流體力學復習題1

工程流體力學復習題一．填空1.流體是一種受任何微小作用時，都會產(chǎn)生連續(xù)變形的物質(zhì)。2.作用于流體上的力按其性質(zhì)可以分為表面力和。3.緩變流任意過流截面靜壓力分布特點：。4.一邊長為的等邊三角形截面管內(nèi)充滿流體流動，其當量直徑（水力直徑）。5.的流體稱為理想流體。6.運動黏度υ的國際單位是7.某點的真空壓強為65000Pa，當?shù)卮髿鈮簽?.1MPa，該點的絕對壓強為，相對壓強為8.絕對壓強與相對壓強p、真空壓強、當?shù)卮髿鈮褐g的關系是：9.速度v、長度l、重力加速度g的無量綱量是：；速度v、密度、壓強p的組成的無量綱數(shù)是：10壓力輸水管模型實驗，長度比尺為8，模型水管的流量應為原型輸水管流量的：。11.如圖1所示在封閉容器上裝有U形水銀測壓計，其中1、2、3點位于同一水平面上，其壓強關系為：。圖1圖2圖312如圖2所示并聯(lián)管道1、2，兩管的直徑相同，沿程阻力系數(shù)相同，長度=3，1、2兩管通過的流量關系為為：。13.水在垂直管內(nèi)由上向下流動，相距l(xiāng)的兩斷面間，測壓管水頭差h，兩斷面間沿程水頭損失，則：14.流體微團的運動包括、和。15.圓管層流，實測管軸上流速為，則斷面平均流速為：16.某流場，，則流線方程為。17.量綱和諧性原理是指任何一個正確的方程式中，各項的量綱必須。18.進行水力模型實驗，要實現(xiàn)有壓管流的動力相似，應選的相似準則是：（a）雷諾準則；（b）弗勞德準則；（c）歐拉準則；（d）其它。19.在安排管道閥門阻力試驗時，首先考慮要滿足的相似準則是：（a）雷諾數(shù)；（b）弗勞德數(shù)；（c）斯特勞哈爾數(shù)；（d）歐拉數(shù)。20．在管流中，如果兩個截面的直徑比為，則這兩個截面上的雷諾數(shù)之比為。21.在圓管層流流動中，沿程損失與速度的成正比。22．某水流速度是2.5m/s，則其速度水頭是mH2O。23．斯托克斯定理表明，沿封閉曲線的L的速度環(huán)量等于穿過以該曲線為周界的任意曲面的。24．不可壓縮平面流動的勢函數(shù)為，其流函數(shù)為25.馬赫數(shù)的定義。26.流體的靜壓力是的一種，它是該力在方向上的分力。27.描述流體運動的兩種方法分別是和，其中著眼于流場中的空間點，研究流體質(zhì)點經(jīng)過這些空間點時運動參數(shù)隨時間的變化的方法是。28.流體靜壓強的作用方向總是沿其方向。29.流線是用來描述流場中各點流動的曲線。30.流體的運動除了平移和轉(zhuǎn)動外，還有運動。31.流體在速度、壓強增加區(qū)內(nèi)流動時，才可能發(fā)生附面層的分離。32.管路A、B并聯(lián)，管路A水頭損失是6mH2O，則管路B水頭損失是mH2O。33.的物理意義是單位流體的動能。34．一密閉容器內(nèi)，流體絕對壓強為0.6個大氣壓，其相對壓強為個大氣壓，真空度為個大氣壓。35．動力粘性系數(shù)與運動粘性系數(shù)的關系為____，其中動力粘性系數(shù)的國際單位為。36．一半徑為0.5m的圓管管內(nèi)充滿流體流動，其水力直徑（當量直徑）m。37．作用于流體上的力按其性質(zhì)可以分為和。38.某水流速度是2.5m/s，則其速度水頭是mH2O。39．在管流中，如果兩個截面的直徑比為，則這兩個截面上的雷諾數(shù)之比為。40．管路A、B并聯(lián)，管路A水頭損失是2.5mH2O，則管路B水頭損失是mH2O。41．