流体力学部分练习题及答案PPT学习教案

1、会计学1流体力学部分练习题及答案流体力学部分练习题及答案称总压。测压管测压管重合重合流态流态惯性惯性 力力粘性力粘性力2uz-zp2g21）（）（g21z-zp势压势压2up22uz-zp2g21）（第1页/共41页判断题XXXXX第2页/共41页l孔口淹没出流时，孔口淹没越深，其出流的流速和流量就越大。l“水一定由高处向低处流”l平衡流体中任意点的静压强值只能由该点的坐标位置来决定，而与该压强的作用方向无关。即作用于同一点上各方向的静压强大小相等。4XXX第3页/共41页n恒定流是指各运动要素不随时间变化而变化，恒定流的流线、迹线重合，且时变加速度等于0。n均匀流是指各运动要素不随空间变化而

2、变化，均匀流，位变加速度等于0。简答题0tA0sA5第4页/共41页n答：流动均匀与否是对流程而言，流动恒定与否是相对时间而言，这是判别流动的两个不同标准。因此，这种说法是错误的。l问题：怎样判别粘性流体的两种流态层流和紊流？n答：用下临界雷诺数Rec来判别。当雷诺数Re Rec时，流动为紊流。n当为圆管流时, n当为明渠流时。(R为水力半径)Re2000ccdRe500ccR6第5页/共41页加大，雷诺数是增大还是减小？n答：随 d 增大，Re 减小。l圆管中层流与紊流，其流速分布有什么不同？n答: 层流为抛物线分布，紊流为对数曲线分布。4RecdQd 7第6页/共41页如图所示，水流通过由

3、两段等截面及一段变截面组成的管道，试问： （1）当阀门开度一定，上游水位保持不变，各段管中，是恒定流还是非恒定流？是均匀流还是非均匀流？ （2）当阀门开度一定，上游水位随时间下降，这时管中是恒定流还是非恒定流？ （3）恒定流情况下，当判别第II段管中是渐变流还是急变流时，与该段管长有无关系？ 答：（1）是恒定流。、是均匀流，是非均匀流。 （2）管中为非恒定流。 （3）有。管段相当长为渐变流，管段较短为急变流。 8第7页/共41页线的流动， 非均匀流是流线不是平行直线的流动， 这个分类与过流断面上流速分布是否均匀没有关系。9第8页/共41页l增大，雷诺数是增大还是变小？当输水管流量一定时，随管径

4、加大，雷诺数是增大还是变小？n答: 当输水管直径一定时，随流量增大，雷诺数增大；当输水管流量一定时，随管径加大，雷诺数变小。10第9页/共41页n决于水流边界形状，即水流的过水断面形状。l两个不同管径的管道，通过不同粘滞性的液体，它们的临界雷诺数是否相同？n答: 不一定。l能量损失有几种形式？产生能量损失的物理原因是什么？n答: 有沿程能量损失和局部能量损失两种。一是因为流体具有粘滞性，二是因为固体边界条件的影响。11第10页/共41页问题：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？ 答案： 雷诺数与流体的粘度、流速及水流的边界形状有关。Re

5、=惯性力/粘滞力, 随d增大，Re减小。 12第11页/共41页单位重量液体过流断面所具有的压强（压强势能）或压强水头。总流单位重量液体过流断面上的平均动能或平均流速水头。hl总流两过水断面间单位重量液体的平均能量损失或水头损失。 p22aug p22aug13第12页/共41页14l实际气体恒定总流的能量方程中各项的物理意义分别是什么？实际气体恒定总流的能量方程中各项的物理意义分别是什么？ 这里这里p1，p2称为静压；称为静压； 称为称为动压。动压。 （a-）g为单位体积气体为单位体积气体所受有效浮力，（所受有效浮力，（z2-z1）为气体沿浮力方向升高的距离，乘积（）为气体沿浮力方向升高的距

6、离，乘积（a-）g（z2-z1）为）为1-1断面相对于断面相对于2-2断面单位体积气体的位能，称为位压。断面单位体积气体的位能，称为位压。 22121212() ()22alpg zzpp第13页/共41页选择题例. 如图所示，p 表示绝对压强，pa表示大气压强，在试在图中括号内填写所表示的压强。问题：一元流动是A、均匀流；B、速度分布按直线变化；C、运动参数是一个空间坐标和时间变量的函数； D、限于直线流动。 15第14页/共41页问题：恒定流是 A、流动随时间按一定规律变化； B、流场中任意空间点的运动要素不随时间变化； C、各过流断面的速度分布相同； D、各过流断面的压强相同。问题：按连

7、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。D16第15页/共41页问题：理想流体的特征是 A、粘度是常数； B、不可压缩； C、无粘性； D、符合pV = RT。 问题：水平放置的渐扩管如图所示，如忽略水头损失，断面形心点的压强有以下关系：A.p1 p2； B. p1 = p2 ；C. p1 、 或） AC图1 图231第30页/共41页CCDA第31页/共41页例：某段自来水管，d=100mm，v=1.0m/s。水温10，（1）试判断管中水流流态？（2）若要保持层流，最大流速是多少？ 解

8、:（1）水温为10时，水的运动粘度0.0131cm2/s则： 即：圆管中水流处在紊流状态。 （2） 要保持层流，最大流速是0.03m/s。 计算题33第32页/共41页464 0.20.0672 (0.20.4)44 0.0670.2670.267 1.5Re2.67 10200015.0 10ARdeRvde第33页/共41页例例 如图示，轴流式风机的吸入管，内径如图示，轴流式风机的吸入管，内径D = 0.3m，水测压计读数，水测压计读数h = 0.25m，空气容重，空气容重 =12.6N/m3，求风机的风量。，求风机的风量。 1oh122Da第34页/共41页【解】 选管轴线为基准面，计算

9、断面1-1距进口足够远。列1-2断面间的能量方程，并不计能量损失。sm7 .616 .12980025. 08 . 92smAvQ322236. 43 . 047 .61解得 故风量 2122000hv 水气气水 hgv 221oh122D36第35页/共41页例例 图示锥形水管，1-1断面直径 d1= 0.15m，中心点A的压强为7.2kN/m2，2-2断面直径 d2= 0.3m ，中心点B的压强为6.1kN/m2，断面平均流速 v2 = 1.5m/s，A、B两点高差为1m。试判别管中水流方向，并求两断面间的水头损失。1122AB37第36页/共41页【解】 由连续性方程 2211AvAvs

10、mddvAAvv615. 03 . 05 . 1221221221 以过A点的水平面为基准面，计算两断面的总水头（单位机械能）1122AB38第37页/共41页1122AB mgvpzH57. 28 . 9268 . 92 . 7022211111mgvpzH74. 18 . 925 . 18 . 91 . 6122222222因 ，故水流方向是 。21HH BA水头损失 21HHhwm83. 074. 157. 2第38页/共41页讨论：判断水流方向的依据是总水头由大到小，即单位机械能沿流减小，因流动阻力而转化为热能（能量损失或水头损失）。而不能片面地根据位置高低或压强大小去判断。40第39页/共41页l某大楼由铺设在地下的同一自来水管道供水，打开二楼的水龙头测得水流速为12.0m/s，求打开一楼的水龙头流速，设大楼的楼层高为4m。（14.9m/s）l变截面水管宽部分的面积 S1= 0.08cm2，水管窄部分面积 S2 = 0.04cm2，水管中的压强降落是 25 Pa，