流体力学部分练习题及答案市公开课金奖市赛课一等奖课件

伯努利方程实质是

和

守恒。理想流体忽略了实际流体

和

。直径0.8m总管中水流速度为1m/s，则四根直径均为0.4m分水管中水流速度为

。变直径管流中，细断面直径d1，粗断面直径d2=2d1，则粗细断面雷诺数关系是。边长分别为a、b长方形过流断面，其水力半径为相当直径（当量直径）为。填空题机械能压强能粘滞性压缩性1m/s第1页断面平均流速

ν

与实际流速u区分是

。过流断面上各点实际流速是不相同，而平均流速在过流断面上是相等实际流体总流伯诺利方程表示式为

，其适用条件是

。，稳定流，不可压缩流体，作用于流体上质量力只有重力，所取断面为缓变流动第2页理想流体伯努力方程

常数中，其中

称为

水头。稳定流动流线与迹线

。雷诺数之所以能判别

，是因为它反应了

和

对比关系。理想气体伯努力方程

中

，

称

，

称全压，

称总压。

测压管重合流态惯性

力粘性力势压第3页有两个圆形管道，管径不一样，输送液体也不一样，则流态判别数（雷诺数）不相同。“只有当过水断面上各点实际流速均相等时，水流才是均匀流”，该说法是否正确？为何？不对。均匀流是指运动要素沿程不发生改变，而不是针对一过水断面。在一直管中流动流体，其水头损失包含沿程水头损失与局部水头损失。边界层内流体流动与粘性底层流体流动都属于层流。渐变流任意两个过流断面静水压强能够用测压管来测量，而动水压强则不能用测压管来测量。判断题XXXXX第4页在位置高度相同，管径相同同一管道两断面上，其势能、动能都相等。运动水流测压管水头线能够沿程上升，也能够沿程下降。对在均匀流中，任一过流断面上流体动压强呈静压强分布特征。对均匀流过流断面是一平面，渐变流过流断面近似平面。对孔口淹没出流时，孔口淹没越深，其出流流速和流量就越大。“水一定由高处向低处流”平衡流体中任意点静压强值只能由该点坐标位置来决定，而与该压强作用方向无关。即作用于同一点上各方向静压强大小相等。5XXX√第5页想一想：为何在总流分析法中需引入断面平均流速？因为总流过水断面上各点流速是不相等。为了简化总流计算，所以引入了断面平均流速来代替各点实际流速。实际水流中存在流线吗？引入流线概念意义何在？不存在。引入流线概念是为了便于分析流体流动，确定流体流动趋势。

恒定流、均匀流各有什么特点？

恒定流是指各运动要素不随时间改变而改变，恒定流流线、迹线重合，且时变加速度等于0。均匀流是指各运动要素不随空间改变而改变，均匀流，位变加速度等于0。简答题6第6页问题：总流能量与元流能量方程有什么不一样点？1）以断面平均流速代替元流中点流速；2）以平均水头损失代替元流水头损失；3）各项反应是整股水流能量代替某一元流能量。问题：有些人说“均匀流一定是恒定流，急变流一定是非恒定流”，这种说法是否正确？为何？答：流动均匀是否是对流程而言，流动恒定是否是相对时间而言，这是判别流动两个不一样标准。所以，这种说法是错误。问题：怎样判别粘性流体两种流态——层流和紊流？答：用下临界雷诺数Rec来判别。当雷诺数Re<Rec时，流动为层流，Re>Rec时，流动为紊流。当为圆管流时,当为明渠流时。(R为水力半径)7第7页问题：为何不能直接用临界流速作为判别流态（层流和紊流）标准？答：因为临界流速跟流体粘度、流体密度和管径（当为圆管流时）或水力半径（当为明渠流时）相关。而临界雷诺数则是个百分比常数，对于圆管流为，对于明渠流为500，应用起来非常方便。当管道流量一定时，随管径加大，雷诺数是增大还是减小？答：随d增大，Re减小。圆管中层流与紊流，其流速分布有什么不一样？答:层流为抛物线分布，紊流为对数曲线分布。8第8页如图所表示，水流经过由两段等截面及一段变截面组成管道，试问：（1）当阀门开度一定，上游水位保持不变，各段管中，是恒定流还是非恒定流？是均匀流还是非均匀流？（2）当阀门开度一定，上游水位随时间下降，这时管中是恒定流还是非恒定流？（3）恒定流情况下，当判别第II段管中是渐变流还是急变流时，与该段管长有没有关系？答：（1）是恒定流。Ⅰ、Ⅲ是均匀流，Ⅱ是非均匀流。（2）管中为非恒定流。（3）有。管段相当长为渐变流，管段较短为急变流。9第9页问题：在静止流体中，各点测压管水头是否相等？在流动流体中？答：相等，均匀流、渐变流中同一断面上各点测压管水头相等，急变流中不相等。

