流體力學(xué)期末復(fù)習(xí)資料

1、標(biāo)準(zhǔn)文案1 1、 流體運(yùn)動(dòng)粘度的國際單位為 _ m mA2/s2/s。2 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。3 3、 當(dāng)壓力體與液體在曲面的同側(cè) 時(shí)，為實(shí)壓力體。4 4、 靜水壓力的壓力中心總是在受壓平面形心的下方 。5 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_。6 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 1.751.75次方成正比。7 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2_次方成正比。8 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1/21/2_。9、 水擊壓強(qiáng)與管道流動(dòng)速度成正比關(guān)系。10

2、10、 減輕有壓管路中水擊危害的措施一般有：_延長(zhǎng)閥門關(guān)閉時(shí)間，采用過載保護(hù)，可能時(shí)減低館流速。1111、圓管層流流動(dòng)中，其斷面上流速分布與管子半徑的關(guān)系為二次 拋物線_ 。1212、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)丶铀俣萠 和遷移加速度組成。1313 流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)可以分解為：_平移運(yùn)動(dòng)、線變形運(yùn)動(dòng)_ 、角變形運(yùn)動(dòng)、_旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)_ 。1414、教材中介紹的基本平面勢(shì)流分別為：點(diǎn)源、 點(diǎn)匯 、 點(diǎn)渦 、標(biāo)準(zhǔn)文案均勻直線流。1515、 螺旋流是由點(diǎn)渦 和點(diǎn)匯兩種基本勢(shì)流所組成。1616、 繞圓柱體無環(huán)量流動(dòng)是由 偶極流_和_平面均勻流兩種勢(shì)流所組成。1717、 流動(dòng)阻力分為壓差阻力

3、_ 和_ 。1818、 層流底層的厚度與雷諾數(shù)成反比 。1919、 水擊波分為直接水擊波_ 和_ 。2020、 描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法為_和_ 。2121、 尼古拉茲試驗(yàn)曲線在對(duì)數(shù)坐標(biāo)中的圖像分為5 5 個(gè)區(qū)域，它們依次為：_層流層 、層流到紊流過渡區(qū)_、紊流區(qū)_ 、_、_紊流水力粗糙管平方阻力區(qū)2222、 繞流物體的阻力由 _和_ 兩部分組成。二、名詞解釋1 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 2、 牛頓流體：把在作剪切運(yùn)動(dòng)時(shí)滿足牛頓摩擦定律的流體稱為牛頓流體。3 3、 等壓面：在流體中，壓強(qiáng)相等的各點(diǎn)所組成的面稱為等壓面。4 4、流線：流線是某一瞬時(shí)在流場(chǎng)中所作的

4、一條曲線，在這條曲線上的各流體的速度方向都 與該曲線相切。標(biāo)準(zhǔn)文案5 5、流管： 過流管橫截面上各點(diǎn)作流線，則得到充滿流管的醫(yī)術(shù)流線簇6 6、跡線：流場(chǎng)中某一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。7 7、控制體：假定平面邊界流動(dòng)是定常的，并忽略質(zhì)量力，在邊界層的任一處，取單位寬度，沿邊界層長(zhǎng)度為 dxdx 的微元斷。8 8、壓力管路：在一定壓差下，流體充滿全管的流動(dòng)管路。9 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)具有繞過其自身軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，則稱為有旋流動(dòng)。1010、 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，黏性摩擦很

5、大，黏性摩擦切應(yīng)力其主要作用，處于層流狀態(tài)，稱為層流底層1111、 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，稱之為過渡區(qū)，之后發(fā)展稱為完全紊流。，稱之為紊流核心。1212、 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。這種情況下的管道稱為光滑管。1313、 粗糙管：當(dāng)流體流過凸出部分是，在凸出部分后面將引起漩渦，增加了能量損失，管壁粗糙度對(duì)紊流流動(dòng)發(fā)生影響。1414、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。1515、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)

