工程流体力学

1、工程流体力学综合复习资料一、单项选择题1实际流体地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、作用在流体地力有两大类，一类是表面力，另一类是.A、质量力 B、万有引力 C、分子引力 D、粘性力3、 若流体内某点静压强为p绝=0.7at,则其 .A、p表=0.3at B、 p表二-0.3 9.8 104Pap真p真C 二=7mH2O D、二=0.3 760mmHg水汞4、 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5、高为h地敞口容器装满水，作用在侧面单位宽度平壁面上地静水总压力为.A h2 B 、1 h2 C、2h2 D 、h2二

2、、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地总压力计算公式（水平分力） 和（垂直分力）3、 缓变流断面上测压管水头为 .4、 长管是指.5、 欧拉数表达式为, 其物理意义是 .6、 某输水安装地文丘利管流量计 ，当其汞-水压差计上读数 Ah = 4cm,通过地流量为2L/s,分析当汞水压差计读数 巾=9cm ,通过流量为 Ls7、因次分析地基本原理是： 具体计算方法分为两种.8、泵地扬程H是指9、压力中心是指10、计算水头损失地公式为与三、简答题1、静压强地两个特性2、节流式流量计地工作原理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、写出实际总流地伯努

3、利方程并说明适用条件和各项意义5、 分析流动阻力产生地原因6、等压面地定义及其特性7、简述研究流体运动方法8、长管与短管地定义9、流线地性质10、并联管路地水力特征四、计算题1、如图一输水系统，已知d, =d2 =0.2m ,吸入段长度丨=15m ,水地运动粘度 、=1.8 10m2/s,水池液面表压强po = 9800Pa ,过滤器两端接汞-水压差 计，=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吸二？（2）设泵出口泵压 p2 =0.8 106Pa,求泵地有效功率nl n2注：i-带保险活门1二0.532弯头；=040闸门：二0.323

4、过滤器32、有泵管路如图所示，流量Q二240m / hour,泵地吸入管长L15m,沿程阻力系数'1二0.03，总局部阻力系数为为冷=6 .压力管长L2 = 60m打=0.03二2 = 10求：（1 ）已知泵入口处真空表读数6.6mH2O ,求吸入高度h1管径为°.25m（2）两个液面高差h2 =24m,求泵地扬程H压力管泵T I吸入管口3、直径257 mm地长输管线，总长50km ,起点高程45m ,终点高程84m ,输送相对密度（比重）：=0.88地原油，运动粘度、=0.276 104m2/s,设计输量为Q= 200t/h,求总压降（按长管计算）4、曲面形状3/4个圆柱，

5、r=0.8m,宽1 m ,位于水平面以下 h=2.4m处.求：曲面所受地液体总压力5、如图所示,将一平板垂直探入水地自由射流中 ，设平板截去射流地部分流量 Qi= 0.012m3/s, 并引起射流地剩余部分偏转一角度：已知射流速度为 30m/s,总流量Qo= 0.036m3/s,不计重量及水头损失求射流加于平板上地力？五、推导题1、气体中声速C依赖于密度T、压强p、粘度试用因次分析法导出声速 C地一般表达式 2、试应用伯诺利方程与水头损失公式推导孔口地定水头自由泄流地流量计算公式答案选择题：1. A 2.A3.B4.C5.B1.填空题："'-f- '' 

6、9;"l" '.:t :x:y：z2. P< = hcAxE = V3. 常数4. 与沿程水头损失相比，流速水头和局部水头损失可以忽略地管路6.7.8.9.因次齐次性(和谐性)原理雷利法、 n定理5. T 压力与惯性力之比l2h d2g 与 hj2g水流在经过水泵时，由于泵地工作，使得单位重量地水体所增加地机械能10.静止流体作用在固壁上地总压力地作用点 简答题：1、静压强地两个特性 答：(1)静压强地方向始终沿着作用面地内法线方向；(2 )静止流体中任何一点上各个方向地静压强大小相等，与作用面方位无关.2、节流式流量计地工作原理.答：节流式流量计地工作原理是

7、：当管路中液体流经节流装置时，液流断面收缩，在收缩断面处流速增加，压力降低，使节流装置前后产生压差.利用测压装置，通过测量压差便可计量流量 地大小.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 )所谓水力光滑管是指管流中粘性底层地厚度淹没管壁绝对粗糙度，管壁粗糙度对紊流核心区地流动几乎没有影响地管路；(2 )所谓水力粗糙管是指管流中粘性底层地厚度不足以覆盖管壁绝对粗糙度，管壁粗糙度对紊流核心区地流动影响显著；(3 )两者并不是固定不变地，粘性底层厚度随着雷诺数地变化而改变，水力光滑管与水力粗糙管之间可以相互转化.4、写出实际总流地伯努利方程并说明适用条件和各项意义2 2答:

8、 （ 1 ）实际流体总流地伯努利方程是Z,.B 巴范2.日竺.h.2.丫 2g 2 Y 2g '（2）适用条件：不可压缩流体、稳定流、质量力只有重力、所取断面为缓变流断面、所取断面间具有共同地流线2（3）各项意义：z比位能；卫一一比压能； 比动能；h 水头损失72g5、分析流动阻力产生地原因.答：流动阻力产生地根本原因是：流体质点摩擦所表现地粘性和流体质点碰撞所表现地惯性6、等压面地定义及其特性答：等压面是指静止流体当中压力相等地点组成地面，其特性包括：a）等压面与质量力相正交；b）等压面不能相交7、简述研究流体运动方法答：描述流体运动地方法有两种：拉格朗日法和欧拉法（1） 拉格朗日法

