湍流;空气阻力;雷诺数;高尔夫球

前言 也许,到现在你都有点不会相信,其实我们生活在一个流体的世界里。观察生活时我们总可以发现。生活离不开流体,尤其是在社会高速发展的今天。鹰击长空,鱼翔浅底;汽车飞奔,乒乓极旋,许许多多的现象都与流体力学有关。为什么洗衣机老翻衣兜?倒啤酒要注意什么诀窍?高尔夫球为什么是麻脸的?本文将就以上三个问题讨论流体力学中一些简单的原理,如伯努力定律,雷诺数,边界层分离等,展现流体力学的广泛应用,证明流体力学妙趣横生。生活中的很多事物都在经意或不经意中巧妙地掌握和运用了流体力学的原理,让其行动变得更灵活快捷。

一、麻脸的高尔夫球(用雷诺数定量解释) 不知道大家有没有发现,高尔夫球的表面做成有凹点的粗糙表面,而不是平滑光趟的表面,就是利用粗糙度使层流转变为紊流的临界雷诺数减小,使流动变为紊流,以减小阻力的实际应用例子。最初,高尔夫球表面是做成光滑的,如图1—1,后来发现表面破损的旧球 图1-1光滑面1-2粗糙面 反而打的更远。原来是临界Re数不同的结果。光滑的球由于这种边界层分离得早,形成的前后压差阻力就很大,所以高尔夫球在由皮革改用塑胶后飞行距离便大大缩短了,因此人们不得不把高尔夫球做成麻脸的,即表面布满了圆形的小坑。麻脸的高尔夫球有小坑,飞行时小坑附近产生了一些小漩涡,由于这些小漩涡的吸力,高尔夫球附近的流体分子被漩涡吸引,

学时工程流体力学复习题与答案

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?

工程流体力学学习心得

工程流体力学学习心得 工程流体力学对于过程装备与控制工程专业的我来说,属于专业必备课程,对专业后续的无论是就业还是研究生学习研究都是必备的知识。 工程流体力学介绍了工业生产中的基本流体特性、流体流动的基本特性以及流体在储运设备以及管道中储存和流动时流体对储运设备的影响等相关知识。对于自己的专业来讲,工程流体力学对以后自己在选择设计承压储运工程流体设备的工作中,为不同流体对不同形式的承压储运设备的力学及性能影响提供理论依据,从而使工作顺利进行下去。 对于本门课程主要的知识点归结如下: 1、柏努力方程 2、流体流动时的动量守恒方程 3、连续性方程 4、流体流动时的动量矩守恒方程 5、流体管程流动阻力计算 6、流体局部流动阻力计算 另一个自己感觉重要的知识便是获得上述各方程前期的假设性,在假设的基础上,由最简单形式开始展开对公式的推导以及验证。 事务研究的基础任务,例如假设性条件和忽略性因素,才是研究取得成功的根本,因此,要探究事物的根本,就应该努力培养如何提出假设的这种能力,培养先创性及大胆实践探求的精神。同时,作为工科专业,又应该具有工程概念,工程概念中的一个很大特点就是“人各异性”。同一个工程建设中,很可能有多种施工方案,并且每一种方案都会有自己的特点及优势,而且也并不存在真正绝对的答案供自己选择。因此,在培养先创性及大胆实践探求的精神同时,一定不要钻死牛角尖,同时要根据实际情况选择自己的设计方案。 在学习这门课程中,有些基础知识掌握的不是很到位,并且,在自己感觉相对简单的知识点方面,本以为自己已经掌握了,但是,当真正拿到手亲身做的时候,就会发现很多问题,因此,在今后的学习及生活中,也要克服自以为是的坏毛病,亲身实践去获取所需。 对这个学期的课程来讲,我并没有因考察考试的区分来看待所学的各门课程,而是对照自己的毕业从业计划有目的的投入到学习中,这虽是一门考查课,但是在以后的工作中,这门课程将会给予我实际的操作应用。 一门课程的结束都会教会我很多专业必备的知识技能,这也将会是我今后学习以及工作的宝贵财富。

工程流体力学试卷答案

工程流体力学考试试卷 一. 解答下列概念或问题 (15分) 1. 恒定流动 2. 水力粗糙管 3. 压强的表示方法 4. 两流动力学相似条件 5. 减弱水击强度的措施 二. 填空 (10分) 1.流体粘度的表示方法有( )粘度、( )粘度和( )粘度。 2.断面平均流速表达式V =( );时均流速表达式υ=( )。 3.一两维流动y 方向的速度为),,(y x t f y =υ,在欧拉法中y 方向的加速度为y a =( )。 4.动量修正因数(系数)的定义式0α=( )。 5.雷诺数e R =( ),其物理意义为( )。 三. 试推求直角坐标系下流体的连续性微分方程。 (15分) 四. 已知平面不可压缩流体流动的流速为y x x x 422-+=υ, y xy y 22--=υ (20分) 1. 检查流动是否连续; 2. 检查流动是否有旋;

