工程流体力学综合复习资料

1、工程流体力学综合复习资料 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 。 2 A、p常数 B、Z P常数C、 Z -常数 丫Y 2g 5、 若流体内某点静压强为p绝 0.7at，则其 。 4P真P真 A、 p表 0.3at B、p表 0.3 9.8 10 Pa C、7mH2O D、0.3 760mmHg 水汞 6、 液体总是从 大处向

2、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。 2 1 2 2 A、 hB、 hC、2 hD、 h 2 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d1 d2上 流动参数关系为 。 A、 V1 V2, P1 P2 B、 V1 V2, P1 P2 C V1 V2, P1 P2 D、 V1 V2, P1 P2 A、 V1 V2, P1 P2 B、 V1 V2, P1 P2 C V V2, P1 P2 D、 V1 V2, P1 P2 9、并联管路的并联段的总水头损失等于 C、各管的水头损失 10、

3、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 h 4cm，通过的流量为2L/S，分 析当汞水压差计读数h 9cm，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

4、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

5、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d1 d20.2m 6 2c 1.8 10 m /s，水池液面表压强P0 h 0.05m，设流动状态在水力光滑区，Q 求：（1 ）吸入段水头损失h“吸 ？ ，吸入段长度I

6、 15m，水的运动粘度 9800 Pa，过滤器两端接汞-水压差计， 0.03m3/s o 4-闸门 40.32 3过滤器 0.03 3 2、有泵管路如图所示，流量Q 240m /hour，泵的吸入管长Li 15m，沿程阻力系数i 总局部阻力系数为i 6 ；压力管长L2 60m， i .3，2 10，管径为0.25m。 求：（1）已知泵入口处真空表读数 6.6mH2，求吸入高度hl。 （2）两个液面高差h2 24m，求泵的扬程H。 压力菅一日不 L水 3、直径257 mm的长输管线，总长50km，起点高程45m，终点高程84m，输送相对密度（比重） 0.88的原油，运动粘度0.276 10 4m

7、2/s，设计输量为Q 200t/h，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、压强p、粘度 。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

8、、粘性力 4、静力学基本方程的表达式B。 A、P常数b、Z P 常数 P z 2 u 常数 Y C、丫 2g 5、若流体内某点静压强为 P绝 0.7at 则其 B o 0.3 9.8 10 P真 4 7mH p直 2。直 0.3 760mmHg A、p表.3at b、P表 Pa c水 D、汞 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、 h2 B、 h2 2 h2 D、h 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di d2上 流动参数关系为D。 A、V|v2,

9、 p-ip2B、V|v2, p-ip2 C、v1v2, p1p2D、v1v2, p1p2 9、 并联管路的并联段的总水头损失等于 o 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 、填空题 1、空间连续性微分方程表达式 Uz FxhcAx_和（垂直分力） 2、静止液体作用在曲面上的总压力计算公式（水平分力） FzVp 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

10、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Eu -P2一 ，其物理意义是压力与惯性力的比值 。 v 6、 某输水安装的文丘利管流量计，当其汞-水压差计上读数 h 4cm，通过的流量为2L/S，分 析当汞水压差计读数h 9cm，通过流量为3L/s。 7、运动粘度与动力粘度的关系是流体的 / _，其国际单位是。 8、 因次分析的基本原理是：很多物理量都是有因次的，I I若干物理量总能以适当的幕次组合构成无 因次的数群；任何物理方程总是齐因次的。 具体计算方法分为两种 量纲分析法（瑞利法）和n定理 。 9、断面平均流速

11、 v与实际流速 u的区别是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。 10、实际流体总流的伯诺利方程表达式为 2 1V1 2g Z2 P2 2g hw 其适用条件是 定常（稳定），不可压缩，质量力只有重力，两个计算断面均为缓变流断面, 且两个计算断面之间有共同的流线经过 11、泵的扬程H是指 。 r 12、 稳定流的动量方程表达式为 F Q V2 V, 。 O 13、计算水头损失的公式为 d 2g 与 hj 2 v 。 2g 14、牛顿内摩擦定律的表达式 牛顿流体，层流运动 1 。 ，其适用范围是 dy 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

