工程流体力学复习题集

1、一、简做题1 .缓变过流断面、缓变流动过流断面在流束或总流中与所有流线都相垂直的横断面.缓变流动假设某过流断面上的流线几乎是相互平行的直线,那么此过流断面称为缓变断面,过流断面上的流动称为缓变流动.2 .流管与流束流管在流场中任取一封闭曲线l非流线,过曲线上各点做流线,所有这些流线构成一管状曲面,称为流管.流束在流场中取一非流面的曲面S,那么过曲面上各点所作流线的总和,称为流束.3 .动能、动量修正系数动能修正因数用真实流速计算的动能与平均流速计算的动能间的比值.动量修正因数用真实流速计算的动量与以平均流速计算的动量间的比值.4 .水力光滑管和水力粗糙管管壁绝对粗糙度,6:粘性底层厚度.当6油

2、寸,管壁的粗糙突出局部完全淹没在粘性地层中.此时,粘性底层以外的紊流区域完全不受管壁粗糙度的影响,流体就好似在理想的完全光滑管中流动,这种情况的管内紊流流动称为“水力光滑管或简称为“光滑管当管壁的粗糙突起有一局部或大局部暴露在紊流区内.止匕时,紊流区中的流体流过管壁粗糙突出局部时将会引起漩涡,造成附加的能量损失,即管壁粗糙度对紊流流动产生影响,这种情况的管内紊流流动称为“水力粗糙管或简称为“粗糙管5 .等压面与压力体等压面在充满平衡流体的空间,连接压强相等的各点所组成的面称为等压面.等压面有三个特性：等压面就是等势面；等压面与质量力垂直；两种混容的流体分界面为等压面.压力体由所探究的曲面,通过

3、曲面周界所作的垂直柱面和流体的自由外表或其延伸面所围成的封闭体积叫做压力体.6 .系统与限制体系统有限体积的流体质点的集合称为系统.不管流体怎样运动,且运动中系统的外表可以不断变形,但流体质点的集合不变,所含有的质量不变.限制体取流场中某一确定的空间区域,这个空间区域称为限制体.控制体的周界称为限制面.7 .流线与迹线迹线流体质点运动的轨迹.流线某瞬时在流场中所作的一条空间曲线,该瞬时位于曲线上各点的流体质点的速度在该点与曲线相切.8 .断面平均流速与时间平均流速q、,udA断面平均流速Y=5l=上一AA1T时间平均流速vvdt9 .层流与紊流层流定向的无混杂的流动.紊流非定向的无规那么的流动

4、.10 .恒定与非恒定流动恒定流动如果流场中每一空间点上的运动参数不随时间变化,这样的流动称为恒定流动；非恒定流动假设流场中运动参数不但随位置改变而改变,而且也随时间而变化,这种流动称为非恒定流动.11 .连续介质模型在流体力学的研究中,将实际的由分子组成的结构用一种假象的流体模型一一流体微元来代替.流体微元由足够数量的分子组成,连续充满它所占据的空间,彼此间无任何间隙12 .理想流体、牛顿流体、粘性流体理想流体没有粘性的流体.牛顿流体凡切应力与速度梯度呈线性关系,即服从牛顿内摩擦定律的流体,称为牛顿流体粘性为常数.反之为非牛顿流体.粘性流体粘性不为0的流体.13 .长管、短管长管凡局部损失和

5、出流的速度水头之和与沿程损失相比拟小通常以小于百分之五为界限,这样的管路系统称为水力长管,或简称长管.短管又称为水力短管,是指沿程损失、局部损失等项大小相近,均须计及的管路系统.14 .外表力是指作用在所研究流体外外表上与外表积大小成正比的力.15 .有旋流动、无旋流动有旋流动旋转角速度不为0用,或旋度不为0rotu0=.无旋流动有势运动,旋转角速度为0必=0,或旋度为0rotc=0.16、简述流体粘性产生的原因并说明有哪些表示方法.当流体在外力作用下,流体微元间出现相对运动时,随之产生阻抗流体间相对运动的内摩擦力,流体产生内摩擦力的这种性质成为粘性.原因：液体是分子间的相互作用力阻碍流体相对

