(流体力学)第1～5章思考题解答

《工程流体力学》思考题解答第1章绪论1.1答：流体与固体相比，流体的抗剪切性能很差，静止的流体几乎不能承受任何微小的剪切力；在一般情况下，流体的抗压缩性能也不如固体的抗压缩性能强。液体与气体相比，液体的压缩性与膨胀性均很小，能够承受较大的外界压力，而气体由于压缩性和膨胀性都很大，所以气体不能承受较大的外界压力。气体受压时，变形通常会非常明显。——1.7答：=4\*GB3错误!未找到引用源。=1\*GB3错误!未找到引用源。=4\*GB3错误!未找到引用源。=1\*GB3错误!未找到引用源。=4\*GB3错误!未找到引用源。=4\*GB3错误!未找到引用源。1.8正确。1.9错误。第2章流体静力学基础思考题答：C答：D答：不能认为压强是矢量，因为压强本身只是流体内部位置坐标点的函数，与从原点指向该点的方向转角没有关系。答：测管1和测管2液面与容器中液面0-0不平齐。测管1液面比测管2液面要高，因为液体1的密度比液体2的密度要小。答：两个底面上所受的静水总压力相同，而两个秤盘上所称得的重量不相同。这是因为两个容器内所盛液体的质量不相同，而秤盘上得到的重量取决于容器内液体的质量。（或两图的压力体不同。）答：该浮力不会使圆柱绕轴O转动。根据静水压强的垂直性可以知道，圆柱体上每一个点所受到的压强都垂直与该点并指向圆柱体的轴心，所以，不会对圆柱体产生任何转动的力矩作用。答：修改后图：第3章流体动力学基础3.1答：Lagrange方法以个别流体质点的运动作为观察对象，综合每个质点的运动来获得整个流体的运动规律，其函数表达式为个别质点运动的轨迹方程。Euler方法以流体运动所经过的空间点作为观察对象，观察同一时刻各固定空间点上流体质点的运动，综合不同时刻所有空间点的情况，构成整个流体运动。3.2答：流线是表示某一瞬时流动方向的曲线，该曲线上所有各点的流速矢量均与曲线相切。流线的性质：a.恒定流时，流线的形状和位置不随时间而改变；b.恒定流时流体质点运动的迹线与流线重合；c.除特殊点外，流线不能相交；d.除特殊点外，流线是不发生转折的光滑曲线（或直线）。迹线是表示某一流体质点在运动过程中，不同时刻所流经的空间点的连线，即流体质点运动的轨迹线。答：=2\*GB3错误!未找到引用源。答：（1）是恒定流，其中=1\*ROMAN错误!未找到引用源。、=3\*ROMAN错误!未找到引用源。是均匀流，=2\*ROMAN错误!未找到引用源。是非均匀流。（2）非恒定流。（3）有关系。如果=2\*ROMAN错误!未找到引用源。段较长，则为渐变流；较短则为急变流。3.5答：与过流断面上流速分布是否均匀没有关系，存在非恒定均匀流和恒定急变流。3.6答：=3\*GB3错误!未找到引用源。3.7答：=3\*GB3错误!未找到引用源。3.8答：断面平均流速：断面各个点流速的平均值。采用一元流动分析法时必须引入此概念。3.9答：在同一过流断面上，。答：=4\*GB3错误!未找到引用源。答：（1），从能量方程分析，，而，，则，且，所以（2），从能量方程分析，，而，，且，所以。（3）不一定。同样由能量方程分析，，式中，，且，从可知，当相等时，流速v相等，∴由可知，。答：=3\*GB3错误!未找到引用源。∵两断面的测压管液面差h反映的是两断面间的测压管水头差ΔHp，要加上各自的流速水头才代表两断面间的总水头差ΔH，而（a）、（b）两图两断面的流速水头不相等，∴只有图（c）正确。第5章孔口、管嘴出流及有压管流答：。主要是由于收缩断面处出现真空，对容器内的液体产生抽吸作用的缘故。5.2答：当液流中压强小于当时气温下的汽化压强时，液流便开始汽化，管嘴可能产生空蚀破坏；同时，收缩端面压强较低时，会将空气由管嘴出口吸入，从而破坏原来的真空状态，管嘴内的流动变为孔口自由出流，出流能力降低。管嘴正常工作的收缩断面最大真空度为7.0m，因此得到作用水头必须满足的条件为此外，当管嘴长度小于时，收缩断面与管嘴出口的距离太小，液流未充分扩散以前便抵达出口，收缩断面上不能形成真空，管嘴不能发挥作用；若管嘴长度过大，沿程损失增大，出流能力减小。所以，长度为的短管出流才称为管嘴出流。所以圆柱形外管嘴的正常工作条件是：（1）作用水头；（2）管嘴长度。答：=4\*GB3错误!未找到引用源。答：=3\*GB3错误!未找到引用源。答：=2\*GB3错误!未找到引用源。答：=3\*GB3错误!未找到引用源。答：=4\*GB3错误!未找到引用源。答：=1\*GB3错误!未找到引用源。答：=3\*GB3错误!未找到引用源。答：=3\*GB3错误!未找到引用源。答：=1\*GB3错误!未找到引用源。答：=2\*GB3错误!未找到引用源。答：=2\*GB3错误!未找到引用源。答：=4\*GB3错误!未找到引用源。答：=3\*GB3错误!未找到引用源。为便于描述，引入阻抗S的概念：在紊流粗糙区，阻抗S与流量Q无关。在作用水头不变的条件下，(1)式中：对于并联管段2、3，水头损失相等：代入（1）式：当H、S1、S2、S4一定时，阀门K开度关小，阻抗S2增大，增大，总流量Q1必减小。而，当H、S1、S2、S4一定时，Q1减小，Q2必增大；，Q3必减小。