流体力学期末复习资料

1、1、流体运动粘度的国际单位为mAs。2、流体流动中的机械能损失分为沿程损失和局部损失两大类。3、当压力体与液体在曲面的回刨时，为实压力体。4、静水压力的压力中心总是在受压平而形心的自。5、圆管层流流动中，其断面上切应力分布与管子半径的关系为线性关系。6、当流动处于紊流光滑区时，其沿程水头损失与断面平均流速的次方成正比。7、当流动处于湍流粗糙区时，其沿程水头损失与断面平均流速的1次方成正比。8、圆管层流流动中，其断面平均流速与最大流速的比值为丝。9、水击压强与管道流动速度成正比关系。10.减轻有压管路中水击危害的措施一般有：延长阀门关闭时间，采用过载保护，可能时 减低馆流速。11、圆管层流流动中

2、，其断而上流速分布与管子半径的关系为二次抛物线。12、采用欧拉法描述流体流动时，流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成。13流体微团的运动可以分解为：平移运动、线变形运动、角变形运动、旋转运动。14、教材中介绍的基本平面势流分别为：息遮、点汇、息遇、均匀直线流。15、螺旋流是由点涡和点汇两种基本势流所组成。16、绕圆柱体无环量流动是由偶极流和平而均匀流两种势流所组成。17 流动阻力分为压差阻力和摩擦阻力。18、层流底层的厚度与雷诺数成属匹。19、水击波分为直接水击波和间接水击波020、描述流体运动的两种方法为欧拉法和拉格朗日法。21 尼古拉兹试验曲线在对数坐标中的图像分为5个区域，它们依

3、次为：层流层、层流到紊流过渡区、紊流区、紊流水力粗糙管过渡区、紊流水力粗糙管平方阻力区。22、绕流物体的阻力由和两部分组成。X二、名词解释1、流体：在任何微小剪力的持续作用下能够连续不断变形的物质2、牛顿流体：把在作剪切运动时满足牛顿摩擦定律的流体称为牛顿流体。3、等压面：在流体中，压强相等的各点所组成的面称为等压面。4、流线：流线是某一瞬时在流场中所作的一条曲线，在这条曲线上的各流体的速度方向都 与该曲线相切。5、流管：过流管横截面上各点作流线，则得到充满流管的医术流线簇6、迹线：流场中某一质点的运动轨迹。7、控制体：假定平面边界流动是定常的，并忽略质量力，在边界层的任一父，取单位宽度， 沿

4、边界层长度为dx的微元断。8、压力管路：在一定压差下，流体充满全管的流动管路。9、有旋流动：在流体流动中，如果流场中有若干处微元团具有绕过其自身轴线的旋转运动， 则称为有族流动。10、层流底层：粘性流体在管道中做紊流流动时，管壁上的流速为零，从管壁起的流速将从 零迅速增大，在紧贴管壁的一极薄层，速度梯度很大，粘性摩擦很大，粘性摩擦切应力其主 要作用，依于层流状态，称为层流底层11、紊流核心：距管壁稍远出有一黏性摩擦切应力和紊流附加切应力同时起作用的薄层，称 之为过渡区，之后发展称为完全紊流。，称之为紊流核心012、光滑管：管壁粗糙度对流动不起任何影响，流体好像在完全光滑的管道中流动一样。这 种

5、情况下的管道称为光滑管。13、粗糙管：当流体流过凸出部分是，在凸出部分后面将引起漩涡，增加了能量损失，管理 粗糙度对紊流流动发生影响。14、边界层：边界层是高雷诺数绕流中紧贴物面的粘性力补课忽略的流动薄层。%15、定常流动：流体中任一点的流体质点的流动参数均不随时间变化，而只最空间点位置不 同而变化的流动。水和空气等粘度很小的流体，在大雷诺数下绕物体流动时，粘性对流动的 影响仅限于案贴物体壁面的薄层中，而这一薄层外黏性影响很小，完成可以忽略不计。16、沿程压强损失:17、沿程水头损失:18、入口段：19、充分发展段三、单项选择题（选择正确答案的字母填入括号） 1、流体的密度与（D ）有关。A、

6、流体种类、温度、体积等B、温度、压力、体积等C、流体种类、压力、体积等D、流体种类、温度、压力等2、流体的动力粘度与（A ）有关。A、流体种类、温度、压力等B、流体种类、温度、体积等C、流体种类、压力、体积等D、温度、压力、体积等3、理想流体是指（ C ）A、平衡流体B、运动流体C、忽略粘性的流体D、忽略密度变化的流体4、流体好压强的作用方向为（D）。A、垂直受压面B、平行受压面C、指向受压面D、垂直指向受压面5、在流体力学中，单位质量力是指作用在单位（D ）流体上的质量力。A、重量 B、体积 C、面积 D、质量6、相对压强的计量基准为（C ）。A、绝对真空B、标准大气压C、当地大气压 D、液

