工程流體力學(xué)

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)際流體地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、作用在流體地力有兩大類，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(diǎn)靜壓強(qiáng)為p絕=0.7at,則其 .A、p表=0.3at B、 p表二-0.3 9.8 104Pap真p真C 二=7mH2O D、二=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(jī)械能 D、動能5、高為h地敞口容器裝滿水，作用在側(cè)面單位寬度平壁面上地靜水總壓力為.A h2 B 、1 h2 C、2h2 D 、h2二

2、、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地總壓力計算公式（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、 某輸水安裝地文丘利管流量計 ，當(dāng)其汞-水壓差計上讀數(shù) Ah = 4cm,通過地流量為2L/s,分析當(dāng)汞水壓差計讀數(shù) 巾=9cm ,通過流量為 Ls7、因次分析地基本原理是： 具體計算方法分為兩種.8、泵地?fù)P程H是指9、壓力中心是指10、計算水頭損失地公式為與三、簡答題1、靜壓強(qiáng)地兩個特性2、節(jié)流式流量計地工作原理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)際總流地伯努

3、利方程并說明適用條件和各項(xiàng)意義5、 分析流動阻力產(chǎn)生地原因6、等壓面地定義及其特性7、簡述研究流體運(yùn)動方法8、長管與短管地定義9、流線地性質(zhì)10、并聯(lián)管路地水力特征四、計算題1、如圖一輸水系統(tǒng)，已知d, =d2 =0.2m ,吸入段長度丨=15m ,水地運(yùn)動粘度 、=1.8 10m2/s,水池液面表壓強(qiáng)po = 9800Pa ,過濾器兩端接汞-水壓差 計，=0.05m ,設(shè)流動狀態(tài)在水力光滑區(qū)，Q = 0.03m3 /s 求：（1）吸入段水頭損失 hw吸二？（2）設(shè)泵出口泵壓 p2 =0.8 106Pa,求泵地有效功率nl n2注：i-帶保險活門1二0.532彎頭；=040閘門：二0.323

4、過濾器32、有泵管路如圖所示，流量Q二240m / hour,泵地吸入管長L15m,沿程阻力系數(shù)'1二0.03，總局部阻力系數(shù)為為冷=6 .壓力管長L2 = 60m打=0.03二2 = 10求：（1 ）已知泵入口處真空表讀數(shù)6.6mH2O ,求吸入高度h1管徑為°.25m（2）兩個液面高差h2 =24m,求泵地?fù)P程H壓力管泵T I吸入管口3、直徑257 mm地長輸管線，總長50km ,起點(diǎn)高程45m ,終點(diǎn)高程84m ,輸送相對密度（比重）：=0.88地原油，運(yùn)動粘度、=0.276 104m2/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，

5、r=0.8m,寬1 m ,位于水平面以下 h=2.4m處.求：曲面所受地液體總壓力5、如圖所示,將一平板垂直探入水地自由射流中 ，設(shè)平板截去射流地部分流量 Qi= 0.012m3/s, 并引起射流地剩余部分偏轉(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地力？五、推導(dǎo)題1、氣體中聲速C依賴于密度T、壓強(qiáng)p、粘度試用因次分析法導(dǎo)出聲速 C地一般表達(dá)式 2、試應(yīng)用伯諾利方程與水頭損失公式推導(dǎo)孔口地定水頭自由泄流地流量計算公式答案選擇題：1. A 2.A3.B4.C5.B1.填空題："'-f- '' 

6、9;"l" '.:t :x:y：z2. P< = hcAxE = V3. 常數(shù)4. 與沿程水頭損失相比，流速水頭和局部水頭損失可以忽略地管路6.7.8.9.因次齊次性(和諧性)原理雷利法、 n定理5. T 壓力與慣性力之比l2h d2g 與 hj2g水流在經(jīng)過水泵時，由于泵地工作，使得單位重量地水體所增加地機(jī)械能10.靜止流體作用在固壁上地總壓力地作用點(diǎn) 簡答題：1、靜壓強(qiáng)地兩個特性 答：(1)靜壓強(qiáng)地方向始終沿著作用面地內(nèi)法線方向；(2 )靜止流體中任何一點(diǎn)上各個方向地靜壓強(qiáng)大小相等，與作用面方位無關(guān).2、節(jié)流式流量計地工作原理.答：節(jié)流式流量計地工作原理是

7、：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，通過測量壓差便可計量流量 地大小.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地厚度淹沒管壁絕對粗糙度，管壁粗糙度對紊流核心區(qū)地流動幾乎沒有影響地管路；(2 )所謂水力粗糙管是指管流中粘性底層地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)地流動影響顯著；(3 )兩者并不是固定不變地，粘性底層厚度隨著雷諾數(shù)地變化而改變，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)際總流地伯努利方程并說明適用條件和各項(xiàng)意義2 2答:

8、 （ 1 ）實(shí)際流體總流地伯努利方程是Z,.B 巴范2.日竺.h.2.丫 2g 2 Y 2g '（2）適用條件：不可壓縮流體、穩(wěn)定流、質(zhì)量力只有重力、所取斷面為緩變流斷面、所取斷面間具有共同地流線2（3）各項(xiàng)意義：z比位能；衛(wèi)一一比壓能； 比動能；h 水頭損失72g5、分析流動阻力產(chǎn)生地原因.答：流動阻力產(chǎn)生地根本原因是：流體質(zhì)點(diǎn)摩擦所表現(xiàn)地粘性和流體質(zhì)點(diǎn)碰撞所表現(xiàn)地慣性6、等壓面地定義及其特性答：等壓面是指靜止流體當(dāng)中壓力相等地點(diǎn)組成地面，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(yùn)動方法答：描述流體運(yùn)動地方法有兩種：拉格朗日法和歐拉法（1） 拉格朗日法