在圓管層流流動中，沿程損失與速度的成正比。42．兩流體現(xiàn)象相似的條件包括：．．。43.物理量單位的屬性稱為。44.超聲速氣流在擴壓管中進行增壓，擴壓管的截面積應該逐漸；超聲速氣流在噴管中進行增速，噴管的截面積應該逐漸。AhBⅠ管uⅡAhBⅠ管uⅡ管46.如右圖所示，管所測壓強為全壓，管所測壓強為靜壓。48.某點的絕對壓強是15米水柱，當?shù)卮髿鈮菏?0米水柱，則該點處的相對壓強是米水柱。49.某有壓流動的管路，水力半徑是1m，則水力直徑是m。50.水在管中流動，雷諾數(shù)為15632，則其流態(tài)為。51不可壓縮變直徑管流，已知管徑d1=320mm，d2=160mm，流速v1=1.5m/s。v2=。52設空氣密度是1.2kg/m3，動壓是128Pa，則速度是m/s。53.不考慮溫度，基本量綱包括：。54、在水力光滑區(qū)，，則沿程水頭損失hf與流速v的_______次方成正比。55、如圖4所示，在與容器相連的水管入口處的局部阻力系數(shù)為。二、簡答題（每題5分，共20分）1．水管上安裝一復式水銀測壓計如圖所示。同一水平線上各點的壓強p1、p2、p3、p4哪個最大？哪個最??？哪些相等？2．什么是流線？流線的主要特點有什么？3．如圖所示，開口容器裝有兩種互不相混的液體。分析兩根測壓管中的液面哪個更高？哪個與容器中的自由液面高度相同？4.簡述水力光滑管和水力粗糙管的定義。一根確定的管子是否永遠保持為水力光滑管或水力粗糙管？為什么？5.請用陰影示出右圖的壓力體。6、用陰影線畫出下圖中受壓柱面的壓力體。7、如下圖所示，底面積相同，高度相同、形狀不同的四個容器，置于桌面上。不計容器質(zhì)量。試求四個容器中的水對桌子的作用力的大小順序以及水對容器底部的作用力的大小順序。8．粘性流體管內(nèi)流動其能量損失可分為哪兩類，產(chǎn)生的原因是什么？寫出其計算公式。9．簡述伯努利方程的物理意義。10．已知液體中流速沿y方向分布如圖3所示，試根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律，定性繪出切應力沿y方向的分布圖。11．關于水流去向問題，曾有以下一些說法，如“水一定是從高處流向低處”、“水是由壓力大的地方流向壓力小的地方”、“水是由流速大的地方流向流速小的地方”，這些說法對嗎，試用基本方程式加以說明。13．，則流體為理想流體，這種說法對嗎？為什么？14．在一條水平管段上裝有兩只測壓管，如圖2所示，當管中流量增大時，兩只測壓管中液面高度與是增大還是減?。坎⒄f明原因。15.盛有水的密閉容器，水面壓強為，當容器自由下落時，求水中壓強分部規(guī)律。16．有一泵循環(huán)管道，各支管閥門全開時，支管流量分別為、，若將閥門開度變小，其他條件不變，試論證主管流量怎樣變化，支管流量、怎樣變化。17.圖示兩根完全相同的長管道，只是安裝高度不同，兩管的流量關系如何，說明理由。三、計算題1一流動的速度場為確定在t=1時通過（2,1）點的軌跡線方程和流線方程。2、某壓差計如圖所示，已知hA=hB=1m，Δh=0.5m。求：pA-pB。3盛水容器，水深=60cm，=100cm，水銀測壓計讀值=25cm，試求半徑=0.5m的半球形蓋所受總壓力的水平分力和鉛垂分力。3、水流過一段轉(zhuǎn)彎變徑管,如圖所示,已知小管徑200mm，截面壓力kPa，大管徑400mm，壓力kPa，流速=1m/s。兩截面中心高度差1m，求管中流量及水流方向。（10分）4、嵌入支座內(nèi)的一段供水管，直徑由d1=1.5m縮到d2=1m,如圖所示。