7、面压强7、在平衡液体中，质量力恒与等压面（B ）。A、重合 B、正交 C、相交 D、平行8、已知不可压缩流体的速度场为W =Z）/ = /O）, IV = o则该流动为（B ）A、一维流动 B、三维流动 C、二维流动 D、均匀流9、过流断面是指与（C）的横断面。A、迹线正交 B、流线斜交 C、流线正交 D、迹线斜交 .10、在恒定流中，流线与迹线（D ）。A、相交 B、正交 C 平行 D、重合 11、非恒定流动中，流线和迹线：（C ）。A、一定重合 B、一定不重合C、特殊情况下可以更合 D、一定正交 12、一维流动的连续方程成立的条件是：（A ） A、不可压缩流体B、粘性流体C、可压缩流体D、

8、理想流体13、伯努利方程中2g 表示：（B ）。A、单位质量流体所具有的机械能B、单位重量流体所具有的机械能C、单位体积流体所具有的机械能D、通过过流断面流体的总机械能14 关于水流流向的正确说法是（B ）。A、水一定是从高处往低级流B、水一定是从机械能大欠往机械能小处流C、水一定是从测压管水头高欠往测压管水头低处流D、水一定是从流速大欠往流速小父流15、毕托管是一种测量（D ）的仪器。A、压强 B、断面平均流速C、流量 D、点流速16、均匀流过流断面上各点的（B ）等于常数。PU 2T）A、4+ 丁 B、Z + Pg2gpg、C、PD、z +且二PS 2g17、文丘利管是一种测量（A ）的仪

9、器。A、流量 B、压强 C、密度 D、点流速18、若在同一等径长直管道中用不同流体进行实验，当流速相等时，其沿程水头损失在（D ）是相同的。A、层流区B、紊流光滑区C、紊流过渡区 D、紊流粗糙区 19、雷诺数的物理意义在于它反映了（ D ）的比值。A、重力与貂滞力 B、惯性力与粘滞力 C、惯性力与重力 D、重力与压力20、若圆管水流为层流运动，则有（C ）。A、Jj- 5007id rB、上匚 2000nd/C、-500冗dvD、刍- 500 万c、乙 500就VB、且一 2000九d,nD、20007ldv32突然扩大管段的局部水头损失（B）A匕/ 口 巴-夕a、M b、-吸片一暝5 2g

10、U、 2g33、沿程压强损失是（C ）。A、单位质量流体的沿程损失B、单位重量流体的沿程损失C、单位体积流体的沿程损失D、以平均流速计算的沿程损失 34、下列关于长管水力计算的说法中，不正确的有（B ）。A、串联管路的总水头损失等于各支路的水头损失之和B、串联管路的总流量等于各支路的流量之和C、并联管路各支路的水头损失相等D、并联管路两节点间的总水头损失等于各支路的水头损失 35、在恒定流的动量方程必时）中，不应包括（D ）。A、压力 B、重力 C、惯性力 D、粘滞力36、从本质上讲，紊流应属于（B ）。A、恒定流 B、非恒定流C、均匀流 D、渐变流37、已知流速场 u=-k）v=kx,w=0

11、则该流动的流线方程、迹线方程分别为（）。A、xv=c?n-=c： B、x） = c0x2 -y2 =c yC、孙=c和Y+y2=。D、工十）产=6和工十y，= cI）四、问答题1、写出理想流体微元流束伯努利方程式，指出其中各项的物理意义，并给出该方程式的适 用条件。答:Z+P/各项物理意义：第一项Z表示单位质量流体所具有的位势能；第二项表示单位质量流体的压强势能；第三项2/2g表示单位质量流体具有的动能。适用国：理想的不可压缩均质流体在质量力作用下做定常流动，并沿同一流线(或微元流束) 2、写出两过流断面间无分流或汇流，但有能量输入或输出的实际流体总流伯努利方程，并 简述其应用条件答：适用国：

12、重力作用下不可压缩貂性流体定常流动的任意两个缓变流的有效截面，至于两个有 效截面之间是否有缓变流则无关系。3、何为水击(水锤)现象，减小水击危害的措施。答：工业水管中流动着有一定压强的水，当管道中的阀门迅速关闭时，水受阻而流突然变小， 水的惯性是局部压强突然升高。这种突然升高的压强首先出现在紧贴阀门上游的一层流体 中，而后迅速的向上游传搐，并在一定条件下发射回来，产生往复波动，这种现象为水击现 象。减小水击的措施(1) 延长阀门关闭时间，可避免产生直接水击，也可减小间接水击、(2) 采用过载保护，在可能产生水击的管道中设置蓄能器，调压塔或安全阀等以减 缓冲水压强(3) 可能时减低管流速，缩短管

13、长，使用弹性好的管道。4、边界层有哪些基本特征边界层沿厚度，存在很到的流速梯度5、简述产生局部水头损失的原因，并写出用于计算管路突然扩大的局部水头损失的公式6、一般情况下，流体微团的运动可分解为哪几种运动7、管道水力计算采用的基本公式有哪几个8、简述曲面边界层的分离现象。9、尼古拉兹试脸曲线将流动分为几个区各区的沿程阻力系数与什么有关10、管道水力计算的任务是什么答：4、写出不可压缩均质实际流体的运动微分方程（即纳维斯托克斯方程），为什么说此方 程是不可压缩均质流体的普遍方程。五、计算、分析题（每题8分）1、在盛有汽油的容器的底上有一直径”2 =15的圆阀，该阀用绳系于直径4 = no mm的