何谓均匀流及非均匀流？以上分类与过流断面上流速分布是否均匀有没有关系？答：均匀流是指流线是平行直线流动，非均匀流是流线不是平行直线流动，这个分类与过流断面上流速分布是否均匀没相关系。10第10页雷诺数物理意义？它为何能用来判别流态？

答:雷诺数实质是反应粘性力与惯性力之比。层流时惯性力不大,而粘性力占主导,受粘性力约束，流体质点做规则运动。紊流时惯性力占主导，受到干扰形成涡体，当粘性力约束不了涡体时，流体质点相互掺混，所以用雷诺数能够来判别流态。当输水管直径一定时，随流量增大，雷诺数是增大还是变小？当输水管流量一定时，随管径加大，雷诺数是增大还是变小？答:当输水管直径一定时，随流量增大，雷诺数增大；当输水管流量一定时，随管径加大，雷诺数变小。11第11页为何用下临界雷诺数，而不用上临界雷诺数作为层流与紊流判别准则？答：上临界雷诺数不稳定，而下临界雷诺数较稳定，只与水流过水断面形状相关。当管流直径由小变大时，其下临界雷诺数怎样改变？答：不变，下临界雷诺数只取决于水流边界形状，即水流过水断面形状。两个不一样管径管道，经过不一样粘滞性液体，它们临界雷诺数是否相同？答:不一定。能量损失有几个形式？产生能量损失物理原因是什么？答:有沿程能量损失和局部能量损失两种。一是因为流体含有粘滞性，二是因为固体边界条件影响。12第12页问题：雷诺数与哪些因数相关？其物理意义是什么？当管道流量一定时，随管径加大，雷诺数是增大还是减小？答案：

雷诺数与流体粘度、流速及水流边界形状相关。Re=惯性力/粘滞力,随d增大，Re减小。13第13页实际液体恒定总流能量方程适用条件及方程中，z、、、hl物理意义分别是什么？条件：①恒定流②质量力仅为重力③不可压缩液体④渐变流断面⑤断面间无分流和汇流。（5分）z单位重量液体过流断面所含有位能（重力势能）、位置高度或位置水头。

单位重量液体过流断面所含有压强（压强势能）或压强水头。总流单位重量液体过流断面上平均动能或平均流速水头。

hl

总流两过水断面间单位重量液体平均能量损失或水头损失。14第14页15实际气体恒定总流能量方程中各项物理意义分别是什么？这里p1，p2称为静压；称为动压。（ρa-ρ）g为单位体积气体所受有效浮力，（z2-z1）为气体沿浮力方向升高距离，乘积（ρa-ρ）g（z2-z1）为1-1断面相对于2-2断面单位体积气体位能，称为位压。第15页选择题例.如图所表示，p表示绝对压强，pa表示大气压强，在试在图中括号内填写所表示压强。问题：一元流动是A、均匀流；B、速度分布按直线改变；C、运动参数是一个空间坐标和时间变量函数；D、限于直线流动。C16第16页问题：恒定流是

