流體力學(xué)期末復(fù)習(xí)資料

1、1、流體運(yùn)動(dòng)粘度的國(guó)際單位為mAs。2、流體流動(dòng)中的機(jī)械能損失分為沿程損失和局部損失兩大類(lèi)。3、當(dāng)壓力體與液體在曲面的回刨時(shí)，為實(shí)壓力體。4、靜水壓力的壓力中心總是在受壓平而形心的自。5、圓管層流流動(dòng)中，其斷面上切應(yīng)力分布與管子半徑的關(guān)系為線(xiàn)性關(guān)系。6、當(dāng)流動(dòng)處于紊流光滑區(qū)時(shí)，其沿程水頭損失與斷面平均流速的次方成正比。7、當(dāng)流動(dòng)處于湍流粗糙區(qū)時(shí)，其沿程水頭損失與斷面平均流速的1次方成正比。8、圓管層流流動(dòng)中，其斷面平均流速與最大流速的比值為絲。9、水擊壓強(qiáng)與管道流動(dòng)速度成正比關(guān)系。10.減輕有壓管路中水擊危害的措施一般有：延長(zhǎng)閥門(mén)關(guān)閉時(shí)間，采用過(guò)載保護(hù)，可能時(shí) 減低館流速。11、圓管層流流動(dòng)中

2、，其斷而上流速分布與管子半徑的關(guān)系為二次拋物線(xiàn)。12、采用歐拉法描述流體流動(dòng)時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)的加速度由當(dāng)?shù)丶铀俣群瓦w移加速度組成。13流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)可以分解為：平移運(yùn)動(dòng)、線(xiàn)變形運(yùn)動(dòng)、角變形運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。14、教材中介紹的基本平面勢(shì)流分別為：息遮、點(diǎn)匯、息遇、均勻直線(xiàn)流。15、螺旋流是由點(diǎn)渦和點(diǎn)匯兩種基本勢(shì)流所組成。16、繞圓柱體無(wú)環(huán)量流動(dòng)是由偶極流和平而均勻流兩種勢(shì)流所組成。17 流動(dòng)阻力分為壓差阻力和摩擦阻力。18、層流底層的厚度與雷諾數(shù)成屬匹。19、水擊波分為直接水擊波和間接水擊波020、描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法為歐拉法和拉格朗日法。21 尼古拉茲試驗(yàn)曲線(xiàn)在對(duì)數(shù)坐標(biāo)中的圖像分為5個(gè)區(qū)域，它們依

3、次為：層流層、層流到紊流過(guò)渡區(qū)、紊流區(qū)、紊流水力粗糙管過(guò)渡區(qū)、紊流水力粗糙管平方阻力區(qū)。22、繞流物體的阻力由和兩部分組成。X二、名詞解釋1、流體：在任何微小剪力的持續(xù)作用下能夠連續(xù)不斷變形的物質(zhì)2、牛頓流體：把在作剪切運(yùn)動(dòng)時(shí)滿(mǎn)足牛頓摩擦定律的流體稱(chēng)為牛頓流體。3、等壓面：在流體中，壓強(qiáng)相等的各點(diǎn)所組成的面稱(chēng)為等壓面。4、流線(xiàn)：流線(xiàn)是某一瞬時(shí)在流場(chǎng)中所作的一條曲線(xiàn)，在這條曲線(xiàn)上的各流體的速度方向都 與該曲線(xiàn)相切。5、流管：過(guò)流管橫截面上各點(diǎn)作流線(xiàn)，則得到充滿(mǎn)流管的醫(yī)術(shù)流線(xiàn)簇6、跡線(xiàn)：流場(chǎng)中某一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。7、控制體：假定平面邊界流動(dòng)是定常的，并忽略質(zhì)量力，在邊界層的任一父，取單位寬度， 沿

