流體力學(xué)試卷講解

流體力學(xué)試卷講解第1頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、是非題(共10分,每小題1分)1.凡切應(yīng)力與剪切變形速度呈線性關(guān)系的流體均為牛頓流體。()2.流體中任意一點(diǎn)所有的法向應(yīng)力在流體相鄰層與層之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)是相等的。()3.作用在物體上的液體總壓力的壓力中心就是受力面面積的形心。()4.一元流動(dòng)是指局限于直線的流動(dòng)。()第2頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.流函數(shù)存在的條件是不可壓縮平面流動(dòng)。()6.納維-斯托克斯方程是不可壓流體最普遍的運(yùn)動(dòng)微分方程。()7.有壓圓管均勻?qū)恿鞯淖畲罅魉偈菙嗝嫫骄魉俚?.75倍。()加。()10.方程表示理想氣體一元等熵流動(dòng)。()8.流體平面無(wú)旋運(yùn)動(dòng)必須滿足。()9.受限射流中各橫截面上動(dòng)量是不相等的，沿程增加。()第3頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、選擇題(共10分,每小題1分)1.按連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的概念，流體質(zhì)點(diǎn)是指（）。(a)流體的分子；(b)流體內(nèi)的固體顆粒；(c)幾何的點(diǎn)；(d)幾何尺寸同流動(dòng)空間相比足夠小量，又含有大量分子的微元體。第4頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.絕對(duì)壓強(qiáng)pabs與相對(duì)壓強(qiáng)p、真空度pv

、當(dāng)?shù)卮髿鈮簆a之間的關(guān)系是()。(a)pabs=

p+pv；(b)p

=pabs+pa；(c)pv=

pa－pabs；(d)p=

pv+pa。3.在液體中潛體所受浮力的大小應(yīng)()。

(a)與潛體的密度成正比；(b)與液體的密度成正比；(c)與潛體淹沒的深度成正比；(d)與液體表面的壓強(qiáng)成反比。第5頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.一元恒定流動(dòng)的連續(xù)性方程為()。

(a)Q=

pAv；(b)1A1

=2A2；(c)p1A1

v1=p2A2

v2

；(d)A1

v1=A2

v2

。5.推導(dǎo)方程，需要的兩個(gè)假定條件是()。

①所取控制體端面為漸變流；②恒定流；③均勻流；④不可壓縮流；⑤無(wú)粘滯流。(a)①②；(b)①⑤；(c)①③

；(d)③⑤；(e)②④。第6頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.如下圖，一等直徑水管，A-A為過(guò)流斷面，B-B為水平面，l、2、3、4為面上各點(diǎn)，各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)物理量有以下關(guān)系()。(a)p1=p2；(b)p3

=p4；(c)z1+

p1/g=z2+

p2/g；(d)z3+

p3/g=z4+

p4/g。第7頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7.如果兩個(gè)流體是力學(xué)相似，它們則應(yīng)滿足的關(guān)系是()。(a)Frp=Frm；(b)Rep=Rem

；(c)Cap=Cam；(d)Nep=Nem。8.一變徑管流，細(xì)斷面直徑為d1，粗?jǐn)嗝嬷睆絛2=2d1，粗細(xì)斷面雷諾數(shù)的關(guān)系是()。(a)Re1=0.5Re2；(b)Re1=Re2；(c)Re1=1.5Re2

；(d)Re1=2Re2

。第8頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.工業(yè)管道的沿程摩擦阻力系數(shù)，在紊流過(guò)渡區(qū)隨雷諾數(shù)的增加而()。(a)增加；(b)減小；(c)不變；(d)不定。10.一元?dú)饬髦?，Ma>1時(shí)，隨著斷面面積的增大，則流速和密度應(yīng)分別()。(a)增大，減??；(b)增大，增大；(c)減小，增大；(d)減小，減小。第9頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、填空題（共20分,每空1分）1.液體的粘滯性隨溫度的升高而

，氣體的粘滯性隨溫度的升高而

。

減小增大2.盛液容器繞鉛直軸作等角速度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，液體為非均質(zhì)體，則可知等壓面應(yīng)是

面和

面。等密等溫第10頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)可以分解為

、

、

和

。平移運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)線變形運(yùn)動(dòng)角變形運(yùn)動(dòng)4.流速場(chǎng)ux=4y，uy=4x的流函數(shù)為

。=x2+y25.通過(guò)尼古拉茲實(shí)驗(yàn)可以測(cè)定沿程阻力系數(shù)，根據(jù)變化特征，可將流動(dòng)分為五個(gè)阻力區(qū)，亦即

、

、

、

和

,其中在

.區(qū)內(nèi)，與Re無(wú)關(guān)。層流區(qū)臨界過(guò)渡區(qū)

紊流光滑區(qū)紊流過(guò)渡區(qū)紊流粗糙區(qū)紊流粗糙第11頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.

