流体力学复习

一、填空题1、液体的动力粘性系数随温度的而减小，牛顿流体是指切应力与成的流体。

2、欧拉法中，流体的加速度包括和两种，如果流场中时变加速度为零，则称流动为，否则，流动称为。

3、雷诺实验揭示了流体流动存在层流和两种流态，并可用来判别流态。

4、一般管路中的损失，是由和两部分构成，在定常紊流中，沿程水头损失与流速的成，所谓的长管是指比小得多，可以忽略不计。

5、已知三维流场的速度分布为：0vtxu，试求t=0时刻,经过=wy,4,2=+=点（1,1）的流线方程；点（1,1）处的加速为。

6、平面流动速度分布为：22y=，byu-ax=，如果流体不可压缩，试-v-xy求a= ；b= 。

7、子弹在15摄氏度的大气中飞行，如果子弹头部的马赫角为45度，已知音波速度为340m/s子弹的飞行速度为。

8、管道截面的变化、及壁面的热交换，都会对一元可压缩流动产生影响。

9、自由面上的压强的任何变化，都会地传递到液体中的任何一点，这就是由斯卡定律。

10、液体在相对静止时，液体在重力、、和压力的联合作用下保持平衡。

11、从海平面到11km处是，该层内温度随高度线性地。

12、平面壁所受到的液体的总压力的大小等于的表压强与面积的乘积。

13、水头损失可分为两种类型：和。

14、在工程实践中，通常认为，当管流的雷诺数超过，流态属于紊流。

15、在工程实际中，如果管道比较长，沿程损失远大于局部损失，局部损失可以忽略，这种管在水力学中称为。

16、紊流区的时均速度分布具有对数函数的形式，比旋转抛物面要均匀得多，这主要是因为脉动速度使流体质点之间发生强烈的，使速度分布趋于均匀。

17、流体在运动中如果遇到因边界发生急剧变化的局部障碍（如阀门，截面积突变），流线会发生变形，并出现许多大小小的，耗散一部分，这种在局部区域被耗散掉的机械能称为局部水头损失。

18、流动相似指的是两个流动系统所有对应点的对应物理量之比相等，具体地说，就是要满足，、和。

19、自由面上的压强的任何变化，都会地传递到液体中的任何一点，这就是由斯卡定律。

1.自然界物质存在的主要形式有:固体、流体(包括液体和气体）。

2.按连续介质的概念，流体质点（流体微团）是指（D）。

A、流体的分子；B、流体内的固体颗粒；C、几何的点；D、几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。

3.水的密度常用值：ρ=1000kg/m3。

水银的密度常用值：ρ=13600kg/m3。

4.牛顿内摩擦力公式：5.与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是（）。

A、切应力和压强；B、切应力和剪切变形速率；C、切应力和剪切变形；D、切应力和流速。

一、选择题1、水力学中，单位质量力是指作用在单位___C__ 液体上的质量力。

A 面积；B 体积；C 质量；D 重量2、不同的液体其粘滞性_______,同一种液体的粘滞性具有随温度____D___而降低的特性。

A 相同降低；B 相同升高；C 不同降低；D 不同升高3、液体粘度随温度的升高而____，气体粘度随温度的升高而____D_。

A 减小，不一定；B 增大，减小；C 减小，不变；D 减小，增大4、动力粘滞系数的单位是：B___A N*s/mB N*s/m^2C m^2/D m/s5、下列说法正确的是：___A_A 液体不能承受拉力，但能承受压力。

B 液体不能承受拉力，也不能承受压力。

C 液体能承受拉力，但不能承受压力。

D 液体能承受拉力，也能承受压力。

6．如图所示，一平板在油面上作水平运动。

已知平板运动速度V=1m/s，平板与固定边界的距离δ=5mm，油的动力粘度μ＝0.1Pa·s，则作用在平板单位面积上的粘滞阻力为（C）A．10Pa B．15Pa C．20Pa D．25Pa7．与牛顿内摩擦定律有关的因素是：（B）A、压强、速度和粘度；B、流体的粘度、切应力与角变形率；C、切应力、温度、粘度和速度；D、压强、粘度和角变形。

8．在研究流体运动时，按照是否考虑流体的粘性，可将流体分为：（D）A、牛顿流体及非牛顿流体；B、可压缩流体与不可压缩流体；C、均质流体与非均质流体；D、理想流体与实际流体。