6、运动；气体是分子间的动量交换粘性的三种表示方法(1)动力粘度(绝对粘度)国单位速度梯度时内摩擦切应力的大小,单位P(泊)或者Pas,1P=10-1Pas；(2)运动粘度v:尸/p,单位St(斯cm2/s)或m2/s；(3)相对粘度(条件粘度)：用比照法测量流体的粘度,多种.17、简述研究流体运动的两种方法,并指出有何不同.拉格朗日法(随体法)：研究流场中每一个流体质点的运动,分析运动参数随时间的变化规律,然后综合所有的流体质点,得到整个流场的运动规律.选取在某个初始时刻t.,每个质点的坐标a、b、c来作为它的标记,称为“拉格朗日变数；当流体质点运动时,它们不随时间变化.由于流体质点连续存在于流

7、场中,所以“拉格朗日变数也连续存在于流场中.任何流体质点的坐标x,y,z：x=(a,b,c,t);y=(a,b,c,t);z=(a,b,c,t).着眼点：流体质点.欧拉法(局部法)：研究某瞬时整个流场内位于不同的位置上的流体质点的运动参数,然后综合所有空间点,用以描述整个流体的运动.Vx=Vx(x,y,z,t);vy=Vy(x,y,z,t)；Vz=Vz(x,y,z,t);p=p(x,y,z,t);P=P仅,y,z,t)着眼点：整个流场.二、推导题1、推导忽然扩大局部损失的计算公式.P2752、推导理想流体运动微分方程式.P1013、推导圆管层流流量qv和能量损失h；的计算公式ZuP240&P2

8、424、推导直角坐标系中的连续性微分方程.P825、由粘性流体微小流束的伯努利方程推导出总流的伯努利方程.P1986、推导静止流体对平面壁的作用力计算公式.P437、证实流体静压强的特性P28特性一流体静压强的方向沿作用面的内法线方向：对于牛顿流体,在任何微小切力的作用下,都将产生连续的变形,所以流体在保持静止状态下就不可能有切力存在.止匕外,又根据流体的内聚力很小,几乎不能承受拉力这一特点,可以得出结论：流体静压强的方向沿作用面的内法线方向.特性二流体静压强的数值只与空间坐标有关,与方位无关：8、推导欧拉静平衡方程P30二、计算题1、,当hi之6m时,闸门自动倾倒,绕d=0.4m,摩擦系数f

9、=0.2的轴颈翻转,h2=3m固定不变.闸门宽为b=8m,闸门倾角6=60口,求闸门的旋转轴O离底部的距离为多少15分为了泄水,当水位hi上6m时,水坝的平板闸门自动倾倒.闸门绕直径d=0.4m,具有摩擦系数f=0.2的轴颈O翻转.假设闸门的另一侧具有固定不变的水位h2=3m.试求闸门宽8m,倾角口=60:20分1闸门的旋转轴离底部的距离x应为多少；2支承O所受的压力P为多少.2、一股水平方向上的射流冲击一斜置的光滑平板.射流来流速度为V.,流量为qv,密度为P,平板倾角为e.不计重力及流动损失,求射流对平板的作用力及分流流量qvi,qv2.3、如图,盛水容器以转速n=450r/min绕垂直轴旋转.容器尺寸D=400mm,d=200mm,h2=350mm,水面高h1+h2=520mm,活塞质量m=50kg,不计活塞与侧壁的摩擦,求螺栓组A、B所受的力4、将一平板深入水的自由射流内,垂直于射流的轴线.该平板截去射流流量的一局部qvi,引起射流剩余局部偏转角度a.射流流速V=30m/s,全部流量qv=36x10,m3/s,截去流量qv=12父103m3/s.求偏角a及平板受力F.25、如下图的曲管AOB.OB段长l1=0.3m,/AOB=45.,AO垂直放置,B端封闭.管中盛水,具液面到O点的距离l2=0.23m.此管绕AO轴旋转.问转速为多少时B点的压强将与O点相同15分6