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Word专业资料4、静力学基本方程的表达式A、p常数C、2z E u_Y 2g常数5、若流体某点静压强为0.7at，则其A、 p表 0.3at B、0.3 9.8 104Pa C、水7mH2Op直真 0.3汞760mmHg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、动能高为h的敞口

2、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8、h2-h22C、2 h2理想不可压缩流体在水平圆管中流动，在过流断面d2上流动参数关系为V2, pi p2A、V-IV2 , pi p2V2 , pi p2C、V1V2, pi p2A、V1V2 , pi p2B、ViV2, pi p2C、ViV2, Pi P2D、ViV2, PiP29、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C、各管的水头损失10、在相同条件下管嘴出流流量A、小，增加了沿程阻力B、较长管的水头损失于孔口出流流量，是因为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

3、，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 ，其国际单位是 。&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

4、、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、 牛顿摩擦定律的表达式 ，其适用围是 。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、牛顿摩擦定律的容。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。&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、连续介质假设的容。14、因次分析方法的基本原理。15、欧拉数的定义式

5、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 d20.2m1.8 10 m / s，水池液面表压强P0h °.05m，设流动状态在水力光滑区，Qh？求:（ 1 ）吸入段水头损失，吸入段长度I 15m，水的运动粘度9800Pa，过滤器两端接汞-水压差计，0.03m3/s。3过滤器4-一 闸门 40.322、有泵管路如图所示,总局部阻力系数为3流量Q 240m /hour，泵的吸入管长L1 15m，沿程阻力系数1 0.03，16 ；压力管长 L260m，10.0

6、3，210，管径为 °.25m。求：（1 ）已知泵入口处真空表读数6.6mH2O，求吸入高度h1。（2）两个液面高差h224m，求泵的扬程H。压力菅一帀L水一3、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0276 1o4m2/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

7、流量计算公式参考答案、单项选择题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、分子引力粘性力静力学基本方程的表达式p常数B、若流体某点静压强为P 表0.3at常数zC、0.7at，则其2P u_y 2g常数p表0.3 9.8 104Pa7mH2OD 、匹 0.3 760mmHg汞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、V

8、iV2, PiP2B、ViV2, PiP2C、ViV2, PiP2D、ViV2, PiP29、并联管路的并联段的总水头损失等于C0A、各管的水头损失之和h2B、-h22C、2 h2&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B、较长管的水头损失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、各管的水头损失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Uxxuyyuz-0 。 z 静止液体作用在曲面上的总压力计算公式（水平分力

9、）FxhcAx_和（垂直分力）FzVp_。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 气v，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运动粘度为动力粘度与同温度下该流体密度p _之比/其国际单位是m2 /S。&因次分析的基本原理是：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

10、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一量纲分析法（瑞利法）和_n定理_。9、断面平均流速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 iViP222V22g2ghw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r12、 稳定流的动量方程表达式为 F Q V2 V, 。13、计算水头损失的公式为hfL v2d 2ghj2V2g14、牛顿摩擦定律的表达式石,其适用围是牛顿流体，层流运动15、压力中心是指

11、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 m 所谓术力尤満愕壮荷rr就中粘件廣层的琛吨淹设和牌絶时榔槌度能甲粗槌厦对就流檢心区的流动几乎没竹影晌的管g

12、館心）所谓水力相植管是指管沁粘性履JE的厚腹不足以飯盖管蠻绝对粗栅度,骨雌粗槌度对素浇檢归区的谎动感响显弄t<3J两看井祁是固定车变的.粘性噪层圍WUiih诺数的变优闻改变.水力光淆管与水 力粗屉ff之阿可口郴号转化.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、牛顿摩擦定律的容。取无限薄的流体层进行研究，坐标

13、为y处的流速为u，坐标为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=dudy符合这样摩擦定律的流体叫牛顿流体,这种定律就叫做牛顿摩擦定律。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。作用于關面上的静水总压力F的水平分力F”为;件用丁恂而上的落

14、水总压力r的延克分力巳为；巴=f df7r = f M&d =Z 滋=焰心时车 冲：J A.J A_式中，片压力休休积作用在加面上的熔水总広力F为：&写出实际总流的伯努利方程并说明适用条件和各项意义。亀 实际濟体嵐的们幣利方程是©+鱼+ 空=乙+虽+ 叱 +扎日-Y 2了 2g<2）适用条件'不可压绑漩体穂尼溉、质屋力HWM力.所取斷血対履变汛断血、所 取斷閒间具有共同的涯绘.1<3）各直意义 J比怦能；£比乐隔比动亀曲一水头搦先Y2&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

