《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_0A、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、表而力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、p =常数B、z+P=常数C、z+E + = =常数YY 2g5、若流体内某点静压强为= 0.7att则其 _ -A、ph=0.3at B, p. = 0.3x9.8 xPa C. ! = 7mH,O Ds= 0.3 x 760minHg/水了汞6、

2、 液体总是从_ 大处向这个量小处流动。A、位宜水头B、压力C、机械能D、动能7、高为h的敞口容器装满水，作用在侧而单位宽度平壁面上的静水总压力为_ 。A、/rB、丄亦C、2/rD、加28、理想不可压缩流体在水平圆管中流动，在过流断而1和2截面（/ 2）上流动参数关系为_A、岭小“2B、V, v2,p V2 5/?j p2D、Vj p19、并联管路的并联段的总水头损失等于_A、y2.p PiC、V, V2，P PiB、Vj V2.pxp2D、V, p2工程流体力学综合复习资料A. W的水头损失之和B、较长管的水头损失工程流体力学综合复习资料C、各管的水头损失1 0、在相同条件下管嘴出流流量_于孔

3、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，增加了出流而积1 .空间连续性微分方程表达式 _2、静止液体作用在曲而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_O6、 某输水安装的文丘利管流虽计，当其汞-水压差计上读数AA =4心）上流动参数关系为_ 冬，H “2B、V, v2,/?, 2P P1D、 p29、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

4、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_OA、小，增加了沿程阻力B、大，相当于增加了作用水头2静止液体作用在曲而上的总压力计算公式（水平分力）_F、=yhA_和（垂直分力）工程流体力学综合复习资料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 _空+ 学7 +P）=06dt oxdydzt工程流体力学综合复习资料3、动能修正系数的物理意义是：总流有效断ifii的实际动能与按照平均流速算出的假想动能的比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 = A

5、_，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=通过的流量为2厶/s,分析当汞水压差计读数山=9cm ,通过流量为_3_ L/So7、 运动粘度与动力粘度的关系是流体的运动粘度为动力粘度与同温度下该流体密度D之比v = pp其国际单位是_08、 因次分析的基本原理是：很多物理量都是有因次的，若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TT左理。9、断而平均流速v片实际流速u的区别是过流断而上各点的实际流速是不相同的， 而平均流速在过流断而上是相等的。1 0、实际流体总流的伯诺利

6、方程表达式为_Z1+- + = Z,+- + - + /?_ ,y 2g -丫2g其适用条件是_怎常（稳左），不可压缩，质蚩:力只有重力，两个il算断面均为缓变流断而，且两个讣算断而之间有共同的流线经过11、泵的扬程H是指_o12、 稳泄流的动量方程表达式为_ 艺尸=02（%-牙）_。L v2v213、 计算水头损失的公式为h= 2-与。d 2g 2g 14、牛顿内摩擦左律的表达式_r = A,其适用范国是 牛顿流佐层流运动。dy1 5、压力中心是指体中的平而或曲而所受流体压力的合力的作用线同该平而或曲面的交点。简答丿工程流体力学综合复习资料I、静压强的两个特性。静压强方向永远沿着作用面内法线

7、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，丿玉强减小, 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？答：(1)所谓水力光淆管是指管流中粘性底层的厚度淹没管譽绝对粗槌度骨蟹粗槌度对紊流核心区的流动儿护没有圾响的管路；2)0/水力眦骨是扌諧说屮粘性底层的厚度不足以覆盖管壁绝对粗槌度,皆唯粗槌度对索流核心区的流动.影响显活；3.)

8、两者并不是固定不变的粘性底层片度隧着雷诺数的变化而改变，水力光滑管与水力粗糙管Z间可以相互转化。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，这是山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y +d y处的流速为u+ d u,显然在厚度为d y的薄层中速度梯度为du / d y。液层间

9、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T启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)等圧面不能相交，(3)两种互不相溶的流体的交界面是 等压面，(4)工程流体力学综合复习资料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。工程流体力学综合复习资料作用于 HU 而上的静水总压力 F 的水平分力 Fx为：= dFx =* AxJ Av作用于 Illi

10、 而上的的水总圧力 F 的乖直分力FN为:r? = dFz =fPghdA： = pgfhdA:= pgVA/if = pgVpA.* A.亍 t 中：vp- 压力休休积作用在肋面上的静水总兀力 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。答； 实际涯体总液的伯券利方程是+ +空=乙+比+竺 +化go2）适用条件;不可压缩流体，穏定流、质辰力只有更力、所取斷面为缓变流斯面、m取晰血间具育共同的濟钱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、圧力有

11、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1 1、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。R = -力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。即认为貞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72g工程流体力学综合复习资料牛顿力学的支配。 这一假设忽略物质的具体微观结构， 而用

12、一组偏微分方程来表达宏观物理M（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泄律,如质量守恒泄 律，动量守恒左律等。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幕次组合构成无因次的数群：任何物理方程总是齐因次的。15、 欧拉数的泄义式及物理意义。欧拉数左妇:为民=厶，其牧理义为压力与惯性力的比。加16、 压力管路的定义。观潞拆苗锂在一;下删的耸路前淋为压力管路。17、 长管计算的第一类问题。已知管径，管长和地形，肖一左流量的某种液体通过时,确定管路中的压力降，或确左起点所需 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

