工程流体力学

《工程流体力学》综合复习资料一、判断题1、根据牛顿内摩擦定律，当流体流动时，流体内部内摩擦力大小及该处流速大小成正比。2、一个接触液体平面壁上形心处水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强平均值。3、流体流动时，只有当流速大小发生改变情况下才有动量变化。4、在相同条件下，管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。5、稳定（定常）流一定是缓变流动。6、水击产生根本原因是液体具有粘性。7、长管是指运算过程中流速水头不能略去流动管路。8、所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小管道。9、外径为D，内径为d环形过流有效断面，其水力半径为。10、凡是满管流流动，任何断面上压强均大于大气压强。二、填空题1、某输水安装文丘利管流量计，当其汞-水压差计上读数敏=4cm，通过流量为2L/s，分析当汞水压差计读数Ah=9cm，通过流量为L/s。2、运动粘度及动力粘度关系是，其国际单位。TOC\o"1-5"\h\z3、因次分析基本原理是：；具体计算方法分为两种。4、断面平均流速V及实际流速u区别是。5、实际流体总流伯诺利方程表达式为，其适用条件。6、泵扬程H是指。7、稳定流动量方程表达式为。8、计算水头损失公式为及。9、牛顿内摩擦定律表达，其适用范围是。10、压力中心是指。三、简答题1、稳定流动及不稳定流动。2、产生流动阻力原因。3、串联管路水力特性。4、如何区分水力光滑管和水力粗糙管，两者是否固定不变？5、静压强两个特性。6、连续介质假设内容。7、实际流体总流伯诺利方程表达式及其适用条件。8、因次分析方法基本原理。9、欧拉数定义式及物理意义。10、压力管路定义。11、长管计算第一类问题。12、作用水头定义。13、喷射泵工作原理。14、动量方程标量形式。15、等压面特性。16、空间连续性微分方程式及其物理意义。17、分析局部水头损失产生原因。

18、雷诺数、富劳德数及欧拉数三个相似准数定义式及物理意义。19、流线特性。四、计算题1、如图所示，将一平板垂直探入水自由射流中，设平板截去射流部分流量Q^O.OlZiWs,并引起射流剩余部分偏转一角度a。已知射流速度为30m/s，总流量Q°=O.o'36m3/s，不计重量及水头损失。求射流加于平板上力？°2、有泵管路如图所示，流量Q=240m3/hour，泵吸入管长L1=15m，沿程阻力系数人］=0.03，总局部阻力系数为Z&1=6；压力管长L2=60m，%=0.03，Z&2=10，管径为0.25m。求（1）已知泵入口处真空表读数6.6mH2。，求吸入高度hi。4、如图所示一贮水容器。器壁上有两个半球形盖，设d=0.5m，h=2m，H=2.5m。试分别求出作用在两个球盖上液体总压力。

5、如图水泵进水系统，h=3m，官径d=0.25m,1、2断面间总水头损失，断面2处真空度为，求流量。2参考答案一、判断题XVXVXXXXVX二、填空题1、3L/s2、V=*p,斯(m2/s)3、因次和谐原理，n定理4、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pav2pav25、乙+乌+L=h+%+"+乙，稳定流，不可压缩流体，作用于流体上112g1-2y2g2质量力只有重力，所取断面为缓变流动