15、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12、水力半径的定义式A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

16、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、欧拉数的定义式及物理意义。欧拉数定义式为EuP2，其物理意义为压力与惯性力的比。v16、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

17、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 m19、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。喷射泵的工使接受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, 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。FxQ v2xVixFy Q V2y VlyFzQ V2zViz四、计算题1.如图一输水系统，已知dl d20-2m，吸入段长度I 15m，6 21-8 10 m /S，水池液面表压强Po 98

18、00Pa，过滤器两端接汞水的运动粘度-水压差计，h 0.05m，设流动状态在水力光滑区,Q 0.03m3 /s。求：(1 )吸入段水头损失hw吸6(2)设泵出口泵压P20.8 10 Pa，求泵的有效功率dl注：1-带保险活门1 0.532 弯头20.403-过滤器4-闸门 40.32(1)吸入段沿程水头损失:03164= 0,01754I y*15亠药亠hr=2 = 0.01754 x= 1 3155 d 2S0.2 2g2g局部水头损失:hj3s' - 3 4Q 22g 2g d28Q2p3话12.6 h2424d g _3.140.29.83212.6 h212.6 0.05 13

19、.548Q8 0.03222二 +ir4) =(0.53 + 2x0-40 + 13.51 + 032)= 1549-|-Y10 9551=賂=(13155 + 15,19) = 16,5055x -十2g2g0.768m水池液面到1-1断面列伯努利方程:20 3 -Pi -hw吸，解得 p,27582.41 Pa2g列1-1.2-2两断面伯努利方程:7 2g/ 2g中 p. _凸 0.8x10+2758241H ;=9800=84.45mN= yQH = 9800x 0,03x8445 二 2482&3卩二 24.83Kf732.有泵管路如图所示，流量Q 240m小0"，泵

20、的吸入管长L115m，沿程阻力系数10.03，总局部阻力系数为16 ;压力管长L260m10.032 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。(2)两个液面高差h224m，求泵的扬程H(1)取a、b两断面伯努利方程:244JA JF川 3.14x0,25*丫厶护门小乃1 一笳炉八八 = 0.03= (X 门0 册<1 迎 0J5 2x9.8=Z5i_ = 6 1711 =山565 叩2g 2X9.8=U = A. - 64 + 土注+jr 17()-1-0,5652X9.K=扎二 557hf(2)取a、c两断面伯努利方程:+ 1 +AZ|

21、 i-Zr.M Y 2g4 y 2g >c511A加£ =毎十仏=arwMJ - "z匸*工長2矍=>/ =td.85+L507 匸 24-h0.85+ 1.507= 0.170+0,03 60第* = 0.85m0.25 2X9,81 35*>:= 0.565-HG = 1.5O7w2X9,8n 拝二 26J7/»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)°88的原油，运动粘度 0-276 1o4m2/s，设计输量为Q 20圧川，求总压降。(按长管计算)解：管道流体雷诺数200

22、 10330.88 103600 10 433.1416 257 100.27611332查表得 =0.15mm计算得亠 1.1672571059.759.7(1.167 10 3)871342432000 Re59.787可得4 Re411332hL v2hfd 2g8LQ22gd5根据伯努利方程乙旦v22gZ PZ2p P E(Z2乙hw)w g(Z2乙）8LQ2 )2gd5)0.88 10009.8(84 45)0.31640.31644224035Pa0.0312v hw 2g可得350 1000（。腭阳爲。)223 5丿3.14169.8 (257 10 )五、推导题1试推导流体欧拉

23、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dx、dy和dz，其形心点位M （x，y，z），点M的压强为p （x，y，z）r tiEI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:a rb W fTTn上的中心*点 M直z* Ex nq如/& rnr汕勺丨(_>#?、m2< x+dx/2» 作jh于"打？TLTnr匕的静 水总FE丿为=C 、日¥曰N<5jv 2作川J 丁“】的静水总JFK力为?<7v(2)质量力水曲xe力“f / X-作丿衬于疙执沧Ml匕白勺静 水亞fK力为=卩寺器宀根据平衡条ft艺Hx=O，则冇二&p dxdp dx(p)dydz (p H)dydz + pdxdydzQ = Odx 2dx 2除以dxdydz，得到:<?.x2. 试推导理想流体欧拉运动微分方程式。在空间沆场札 取一这长分别是如 &的衢元六面体如图&5斫示.该六面体的 各个边与坐标轴