6、。 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)，黏性對(duì)流動(dòng)的影響僅限于緊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)。1616、沿程壓強(qiáng)損失：標(biāo)準(zhǔn)文案1717、沿程水頭損失:1818、入口段1919、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 D ）有關(guān)。A、流體種類、溫度、體積等E、溫度、壓力、體積等C、流體種類、壓力、體積等D、流體種類、溫度、壓力等2、流體的動(dòng)力黏度與（A A ）有關(guān)。A、流體種類、溫度、壓力等E、 流體種類、溫度、體積等C、流體種類、壓力、體積等D、溫度、壓力、體積等3、理想流體是指 （C C ）。A、平衡流體E

7、、 運(yùn)動(dòng)流體C、忽略粘性的流體D、忽略密度變化的流體標(biāo)準(zhǔn)文案4、流體靜壓強(qiáng)的作用方向?yàn)?（D D）。A、垂直受壓面E、平行受壓面C、指向受壓面D、垂直指向受壓面5 5、在流體力學(xué)中，單位質(zhì)量力是指作用在單位（A、重量 E、體積 C、面積 D、質(zhì)量6 6、相對(duì)壓強(qiáng)的計(jì)量基準(zhǔn)為 （C C ）。A、絕對(duì)真空E、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓C、當(dāng)?shù)卮髿鈮篋、液面壓強(qiáng)7 7、 在平衡液體中，質(zhì)量力恒與等壓面（B B ）。A、重合 E、正交 C、相交 D、平行&已知不可壓縮流體的速度場(chǎng)為則該流動(dòng)為（B B）。A、一維流動(dòng)E、三維流動(dòng)C、二維流動(dòng)D、均勻流9 9、過流斷面是指與（C C）的橫斷面。A、跡線正交E、流線斜交C、

8、流線正交D、跡線斜交D D ）流體上的質(zhì)量力。標(biāo)準(zhǔn)文案1010、 在恒定流中，流線與跡線（D D ）。A、相交 E、正交 C、平行 D、重合1111、 非恒定流動(dòng)中，流線和跡線： （C C ）。A、一定重合B B、一定不重合C、特殊情況下可以重合D、一定正交1212、一維流動(dòng)的連續(xù)方程成立的條件是：（A A ）A、不可壓縮流體E、粘性流體C、可壓縮流體D、理想流體A、單位質(zhì)量流體所具有的機(jī)械能B 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、通過過流斷面流體的總機(jī)械能1414、關(guān)于水流流向的正確說法是（B B ）。A、水一定是從高處往低處流E、水一定是從機(jī)械能大處往機(jī)械能小

9、處流C、水一定是從測(cè)壓管水頭高處往測(cè)壓管水頭低處流D、水一定是從流速大處往流速小處流1313、伯努利方程中標(biāo)準(zhǔn)文案1515、畢托管是一種測(cè)量（D D）的儀器。A、壓強(qiáng) E、斷面平均流速C、流量 D、點(diǎn)流速1616、均勻流過流斷面上各點(diǎn)的（B B ）等于常數(shù)。DIIA.Pg2疥C. p1717、文丘利管是一種測(cè)量（A A）的儀器。A、流量 E、壓強(qiáng) C、密度 D、點(diǎn)流速1818、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 D ）是相同的。A、層流區(qū)E、紊流光滑區(qū)C、紊流過渡區(qū)D、紊流粗糙區(qū)1919、雷諾數(shù)的物理意義在于它反映了（ D D ）的比值。A、重力與粘滯

10、力E、慣性力與粘滯力C、慣性力與重力 D、重力與壓力2020、若圓管水流為層流運(yùn)動(dòng)，則有（C C ）。B. $ 2000nd fl6 20002121、已知某圓管流動(dòng)的雷諾數(shù)Pgp u2z + +PS 2gA.主匚 v500耗耗d pC. - 2000ndfi応応dp6 -500 D. -2000狼狼vwiv32突然擴(kuò)大管段的局部水頭損失（ B B）。%3333、沿程壓強(qiáng)損失是（C C）。A、單位質(zhì)量流體的沿程損失E、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3434、下列關(guān)于長(zhǎng)管水力計(jì)算的說法中，不正確的有（B B ）。C C ）次方成正比。標(biāo)準(zhǔn)文案A、串聯(lián)