4、邊界層長(zhǎng)度為dx的微元斷。8、壓力管路：在一定壓差下，流體充滿(mǎn)全管的流動(dòng)管路。9、有旋流動(dòng)：在流體流動(dòng)中，如果流場(chǎng)中有若干處微元團(tuán)具有繞過(guò)其自身軸線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 則稱(chēng)為有族流動(dòng)。10、層流底層：粘性流體在管道中做紊流流動(dòng)時(shí)，管壁上的流速為零，從管壁起的流速將從 零迅速增大，在緊貼管壁的一極薄層，速度梯度很大，粘性摩擦很大，粘性摩擦切應(yīng)力其主 要作用，依于層流狀態(tài)，稱(chēng)為層流底層11、紊流核心：距管壁稍遠(yuǎn)出有一黏性摩擦切應(yīng)力和紊流附加切應(yīng)力同時(shí)起作用的薄層，稱(chēng) 之為過(guò)渡區(qū)，之后發(fā)展稱(chēng)為完全紊流。，稱(chēng)之為紊流核心012、光滑管：管壁粗糙度對(duì)流動(dòng)不起任何影響，流體好像在完全光滑的管道中流動(dòng)一樣。這 種

5、情況下的管道稱(chēng)為光滑管。13、粗糙管：當(dāng)流體流過(guò)凸出部分是，在凸出部分后面將引起漩渦，增加了能量損失，管理 粗糙度對(duì)紊流流動(dòng)發(fā)生影響。14、邊界層：邊界層是高雷諾數(shù)繞流中緊貼物面的粘性力補(bǔ)課忽略的流動(dòng)薄層。%15、定常流動(dòng)：流體中任一點(diǎn)的流體質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)參數(shù)均不隨時(shí)間變化，而只最空間點(diǎn)位置不 同而變化的流動(dòng)。水和空氣等粘度很小的流體，在大雷諾數(shù)下繞物體流動(dòng)時(shí)，粘性對(duì)流動(dòng)的 影響僅限于案貼物體壁面的薄層中，而這一薄層外黏性影響很小，完成可以忽略不計(jì)。16、沿程壓強(qiáng)損失:17、沿程水頭損失:18、入口段：19、充分發(fā)展段三、單項(xiàng)選擇題（選擇正確答案的字母填入括號(hào)） 1、流體的密度與（D ）有關(guān)。A、

6、流體種類(lèi)、溫度、體積等B、溫度、壓力、體積等C、流體種類(lèi)、壓力、體積等D、流體種類(lèi)、溫度、壓力等2、流體的動(dòng)力粘度與（A ）有關(guān)。A、流體種類(lèi)、溫度、壓力等B、流體種類(lèi)、溫度、體積等C、流體種類(lèi)、壓力、體積等D、溫度、壓力、體積等3、理想流體是指（ C ）A、平衡流體B、運(yùn)動(dòng)流體C、忽略粘性的流體D、忽略密度變化的流體4、流體好壓強(qiáng)的作用方向?yàn)椋―）。A、垂直受壓面B、平行受壓面C、指向受壓面D、垂直指向受壓面5、在流體力學(xué)中，單位質(zhì)量力是指作用在單位（D ）流體上的質(zhì)量力。A、重量 B、體積 C、面積 D、質(zhì)量6、相對(duì)壓強(qiáng)的計(jì)量基準(zhǔn)為（C ）。A、絕對(duì)真空B、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓C、當(dāng)?shù)卮髿鈮?D、液

7、面壓強(qiáng)7、在平衡液體中，質(zhì)量力恒與等壓面（B ）。A、重合 B、正交 C、相交 D、平行8、已知不可壓縮流體的速度場(chǎng)為W =Z）/ = /O）, IV = o則該流動(dòng)為（B ）A、一維流動(dòng) B、三維流動(dòng) C、二維流動(dòng) D、均勻流9、過(guò)流斷面是指與（C）的橫斷面。A、跡線(xiàn)正交 B、流線(xiàn)斜交 C、流線(xiàn)正交 D、跡線(xiàn)斜交 .10、在恒定流中，流線(xiàn)與跡線(xiàn)（D ）。A、相交 B、正交 C 平行 D、重合 11、非恒定流動(dòng)中，流線(xiàn)和跡線(xiàn)：（C ）。A、一定重合 B、一定不重合C、特殊情況下可以更合 D、一定正交 12、一維流動(dòng)的連續(xù)方程成立的條件是：（A ） A、不可壓縮流體B、粘性流體C、可壓縮流體D、