當支座前的相對壓力p＝392kPa和流量Q＝1.8m3／s時，不計阻力損失，試確定在漸縮管上支座所承受的軸向力。5矩形平板閘門，一側(cè)擋水，已知長=2m，寬=1m，形心點水深=2m，傾角=，閘門上緣處設有轉(zhuǎn)軸，忽略閘門自重及門軸摩擦力，試求開啟閘門所需拉力。6矩形閘門高=3m，寬=2m，上游水深=6m，下游水深=4.5m，試求：（1）作用在閘門上的靜水總壓力；（2）壓力中心的位置。7矩形平板閘門一側(cè)擋水，門高=1m，寬=0.8m，要求擋水深超過2m時，閘門即可自動開啟，試求轉(zhuǎn)軸應設的位置。8密閉盛水容器，水深=60cm，=100cm，水銀測壓計讀值=25cm，試求半徑=0.5m的半球形蓋所受總壓力的水平分力和鉛垂分力。9一弧形閘門，寬2m，圓心角=，半徑=3m，閘門轉(zhuǎn)軸與水平齊平，試求作用在閘門上的靜水總壓力的大小和方向。10.一吹風裝置，進排風口都直通大氣，風扇前、后斷面直徑==1m，排風口直徑=0.5m，已知排風口風速=40，空氣的密度=1.29，不計壓強損失，試求風扇前、后斷面的壓強和。9.如圖，水以V=10m/s的速度從內(nèi)徑為50mm的噴管中噴出，噴管的一端則用螺栓固定在內(nèi)徑為100mm水管的法蘭上，如不計損失，試求作用在連接螺栓上的拉力。10.如圖,直徑為d1=700mm的管道在支承水平面上分支為d2=500mm的兩支管，A—A斷面的壓強為70kN/m2，管道流量Q=0.6m3/s，兩支管流量相等。（1）不計水頭損失，求支墩受的水平推力；（2）若水頭損失為支管流速水頭的5倍，求支墩受的水平推力。（不考慮螺栓連接的作用） 11球形固體顆粒在流體中的自由沉降速度v與顆粒直徑d、密度以及流體的密度、粘度、重力加速度g有關，試用定理證明自由沉降速度關系式12.水管直徑50mm，末端閥門關閉時，壓力表讀值為21。閥門打開后讀值降至5.5，如不計水頭損失，求通過的流量。13下列不可壓縮流體、平面流動的速度場分別為：（1）=；=（2）=；=（3）=；=試判斷是否滿足流函數(shù)和流速勢的存在條件，并求、。14水管直徑為50mm，1、2兩截面相距15m，高差3m，通過流量Q＝6L/s，水銀壓差計讀數(shù)為250mm，試求管道的沿程阻力系數(shù)。15如圖所示，重量，面積的平板置于斜面上。其間充滿粘度的油液。當油液的厚度時，問均速下滑時平板的速度U是多少？16相距為h=10mm的兩固定平板間充滿動力粘度μ=1.49Pa·s的甘油，若兩板間甘油的速度分布為u=4000y(h-y)，則(1)若上板的面積A=0.2m2，求使上板固定不動所需的水平作用力F(2)求y=h/3和2h/3處的內(nèi)摩擦應力，并說明正負號的意義。17如下圖所示一雙液式差壓計。上部為油，γ＝9kN／m3，下部為水，γ水=9.8KN/m3，已知h=10cm，a＝l0c18某水塔供水系統(tǒng)，h=20m，由管路1、2組成，按長管計算，d1=250mm，l1=20m，d2=200mm，l2=260m，沿程阻力系數(shù)均為0.03，中間有水泵一臺，泵的揚程是40mH2O，求管路中的流量。hh1219、某礦井輸水高度Hs+Hd=300m，排水管直徑d2=0.2m,流量Q=200m3/h，總水頭損失hw=0.1H，試求水泵揚程H應為多少?20、如下圖所示為一漸擴的管道，其管徑由dl＝50mm擴大到d2＝100mm，管中通過流量16m3/h的水。在截面改變處插入一差壓計，其中充以四氯化碳（ρ＝1600kg／m3）