一、填空：每空一分，共16分。

1、流体动力粘度的单位是（）。

2、作用在流体上的力分为（）和（）。

3、度量压强的基准有（）和（）。

4、若压强p < 0 ，其绝对值称作（）。

5、流体质点的加速度是由（）加速度和（）加速度组成。

6、连续性微分方程用于不可压缩流体时的形式是（）。

7、无旋流动的条件是（）。

8、流体流动分（）和（）两种状态，其判别标准是（）。

9、沿程阻力实验中，测量流量采用的装置称作（）。

10、流体力学中常用的基本量纲是（）。

11、雷诺实验结果采用方程表示，层流段的m值为（）。

二、选择：每题一分，共29分。

1、流体的粘度随温度的升高而（）。

A 降低；B 不变；C 升高；D 不一定。

2、单位质量力的单位是（）。

A N ;B N/m2 ;C kg ;D m/s2 。

3、流体静压强的方向是指向固体壁面的（）。

A 外法线；B 内法线；C 任意；D 平行。

4、气体粘性是由于分子的（）而产生的。

A 吸引力；B 摩擦力；C 质量力；D 热运动。

5、表示压强的国际单位是（）。

A N ;B N/m2 ;C Pa ;D Pa/m2 。

6、不考虑流体粘性的流体称（）流体。

A 理想；B 牛顿；C 非牛顿；D 实际。

7、平均流速的表达式为（）。

A B C D8、动能修正系数在层流时的值是（）。

A 1 ;B 1.1 ;C 1.5 ;D 2 。

9、圆管层流时速度分布与半径的（）次方成正比。

A 1 ;B 1.5 ;C 1.5 ; D2 。

10、水力半径在数值上等于圆管直径的（）倍。

A 1/2 ;B 2 ;C 1/4 ;D 4 。

11、矩形垂平面受到液体总压力的压力中心（）其几何中心。

A 低于；B 等于；C 高于；D 不定。

12、流体运动力学中常用（）进行研究。

A 拉格朗日法；B 欧拉法；C 雷利法；D 雷诺法。

13、动量修正系数在层流时的值是（）。

A 2/3;B 3/2;C 3/4 ;D 4/3 。

14、实际流速（）。

《高等流体力学》复习题一、基本概念1． 什么是流体，什么是流体质点？2． 什么是流体粘性，静止的流体是否具有粘性，在一定压强条件下，水和空气的粘性随着温度的升高是如何变化的？3． 什么是连续介质模型？在流体力学中为什么要建立连续介质这一理论模型？4． 给出流体压缩性系数和膨胀性系数的定义及表达式。

5． 简述系统与控制体的主要区别。

6． 流体静压强的特性是什么？绝对压强s p 、计示压强（压力表表压）p 、真空v p 及环境压强（一般为大气压）a p 之间有什么关系？7． 什么是理想流体，正压流体，不可压缩流体？8． 什么是定常场，均匀场，并用数学形式表达。

9． 分别用数学表达式给出拉格朗日法和欧拉法的流体加速度表达式。

10． 流线和迹线有何区别，在什么条件下流场中的流线和迹线相重合？11． 理想流体运动时有无切应力？粘性流体静止时有无切应力？静止时无切应力是否无粘性？为什么？12． 试述伯努利方程()22p V Z C g gψρ++=中各项的物理意义，并说明该方程的适用条件。

13． 流体有势运动指的是什么？什么是速度势函数？无旋运动与有势运动有何关系？14． 什么是流函数？存在流函数的流体具有什么特性？（什么样的流体具有流函数？）15． 平面流动中用复变位势描述的流体具有哪些条件（性质）？16． 伯努利方程22p V Z Const g gρ++=对于全流场均成立需要基于那些基本假设？ 17． 什么是第一粘性系数和第二粘性系数？在什么条件下可以不考虑第二粘性系数？stokes 假设的基本事实依据是什么？18． 为推出牛顿流体的本构方程，Skokes 提出了3条基本假设，分为是什么？19． 作用在流体微团上的力分为那两种？表面应力ij τ的两个下标分别表示？ij τ的正负如何规定？20． 从分子运动学观点看流体与固体比较有什么不同？21． 试述流体运动的Helmhottz 速度分解定律并给出其表达式。

流体力学复习资料1.流体的定义；宏观：流体是容易变形的物体，没有固定的形状。

微观：在静力平衡时，不能承受拉力或者剪力的物体就是流体。

2. 流体的压缩性：温度一定时，流体的体积随压强的增加而缩小的特性。

流体的膨胀性：压强一定时，流体的体积随温度的升高而增大的特性。

3. 黏度变化规律：液体温度升高，黏性降低；气体温度升高，黏性增加。

原因：液体黏性是分子间作用力产生；气体黏性是分子间碰撞产生。

4.牛顿内摩擦定律：运动的额流体所产生的内摩擦力F的大小与垂直于流动方向的速度梯度du/dy成正比，与接触面的面积A成正比，并与流体的种类有关，与接触面上的压强无关。

数学表达式：F=μA du/dy流层间单位面积上的内摩擦力称为切向应力τ=F/A=μdu/dy5.静止流体上的作用力：质量力、表面力。

质量力：指与流体微团质量大小有关并且集中作用在微团质量中心上的力。

表面力：指大小与流体表面积有关并且分布作用在流体表面上的力。

6.重力作用下静力学基本方程：dp=-ρgdz 对于均质不可压缩流体：z+p/ρ=c物理意义：几何意义7. .绝对压强：以绝对真空为基准计算的压强。

P相对压强：以大气压强为基准计算的压强。

P e真空度：某点的压强小于大气压强时，该点压强小于大气压强的数值。

P vP=p a+ρgh p e=p-pa p v=p a-p8.压力提的概念：所研究的曲面（淹没在静止液体中的部分）到自由液面或自由液面的延长面间投影所包围的一块空间体积。