9、：又稱為質(zhì)點(diǎn)法、跟蹤法，是以流體質(zhì)點(diǎn)為研究對象，觀察流體質(zhì)點(diǎn)在不同時刻地運(yùn)動要素地變化規(guī)律，綜合足夠多質(zhì)點(diǎn)地運(yùn)動情況以了解整個流體地運(yùn)動（2 ）歐拉法：又稱為站崗法、流場法，是以空間點(diǎn)作為研究對象，觀察不同時刻流經(jīng)這一空間點(diǎn)地各質(zhì)點(diǎn)地運(yùn)動要素地變化規(guī)律，綜合足夠多地空間點(diǎn)得出整個流體運(yùn)動地規(guī)律8、長管與短管地定義答：（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地管路；（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地管路9、流線地性質(zhì)答：流線地性質(zhì)包括：（1 ）穩(wěn)定流時，流線地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，

10、流線地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)管路地水力特征答：并聯(lián)管路地水力特點(diǎn)是：a）進(jìn)入各并聯(lián)管地總流量等于流出各并聯(lián)管地流量之和；b）不同并聯(lián)管地單位重量液體地能量損失（水頭損失）都相等四、計算題:通 水 塔泵2d2解:dl(1 )管道流速：V 2兀d流動狀態(tài)在水力光滑區(qū)Ah4Q 4 0.03 2 = 0.955m/s 3.14 0.2,Re6 =106111v1.8"0丹二竺.0175Re 106111則，吸入段沿程水頭損失:hf吸= l吸 =0.0175 西 09550.061m0.2 2匯9.8d 2g由汞水壓差計可得過濾器3產(chǎn)生地局部損失為:

11、hj3 =12.6 h =12.6 0.05= 0.63m則，吸入段局部水頭損失:20.9552hj3 二 0.53 2 0.4 0.320.63= 0.707mj2 9.8則，吸入段總水頭損失hw -hf吸hj吸二0.061 0.707 =0.768m(2)列水池斷面0和泵出口斷面2伯努利方程:2=Z2 魚上hw2g二 3 0.8 100955 0.768二 H 二 84.45m98002 匯 9.82、衛(wèi)I隹一=L水.吸人言取a、b兩斷面列伯努利方程:2pa vaa - =zbY 2g bVbhfa _bQ 4Q=V =2A nd22L1 V二 1d 2g2hja 上 2g叢電 hfahj

12、a上光 2g 2 24空3600 -1.359m/s3.14 0.25215 1.3592= 0.030.170m0.25 2 9.8J.3592=60.565m2 9.821 3592=0 * -6.60.170 0.56529.8= h| = 5.77m(2 )取a、c兩斷面列伯努利方程:2 2&也當(dāng)hfax hjagfa# =hfa+hfb_= 0.170 L2dhja -c hja -bhjb -c= 0.565 'v260 1.35920.170 0.030.85m2g0.25 2 9.8v21.35920.565 101.507m2g2 9.8= H=h> 0

13、.85 1.507 二 24 0.85 1.507=H 二 26.37mV2解：射流加于平板地作用力只能垂直于平板，設(shè)平板對水體地反作用力為R取 0、1、2三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(yùn)動特性如圖列動量方程：x: -RQ2V2COSX ： Qvoy: 0 = :?Q2V2 sin 二Qw由于 w = v2 = vo =30m/s由y方向動量方程可得:? Q1V1Q1:Q2V2Q2=- - arcsin0.0120.036 0.012=30由x方向動量方程可得:R = -QQ2v2cos：亠' Q0v033-100.024 30 cos30 100.036 30=

14、 456.5N則：射流加于平板上地力與 R等值反向.4、解:（1）QmP二 d2 200 100043600 880 =1.218m/s3.14 0.25721.218 0.2570.276 10,=11341由于2000<Re<105,管路流動位于紊流地水力光滑區(qū)，則：0_3= 0.031VRe#11341L v250X103 1 2182則,管路水頭損失為：n廠石習(xí)巾031濟(jì)廠茂二45（2）取起點(diǎn)（1）和終點(diǎn)（2）兩斷面列長管地伯努利方程:乙 P = z2 住 hf1 2二 45=84 也 450YY-84 450-45=4899800二p =4.79MPa即為管路總壓降。5、

15、解：曲面所受靜水總壓力可分解為Px、Pz,如圖所示.f r /0 8 >（1） 水平分量：PX 二 hcA< = h- r =9800 2.40.8 = 15.68kNX "（2丿I 2丿（方向）（2）鉛垂分量：PzV 門 rh 3 二r2 性9800： i0.8 2.4 3 3.14 0.8233.59kN44（方向：J ）則：液體總壓力 P . PX2 Pz2 二.15.682 33.592 =37.07kNP33 59P與水平方向地夾角為二詢?nèi)缬哸r如麗"5.。（方向：' ）五、推導(dǎo)題：1、氣體中聲速 C依賴于密度T、壓強(qiáng)p、粘度J .試用因次分析法導(dǎo)出聲速 C地一般表達(dá)式.解：qLT1、pML-1T-1、pML-3、pML-1T-2,利用雷利法可得:量綱式為：LT <ML-xMT2yML-TJz求解待定指數(shù):M:O=x y z x = 1/2L：1 -