12、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 帘 H】所锻水力朮淆愕是荷订就中粘件窝的辱度池说管邯絶对：1肺復管甲榊糙厦对歪 流檢心区的流动几乎没竹影啊的管晞= （2）水力祁施悴垦益忡

13、沆屮初性庇址的用股不足以粒孟儈竝绝对魁極収.露堆粗检 度对素浇核心区的谎动感响址著t 两耆并不是固定不变的.粘性底绘厚度詛着雷诺救的变优闻改变.水力光糟管与水 力粗屉汽Z间可且郴号转化. 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着，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

14、y+dy处的流速为u+du， 显然在厚度为dy的薄层中速度梯度为du/dy。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du/dy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，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一一同种、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。 ittti J-ffl而上的静水总压力F的水平分力

15、F*为: n-w-j-ini而的挣水总压力尸的星亢分力匚为: 沁心=焰卩刊灯=P8Vf Z7. = J dF. = J = pg 式中，压力休休积 作用在加面上的熔水总広力F为： 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。 帝 实际潦悴总滴的伯努利方程是心+邑+ 空=木+也十竺十扎口 Y 2- y U （2）适用条杵：不可乍绑流体、稲定ML质屋力HfiS力，所取斷閒为燼变流tfOt所 取断血冏具有共闊的it给 8445 二 248283f7 = 24,83KJT 3 2. 有泵管路如图所示，流量Q 240m小0，泵的吸入管长Li 15m，沿程阻力系数 1.3，总局部阻力系数为1 6

16、;压力管长L260m，1 0.03 2 10，管 径为0.25m。 求：(1)已知泵入口处真空表读数 6.6mH2O，求吸入高度h1。 求泵的扬程H。 (2)两个液面高差h224m， (1)取a、b两断面伯努利方程: 244J 3. 直径257 mm的长输管线，总长50km 起点咼程45m，终点咼程84m，输送相对密 度（比重） .88的原油，运动粘度 0.276 10 4m2/s，设计输量为 Q 200t/h， 1=二丄2二4梵00口5%门 A M 3.14X0.25 *厶V1八小 乃1.35Ul八 =Z = 0.03= d 70 刖 0 二 A- 6.6 + -+0代)十0565 n 扎=

17、5+77hf (2)取a、c两断面伯努利方程： h宀町 =0.170 + = 0.170+0.03= 0,85/ti I 八“凸丿2宇0,25 238 1 =0.565-HG = 1.5O7W 2x9,8 =/ =td.85+L507 二 24 -0.85+ 1.507 4 134243 8 3 8 7(1.167 10 ) 7 求总压降。（按长管计算） 4Q Re d 4 200 103 0.88 1 03 3 6 00 3.1416 3 257 100.276 10 11332 查表得= 计算得 2 0.15 3 1.167 10 解：管道内流体雷诺数 257 59.759.7 hf 0.

18、3164 4 Re L v2 d 2g 0.3164 厂0.031 411332 8LQ2 2gd5 2000 Re 59.7 可得 根据伯努利方程 (Z2乙 w g(Z2 2 v 2g hw) 乙） 0.88 1000 9.8 P2 2g 可得 8LQ2 育) (84 45)0.031 3 200 103 8 50 1000 (厂 0.88 1 03 3 6 00 2 3.14169.8 )2 3.5) (257 10 ) 4224035Pa 五、推导题 1试推导流体欧拉平衡微分方程式。 使其各边分别平行与坐标 答：如图，在平衡液体在中，取微小六面体，为研究方便, 轴，边长取为dx、dy和dz，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 I L *起 I 至 (2)质量力 根据平衡条件则冇二 = -dxdydz 设X方向的表面力合力为： p f (盂 v 十 Jv. zdxdz -dxdxdz 设Y方向的表面力合力为： &y p p(x. y, Z + 趣)iv