8、理想流體13、伯努利方程中2g 表示：（B ）。A、單位質(zhì)量流體所具有的機(jī)械能B、單位重量流體所具有的機(jī)械能C、單位體積流體所具有的機(jī)械能D、通過(guò)過(guò)流斷面流體的總機(jī)械能14 關(guān)于水流流向的正確說(shuō)法是（B ）。A、水一定是從高處往低級(jí)流B、水一定是從機(jī)械能大欠往機(jī)械能小處流C、水一定是從測(cè)壓管水頭高欠往測(cè)壓管水頭低處流D、水一定是從流速大欠往流速小父流15、畢托管是一種測(cè)量（D ）的儀器。A、壓強(qiáng) B、斷面平均流速C、流量 D、點(diǎn)流速16、均勻流過(guò)流斷面上各點(diǎn)的（B ）等于常數(shù)。PU 2T）A、4+ 丁 B、Z + Pg2gpg、C、PD、z +且二PS 2g17、文丘利管是一種測(cè)量（A ）的儀

9、器。A、流量 B、壓強(qiáng) C、密度 D、點(diǎn)流速18、若在同一等徑長(zhǎng)直管道中用不同流體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)流速相等時(shí)，其沿程水頭損失在（D ）是相同的。A、層流區(qū)B、紊流光滑區(qū)C、紊流過(guò)渡區(qū) D、紊流粗糙區(qū) 19、雷諾數(shù)的物理意義在于它反映了（ D ）的比值。A、重力與貂滯力 B、慣性力與粘滯力 C、慣性力與重力 D、重力與壓力20、若圓管水流為層流運(yùn)動(dòng)，則有（C ）。A、Jj- 5007id rB、上匚 2000nd/C、-500冗dvD、芻- 500 萬(wàn)c、乙 500就VB、且一 2000九d,nD、20007ldv32突然擴(kuò)大管段的局部水頭損失（B）A匕/ 口 巴-夕a、M b、-吸片一暝5 2g

10、U、 2g33、沿程壓強(qiáng)損失是（C ）。A、單位質(zhì)量流體的沿程損失B、單位重量流體的沿程損失C、單位體積流體的沿程損失D、以平均流速計(jì)算的沿程損失 34、下列關(guān)于長(zhǎng)管水力計(jì)算的說(shuō)法中，不正確的有（B ）。A、串聯(lián)管路的總水頭損失等于各支路的水頭損失之和B、串聯(lián)管路的總流量等于各支路的流量之和C、并聯(lián)管路各支路的水頭損失相等D、并聯(lián)管路兩節(jié)點(diǎn)間的總水頭損失等于各支路的水頭損失 35、在恒定流的動(dòng)量方程必時(shí)）中，不應(yīng)包括（D ）。A、壓力 B、重力 C、慣性力 D、粘滯力36、從本質(zhì)上講，紊流應(yīng)屬于（B ）。A、恒定流 B、非恒定流C、均勻流 D、漸變流37、已知流速場(chǎng) u=-k）v=kx,w=0

11、則該流動(dòng)的流線(xiàn)方程、跡線(xiàn)方程分別為（）。A、xv=c?n-=c： B、x） = c0x2 -y2 =c yC、孫=c和Y+y2=。D、工十）產(chǎn)=6和工十y，= cI）四、問(wèn)答題1、寫(xiě)出理想流體微元流束伯努利方程式，指出其中各項(xiàng)的物理意義，并給出該方程式的適 用條件。答:Z+P/各項(xiàng)物理意義：第一項(xiàng)Z表示單位質(zhì)量流體所具有的位勢(shì)能；第二項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體的壓強(qiáng)勢(shì)能；第三項(xiàng)2/2g表示單位質(zhì)量流體具有的動(dòng)能。適用國(guó)：理想的不可壓縮均質(zhì)流體在質(zhì)量力作用下做定常流動(dòng)，并沿同一流線(xiàn)(或微元流束) 2、寫(xiě)出兩過(guò)流斷面間無(wú)分流或匯流，但有能量輸入或輸出的實(shí)際流體總流伯努利方程，并 簡(jiǎn)述其應(yīng)用條件答：適用國(guó)：