液体在曲面上方叫实压力体或正压力体；下方的叫虚压力体或负压力体。

9. 研究流体运动的两种方法：①拉格朗日法②欧拉法10.定常流动：流体质点的运动要素只是坐标的函数而与时间无关。

非定常流动：流体质点的运动要素既是坐标的函数又是时间的函数。

11. 迹线：指流体质点的运动轨迹，它表示了流体质点在一段时间内的运动情况。

流线：在流场中每一点上都与速度矢量相切的曲线称为流线。

流线是同一时刻不同流体质点所组成的曲线，它给出该时刻不同流体质点的速度方向。

1.迹线：同一质点在不同时刻所占有的空间位置联成的空间曲线称为迹线。

2.定常流动：液体流动时，若流体中任何一点的压力，速度和密度都不随时间变化，则这种流动就称为定常流动。

3.沿程阻力：流体在均匀流段上产生的流动阻力，称为沿程阻力。

4.量纲：量纲是指物理量的性质和类别。

5.体积模量：6.流动相似：两个流动相应点上的同名物理量具有各自固定的比例，则这两个流动就是相似的。

7.纲和谐原理：8.湍流：流体质点的远动轨迹是极不规则的，各部分相互混杂，这种流动状态称为紊流。

9.局部阻力：由于流体速度或方向的变化，导致流体剧烈冲击，由于涡流和速度重新分布而产生的阻力。

10.层流：液体层间有规则的流动状态称为层流。

11.渐变流：流线之间的夹角β很小、流线的曲率半径r很大的近乎平行直线的流动。

12.淹没出流：容器中的液体通过孔口出流到另一个充满液体的空间。

13.薄壁孔口：出流流股与孔口接触只有一条周线，这种条件的孔口称为薄壁孔口。

14.动能修正系数：15.流管：在流场内，取任意非流线的封闭曲线L，经此曲线上全部点做流线，这些流线组成的管状流面，称为流管。

简答题1.什么是等压面等压面的条件是什么等压面是指流体中压强相等的各点所组成的面。

只有重力作用下的等压面应满足的条件是：静止、连通、连续均质流体、同一水平面。

2.流线的定义性质。

流线的定义：在某一时刻，个点的切线方向与通过该点的流体质点的流速方向重合的空间去曲线。

流线的性质：a、同一时刻的不同流线，不能相交。

b、流线不能是折线，而是一条光滑的曲线或直线。

c、流线越密处，流速越大，流线越稀处，流速越小。

4.试简要回答缓变流的定义及其两个主要特性。

缓变流（渐变流）：流线之间的夹角β很小、流线的曲率半径r很大的近乎平行直线的流动。

特性：5.试简要阐述局部能量损失的定义及大致分类。

6.简述孔口出流的分类情况。

按孔口直径D和孔口形心在液面下深度H分为大孔口和小孔口；按水头随时间变化，分为恒定出流和非恒定出流；按壁厚，分为薄壁孔口和厚壁孔口；按出流空间状况，分为自由出流和淹没出流。

流体力学总结+复习第一章 绪论一、流体力学与专业的关系流体力学——是研究流体(液体和气体)的力学运动规律及其应用的学科。

主要研究在各种力的作用下，流体本身的状态，以及流体和固体壁面、流体和流体间、流体与其他运动形态之间的相互作用的力学分支。

研究对象：研究得最多的流体是液体和气体。

根底知识：牛顿运动定律、质量守恒定律、动量〔矩〕定律等物理学和高等数学的根底知识。

后续课程：船舶静力学、船舶阻力、船舶推进、船舶操纵等都是以它为根底的。

二、连续介质模型连续介质：质点连续地充满所占空间的流体。

流体质点(或称流体微团) ：忽略尺寸效应但包含无数分子的流体最小单元。

连续介质模型：流体由流体质点组成，流体质点连续的、无间隙的分布于整个流场中。

三、流体性质密度：单位体积流体的质量。

以表示，单位：kg/m 3。

0limA V m dmV dVρ∆→∆==∆ 重度：单位体积流体的重量。

以 γ 表示，单位：N/m 3。

0lim A V G dGV dVγ∆→∆==∆ 密度和重度之间的关系为：g γρ=流体的粘性：流体在运动的状态下，产生内摩擦力以抵抗流体变形的性质。

，其中μ为粘性系数，单位：N ·s ／m 2＝Ｐa ·sm 2/s 粘性产生的原因：是由流动流体的内聚力和分子的动量交换所引起的。

牛顿流体：内摩擦力按粘性定律变化的流体。

非牛顿流体：内摩擦力不按粘性定律变化的流体。

四、作用于流体上的力质量力〔体积力〕：其大小与流体质量〔或体积〕成正比的力，称为质量力。

例如重000lim,lim,limy xzm m m F F F Y Z mm m→→→=== 外表力：五、流体静压特性特性一：静止流体的压力沿作用面的内法线方向特性二：静止流体中任意一点的压力大小与作用面的方向无关，只是该点的坐标函数。

