《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(xiàng)選擇題1、實(shí)際流體的最基本特征是流體具有 。A、粘滯性 B、流動(dòng)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(wàn)有引力 C、分子引力 D、粘性力3、若流體內(nèi)某點(diǎn)靜壓強(qiáng)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(gè)量小處流動(dòng)。A、位置水頭 B、壓力 C、機(jī)械能 D、動(dòng)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(jì)算公式（水平分力） 和（垂直分力）。3、緩變流斷面上測(cè)壓管水頭為 。4、長(zhǎng)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(jì)，當(dāng)其汞-水壓差計(jì)上讀數(shù)h 4cm,通過(guò)的流量為2L/s , 分析當(dāng)汞水壓差計(jì)讀數(shù) h 9cm , 通過(guò)流量為L(zhǎng)/s 。7、因次分析的基本原理是：具體計(jì)算方法分為兩種 。8 、泵的揚(yáng)程H是指 。9 、壓力中心是指。10、計(jì)算水頭損失的公式為 與 。三、簡(jiǎn)答題1、靜壓強(qiáng)的兩個(gè)特性。2、節(jié)流式流量計(jì)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(shí)

3、際總流的伯努利方程并說(shuō)明適用條件和各項(xiàng)意義。5、分析流動(dòng)阻力產(chǎn)生的原因。6、等壓面的定義及其特性。7、簡(jiǎn)述研究流體運(yùn)動(dòng)方法。8、長(zhǎng)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(jì)算題1、如圖一輸水系統(tǒng)，已知d1 d20.2m,吸入段長(zhǎng)度l 15m,水的運(yùn)動(dòng)粘度1.8 10 6m2/s,水池液面表壓強(qiáng)po 9800Pa ,過(guò)濾器兩端接汞 -水壓差計(jì)，3h 0.05m ,設(shè)流動(dòng)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(xiǎn)活門10.53 2 彎頭20.403-一 過(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)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(gè)液面高差h224m ,求泵的揚(yáng)程H 。3、直徑257 mm的長(zhǎng)輸管線，總長(zhǎng) 50km,起點(diǎn)高程45m,終點(diǎn)高程84m,輸送相對(duì)密度（比重）0.88的原油，運(yùn)動(dòng)粘度0.276 10 4m2/s ,設(shè)計(jì)輸量為Q 200t/h,求總壓降。（按長(zhǎng)管計(jì)算）4、曲面形狀3/4個(gè)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(jì)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(qiáng)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(jì)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(guò)水泵時(shí)，由于泵的工作，使得單位重量的水體所增加的機(jī)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(diǎn) 簡(jiǎn)答題：1、靜壓強(qiáng)的兩個(gè)特性。答：(1)靜壓強(qiáng)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(diǎn)上各個(gè)方向的靜壓強(qiáng)大小相等，與作用面方位無(wú)關(guān)。2、節(jié)流式流量計(jì)的工作原理。答：節(jié)流式流量計(jì)的工作原理是：當(dāng)管路中液體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)，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(cè)壓裝置， 通過(guò)測(cè)量壓差

7、便可計(jì) 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(duì)粗糙度，管壁粗糙度對(duì)紊流核心區(qū)的流動(dòng)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(duì)粗糙度，管壁粗糙度對(duì)紊流核心區(qū)的流動(dòng)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(shí)際總流的伯努利方程并說(shuō)明適用條件和各項(xiàng)意義。22答：(1)實(shí)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(xiàng)意義：z比位能； p 比壓能； v-比動(dòng)能；hw1 2 水頭損失 2g5、分析流動(dòng)阻力產(chǎn)生的原因。答：流動(dòng)阻力產(chǎn)生的根本原因是：流體質(zhì)點(diǎn)摩擦所表現(xiàn)的粘性和流體質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)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(jiǎn)述研究流體運(yùn)動(dòng)方法。答：描述流體運(yùn)動(dòng)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(diǎn)法、跟蹤法，是以流體質(zhì)點(diǎn)為研究對(duì)象，觀察流體質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)要素的變化規(guī)律，綜合足夠多質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況以了解整個(gè)流體的運(yùn)動(dòng)

9、。(2)歐拉法：又稱為站崗法、流場(chǎng)法，是以空間點(diǎn)作為研究對(duì)象，觀察不同時(shí)刻流經(jīng)這一空間點(diǎn)的各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要素的變化規(guī)律，綜合足夠多的空間點(diǎn)得出整個(gè)流體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。8、長(zhǎng)管與短管的定義。答：(1)長(zhǎng)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(shí)，流線的空間方位與形狀不隨時(shí)間改變，流線與跡線相重合；(2)不穩(wěn)定流時(shí)，流線的空間方位與形狀隨時(shí)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(diǎn)是：a)進(jìn)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(jì)算題:,一 4Q解：(1)管道流速：v Qd20.03流動(dòng)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(jì)可得過(guò)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?cái)嗝?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(duì)水體的反作用力為R。取 0、1、

13、2個(gè)斷面間水體作為控制體，建立坐標(biāo)系，并分析其受力及運(yùn)動(dòng)特性如圖。列動(dòng)量方程:x: Ry: 0Q2v2 cosQ2v2 sinQ°v0Q1v1由于v1v2 v0 30m / ssin由y方向動(dòng)量方程可得:QiViQ2v2QiQ2由x方向動(dòng)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(dòng)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(diǎn)（1）和終點(diǎn)（2）兩斷面列長(zhǎng)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(wàn)向的夾角為arctan一 arctan 65.0 （萬(wàn)向：）Px15.68Pz五、推導(dǎo)題：1、氣體中聲速 C依賴于密度、壓強(qiáng)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