11、管路的總水頭損失等于各支路的水頭損失之和E、串聯(lián)管路的總流量等于各支路的流量之和標(biāo)準(zhǔn)文案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3535、在恒定流的動(dòng)量方程工尸二內(nèi)”（角乙一0K）:中，不應(yīng)包括（D D ）。A、壓力 E、重力 C、慣性力 D、粘滯力37.已知流速場(chǎng)”二_和汀二總小=0則該流動(dòng)的流線方程跡線方程分別為（卜BrX) =C和XC “xy E和工+y cD *耳 + 四、問答題 1 1、寫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+PZ+P /各項(xiàng)物理意義：第一項(xiàng) Z Z 表示單位質(zhì)量流體所具有

12、的位勢(shì)能；第二項(xiàng)流體的壓強(qiáng)勢(shì)能；第三項(xiàng) V VA2/2g2/2g 表示單位質(zhì)量流體具有的動(dòng)能。適用圍：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（或微元流束）2 2、寫出兩過流斷面間無分流或匯流，但有能量輸入或輸出的實(shí)際流體總流伯努利方程，并3636、從本質(zhì)上講，紊流應(yīng)屬于（B B )。A、恒定流E、非恒定流C、均勻流D、漸變流表示單位質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)文案簡(jiǎn)述其應(yīng)用條件答：適用圍：重力作用下不可壓縮粘性流體定常流動(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關(guān)系。3 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)管道中的閥門迅

13、速關(guān)閉時(shí)， 水受阻而流蘇突然變小，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)在緊貼閥門上游的一層流 體中，而后迅速的向上游傳播，并在一定條件下發(fā)射回來，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 1） 延長(zhǎng)閥門關(guān)閉時(shí)間，可避免產(chǎn)生直接水擊，也可減小間接水擊、（2 2） 采用過載保護(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 3） 可能時(shí)減低管流速，縮短管長(zhǎng)，使用彈性好的管道。4 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 5、簡(jiǎn)述產(chǎn)生局部水頭損失的原因，并寫出用于計(jì)算管路突然擴(kuò)大的局部水頭損失的公式標(biāo)準(zhǔn)文案6 6、一般情況下

14、，流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)可分解為哪幾種運(yùn)動(dòng)？7 7、管道水力計(jì)算采用的基本公式有哪幾個(gè)?8 8、簡(jiǎn)述曲面邊界層的分離現(xiàn)象。9 9、尼古拉茲試驗(yàn)曲線將流動(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)?1010、管道水力計(jì)算的任務(wù)是什么?標(biāo)準(zhǔn)文案答:4 4、寫出不可壓縮均質(zhì)實(shí)際流體的運(yùn)動(dòng)微分方程（即納維一一斯托克斯方程），為什么說此 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 8 分）1 1、在盛有汽油的容器的底上有一直徑d215m m的圓閥，該閥用繩系于直徑di120mm的圓柱形浮子上（如圖 1 1 所示）。設(shè)浮子及圓閥的總質(zhì)量m 110g，汽油相對(duì)密度0.75， 繩長(zhǎng)Z 120mm，問圓

15、閥將在油面高度H為多少時(shí)開啟？171圖標(biāo)準(zhǔn)文案2 2、圖 2 2 所示為繞鉸鏈O轉(zhuǎn)動(dòng)的傾斜角60的自動(dòng)開啟式水閘，當(dāng)水閘一側(cè)的水位另一側(cè)的水位h 0.4m時(shí)，閘門自動(dòng)開啟，試求鉸鏈至水閘下端的距離x。（圖2 2）解:解:牛g(H Z)mggH(d12d；) H4mdi24mdTF4 110 103d；dT(0.1220.01 52) 7500.135(m) 135(mm)drZ0.1222 20.1220.01 520.12ll=2mll=2m ，標(biāo)準(zhǔn)文案bH /sin,A2bh/sinPHgHCAIHg7bl1gH2b2 sinPhgheA2hg2bl2hg bh /siny2gh2b2 s