六、压力的表示方法和单位绝对压力p abs ：以绝对真空为基准计算的压力。

相对压力p ：以大气压p a 为基准计算计的压力，其值即为绝对压力超过当地大气压的数值。

流体⼒学总复习流体⼒学总复习1.流体连续介质假设，流体的易变形性，粘性，可压缩性2.流体的主要⼒学性质：粘性，压缩性和表⾯张⼒。

3.粘度⼀般不随压⼒变化；对于⽓体温度升⾼则粘度变⼤；对于液体温度升⾼则粘度变⼩。

4.流体的压缩性温度不变时，流体的体积随压强升⾼⽽缩⼩的性质。

5.流体的热膨胀性压⼒不变时，流体的体积随温度升⾼⽽增⼤的性质。

6.不可压缩流体的概念所有的流体均具有可压缩性，只不过液体压缩性很⼩，⽓体的压缩性⼤。

实际⼯程中，对于那些在整个流动过程中压⼒及温度变化不是很⼤，以致流体的密度变化可以忽略不计的问题，不论是液体或是⽓体，假设其密度为常数，并称其为不可压缩流体。

7.⽜顿内摩擦定律,τ=µ*du/dy。

上式说明流体在流动过程中流体层间所产⽣的剪应⼒与法向速度梯度成正⽐，与压⼒⽆关。

流体的这⼀规律与固体表⾯的摩擦⼒规律不同。

符合⽜顿切应⼒公式者为⽜顿流体，如⽔，空⽓；不符合⽜顿切应⼒公式者为⾮⽜顿流体，如油漆，⾼分⼦化合物液体。

8.粘性系数为零的流体称为理想流体，是⼀种假想的流体。

9.⼯程中常⽤运动粘度代替，10.黏性流体与理想流体之分。

⾃然界存在的实际流体都具有黏性，因此实际流体都是黏性流体；若黏性可以忽略不计，则称之为理想流体，即不具有黏性的流体为理想流体。

11.影响黏度的主要因素(1) 温度的影响A. 对于液体，其黏度随温度的升⾼⽽减少。

原因为：液体分⼦的黏性主要来源于分⼦间内聚⼒，温度升⾼时，液体分⼦间距离增⼤，内聚⼒随之下降⽽使黏度下降。

B. 对于⽓体，其黏度随温度的升⾼⽽增⼤。

原因为：⽓体黏性的主要原因是分⼦的热运动，温度升⾼时，⽓体分⼦的热运动加剧，层间分⼦交换频繁，因此⽓体黏度增⼤。

(2) 压强的影响通常压强下，压强对流体黏度的影响很⼩，可以忽略不计。

但在⾼压强下，流体，⽆论是液体还是⽓体，其黏度都随压强的增⼤⽽增⼤。

12.液体的⾃由表⾯存在表⾯张⼒，表⾯张⼒是液体分⼦间吸引⼒的宏观表现。

第一章 绪论单位质量力：mF f B m= 密度值：3mkg 1000=水ρ，3mkg13600=水银ρ，3mkg29.1=空气ρ牛顿内摩擦定律：剪切力：dy du μτ=， 内摩擦力：dy du A T μ= 动力粘度：ρυμ=完全气体状态方程：RT P =ρ压缩系数：dpd 1dp dV 1ρρκ=-=V （Nm 2） 膨胀系数：TTV V V d d 1d d 1ρρα-==(1/C ︒或1/K)第二章 流体静力学+流体平衡微分方程：01;01;01=∂∂-=∂∂-=∂∂-zp z y p Y x p X ρρρ 液体平衡全微分方程：)(zdz ydy xdx dp ++=ρ液体静力学基本方程：C =++=gp z gh p p 0ρρ或 绝对压强、相对压强与真空度：a abs P P P +=；v a abs P P P P -=-= 压强单位换算：水银柱水柱mm 73610/9800012===m m N at 2/1013251m N atm = 注：hgP P →→ρ ； P N at →→2m /98000乘以 2/98000m N P a =平面上的静水总压力：（1）图算法 Sb P = 作用点e h y D +=αsin 1)()2(32121h h h h L e ++=若01=h ，则压强为三角形分布，32L e y D==注：①图算法适合于矩形平面；②计算静水压力首先绘制压强分布图，且用相对压强绘制。