12、重力作用下不可壓縮貂性流體定常流動(dòng)的任意兩個(gè)緩變流的有效截面，至于兩個(gè)有 效截面之間是否有緩變流則無(wú)關(guān)系。3、何為水擊(水錘)現(xiàn)象，減小水擊危害的措施。答：工業(yè)水管中流動(dòng)著有一定壓強(qiáng)的水，當(dāng)管道中的閥門(mén)迅速關(guān)閉時(shí)，水受阻而流突然變小， 水的慣性是局部壓強(qiáng)突然升高。這種突然升高的壓強(qiáng)首先出現(xiàn)在緊貼閥門(mén)上游的一層流體 中，而后迅速的向上游傳搐，并在一定條件下發(fā)射回來(lái)，產(chǎn)生往復(fù)波動(dòng)，這種現(xiàn)象為水擊現(xiàn) 象。減小水擊的措施(1) 延長(zhǎng)閥門(mén)關(guān)閉時(shí)間，可避免產(chǎn)生直接水擊，也可減小間接水擊、(2) 采用過(guò)載保護(hù)，在可能產(chǎn)生水擊的管道中設(shè)置蓄能器，調(diào)壓塔或安全閥等以減 緩沖水壓強(qiáng)(3) 可能時(shí)減低管流速，縮短管

13、長(zhǎng)，使用彈性好的管道。4、邊界層有哪些基本特征邊界層沿厚度，存在很到的流速梯度5、簡(jiǎn)述產(chǎn)生局部水頭損失的原因，并寫(xiě)出用于計(jì)算管路突然擴(kuò)大的局部水頭損失的公式6、一般情況下，流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)可分解為哪幾種運(yùn)動(dòng)7、管道水力計(jì)算采用的基本公式有哪幾個(gè)8、簡(jiǎn)述曲面邊界層的分離現(xiàn)象。9、尼古拉茲試臉曲線(xiàn)將流動(dòng)分為幾個(gè)區(qū)各區(qū)的沿程阻力系數(shù)與什么有關(guān)10、管道水力計(jì)算的任務(wù)是什么答：4、寫(xiě)出不可壓縮均質(zhì)實(shí)際流體的運(yùn)動(dòng)微分方程（即納維斯托克斯方程），為什么說(shuō)此方 程是不可壓縮均質(zhì)流體的普遍方程。五、計(jì)算、分析題（每題8分）1、在盛有汽油的容器的底上有一直徑”2 =15的圓閥，該閥用繩系于直徑4 = no mm的

14、圓柱形浮子上（如圖1所示）。設(shè)浮子及圓閥的總質(zhì)量? = 110g，汽油相對(duì)密度0.75, 繩長(zhǎng)Z = 12Om，問(wèn)圓閥將在油面高度H為多少時(shí)開(kāi)啟（圖1）ZZt/ 2很12季外(-Z)-叫-子.”之。(血;_ 血:)pH . 4/7?-兀d；pZ 04?H . - (洲_而；)p d_若4x110x10-3O.122(0.122 -O.O152)x75O + O.122 -O.O1520.135(m) = 135()x 0.12 =2、圖2所示為繞校鏈O轉(zhuǎn)動(dòng)的傾斜角a = 60的自動(dòng)開(kāi)啟式水閘，當(dāng)水閘一側(cè)的水位II=2n另一側(cè)的水位 = 0.4，時(shí)，閘門(mén)自動(dòng)開(kāi)啟，試求較便至水間下端的距離x。(圖

15、2)A. =bH /sin a，A. =Z?/?/siii a 1 1n rr . HHPgH AP“ = pg/AL pg 了/=pg 丁汨/sma 二項(xiàng)故n , a hh pglfbPh=Pg%A2m/=附心所”嬴八熹5)壓力中心坐標(biāo)：JcA=2 + 4=Z?/(/2) 3,2,2 2,故 = 3/1 = 3，?- = 3/22 h3 sin aI h 3 siii a網(wǎng)) 33石春(Tj3Psina pgb2 sin a乜如近= 0.7955(。(H2-/r)sina 3(H + /?)sina3、如圖3所示，已知離心泵的提水高度Z = 20/，抽水體積流量Q = 35L/s，效率%=0

