流體力學標準化作業(yè)答案第三章

1、流體力學標準化作業(yè)（三） 流體動力學本次作業(yè)知識點總結1.描述流體運動的兩種方法（1）拉格朗日法；（2）歐拉法。2.流體流動的加速度、質點導數(shù)流場的速度分布與空間坐標和時間有關，即流體質點的加速度等于速度對時間的變化率，即投影式為或 在歐拉法中質點的加速度由兩部分組成， 為固定空間點，由時間變化引起的加速度，稱為當?shù)丶铀俣然驎r變加速度，由流場的不恒定性引起。為同一時刻，由流場的空間位置變化引起的加速度，稱為遷移加速度或位變加速度，由流場的不均勻性引起。 歐拉法描述流體運動，質點的物理量不論矢量還是標量，對時間的變化率稱為該物理量的質點導數(shù)或隨體導數(shù)。例如不可壓縮流體，密度的隨體導數(shù)3.流體流動

2、的分類（1）恒定流和非恒定流（2）一維、二維和三維流動（3）均勻流和非均勻流4.流體流動的基本概念（1）流線和跡線流線微分方程 跡線微分方程（2）流管、流束與總流（3）過流斷面、流量及斷面平均流速體積流量 質量流量 斷面平均流速 （4）漸變流與急變流5. 連續(xù)性方程（1）不可壓縮流體連續(xù)性微分方程（2）元流的連續(xù)性方程（3）總流的連續(xù)性方程 6. 運動微分方程（1）理想流體的運動微分方程（歐拉運動微分方程）矢量表示式 （2）粘性流體運動微分方程（N-S方程） 矢量表示式 7.理想流體的伯努利方（1）理想流體元流的伯努利方程 （2）理想流體總流的伯努利方程 8.實際流體的伯努利方程（1）實際流體

3、元流的伯努利方程 （2）實際流體總流的伯努利方程 10.恒定總流的動量方程 投影分量形式標準化作業(yè)(5)流體運動學選擇題1. 用歐拉法表示流體質點的加速度等于()。 A. B. C. D. 2. 水在一條管道中流動，若兩截面的管徑比，則速度比為 （ ）。A. 3 B. 1/3 C. 9 D. 1/9 3. 通過一個曲面上的體積流量與曲面上的（ ）有關。A. 法向速度 B. 切向速度 C. 密度分布 D. 壓強 4. 連續(xù)性方程表示控制體的（ ）守恒。A. 能量 B. 動量 C. 流量 D. 質量5. 在（ ）流動中，流線和跡線重合。A不可壓縮 B無黏 C恒定 D非恒定 6. 一維流動中，“截面

4、積大處速度小，截面積小處速度大”成立的必要條件是（ ）。A理想流體 B黏性流體 C可壓縮流體 D不可壓縮流體 7. 當隕星在天空中下墜時，其劃過的白線是( ) 。A.流線 B.跡線 C.等勢線 D.等流函數(shù)線8. 歐拉法（ ）描述流體質點的運動。A直接 B間接 C不能 D只在恒定時能。9. 流體微團的運動與剛體運動相比，多了一項（ ）運動。A平移 B旋轉 C變形 D加速 10.均勻流是（ ）。A. 當?shù)丶铀俣葹榱?B. 遷移加速度為零C. 向心加速度為零 D. 合加速度為零11.一元流動限于（ ）。A. 流線是直線B速度分布按直線變化C運動參數(shù)是一個空間坐標和時間變量的函數(shù)D運動參數(shù)不隨時間變

5、化的流動。12.已知不可壓縮流體的流速場為，則該流動為( )。A. 一元流 B. 二元流 C. 三元流 D. 均勻流 13.恒定流是（ ）。A.流動隨時間按一定規(guī)律變化 B. 各過流斷面的速度分布相同 C.各空間點上的運動要素不隨時間變化 D. 遷移加速度為零15.根據(jù)圖1所示三通管流，可得( )。A. B. C. D. 二、填空題1. 流線一般不能相交，且只能是一條 曲線。2. 體積流量與質量流量的關系是 。3. 漸變流斷面上各點的測壓管水頭近似等于 。4. 在研究工程流體力學時主要采 。5. 用歐拉法表示流體的質點加速度由 和 兩部分組成。三、判斷題1. 根據(jù)流動的分類，三元流是指的流動。