3.求流场驻点位置; 4.求流函数。 五.水射流以20s m/的速度从直径mm d100 =的喷口射出,冲击一对称叶片,叶片角度 θ,求:(20分) 45 = 1.当叶片不动时射流对叶片的冲击力; 2.当叶片以12s m/的速度后退而喷口固定不动时,射流对叶片的冲击力。 第(五)题图

六. 求如图所示管路系统中的输水流量V q ,已知H =24, m l l l l 1004321====, mm d d d 100421===, mm d 2003=, 025.0421===λλλ,02.03=λ,30=阀ξ。(20分) 第(六)题图 参考答案 一.1.流动参数不随时间变化的流动; 2.粘性底层小于壁面的绝对粗糙度(?<δ); 3.绝对压强、计示压强(相对压强、表压强)、真空度; 4.几何相似、运动相似、动力相似; 5.a)在水击发生处安放蓄能器;b)原管中速度0V 设计的尽量小些;c)缓慢关闭;d)采用弹性管。 二.1.动力粘度,运动粘度,相对粘度; 第2 页 共2 页

浙大工程流体力学试卷及答案知识分享

浙大工程流体力学试 卷及答案

2002-2003学年工程流体力学期末试卷 一、单选题(每小题2分,共20分) 1、一密闭容器内下部为水,上部为空气,液面 下4.2米处的测压管高度为2.2m,设当地压强 为98KPa,则容器内液面的绝对压强为水 柱。 (a) 2m (b)1m (c) 8m (d)-2m 2、断面平均流速υ与断面上每一点的实际流速u 的关系是。 (a)υ =u (b)υ >u (c)υ

的流量。 (a)等于 (b)大于 (c)小于 (d) 不能判定 8、圆管流中判别液流流态的下临界雷诺数为。 (a) 2300 (b)3300 (c)13000 (d) 575 9、已知流速势函数,求点(1,2)的速度分量为。 (a) 2 (b) 3 (c) -3 (d) 以上都不是 10、按与之比可将堰分为三种类型:薄壁堰、实用堰、宽顶堰 (a)堰厚堰前水头 (b) 堰厚堰顶水头 (c) 堰高堰前水头 (d) 堰高堰顶水头 二、简答题(共24分) 1.静水压强的特性(6分) 2.渐变流的定义及水力特性(6分) 3.边界层的定义及边界层中的压强特性(6分) 4.渗流模型简化的原则及条件(6分) 三、计算题(共56分) 1、(本小题14分) 有一圆滚门,长度L=10m,直径D=4m,上游水深H1=4m,下游水深H2=2m,求作用在圆滚门上的水平和铅直分压力。 题1图题2图 2、(本小题12分) 设导叶将水平射流作的转弯后仍水平射出,如图所示。若已知最大可能的支撑力为F,射流直径为d,流体密度为 ,能量损失不计,试求最大射流速度V1。

工程流体力学期末考试试题

《流体力学》试题 一、单项选择题(本大题共20小题,每小题1分,共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.流体在叶轮内的流动是轴对称流动,即认为在同一半径的圆周上() A.流体质点有越来越大的速度 B.流体质点有越来越小的速度 C.流体质点有不均匀的速度 D.流体质点有相同大小的速度 2.流体的比容表示() A.单位流体的质量 B.单位质量流体所占据的体积 C.单位温度的压强 D.单位压强的温度 3.对于不可压缩流体,可认为其密度在流场中() A.随压强增加而增加 B.随压强减小而增加 C.随体积增加而减小 D.与压强变化无关 4.流管是在流场里取作管状假想表面,流体流动应是() A.流体能穿过管侧壁由管内向管外流动 B.流体能穿过管侧壁由管外向管内流动 C.不能穿过侧壁流动 D.不确定 5.在同一瞬时,位于流线上各个流体质点的速度方向总是在该点,与此流线()A.相切 B.重合 C.平行 D.相交 6.判定流体流动是有旋流动的关键是看() A.流体微团运动轨迹的形状是圆周曲线 B.流体微团运动轨迹是曲线 C.流体微团运动轨迹是直线 D.流体微团自身有旋转运动 7.工程计算流体在圆管内流动时,由层流变为紊流采用的临界雷诺数取为()A.13800 B.2320 C.2000 D.1000 8.动量方程是个矢量方程,要考虑力和速度的方向,与所选坐标方向一致为正,反之为负。如果力的计算结果为负值时() A.说明方程列错了 B.说明力的实际方向与假设方向相反 C.说明力的实际方向与假设方向相同 D.说明计算结果一定是错误的 9.动量方程() A.仅适用于理想流体的流动 B.仅适用于粘性流体的流动 C.理想流体与粘性流体的流动均适用 D.仅适用于紊流 10.如图所示,有一沿垂直设置的等截面弯管,截面积为A,弯头转角为90°,进口截面1-1与出口截面在2-2之间的轴线长度为L,两截面之间的高度差为△Z,水的密度为ρ,则作用在弯管中水流的合外力分别为() A. B. C.

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