16、.82 o若吸水管路和壓水管路總水頭損失兒.=1.5?2。，電動(dòng)機(jī)的效率 =0.95， 試求：電動(dòng)機(jī)的功率P (圖3)解： 乙+包+里+ ”=2,+也+巨+如PS 2gpg 2gZ =0，Z.i =Z ； i,六0,匕圮0 ； = p, =0，則：/=Z + /?M =20 + 1.5 = 21.5(/72)=9466.63)= 9.467(HV)_35xlO-3 xl000x9.8x2L50.82x0.954、圖4所示離心泵以25?/的流量將相對(duì)密度0.82的油品從地下罐送到山上洞庫(kù)油罐o地下罐油面壓力0.02MP。，洞庫(kù)油罐油面壓力0.03MP”。設(shè)泵的效率。.81，電動(dòng)機(jī)效率 0.91

17、兩塔液面差”=406，全管路水頭損失設(shè)為5帆。求泵及電動(dòng)機(jī)的額定功率（即輸入 功率）應(yīng)為多少u(mài) 囁-m%.Z)=0 Z2 =40(?)；匕 0#2 0 ；Pi =。.02 x 106Pdp2 =0.03 x 106Pa % =5()則： - 0.03 xlO6 -0.02xl06 匚、H = 40 + 5 = 46.24(777)1000 x 0.82x9.8 QpgH 25 / 3600 x 1000 x 0.82 x 9.8 x 46.24 皿 今一山P = 5 = 3500 (IV) = 3.5(k W)小電0.81x0.915、徑cl = 0.2/az的鋼管輸送水流量。=0.0463/

18、s ()，水的運(yùn)動(dòng)粘度v = 1.007x lOn?2 /s，鋼管壁的絕對(duì)粗糙度e = 0.04。求1 000m管道上的沿程水頭損失 解：首先確定流態(tài)，即計(jì)算雷諾數(shù)Rev = = 0.04/（% xO.l2 ）m/ s = .27 m/ sA-=/ =端沫=252234（63。59）Re 2320，流動(dòng)非層流。進(jìn)一步計(jì)算知，4000 Re 空空7 =。.51加）d 2g 0.22x9.86、今要以長(zhǎng)L = 800m，徑 =50/7的水平光滑管道輸油，若輸油流量。= 135L/min，用以輸油的油泵揚(yáng)程為多大（設(shè)油的密度=92。攵g/?3，粘度4 = 0.056Pas）解： 首先確定流態(tài)，即計(jì)算

19、雷諾數(shù)Rc135x10-3v = =-ml s = A 46/?/ / sA -x0.0524宜 vdp 1.146 x 0.05 x 920 0，Re = 941 23200.056流動(dòng)為層流。2 = 64/Re = 64/941 = 0.068,3 / v2 nnAO 800 1.146211 f 2O.Ooo xxni 72.92? d 2g0.05 2x9.8Hv = hf = 12.92m （油柱）7、一水射流以速度u對(duì)彎曲對(duì)稱(chēng)葉片的沖擊如圖6所示，試求下面兩種情況下射流對(duì)葉片 的作用力：（1）噴嘴和葉片都固定；（2）噴嘴固定，葉片以速度后退。(圖6 )解：(1)射流四周均為大氣壓，

20、且不計(jì)重力。由伯努利方程，各 斷面上的流速均相同。取封閉控制面如圖所示，并建立了6少坐標(biāo)。當(dāng)葉片噴嘴均固定時(shí)，設(shè) 流體受到葉片的作用力為F。根據(jù)動(dòng)量定理可知：大方向： 力x=L pvnvdA即 - F = p(-(2)v + 20? v-cos( - a) = pQv(c os a -1)得 F = p J2v2(l -cosc?)4射流對(duì)葉片的作用力大小為p t/2v2(l-cosa) *方向與尸的方向相反。4(2)當(dāng)控制體在作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于固結(jié)在控制體上的坐標(biāo)系仍是慣性系，在動(dòng)量定理中只 要將相對(duì)速度代替絕對(duì)速度即可?，F(xiàn)當(dāng)葉片以“速度后退，此時(shí)射流相對(duì)于固結(jié)在葉片上控制面的相對(duì)速度為Vr =