14、圆柱形浮子上（如图1所示）。设浮子及圆阀的总质量? = 110g，汽油相对密度0.75, 绳长Z = 12Om，问圆阀将在油面高度H为多少时开启（图1）ZZt/ 2很12季外(-Z)-叫-子.”之。(血;_ 血:)pH . 4/7?-兀d；pZ 04?H . - (洲_而；)p d_若4x110x10-3O.122(0.122 -O.O152)x75O + O.122 -O.O1520.135(m) = 135()x 0.12 =2、图2所示为绕校链O转动的倾斜角a = 60的自动开启式水闸，当水闸一侧的水位II=2n另一侧的水位 = 0.4，时，闸门自动开启，试求较便至水间下端的距离x。(图

15、2)A. =bH /sin a，A. =Z?/?/siii a 1 1n rr . HHPgH AP“ = pg/AL pg 了/=pg 丁汨/sma 二项故n , a hh pglfbPh=Pg%A2m/=附心所”嬴八熹5)压力中心坐标：JcA=2 + 4=Z?/(/2) 3,2,2 2,故 = 3/1 = 3，?- = 3/22 h3 sin aI h 3 siii a网) 33石春(Tj3Psina pgb2 sin a乜如近= 0.7955(。(H2-/r)sina 3(H + /?)sina3、如图3所示，已知离心泵的提水高度Z = 20/，抽水体积流量Q = 35L/s，效率%=0

16、.82 o若吸水管路和压水管路总水头损失儿.=1.5?2。，电动机的效率 =0.95， 试求：电动机的功率P (图3)解： 乙+包+里+ ”=2,+也+巨+如PS 2gpg 2gZ =0，Z.i =Z ； i,六0,匕圮0 ； = p, =0，则：/=Z + /?M =20 + 1.5 = 21.5(/72)=9466.63)= 9.467(HV)_35xlO-3 xl000x9.8x2L50.82x0.954、图4所示离心泵以25?/的流量将相对密度0.82的油品从地下罐送到山上洞库油罐o地下罐油面压力0.02MP。，洞库油罐油面压力0.03MP”。设泵的效率。.81，电动机效率 0.91

17、两塔液面差”=406，全管路水头损失设为5帆。求泵及电动机的额定功率（即输入 功率）应为多少u 嗫-m%.Z)=0 Z2 =40(?)；匕 0#2 0 ；Pi =。.02 x 106Pdp2 =0.03 x 106Pa % =5()则： - 0.03 xlO6 -0.02xl06 匚、H = 40 + 5 = 46.24(777)1000 x 0.82x9.8 QpgH 25 / 3600 x 1000 x 0.82 x 9.8 x 46.24 皿 今一山P = 5 = 3500 (IV) = 3.5(k W)小电0.81x0.915、径cl = 0.2/az的钢管输送水流量。=0.0463/

18、s ()，水的运动粘度v = 1.007x lOn?2 /s，钢管壁的绝对粗糙度e = 0.04。求1 000m管道上的沿程水头损失 解：首先确定流态，即计算雷诺数Rev = = 0.04/（% xO.l2 ）m/ s = .27 m/ sA-=/ =端沫=252234（63。59）Re 2320，流动非层流。进一步计算知，4000 Re 空空7 =。.51加）d 2g 0.22x9.86、今要以长L = 800m，径 =50/7的水平光滑管道输油，若输油流量。= 135L/min，用以输油的油泵扬程为多大（设油的密度=92。攵g/?3，粘度4 = 0.056Pas）解： 首先确定流态，即计算

19、雷诺数Rc135x10-3v = =-ml s = A 46/?/ / sA -x0.0524宜 vdp 1.146 x 0.05 x 920 0，Re = 941 23200.056流动为层流。2 = 64/Re = 64/941 = 0.068,3 / v2 nnAO 800 1.146211 f 2O.Ooo xxni 72.92? d 2g0.05 2x9.8Hv = hf = 12.92m （油柱）7、一水射流以速度u对弯曲对称叶片的冲击如图6所示，试求下面两种情况下射流对叶片 的作用力：（1）喷嘴和叶片都固定；（2）喷嘴固定，叶片以速度后退。(图6 )解：(1)射流四周均为大气压，

20、且不计重力。由伯努利方程，各 断面上的流速均相同。取封闭控制面如图所示，并建立了6少坐标。当叶片喷嘴均固定时，设 流体受到叶片的作用力为F。根据动量定理可知：大方向： 力x=L pvnvdA即 - F = p(-(2)v + 20? v-cos( - a) = pQv(c os a -1)得 F = p J2v2(l -cosc?)4射流对叶片的作用力大小为p t/2v2(l-cosa) *方向与尸的方向相反。4(2)当控制体在作匀速运动时，由于固结在控制体上的坐标系仍是惯性系，在动量定理中只 要将相对速度代替绝对速度即可。现当叶片以“速度后退，此时射流相对于固结在叶片上控制面的相对速度为Vr =