A、流动随时间按一定规律改变；

B、流场中任意空间点运动要素不随时间改变；

C、各过流断面速度分布相同；

D、各过流断面压强相同。问题：按连续介质概念，流体质点是指

A、流体分子；

B、流体内固体颗粒；

C、几何点；

D、几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子微元体。BD17第17页问题：理想流体特征是

A、粘度是常数；

B、不可压缩；

C、无粘性；

D、符合pV=RT。问题：水平放置渐扩管如图所表示，如忽略水头损失，断面形心点压强有以下关系：p1>p2；B.p1=p2

；C.p1<p2；D.不定。CC18第18页相对压强起点是：(a)绝对真空；(b)1个标准大气压；(c)当地大气压；(d)液面压强。流线与流线通常情况下。

A、能相交也能相切B、仅能相交不能相切C、仅能相切不能相交D、既不能相交也不能相切一维流动中，“截面积大处速度小，截面积小处速度大”成立条件是

。A、理想流体B、粘性流体C、可压缩流体D、不可压缩流体

CD

C第19页某点真空度为65000Pa，当地大气压为0.1Mpa，该点绝对压强为：(a)65000Pa；(b)55000Pa；(c)35000Pa；(d)165000Pa绝对压强pabs与相对压强p、真空度pv

、当地大气压pa之间关系是：(a)pabs=p+pv；(b)p=pabs+pa；(c)pv=pa-pabs；(d)p=pv+pa某风管断面尺寸为，则该风管当量直径是

。

A、240mmB、250mmC、300mmD、200mm(a)65000Pa；(b)55000Pa；

(c)35000Pa；(d)165000Pa(a)pabs=p+pv；(b)p=pabs+pa；(c)pv=pa-pabs；(d)p=pv+pa

A第20页在密闭容器上装有U

形水银测压计，其中1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为(a)p1=p2=p3；(b)p1>p2>p3；(c)p1<p2<p3；(d)p2<p1=p3。工程上计算流体在圆管内流动时，由紊流变为层流采取临界雷诺数取为A．13800B．2320C．D．1000C第21页如图所表示，

，下述静力学方程哪个正确？B第22页静止流体点压强值与

无关A：位置B：方向C：流体密度在缓变流同一有效截面中，流体压强分充满足A．B．P＝CC．D．静止流体中任意形状平面壁上压力值等于___处静水压强与受压面积乘积。A.受压面中心;B.受压面重心;C.受压面形心;D.受压面垂心;BAC第23页流体在静止时（）。A．既能够承受压力，也能够承受剪切力B．既不能承受压力，也不能承受剪切力C．不能承受压力，能够承受剪切力D．能够承受压力，不能承受剪切力如图所表示，安装高度不一样、其它条件完全相同三根长管道流量关系为（）。A．Q1=Q2=Q3B．Q1＜Q2＜Q3C．Q1＞Q2＞Q3D．Q1＜Q2=Q3DD第24页雷诺试验中，由层流向紊流过渡临界流速V′cr和由紊流向层流过渡临界流速Vcr之间关系是()。A.V′cr

＜Vcr

B.V′cr

＞

VcrC.V′cr=

VcrD.不确定如图所表示

（）。A.p0=pa；B.p0>pa；

C.p0<pa；D.无法判断。

BB第25页问题：能量方程中表示

A.单位重量流体含有机械能；B.单位质量流体含有机械能；

C.单位体积流体含有机械能；

D.经过过流断面单位重量流体总机械能。问题：在应用恒定总流能量方程，可选取图中那几个断面，作为计算过水断面。A.1，2，3，4，5；B.1，3，5；2，4；D.2，3，4。AB所选取两过水断面必须是渐变流断面，但两过水断面间能够是急变流。26第26页管道中液体雷诺数与（