（2）解析法A gh A p P c c ρ== 作用点Ay I y yC xc C D+= 矩形123bL Ixc= 圆形644d I xc π= 曲面上的静水总压力： x c x c x A gh A p P ρ==；gV P z ρ= 总压力zx P P P += 与水平面的夹角xzP P arct an=θ潜体和浮体的总压力：0=xP 排浮gV F P z ρ==第三章 流体动力学基础质点加速度的表达式⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=z u u y u u x u u t u a z u u y u u x u u t u a z u u y u u x u u t u a zz z y z x z z y z y y y x y y x z x y x x x x AQV Q Q Q Q Q G A====⎰断面平均流速重量流量质量流量体积流量g udAm ρρ流体的运动微分方程：tz t y t x d du z p z d du y p Y d du x p X =∂∂-=∂∂-=∂∂-ρρρ1;1;1不可压缩流体的连续性微分方程 ：0zu yu xu z y x=∂∂+∂∂+∂∂恒定元流的连续性方程：dQ A A ==2211d u d u 恒定总流的连续性方程：Q A A ==2211νν无粘性流体元流伯努利方程：g 2ug p z g 2u g p z 22222111++=++ρρ 粘性流体元流伯努利方程：w 22222111'h g2u g p z g 2u g p z +++=++ρρ恒定总流的伯努利方程：w 2222221111h g2g p z g 2g p z +++=++ναρναρ 气流伯努利方程：w 22212211P 2)()(2++=--++ρνρρρνP z z g Pa 有能量输入或输出的伯努力方程w 2222221111h g2g p z g 2g p z +++=±++ναρναρm H 总流的动量方程：()∑-=1122Q F νβνβρ 投影式⎪⎩⎪⎨⎧-=-=-=∑∑∑)()()(112211221122z z zy y y x x x v v Q F v V Q F v v Q F ββρββρββρ动能修正系数α：11.105.1A v dAu 33=-==⎰ααα，一般，较均匀流动A动量修正系数β：105.102.1Av dAu 22=-==⎰βββ，一般，较均匀流动A水力坡度dldh dl dH J w =-= 测压管水头线坡度dl dh dl dH J w p=-= 第四章 流动阻力和水头损失圆管沿程水头损失：gv d l h f22λ= ⎪⎭⎫ ⎝⎛==2g 8Re64C λλ；紊流层流 局部水头损失：gvh j22ξ=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧==-=⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧-=-==-==0.15.015.0v v g 2v v h 1g 2v h 1g 2v h 12221j 2122222j 2211211j出入；管道出口注：管道入口）（用细管流速（突缩管—其余管用断面平均流速—弯管）（）（，）（，突然扩大管ζζζζζζζA A A A A A 雷诺数：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧======575R e e 2300d e d e c cR R c c υνυνυνυνR R R R R ，非圆管，圆管 流态判别⎪⎩⎪⎨⎧=><，流动为临界流为紊流，为层流，cc c Re Re 流动Re e 流动Re e R R 谢才公式：RJ C V = 谢才系数：λg C 8= ; 曼宁公式：611R nC =均匀流动方程式：l h gR gRJ f 0ρρτ== 圆管过流断面上剪应力分布：00ττr r =圆管层流：（1）流速分布式)r (r 4g u 220-=μρJ （2）最大流速20max r 4g u μρJ =（3）断面平均流速：2u v max = （4）Re 64=λ 紊流剪应力包括：粘性剪应力和附加剪应力，即21τττ+=，dyu d x1μτ=，y x 2''-=ρτ 紊流流速分布一般表达式：C +=Iny k1u*ν 非圆管当量直径：)4Re ;2(42υυλR v vd gv d l h R d e e fe ==== 绕流阻力： A U C D D 220ρ=第五章 孔口、管嘴出流和有压管流薄壁小孔口恒定出流： 02gH v ϕ=2gH A Q μ= 97.0=ϕ 62.0==ϕεμ AA c =ε-0H 作用水头，自由出流gv H H 22000α+=，若00≈v ，H H =0；淹没出流g v g v H H H 22222211210αα-+-=，若021≈≈v v ，H H H H =-=210孔口变水头出流：)(2221H H gA Ft -=μ，若02=H ，放空时间max1222Q V gA H Ft ==μ 圆柱形外管嘴恒定出流：02gH v n ϕ=；2gH A Q n μ=； 82.0==n n μϕ；μμ32.1=n ；075.0H gP v=ρ 简单管道：5228,d g a a alQ h H f πλ=-==比阻，（62/m s ）串联管道：ii ni i i ni i i i ni fi l a S Q S Q l a h H i ====∑∑∑===阻抗,12121并联管道：233322222111321,Q l a Q l a Q l a h h h f f f ==== 注：串联、并联管道有时需结合节点流量方程求解。

第一章绪论 1-2、连续介质的概念：流体占据空间的所有各点由连续分布的介质点组成。

流体质点具有以下四层含义：1、流体质点的宏观尺寸很小很小。

2、流体质点的微观尺寸足够大。

3、流体质点是包含有足够多分子在内的一个物理实体，因而在任何时刻都应该具有一定的宏观物理量。

4、流体质点的形状可以任意划定，因而质点和质点之间可以完全没有空隙。

1-5、流动性：液体与固体不同之处在于各个质点之间的内聚力极小，易于流动，不能自由地保持固定的形状，只能随着容器形状而变化，这个特性叫做流动性。

惯性：物体对抗外力作用而维持其原有状态的性质。

黏性：指发生相对运动时流体内部呈现内摩擦力而阻止发生剪切变形的一种特性，是流体的固有属性。

内摩擦力或黏滞力：由于流体变形〔或不同层的相对运动〕，而引起的流体内质点间的反向作用力。

F ：内摩擦力；=du F A dyμ±。

τ：单位面积上的内摩擦力或切应力〔N/m ²〕；==F du A dyτμ±。

A ：流体的接触面积〔m ²〕。

μ：与流体性质有关的比例系数，称为动力黏性系数，或称动力黏度。

du dy：速度梯度，即速度在垂直于该方向上的变化率〔1s -〕。

黏度：分为动力黏度、运动黏度和相对粘度。

恩氏黏度：试验液体在*一温度下，在自重作用下从直径2.8mm 的测定管中流出200cm ³所需的时间T1与在20℃时流出一样体积蒸馏水所需时间T2之比。

1t 2T E T =。

牛顿流体：服从牛顿内摩擦定律的流体〔水、大局部轻油、气体等〕温度、压力对黏性系数的影响？温度升高时液体的黏度降低，流动性增加；气体则相反，温度升高时，它的黏度增加。

