《工程流體力學(xué)》綜合復(fù)習(xí)資料

1、工程流體力學(xué)綜合復(fù)習(xí)資料一、單項選擇題1、實際流體的最基本特征是流體具有 。A、粘滯性 B、流動性 C、可壓縮性 D、延展性2、作用在流體的力有兩大類，一類是表面力，另一類是 A、質(zhì)量力 B、萬有引力 C、分子引力 D、粘性力3、若流體內(nèi)某點靜壓強為p絕 0.7at ,則其 A、p表 0.3at B、p表 0.3 9.8 104PappC 7mH2O D、 0.3 760mmHg水汞4、液體總是從 大處向這個量小處流動。A、位置水頭 B、壓力 C、機械能 D、動能5、高為h的敞口容器裝滿水，作用在側(cè)面單位寬度平壁面上的靜水總壓力為。.21 . 2_2A、h B > - h C、2h D、

2、h二、填空題1、空間連續(xù)性微分方程表達(dá)式 。2、靜止液體作用在曲面上的總壓力計算公式（水平分力） 和（垂直分力）。3、緩變流斷面上測壓管水頭為 。4、長管是指。5、歐拉數(shù)表達(dá)式為 ,其物理意義是 。6、某輸水安裝的文丘利管流量計，當(dāng)其汞-水壓差計上讀數(shù)h 4cm,通過的流量為2L/s , 分析當(dāng)汞水壓差計讀數(shù) h 9cm , 通過流量為L/s 。7、因次分析的基本原理是：具體計算方法分為兩種 。8 、泵的揚程H是指 。9 、壓力中心是指。10、計算水頭損失的公式為 與 。三、簡答題1、靜壓強的兩個特性。2、節(jié)流式流量計的工作原理。3、如何區(qū)分水力光滑管和水力粗糙管，兩者是否固定不變？4、寫出實

3、際總流的伯努利方程并說明適用條件和各項意義。5、分析流動阻力產(chǎn)生的原因。6、等壓面的定義及其特性。7、簡述研究流體運動方法。8、長管與短管的定義。9、流線的性質(zhì)。10、并聯(lián)管路的水力特征。四、計算題1、如圖一輸水系統(tǒng)，已知d1 d20.2m,吸入段長度l 15m,水的運動粘度1.8 10 6m2/s,水池液面表壓強po 9800Pa ,過濾器兩端接汞 -水壓差計，3h 0.05m ,設(shè)流動狀態(tài)在水力光滑區(qū)，Q 0.03m /s。求：(1)吸入段水頭損失hw吸？(2)設(shè)泵出口泵壓 p20.8 106Pa,求泵的有效功率。 dl注：1一 帶保險活門10.53 2 彎頭20.403-一 過濾器4-閘

4、門4 0.3232、有泵管路如圖所示，流量Q 240m /hour ,泵的吸入管長L1 15m,沿程阻力系數(shù)1 0.03 ,總局部阻力系數(shù)為1 6；壓力管長L2 60m , 1 O.03,2 10 ,管徑為0.25m。求：（1）已知泵入口處真空表讀數(shù)66mH 2。， 求吸入高度h1。（2）兩個液面高差h224m ,求泵的揚程H 。3、直徑257 mm的長輸管線，總長 50km,起點高程45m,終點高程84m,輸送相對密度（比重）0.88的原油，運動粘度0.276 10 4m2/s ,設(shè)計輸量為Q 200t/h,求總壓降。（按長管計算）4、曲面形狀3/4個圓柱，r 0.8m ,寬1m,位于水平面

5、以下 h 2.4m處。求：曲面所受的液體總壓力。Q1 =5、如圖所示，將一平板垂直探入水的自由射流中，設(shè)平板截去射流的部分流量0.012m3/s,并引起射流的剩余部分偏轉(zhuǎn)一角度。已知射流速度為 30m/s,總流量 Qo =0.036m3/s,不計重量及水頭損失。求射流加于平板上的力？五、推導(dǎo)題1、氣體中聲速C依賴于密度 、壓強p、粘度 。試用因次分析法導(dǎo)出聲速C的一般表 達(dá)式。2、試應(yīng)用伯諾利方程與水頭損失公式推導(dǎo)孔口的定水頭自由泄流的流量計算公式。選擇題：1. A 2.A填空題：1.ut x答案3.B4.C5.B_uL_uz_0y z2. PXhcAxPzV3. W4. 與沿程水頭損失相比，