）无关。

A.温度

B.管径

C.流速

D.管长某圆管直径d=30mm，其中液体平均流速为20cm/s。液体粘滞系数为0.0114cm3/s，则此管中液体流态为（

）。

A.层流

B.层流向紊流过渡

C.紊流等直径圆管中紊流过流断面流速分布是（

）

A呈抛物线分布

B.呈对数线分布

C.呈椭圆曲线分布

D.呈双曲线分布等直径圆管中层流，其过流断面平均流速是圆管中最大流速（

）

A1.0倍

B.1/3倍

C.1/4倍

D.1/2倍D

CBD27第27页圆管中层流沿程损失与管中平均流速（

）成正比.A.一次方

B.二次方

C.三次方

D.四次方圆管水力半径是(

)A.d/2

B.d/3

C.d/4

D.d/5.判断层流和紊流临界雷诺数是()

A.上临界雷诺数

B.下临界雷诺数

C.上下临界雷诺数代数平均

D.上下临界雷诺数几何平均雷诺数物理意义表示（）

A.粘滞力与重力之比；B.重力与惯性力之比；

C.惯性力与粘滞力之比；D.压力与粘滞力之比。

雷诺数与流体粘度、流速及水流边界形状相关。CBC

B28第28页问题：实际流体在等直管道中流动，在过流断面1，2上有A，B，C点，则下面关系式成立是：A.B.D.D，过流断面上各点势能为常数，而且断面上各点平均动能

相同。问题：一等直径水管，A-A为过流断面，B-B为水平面，1,2,3,4为面上各点，各点运动物理量有以下关系：B.C.D.C29第29页问题:如图所表示管路系统中流体作实际运动，恒定。圆管等直径，则下述判断正确是：A.该管路系统上点3和5测压管水头相等；C.该管路系统上点1动水压强p1=g水h1；B.该管路系统上点7测压管水头大于6点测压管水头；D.该管路系统上点2和8动水压强p1=p8=pa。粘性流体粘滞系数是由：A.流体本身性质决定，与温度相关B.流体本身性质决定，与温度无关C.温度相关，与流体本身性质决定AA30第30页设理想流体在水平管道中作稳定流动，其粗细不均匀，则细处流速和压强为：流速大，压强大；B.流速大，压强小；C.流速小，压强大如图，一贮有液体开口容器，侧壁上开有一小孔，小孔面积远小于容器截面积，则小孔处流体流速为：B.C.D.表明任何液体质点从小孔中流出速度与它从h高度处自由落下速度相等。BBBBHoAAH31第31页问题：图中出流属于A.孔口出流；B.淹没出流问题：薄壁小孔淹没出流时，其流量与

相关。

A.上游行进水头；B.下游水头；

C.孔口上、下游水面差；D.孔口壁厚。请写出图中两个孔口Q1和Q2流量关系式（A1=A2)。图1：Q1

Q2；图2：Q1

Q2。（填>、<或＝）

AC＜＝图1图232第32页绝对压强pabs、相对压强p、真空值pv、当地大气压强pa之间关系是

。()A、pabs=p+pvB、p=pabs+paC、pv=pa-pabs

流线与流线通常情况下

。A、能相交也能相切B、仅能相交不能相切C、仅能相切不能相交D、既不能相交也不能相切一维流动中，“截面积大处速度小，截面积小处速度大”成立条件是

。A、理想流体B、粘性流体C、可压缩流体D、不可压缩流体某风管断面尺寸为300mm、200mm，则该风管当量直径是

。A、240mmB、250mmC、300mmD、200mmCCDA第33页例：某段自来水管，d=100mm，v=1.0m/s。水温10℃，（1）试判断管中水流流态？（2）若要保持层流，最大流速是多少？解:（1）水温为10℃时，水运动粘度0.0131cm2/s则：

即：圆管中水流处于紊流状态。

（2）

要保持层