这是因为液体的黏度主要是由分子间的内聚力造成的。

压力不是特别高时，压力对动力黏度的影响很小，并且与压力的变化根本是线性关系，当压力急剧升高，黏性就急剧增加。

对于可压缩流体来说，运动黏度与压力是密切相关的。

第一章1、连续介质假设：把流体当作是由密集质点构成的、内部无间隙的连续体来研究。

2、表面力：通过直接接触，作用在所取流体表面上的力，简称面力。

3、质量力：作用在所取流体体积内每个质点上的力。

因力的大小与流体质量成比例，故称质量力。

4、流体密度：单位体积内流体所具有的质量称为密度。

5、流体重度：单位体积内流体所具有的重量称为重度。

6、黏性：流体微团发生相对运动运动时，产生的一种抵抗变形、阻碍流动的性质。

7、可压缩性：流体受压、体积缩小，密度增大，除去外力后能恢复原状的性质。

8、理想流体：一种设想的均匀的无黏性而不可压缩的流体，这种流体的密度在流体运动中的个别变化为零，速度散度也为零。

8、实际流体：有黏性、可压缩的流体。

9、流体：液体和气体合称流体。

流体的基本特征是具有流动性。

10、流动性：流体在微小剪应力作用下，连续变形的特性。

11、固体没有流动性，流动性是区别流体和固体的力学特征。

12、流体力学的研究方法大体分为理论方法、数值方法、实验方法三种。

简答：水的黏度随温度升高而减小，因为液体分子间的距离很小，分子间的引力即黏聚力，是形成黏性的主要因素，温度升高，分子间距离增大，黏聚力减小，黏度随之减小；空气的黏度随温度的升高而增大，因为气体分子间的距离远大于液体，分子热运动引起的动量交换，是形成黏性的主要因素，温度升高，分子热运动加剧，动量变换加大，黏度随之增大。

牛顿内摩擦力产生条件：流体微团的相对运动。

第二章1、绝对静止：以地球作为惯性参考坐标系，当流体相对于惯性坐标系静止时，称流体处于……2、相对静止：以地球作为惯性参考坐标系，当流体相对于非惯性坐标系静止时……3、静压强两个特征：应力的方向沿作用面的内法线方向；静压强的大小与作用面方位无关。

4、等压面：压强相等的空间点构成的面（平面或曲面）称为等压面。

5、自由液面：可以自由流动的液面称为自由液面。

6、绝对压强：是以无气体分子存在的完全真空为基准起算的压强，pabs7、相对压强：是以当地大气压为基准起算的压强，p8、真空度：指绝对压强不足当地大气压的差值，即相对压强的负值，pv。

一、填 空 题1．流体力学中三个主要力学模型是（1）连续介质模型（2）不可压缩流体力学模型（3）无粘性流体力学模型。

2．在现实生活中可视为牛顿流体的有水 和空气 等。

3．流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。

它们的区别在于：前者是作用在某一面积上的总压力；而后者是作用在某一面积上的平均压强或某一点的压强。

4．均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。

5．和液体相比，固体存在着抗拉、抗压和抗切三方面的能力。

6．空气在温度为290K ，压强为760mmHg 时的密度和容重分别为 1.2a ρ= kg/m 3和11.77a γ=N/m 3。

7．流体受压，体积缩小，密度增大 的性质，称为流体的压缩性 ；流体受热，体积膨胀，密度减少 的性质，称为流体的热胀性 。

8．压缩系数β的倒数称为流体的弹性模量 ，以E 来表示9．１工程大气压等于98.07千帕，等于10m 水柱高，等于735.6毫米汞柱高。

10．静止流体任一边界上压强的变化，将等值地传到其他各点（只要静止不被破坏），这就是水静压强等值传递的帕斯卡定律。

11．流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。

12．液体静压强分布规律只适用于静止、同种、连续液体。

13．静止非均质流体的水平面是等压面，等密面和等温面。

14．测压管是一根玻璃直管或U 形管，一端连接在需要测定的容器孔口上，另一端开口，直接和大气相通。

15．在微压计测量气体压强时，其倾角为︒=30α，测得20l =cm 则h=10cm 。

16．作用于曲面上的水静压力P 的铅直分力z P 等于其压力体内的水重。

17．通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。

18． 流线不能相交（驻点处除外），也不能是折线，因为流场内任一固定点在同一瞬间只能有一个速度向量，流线只能是一条光滑的曲线或直线。

19．静压、动压和位压之和以z p 表示，称为总压。

20．液体质点的运动是极不规则的，各部分流体相互剧烈掺混，这种流动状态称为紊流。

流体力学复习题+答案一、单选题（共100题，每题1分，共100分）1、在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数λ数值( )A、与粗糙度无关B、与光滑管一样C、只取决于ReD、取决于相对粗糙度正确答案：D2、流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的( )项A、总机械能B、静压能C、动能D、位能正确答案：B3、符合化工管路的布置原则的是( )A、一般采用暗线安装B、并列管路上的管件和阀门应集中安装C、平行管路垂直排列时，冷的在上，热的在下D、各种管线成列平行，尽量走直线正确答案：D4、计量泵的工作原理是( )A、利用离心力的作用输送流体B、利用工作室容积的变化输送流体C、依靠另外一种流体的能量输送流体D、依靠重力作用输送流体正确答案：B5、齿轮泵的流量调节可采用( )A、进口阀B、出口阀C、旁路阀D、都可以正确答案：C6、实际流体的柏努利方程不可以直接求取项目是 ( )。