6、流速水頭和局部水頭損失可以忽略的管路5. Eu -p2壓力與慣性力之比v6. 37. 因次齊次性(和諧性)原理雷利法、兀定理8. 水流在經(jīng)過水泵時，由于泵的工作，使得單位重量的水體所增加的機械能9.hf二與d 2ghj2g10.靜止流體作用在固壁上的總壓力的作用點 簡答題：1、靜壓強的兩個特性。答：(1)靜壓強的方向始終沿著作用面的內(nèi)法線方向；(2)靜止流體中任何一點上各個方向的靜壓強大小相等，與作用面方位無關(guān)。2、節(jié)流式流量計的工作原理。答：節(jié)流式流量計的工作原理是：當(dāng)管路中液體流經(jīng)節(jié)流裝置時，液流斷面收縮，在收縮斷面處流速增加，壓力降低，使節(jié)流裝置前后產(chǎn)生壓差。利用測壓裝置， 通過測量壓差

7、便可計 量流量的大小。3、如何區(qū)分水力光滑管和水力粗糙管，兩者是否固定不變？答：(1)所謂水力光滑管是指管流中粘性底層的厚度淹沒管壁絕對粗糙度，管壁粗糙度對紊流核心區(qū)的流動幾乎沒有影響的管路；(2)所謂水力粗糙管是指管流中粘性底層的厚度不足以覆蓋管壁絕對粗糙度，管壁粗糙度對紊流核心區(qū)的流動影響顯著；(3)兩者并不是固定不變的， 粘性底層厚度隨著雷諾數(shù)的變化而改變，水力光滑管與水力粗糙管之間可以相互轉(zhuǎn)化。4、寫出實際總流的伯努利方程并說明適用條件和各項意義。22答：(1)實際流體總流的伯努利方程是Z1 史vL z2 也必 hw12。2g2g(2)適用條件：不可壓縮流體、穩(wěn)定流、質(zhì)量力只有重力、所

8、取斷面為緩變流斷面、所 取斷面間具有共同的流線。2(3)各項意義：z比位能； p 比壓能； v-比動能；hw1 2 水頭損失 2g5、分析流動阻力產(chǎn)生的原因。答：流動阻力產(chǎn)生的根本原因是：流體質(zhì)點摩擦所表現(xiàn)的粘性和流體質(zhì)點碰撞所表現(xiàn)的慣性。6、等壓面的定義及其特性。答：等壓面是指靜止流體當(dāng)中壓力相等的點組成的面，其特性包括：a)等壓面與質(zhì)量力相正交；b)等壓面不能相交。7、簡述研究流體運動方法。答：描述流體運動的方法有兩種：拉格朗日法和歐拉法。(1)拉格朗日法：又稱為質(zhì)點法、跟蹤法，是以流體質(zhì)點為研究對象，觀察流體質(zhì)點在不同時刻的運動要素的變化規(guī)律，綜合足夠多質(zhì)點的運動情況以了解整個流體的運動

9、。(2)歐拉法：又稱為站崗法、流場法，是以空間點作為研究對象，觀察不同時刻流經(jīng)這一空間點的各質(zhì)點的運動要素的變化規(guī)律，綜合足夠多的空間點得出整個流體運動的規(guī)律。8、長管與短管的定義。答：(1)長管是指：相比較于沿程水頭損失而言，局部水頭損失和流速水頭可以忽略的管路；(2)短管是指：相比較于沿程水頭損失而言，局部水頭損失和流速水頭不能忽略的管路。9、流線的性質(zhì)。答：流線的性質(zhì)包括：(1)穩(wěn)定流時，流線的空間方位與形狀不隨時間改變，流線與跡線相重合；(2)不穩(wěn)定流時，流線的空間方位與形狀隨時間而改變；(3)流線不能相交也不能折轉(zhuǎn)。10、并聯(lián)管路的水力特征。答：并聯(lián)管路的水力特點是：a)進入各并聯(lián)管