9、：又称为质点法、跟踪法，是以流体质点为研究对象，观察流体质点在不同时刻地运动要素地变化规律，综合足够多质点地运动情况以了解整个流体地运动（2 ）欧拉法：又称为站岗法、流场法，是以空间点作为研究对象，观察不同时刻流经这一空间点地各质点地运动要素地变化规律，综合足够多地空间点得出整个流体运动地规律8、长管与短管地定义答：（1）长管是指：相比较于沿程水头损失而言，局部水头损失和流速水头可以忽略地管路；（2）短管是指：相比较于沿程水头损失而言，局部水头损失和流速水头不能忽略地管路9、流线地性质答：流线地性质包括：（1 ）稳定流时，流线地空间方位与形状不随时间改变 ，流线与迹线相重合；（2）不稳定流时，

10、流线地空间方位与形状随时间而改变；（3）流线不能相交也不能折转10、并联管路地水力特征答：并联管路地水力特点是：a）进入各并联管地总流量等于流出各并联管地流量之和；b）不同并联管地单位重量液体地能量损失（水头损失）都相等四、计算题:通 水 塔泵2d2解:dl(1 )管道流速：V 2兀d流动状态在水力光滑区Ah4Q 4 0.03 2 = 0.955m/s 3.14 0.2,Re6 =106111v1.8"0丹二竺.0175Re 106111则，吸入段沿程水头损失:hf吸= l吸 =0.0175 西 09550.061m0.2 2汇9.8d 2g由汞水压差计可得过滤器3产生地局部损失为:

11、hj3 =12.6 h =12.6 0.05= 0.63m则，吸入段局部水头损失:20.9552hj3 二 0.53 2 0.4 0.320.63= 0.707mj2 9.8则，吸入段总水头损失hw -hf吸hj吸二0.061 0.707 =0.768m(2)列水池断面0和泵出口断面2伯努利方程:2=Z2 鱼上hw2g二 3 0.8 100955 0.768二 H 二 84.45m98002 汇 9.82、卫I隹一=L水.吸人言取a、b两断面列伯努利方程:2pa vaa - =zbY 2g bVbhfa _bQ 4Q=V =2A nd22L1 V二 1d 2g2hja 上 2g丛电 hfahj

12、a上光 2g 2 24空3600 -1.359m/s3.14 0.25215 1.3592= 0.030.170m0.25 2 9.8J.3592=60.565m2 9.821 3592=0 * -6.60.170 0.56529.8= h| = 5.77m(2 )取a、c两断面列伯努利方程:2 2&也當hfax hjagfa# =hfa+hfb_= 0.170 L2dhja -c hja -bhjb -c= 0.565 'v260 1.35920.170 0.030.85m2g0.25 2 9.8v21.35920.565 101.507m2g2 9.8= H=h> 0

13、.85 1.507 二 24 0.85 1.507=H 二 26.37mV2解：射流加于平板地作用力只能垂直于平板，设平板对水体地反作用力为R取 0、1、2三个断面间水体作为控制体，建立坐标系，并分析其受力及运动特性如图列动量方程：x: -RQ2V2COSX ： Qvoy: 0 = :?Q2V2 sin 二Qw由于 w = v2 = vo =30m/s由y方向动量方程可得:? Q1V1Q1:Q2V2Q2=- - arcsin0.0120.036 0.012=30由x方向动量方程可得:R = -QQ2v2cos：亠' Q0v033-100.024 30 cos30 100.036 30=

14、 456.5N则：射流加于平板上地力与 R等值反向.4、解:（1）QmP二 d2 200 100043600 880 =1.218m/s3.14 0.25721.218 0.2570.276 10,=11341由于2000<Re<105,管路流动位于紊流地水力光滑区，则：0_3= 0.031VRe#11341L v250X103 1 2182则,管路水头损失为：n厂石习巾031济厂茂二45（2）取起点（1）和终点（2）两断面列长管地伯努利方程:乙 P = z2 住 hf1 2二 45=84 也 450YY-84 450-45=4899800二p =4.79MPa即为管路总压降。5、

15、解：曲面所受静水总压力可分解为Px、Pz,如图所示.f r /0 8 >（1） 水平分量：PX 二 hcA< = h- r =9800 2.40.8 = 15.68kNX "（2丿I 2丿（方向）（2）铅垂分量：PzV 门 rh 3 二r2 性9800： i0.8 2.4 3 3.14 0.8233.59kN44（方向：J ）则：液体总压力 P . PX2 Pz2 二.15.682 33.592 =37.07kNP33 59P与水平方向地夹角为二询如訂ar如丽"5.。（方向：' ）五、推导题：1、气体中声速 C依赖于密度T、压强p、粘度J .试用因次分析法导出声速 C地一般表达式.解：qLT1、pML-1T-1、pML-3、pML-1T-2,利用雷利法可得:量纲式为：LT <ML-xMT2yML-TJz求解待定指数:M:O=x y z x = 1/2L：1 -