16、i nP PHPh= =gb2si n(H2h2)壓力中心坐標(biāo):yDyeJeAyel/2bl3/12bl(l/2)2-l3故，yD1PxPH13 sin3 sinHPhPHHPhh3l21 h3 sin亠H2 sinyD23 sin3h3)3P sin3(H2h2)sin2sinAHh h20.7955(m)3(Hh) sin3 3、如圖 3 3 所示，已知離心泵的提水高度Z20m，抽水體積流量Q35L/ s，效率10.82。若吸水管路和壓水管路總水頭損失hw1.5mH2O，電動(dòng)機(jī)的效率20.95，試求：電動(dòng)機(jī)的功率P。標(biāo)準(zhǔn)文案35 1031000 9.8 21.50.82 0.954 4、圖

17、 4 4 所示離心泵以25m3/h的流量將相對(duì)密度0.82的油品從地下罐送到山上洞庫油罐。 地下罐油面壓力0.02MPa，洞庫油罐油面壓力0.03MPa。設(shè)泵的效率0.81，電動(dòng)機(jī)效率0.91兩罐液面差H 40m，全管路水頭損失設(shè)為5m。求泵及電動(dòng)機(jī)的額定功率（即輸入解:Pig2Vi2gZ2P2g22ghwZ2Vi0,V2PiP20，則:hw201.521.5(m)PQJH1 29466.6(W) 9.467(kW)功率）應(yīng)為多少？標(biāo)準(zhǔn)文案標(biāo)準(zhǔn)文案解:zpZ1gV122gHZ2P2gV；2g22HZ2Z1旦P1vV1llw wgg2g2g0；p10.02 106Pa,p20.03 106Pah

18、w5(m),則:400.03 1060.021061000 0.82 9.8546.24(m)25/3600 1000 0.82 9.8 46.240.810.913500(W)3.5(kW)35 5、徑d 0.2m的鋼管輸送水流量Q 0.04m /s( 0.010.01 ),水的運(yùn)動(dòng)粘度6 21.007 10 m /s，鋼管壁的絕對(duì)粗糙度e 0.04mm。求 1 1 000m000m 管道上的沿程水頭損失hf。解: 首先確定流態(tài)，即計(jì)算雷諾數(shù)Re(圖 4 4)標(biāo)準(zhǔn)文案vQ0.04/(0.12)m/s 1.27m/s(0.3175)(0.3175)ARe四盍?xí)x252234 (63059)800

19、m，徑d 50mm的水平光滑管道輸油， 若輸油流量Q 135L/min，Re2320，流動(dòng)非層流。進(jìn)一步計(jì)算知，4000 Re26.98(d/e)8/7，流動(dòng)在紊流光滑區(qū),0.00320.221蘆0.01480.3164 cccL 0.02)hfl v2d 2g20.0148他空7_m0.22 9.86.09m( (hfl v2d 2g1000 0.317520.02m0.22 9.80.513m) )6 6、今要以長(zhǎng)L標(biāo)準(zhǔn)文案用以輸油的油泵揚(yáng)程為多大 ？（？（設(shè)油的密度920kg/m3，粘度0.056Pa s）解： 首先確定流態(tài)，即計(jì)算雷諾數(shù)Re135 1060 / m/ s0.0524流動(dòng)

20、為層流。64/Re 64/9410.068HMhf72.92m（油柱）7 7、一水射流以速度V對(duì)彎曲對(duì)稱葉片的沖擊如圖6 6 所示，試求下面兩種情況下射流對(duì)葉片的作用力：噴嘴和葉片都固定；（2 2）噴嘴固定，葉片以速度U后退。（圖 6 6 ）解：（1 1）射流四周均為大氣壓，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xoy坐標(biāo)。當(dāng)葉片噴嘴均固定時(shí)，設(shè)1.146m /sRevd1.146 0.05 9200.0569412320hf0.068迴0.051.1462m2 9.872.92m標(biāo)準(zhǔn)文案流體受到葉片的作用力為F F。根據(jù)動(dòng)量定理可知:(2)(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