A、外加功B、总阻力C、动能差D、静压能差正确答案：B7、稳定流动是指 ( )A、流动参数与时间变化有关与位置无关B、流动参数与时间和位置变化均无关C、流动参数与时间变化无关与位置有关D、流动参数与时间变化与位置变化都有关正确答案：C8、在静止流体内部判断压强相等的必要条件( )A、同一种连续流体B、同一种流体内部C、同一水平面上，同一种连续流体D、连通着的两种流体正确答案：C9、影响流体压力降的主要因素是( )A、压力B、流速C、密度D、温度正确答案：B10、当两台规格相同的离心泵并联时，只能说( )A、当扬程相同时，并联泵特性曲线上的流量是单台泵特性曲线上流量的两倍B、在管路中操作的并联泵较单台泵流量增大一倍C、在管路中操作的并联泵扬程与单台泵操作时相同，但流量增大两倍D、在新的工作点处较原工作点处的流量增大一倍正确答案：A11、确定设备相对位置高度的是( )。

A、阻力计算式B、柏努利方程式C、静力学方程式D、连续性方程式正确答案：B12、按照离心泵完好标准，轻石脑油返输用离心泵机械密封允许泄漏量( )。

【1.12】一圆锥体绕竖直中心轴作等速转动，锥体与固体的外锥体之间的缝隙δ=1mm ，其间充满μ=0.1Pa ·s 的润滑油。

已知锥体顶面半径R =0.3m,锥体高度H =0.5m,当锥体转速n =150r/min 时，求所需旋转力矩。

解：如图，在离圆锥顶h 处，取一微圆锥体（半径为），其高为。

这里该处速度剪切应力高为一段圆锥体的旋转力矩为其中代入总旋转力矩其中代入上式得旋转力矩【1.13】上下两平行圆盘，直径均为d ，间隙为δ，其间隙间充满黏度为μ的液体。

若下盘固定不动，上盘以角速度旋转时，试写出所需力矩M 的表达式。

解：在圆盘半径为处取的圆环，如图。

其上面的切应力则所需力矩总力矩【1.14】当压强增量=5×104N/m 2时，某种液体的密度增长0.02%。

求此液体的体积r d h Rr h H =()Rv h r h H ωω==()vRh r H ωτμμδδ==d h 2Rh H ωμπδ=2d cos hr θtan r h θ=2302tan d ()d cos HR M M h h h H πμωθHδθ⋅==⎰⎰rad/s 7.15602150s,Pa 1.0=⨯=⋅=πωμωr d r ()r r ωτμδ=()d 2M r τπ=32d d r rr r rπμωδ=42232d d 32d dd M M r r πμωπμωδδ===⎰⎰p ∆习题.121图弹性模量。

解：液体的弹性模量【1.15】一圆筒形盛水容器以等角速度绕其中心轴旋转。

试写出图中A(x,y,z)处质量力的表达式。

解：位于处的流体质点，其质量力有 惯性力重力（Z 轴向上）故质量力的表达式为【2.12】试决定图示装置中A 、B 两点间的压强差。

已知h 1=500mm ，h 2=200mm ，h 3=150mm ，h 4=250mm ，h 5=400mm ，酒精γ1=7 848N/m 3，水银γ2=133 400 N/m 3，水γ3=9 810 N/m 3。

第二讲流体动力学基础【内容提要】流体运动的基本概念：恒定总流的连续性方程，恒定总流的能量方程【重点、难点】恒定总流的连续性方程和能量方程的运用。

【内容讲解】一、流体运动的基本概念(一)流线和迹线流线是在流场中画出的这样一条曲线：同一瞬时，线上各流体质点的速度矢量都与该曲线相切，这条曲线就称为该瞬时的一条流线。