13、量水的能銚等于比能除以比重。含位置水头、压力水头和速度水头。单位为m19、喷射泵的工作原理。利用较髙能量的液体，通过喷嘴产生高速液体后形成负压来吸取液体的装宜称喷射泵。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，裹挟周朗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。工巴=应（-）耳=应（怙-）工耳=应（-）四、计算题1如图一输水系统，已知产2=02,吸入段长度/ =15/77 ,水的运动粘度v = .Sx0m2/s ,水池工程流体力学综合复习资料液面表压强PO=98OOP“，过滤器两端接汞

14、-水压差 计，丛=0.05加，设流动状态在水力光滑区,=0.03“。A 9求：（1）吸入段水头损失饥吸一.（2 ）设泵出口泵压几=0-8xl6,求泵的有效功率。工程流体力学综合复习资料（1）吸入段沿程水头损失:.0.01754打Re,112.0.01754x = 1.31551：dig0.2lg2g局部水头损失:V2V2V2V2h.=($ + 2：+：+ A )=(0.53+2x0.40 + 13.54 + 0.32)=15.19J2g 一 2g、2g2gy10 9552h = =hf+h.=(1.3155 + 15.19) = 16.5O55x - 0.7&8加一 丁 2g2g(2)

15、水池液面到11断面列伯努利方程：20 + 0 + 0 = 3 +心 + 二 + 九叮 解得门=27582.41 PaY 2g列1-1 .2-2两断面伯努利方程:O+L+Z1+H=O+77 2g4Q、7rd2) )3.142X0.24X9.88x0.032xl2.6x0.05 = 13.543-过滤器4闸门,=0.32通工程流体力学综合复习资料N=yQH =9800 x0.03x84.45 = 2482&3卩=24.83KFT2.有泵管路如图所示，流量Q = 2WT,泵的吸入管长厶=15?，沿程阻力系数 入=3,总局部阻力系数为工=6；压力管长厶=60?，人=0.03,歹2=10,管 径

16、为025川。求:（1）已知泵入口处真空表读数66円2,求吸入高度也。（2）两个液面高差=24?，求泵的扬程H。 =r= =- =1.359/5 Ai = 5.77?（2）取a、c两断面伯努利方程:0.8x10 +27532.41一9800=84.45m(1)工程流体力学综合复习资料根据伯努利方程k/+=Zi+M+/,-可得十;十佥十H7.十乡煜十也十心乙讦介w、 &135noc亠一=0J70 + 0,03 =0,8旳(I 2g0.25 2x9.8v21 3S92I =町+h吟=0.565亠工盘礼=0.565 +10- = 1.507川二 =仕，+0.85 + 1.507 = 24十0.

17、85十1.507= /7 = 26.37/J3.直径257 的长输管线， 总长50灯“， 起点高程45加,终点高程84/,输送相对密度 （比 重）5 = 0.88的原油，运动粘度” = 0.276X1（TW/,设计输量为 =200 ，求总压降。（按长管计算）解：管道内流体雷诺数A200 xlO34x_=_0,88 xlO3x 36003.1416X257X103X0.276X10-4= 11332查表得=（）15mm计算得g=2x().l=1 167x10,325759.7 _59.7%(167x10)%2 =164=O3164=Q031懈VH332_;L v2_ . 8LQ2hf = A-=

18、 A - -rd 2g TTgd%- = S 4仏=070 4入= 1342432000 Re 其压 弓虽为:6Vxc 3.14162X9.8X(257X103)5五、推导J abdcI打KPA心点M2NJ/X工程流体力学综合复习资料2.试推导理想流体欧拉运动微分方程式。答竹二717汀Ki静 水总压力为：Dp dxCjr-&x2作用于匕的静 水总丿衣力为*dx3+-&x2(2)质量力作用J讪匕白勺静水亞压力dxG P -Cx 2作用于力辺汀匕的静 水恵压:力为二 +根据平衡条件工Fw=O,则有二dp dxdp dxp -)dydz ( P +-)dydz + pdxdydzK

19、= 0dx 2dx 2工程流体力学综合复习资料在空间流场中，取一边长分别是dx, dy, dz的微元六面体如图6一5所示，该六面体的 各个边与坐标轴平行，并设A(xy;z)点为该六面体的顶点。(1)作用在微元上的表面力设A点岀的压强为P,由于d x、dy和dz都很小， 可以认为包含A点的三个微元体的边界 而上，压强均为P，则由于数学中的泰勒级数展开，对应的三个界而的压强为：Pg心皿)=。+p(x,y + d),z) =卩十p-p(x + dx、yz)dydz = -dxdydz设X方向的表而力合力为：加p - p(x. y + 蚊 z)dxdz =一-dxdydz设Y方向的表而力合力为：另p -卩(工,”乙 + dz)dxdy =dxdydz设Z方向的表面力合力为：(2)作用在微元体上的质疑力设作用在单位流体的质量力的三个分量分別是X、Y和Z,微元体内的流体质量为Pdxdydz,