6、7、8、9、10、单位重量液体所增加机械能"〃〃=6、7、8、9、10、单位重量液体所增加机械能"〃〃=£Fcs,,是指在温度不变条件下，随着流速梯度变化，"值始终保持一常数总压力作用点2、产生流动阻力原因。---外因：水力半径大小；管路长度大小；管壁粗糙度大小。内因：流体流动中永远存在质点摩擦和撞击现象，质点摩擦所表现粘性，以及质点发生撞击引起运动速度变化表现惯性，才是流动阻力产生根本原因。3、串联管路水力特性。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水头损失之和，后一管段流量等于前一管段流量减去前管段末端泄出流量。4、如何区分水力光滑管和水力粗糙管，两者是否固定不变？---不是固定不变。通过层流边层厚度及管壁粗糙度值大小进行比较。5>A水力光滑管；8<A水力粗糙管。5、静压强两个特性。---1.静压强方向是垂直受压面，并指向受压面。2.任一点静压强大小和受压面方向无关，或者说任一点各方向静压强均相等。6、连续介质假设内容。---即认为真实流体和固体可以近似看作连续，充满全空间介质组成，物质宏观性质依然受牛顿力学支配。这一假设忽略物质具体微观结构，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方程和基本物理定律，如质量守恒定律，动量守恒定律等。_pav2,pav27、实际流体总流伯诺利方程表达式为(乙+―1+—h+—2+22+z)，1Y2g1-2y2g2其适用条件是一稳定流，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。8、因次分析方法基本原理。---就是因次和谐原理，根据物理方程式中各个项因次必须相同，将描述复杂物理现象各个物理量组合而成无因次数群n从而使变量减少。9、欧拉数定义式及物理意义。---，其物理意义为压力及惯性力比。10、压力管路定义。---凡是液流充满全管在一定压差下流动管路都称为压力管路。11、长管计算第一类问题。一一已知管径，管长和地形，当一定流量某种液体通过时，确定管路中压力降，或确定起点所需压头，或计算水利坡降。12、作用水头定义。----任意断面处单位重量水能量，等于比能除以重力加速度。含位置水头、压力水头和速度水头。单位为m。13、喷射泵工作原理。---喷射泵主要由喷嘴、吸入室和扩散室等组成。工作流体在压力作用下经管子进入喷嘴，并以很高速度由喷嘴出口喷出。由于喷出工作流体速度极高，因此使喷嘴附近液体（或气体）被带走。此时，在喷嘴出口后部吸入室便形成真空，因此吸入室可从吸人管中吸进流体并和工作流体一起混合，经扩散管进入排出管。如果£f三个方程为动工作流体不断地喷射，便能连续不断地输送液体（或气体£f三个方程为动14、cscscsPUudA=£F，JpuudA=£F，JpuudA=14、cscscs量方程标量形式。15、等压面特性。---作用于静止流体中任一点上质量力必定垂直于通过该点等压面。dpd(pu)6(P")d(pu)八16、空间连续性微分方程式及其物理意义。---+-+°，+==0，dtdxdydz其物理意义为:流体在单位时间内经过单位体积空间流出及流入质量差及其内部质量变化代数和为零。17、分析局部水头损失产生原因。一-(a)任何断面形状改变，都必将引起流速重新分布，因而附加了流体间相对运动和流体质点急剧变形，结果导致质点间附加摩擦和相互撞击，使流体能量受到损失，液流中流速重新分布°(b)流速重新分布，总是伴随有流动分离和旋涡形成，在旋涡区由于粘性存在，便有摩擦能量损失，在旋涡中粘性力作功。(c)在旋涡区中，又有质点被主流所带走，即有动量交换，因而消耗运动流体能量，流体质点混掺引起动量变化。18、雷诺数、富劳德数及欧拉数三个相似准数定义式及物理意义。---雷诺数：惯性力及粘性力之比富劳德数：惯性力及重力之比欧拉数：压力及惯性力之比19、流线特性。---(1)在定常流动时，因为流场中各流体质点速度不随时间变化，所以通过同一点流线形状始终保持不变，因此流线和迹线相重合。而在非定常流动时，一般说来流线要随时间变化，故流线和迹线不相重合。通过某一空间点在给定瞬间只能有一条流线，一般情况流线不能相交和分支。否则在同一空间点上流体质点将同时有几个不同流动方向。只有在流场中速度为零或无穷大那些点，流线可以相交，这是因为，在这些点上不会出现在同一点上存在不同流动方向问题。速度为零点称驻点，速度为无穷大点称为奇点。流线不能突然折转，是一条光滑连续曲线。流线密集地方，表示流场中该处流速较大，稀疏地方，表示该处流速较小。四、计算题1、参见教材p.772、参见教材p.63/p.703、参见教材p.1114、解：上面盖为a盖，对于a盖，其压力体体积Vpa为TOC\o"1-5"\h\zh冗11V=(H--)-d2-X—兀d3pa2426=(2.5-1.0)x-x0.52-—-X0.53=0.262m3412F=yV=9810x0.262=2.57kN(方向？)左面水平盖为C盖，对于C盖，静水压力可分解成水平及铅重两个分