10、的總流量等于流出各并聯(lián)管的流量之和；b)不同并聯(lián)管的單位重量液體的能量損失(水頭損失)都相等。1、四、計算題:,一 4Q解：(1)管道流速：v Qd20.03流動狀態(tài)在水力光滑區(qū)3.14 0.22一 vd 1Re -0.955m/s0.955 0.21.81061061110.31640.31640.25A cc 0 /0.25Re 1061110.0175則，吸入段沿程水頭損失:hf吸d 2g._ 215 0.9550.01750.2 2 9.80.061m由汞水壓差計可得過濾器3產(chǎn)生的局部損失為:hj3 12.6 h 12.6 0.05 0.63m則，吸入段局部水頭損失:hj吸2ghj30

11、.53 2 0.4_20.9550.32 0.63 0.707 m2 9.8則，吸入段總水頭損失hf吸 %吸0.0610.7070.768m(2)列水池斷面0和泵出口斷面2伯努利方程:2Po VoZo 2g2Z2-p1 hw2g63 0.8 1098000.95522 9.80.768H 84.45m則，泵的有效功率為:N泵 QH9800 0.03 84.4524.8kW2、田夫嗜b兼-a解：（1）取a、b兩斷面列伯努利方程:ZaPa2Va2gZbPbhfaAL14QI2V2出h h- hfa b hja b2g2403600hja1 d 2g2 V12g23.14 0.25215 1.359

12、20.030.25 2 9.81.359m/s0.170mhihi(2)取Zahfahjac 1.35926 0.565m2 9.81.35926.6 0.170 0.5652 9.85.77ma、Pac兩斷面列伯努利方程:2Va2ghfahjah2hjb0.85H 26.37mZc色0.1700.5651.507 242Vc2ghfahja cL21 d 2g2 V2 2g0.1700.5650.85 1.50760 1.35920.030.85m0.25 2 9.821.359210 1.507m2 9.83、解：射流加于平板的作用力只能垂直于平板，設(shè)平板對水體的反作用力為R。取 0、1、

13、2個斷面間水體作為控制體，建立坐標(biāo)系，并分析其受力及運動特性如圖。列動量方程:x: Ry: 0Q2v2 cosQ2v2 sinQ°v0Q1v1由于v1v2 v0 30m / ssin由y方向動量方程可得:QiViQ2v2QiQ2由x方向動量方程可得:則：射流加于平板上的力與4、解：（1） v4Qmd2Revd1.218由于 2000<Re<105,.Qi arcsin 一Q2Q2v2 cosarcsin 300.036 0.0123-100.024 30 cos303100.036 30456.5NR等值反向。200 10003600 880-_23.14 0.25721

14、.218m/s0.2570.276 10411341管路流動位于紊流的水力光滑區(qū)，則:0.31644 Re0.31640.031411341則，管路水頭損失為：hf1 2L v2d 2g50 1 03 1.2 1 820.031450 m0.257 2 9.8（2）取起點（1）和終點（2）兩斷面列長管的伯努利方程:7 p17p2Zl Z2 hf1 245 B 84 巡 450p84 450 45 4899800p 4.79MPa 即為管路總壓降。5、解：曲面所受靜水總壓力可分解為Px、PZ,如圖所示。（1）水平分量：PxhCAxh - r 98002.4 竺 0.8 15.68kN22（方向：一）（2）鉛垂分量：3 232PzV rh - r298000.8 2.4 - 3.14 0.8233.59kN4 4（方向：J ）則：液體總壓力 PR2 Pz215.682 33.59237.07kN ,PZ, 33.59P與水平萬向的夾角為arctan一 arctan 65.0 （萬向：）Px15.68Pz五、推導(dǎo)題：1、氣體中聲速 C依賴于密度、壓強p、粘度 。試用因次分析法導(dǎo)出聲速C的一般表達(dá)式。解：qLT1、pML-1丁1、pML-3、pML-1丁2,利用雷利法可得：量綱式為：LT 1 ML 3xML 1T 2yML 1T 1zM : 0 x y z求解待定指數(shù)：L:1 3x