由它确定该瞬时不同流体质点的流速方向。

流线的特征是在同一瞬时的不同流线一般情况下不能相交；流线也不能转折，只能是光滑的曲线。

迹线是某一流体质点在一段时间内运动的轨迹，迹线上各点的切线表示同一质点在不同时刻的速度方向。

(二)元流和总流在流场中任取一微小封闭曲线，通过曲线上的每一点均可作出一根流线，这些流线形成一管状封闭曲面称流管。

由于速度与流线相切，所以穿过流管侧表面的流体流动是不可能的。

这就是说位于流管中的流体有如被刚性的薄壁所限制。

流管中的液(气)流就是元流，元流的极限是一条流线。

总流是无限多元流的总和。

因此，在分析总流前，先分析元流流动，再将元流积分就可推广到总流。

与元流或总流的流线相垂直的截面称过流断面，用符号A表示其断面面积。

在流线平行时，过流断面为平面，流线不平行则过流断面为曲面。

(三)流量和断面平均流速(四)流动分类1．按流动是否随时间变化将流动分为恒定流和非恒定流。

若所有的运动要素(流速、压强等)均不随时间而改变称为恒定流。

反之，则为非恒定流。

恒定流中流线不随时间改变；流线与迹线相重合。

在本节中，我们只讨论恒定流。

2．按流动是否随空间变化将流动分为均匀流和非均匀流。

流线为平行直线的流动称为均匀流。

如等直径长管中的水流，其任一点的流速的大小和方向沿流线不变。

反之，流线不相平行或不是直线的流动称为非均匀流。

即任一点流速的大小或方向沿流线有变化。

在非均匀流中，当流线接近于平行直线，即各流线的曲率很小，而且流线间的夹角也很小的流动称为渐变流。

否则，就称为急变流。

渐变流和急变流没有明确的界限，往往由工程需要的精度来决定。

流体复习整理资料第一章 流体及其物理性质1.流体的特征——流动性:在任意微小的剪切力作用下能产生连续剪切变形的物体称为流体。

也可以说能够流动的物质即为流体。

流体在静止时不能承受剪切力，不能抵抗剪切变形。

流体只有在运动状态下，当流体质点之间有相对运动时，才能抵抗剪切变形。

只要有剪切力的作用，流体就不会静止下来，将会发生连续变形而流动。

运动流体抵抗剪切变形的能力（产生剪切应力的大小）体现在变形的速率上，而不是变形的大小（与弹性体的不同之处）。

2.流体的重度：单位体积的流体所的受的重力，用γ表示。

g 一般计算中取9.8m /s 23.密度：=1000kg/，=1.2kg/，=13.6，常压常温下，空气的密度大约是水的1/8003. 当流体的压缩性对所研究的流动影响不大，可忽略不计时，这种流体称为不可压缩流体，反之称为可压缩流体。

通常液体和低速流动的气体（Ｕ<70m ／s ）可作为不可压缩流体处理。

4.压缩系数：弹性模数：21d /d pp E N m ρβρ==膨胀系数：）（K /1d d 1d /d TVV T V V t ==β5.流体的粘性：运动流体内存在内摩擦力的特性（有抵抗剪切变形的能力），这就是粘滞性。

流体的粘性就是阻止发生剪切变形的一种特性，而内摩擦力则是粘性的动力表现。

温度升高时，液体的粘性降低，气体粘性增加。

6.牛顿内摩擦定律： 单位面积上的摩擦力为：3/g N m γρ=p V V p V V p d d 1d /d -=-=β21d 1d /d d p V m NV p pρβρ=-=h U μτ=内摩擦力为： 此式即为牛顿内摩擦定律公式。

其中：μ为动力粘度，表征流体抵抗变形的能力，它和密度的比值称为流体的运动粘度ν τ值既能反映大小，又可表示方向，必须规定：公式中的τ是靠近坐标原点一侧(即t -t 线以下)的流体所受的内摩擦应力，其大小为μ du/dy ，方向由du/dy 的符号决定，为正时τ与u 同向，为负时τ与u 反向，显然，对下图所示的流动，τ＞0， 即t —t 线以下的流体Ⅰ受上部流体Ⅱ拖动，而Ⅱ受Ⅰ的阻滞。

第一章 绪论1. 重度：指流体单位体积所受的重力，以γ表示。

对于非均质流体：对于均质流体：单位:牛/米3（N/m3）不同流体ρ、γ不同，同一流体ρ、γ随温度和压强而变化。

在1标准大气压下：表1.1(P5)蒸馏水：4ºC ，密度1000kg/m3，重度9800 N/m3 ； 水银：0ºC ，密度13600kg/m3，重度133280 N/m3 ； 空气：20ºC ，密度1.2kg/m3，重度11.76N/m3 ；2. 粘性流体平衡时不能抵抗剪切力，即平衡时流体内部不存在切应力。

流体在运动状态下具有抵抗剪切变形能力的性质，称为粘性。

内摩擦切应力τ＝T/A T=F A 为平板与流体的接触面积。

粘性只有在流体运动时才显示出来，处于静止状态的流体，粘性不表现有任何作用。

由牛顿流体的条件可知，若流体速度为线性分布（板距h 、速度u 0不大）板间y 处的流速为：切应力为：系数μ称为流体的动力粘性系数、动力粘度、绝对粘度；lim V G dGV dVγ∆→∆==∆0G mg gV Vγρ===u u y h=0u hτμ=0若流体速度u 为非线性分布流体内摩擦切应力τ：凡是内摩擦力按该定律变化的流体称为牛顿流体，如空气、水、石油等；否则为非牛顿流体。

牛顿流体▪ 切应力与速度梯度是通过原点的线性关系。

非牛顿流体塑性流体：如牙膏、凝胶等▪ 有一初始应力，克服该应力后其切应力才与速度梯度成正比。

假塑性流体：如新拌混凝土、泥石流、泥浆、纸浆▪ 速度梯度较小时，τ对速度梯度变化率较大；▪ 速度梯度较大时，τ对速度梯度的变化率逐渐降低。

胀塑性流体：如乳化液、油漆、油墨等▪ 速度梯度较小时，τ对速度梯度变化率较小； ▪ 速度梯度较大时，τ对速度梯度的变化率渐变大。

3.流体的运动粘度是动力粘性系数μ与其密度ρ之比，用ν表示若两种流体密度相差不多，单从ν值不好判断两者粘性大小。

只适用于判别同一流体（密度近似恒定）温度、压强不同时粘性变化。