是產(chǎn)生水擊現(xiàn)象的外界條件，而

和

發(fā)生水擊現(xiàn)象的內(nèi)在原因。引起管路中流速突然變化的因素液體本身具有可壓縮性和慣性管壁具有彈性7.在馬赫數(shù)Ma=

的L處求得的管長(zhǎng)就是等溫管流的最大管長(zhǎng)；在Ma=

的L處求得的管長(zhǎng)就是絕熱管流的最大管長(zhǎng)。1第12頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、計(jì)算題（共40分）1.

如下圖,一貯水容器的壁上裝有3個(gè)直徑d=3m的半球形蓋,已知H=2.5m,h=1.5m,求這3個(gè)蓋所受的靜水總壓力。（10分）第13頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月【解】向上；

向下；

，向左；

，向下。

第14頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.消防管路直徑D=200mm,末端收縮形噴嘴的出口直徑d=50mm，噴嘴和管路用法蘭盤連接，其上裝有4個(gè)螺栓，求當(dāng)流量Q=0.1m3/s時(shí)，每個(gè)螺栓上所受的拉力。（15分）第15頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月【解】以噴嘴與管連接處截面到出口截面及其間管壁作為控制體，并設(shè)噴嘴對(duì)水的作用力為F'，則水流對(duì)每個(gè)螺栓的作用力大小為f=F'/4，且方向相反。由連續(xù)性方程，可知

第16頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月建立11-22間的能量方程，可得寫出該控制體的恒定總流動(dòng)量方程第17頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.某兩層樓的供暖立管,管段落1的直徑為20mm,總長(zhǎng)為20m,Σζ1=15。管段2的直徑為10m,Σζ1=15,管路的λ=0.025,干管中的流量QV=1×10-3m3/s,求QV1和QV2。(15分)QVQV第18頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月【解】先算出各管段的管路阻抗第19頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月則由，得第20頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五、簡(jiǎn)答題(共20分，每小題5分)1.試從力學(xué)分析的角度，比較流體與固體對(duì)外力抵抗能力的差別?！敬稹吭谄鋸椥苑秶鷥?nèi)，固體存在抗拉、抗壓和抗切等三方面的能力；流體則不同，液體在容器中有一定的抗壓能力，有極微弱的抗拉能力，但靜止?fàn)顟B(tài)下，包括氣體在內(nèi)，均不能承受切向力的作用，即流體具有(易)流動(dòng)性。第21頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.結(jié)合公式的推導(dǎo)，說(shuō)明總流伯努利方程的適用條件?！敬稹靠偭鞑匠痰倪m用條件包括恒定流動(dòng)、質(zhì)量力僅為重力、不可壓縮流體、所取斷面為漸變流斷面和兩斷面無(wú)分流和匯流等。第22頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.什么是邊界層?提出邊界層概念對(duì)流體力學(xué)研究有何意義?【答】實(shí)際流體流經(jīng)物體表面時(shí)，由于粘性的存在，緊帖固體表面的流體流速為零，但隨距壁面距離的增大，壁面對(duì)流體的影響減弱，流速迅速增大，至一定距離處就接近不受擾動(dòng)的速度。這樣，在固體邊界附近流區(qū)，有相當(dāng)大的流動(dòng)梯度，這個(gè)很薄的流區(qū)就稱為附面層。流區(qū)引入附面層概念的重要意義就在于將流場(chǎng)劃分為兩個(gè)不同的區(qū)域，即勢(shì)流區(qū)和附面層。在勢(shì)流區(qū)，利用理想流體能量方程，計(jì)算得到附面層邊界上的壓強(qiáng)和流速分布，作為附面層的計(jì)算基礎(chǔ)。第23頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.什么叫氣體射流？試說(shuō)明它與孔口出流、管嘴出流之間的不同?！敬稹繗怏w自孔口、管嘴或條縫向向外界氣體噴射所形成的流動(dòng)，稱為氣體