6、（ ）2. 恒定流的遷移加速度等于零，而均勻流的當?shù)丶铀俣鹊扔诹恪＃?）3. 若流動的合加速度不等于零，則該流動必為非恒定流。（ ）4. 恒定流是指運動要素不隨時間和空間變化的流動。（ ）5. 均勻流是指過流斷面上各點流速均勻相等的流動。（ ）6. 急變流是指流線近似為平行直線的流動。（ ）7. 漸變流是指流速分布沿程不變的流動。（ ）8. 拉格朗日法是以流場中每一流體質點作為研究對象。（ ）9. 駐點上流線是相交的，這是因為駐點速度為無窮大的緣故。（ ）10.過水斷面都是平面。（ ）四、計算題1、已知流場中的速度分布為，。（1）試問此流動是否恒定？（2）求流體質點在通過場中（1，1，1）點時

7、的加速度。2. 一流動的速度場為，試確定在時，通過（2，1）點的跡線方程和流線方程。3. 不可壓縮流體，下面的運動能否出現(xiàn)（是否滿足連續(xù)性條件）？（1）（2）（3）4. 已知速度場，試求（1）點（1，2，3）的加速度；（2）是幾維流動；（3）是恒定流還是非恒定流；（4）是均勻流還是非均勻流。 標準化作業(yè)（6）伯努利方程一、選擇題1. 應用總流的伯努利方程時，兩過水斷面之間（ ）。A.必須都是急變流 B.必須都是緩變流C.不能出現(xiàn)急變流 D.可以出現(xiàn)急變流2. 伯努利方程中表示（ ）。A.單位重量流體具有的機械能 B.單位質量流體具有的機械能C.單位體積流體具有的機械能 D.通過過流斷面流體的總

8、機械能3. 皮托管用于測量（ ）。A.點速度 B.壓強 C.密度 D.流量4. 如圖1所示，輸油管路中安裝有一文丘里流量計， 已知水銀壓差計中水銀柱高差為，則 ( )。A. B. 圖1C. D.5. 文丘里用于測量（ ）。A.點速度 B.壓強 C.密度 D.流量6. 關于水流流向的正確說法是( )。A.水一定是從高處往低處流 B.水一定是從流速大處往流速小處流 C.水一定是從機械能大處往機械能小處流 D.水一定是從測壓管水頭高處往測壓管水頭低處流 7. 伯努利方程中表示（ ）。A單位重量流體具有的機械能； B單位質量流體具有的機械能；C單位體積流體具有的機械能； D通過過流斷面流體的總機械能。

9、8. 水平放置的漸擴管，如忽略水頭損失，斷面形心點的壓強，有以下關系（ ）。A. B. C. D.不定9. 圖2所示文丘里管，已知管道直徑，喉道直徑，文丘里流量計系數(shù)，水銀壓差計讀數(shù)，則通過管道的水流量( )。A.0.030 B.0.025 C.0.020 D.0.0110. 圖3所示等徑長直管流中，M-M為過流斷面，N-N為水平面，則有( )。A. B. C. D. 圖2 圖3二、填空題1. 只要比較總流中兩個漸變流過流斷面上單位重量流體的_大小，就能判斷出流動方向。2. 水管內徑，在1小時內排水，則管內流量_ _，斷面平均流速_ _。3. 列伯努利方程式時，過水斷面必須取在_。4. 黏性流

10、體總水頭線沿程的變化是 。圖45. 安裝在風道內的畢托管的測速管和測壓管間的壓差為，若畢托管的流速系數(shù)為0.99，風道內空氣的密度為，則風道內的風速為 。三、判斷題1. 由于黏性是流體的固有屬性，因此，不管是理想流體還是實際流體，其機械能總是沿程減小的。( )2. 在流量一定條件下，流速水頭與管徑成正比。( )3. 漸變流過水斷面上動水壓強的分布規(guī)律可近似地看作與靜水壓強分布規(guī)律相同。( )4. 實際流體總水頭線是沿程下降的，而測壓管水頭線在一定條件下會沿程升。( )5. 位置高度與測壓管高度之和，稱為測壓管水頭。( )6. 測壓管水頭線沿流體的流動方向是時升時降。( )7. 虹吸管最高處的壓

11、強大于大氣壓。( )四、計算題1. 水流過一段轉彎變徑管,如圖5所示,已知小管徑，截面壓力，大管徑400mm，壓力，流速。兩截面中心高度差，求管中流量及水流方向。圖52.利用皮托管原理，測量水管中的點流速，如圖6所示。如讀值，求該點流速。 圖63. 高壓水箱的出水管如圖3-4所示，出水管的直徑，當閥門關閉時，壓力表的讀數(shù)為，當閥門打開時壓力表的讀數(shù)為。不考慮水頭損失時，試求出水流量。若水頭損失為時，求出水流量。 圖74. 如圖8所示，兩個緊靠的水箱逐級放水，放水孔的截面積分別為與，試問：與成什么關系時流動處于恒定狀態(tài)？這時須在左邊水箱補充多大流量？圖8 5. 離心式通風機如圖9，用管道A從大氣

12、中吸取空氣，在直徑處接一玻璃管，其下端插入水槽中，水沿此管上升，空氣密度為。求每秒鐘管道A所吸取的空氣量。圖96. 如10圖所式。設一虹吸管，。試求：（1）管內的流量；（2）管內最高點的壓強；（3）若不變，點繼續(xù)升高（即增大，而上端管口始終浸入水內），問使吸虹管內的水不能連續(xù)流動的值為多大？圖10標準化作業(yè)（7）動量方程一、選擇題1. 恒定總流的連續(xù)性方程、伯努利方程、動量方程中的流速為( )。A.斷面平均流速 B.斷面上的最大流速 C.斷面形心處的流速 D.斷面上壓力中心處的流速2. 在應用恒定總流的動量方程解題時，中不應包括( )。A.重力 B.壓力 C.阻力 D.慣性力 3. 流量為，速

13、度為的射流沖擊一塊與流向垂直的平板，則平板受到的沖擊力為（ ）。A. ； B. ； C. ； D. 。4. 應用動量方程時求流體對物體的合力時，進、處口的壓強應使用（ ）。A. 絕對壓強； B.相對壓強； C. 大氣壓； D.真空度。5. 應用動量方程時，一般要聯(lián)立（ ）才能求解。A. 伯努利方程； B. 連續(xù)方程； C. A和B。二、填空題如圖1所示，三種形式的葉片受流量為、流速為的射流沖擊，則葉片受沖擊最大的是 ，最小的是 。三、計算題1. 水力采煤用水槍在高壓下噴射強力水柱沖擊煤層，如圖2所示。噴嘴出口直徑，出口流量為，求水流對煤層的沖擊力。圖22. 如圖3所示，直徑的油缸端部有的小孔。若忽略活塞的重量和能量損失。試求活塞上的作用力、油從小孔出流時，油缸將受多大的作用力。圖33. 如圖4所示，水由噴嘴射出，已知流量，主管直徑，噴口直徑，水頭損失不計，求水流作用在噴嘴上的力。圖44. 如圖5所示，水平方向的水射流，流量，出口流速，在大氣中沖擊在前后斜置的光滑平板上，射流軸線與平板成角，不計水流在平板上的阻力。試求：（1）沿平板的流量（2）射流對平板的作用力。 圖55.水平放置在混凝土支座上的變直徑彎管，彎管兩端與等直徑管相連接處的斷面1-1上壓力表讀數(shù)，管中流量，若