流体力学试卷讲解C
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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。
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。
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。
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。
21.由紊流转变为层流的临界流速k v 小于 由层流转变为紊流的临界流速kv ',其中kv '称为上临界速度,k v 称为下临界速度。
23.圆管层流的沿程阻力系数仅与雷诺数有关,且成反比,而和管壁粗糙无关。
25.紊流过渡区的阿里特苏里公式为25.0)Re68(11.0+=d k λ。
26.速度的大小、方向或分布发生变化而引起的能量损失,称为局部损失。
29.湿周是指过流断面上流体和固体壁面接触的周界。
31.串联管路总的综合阻力系数S 等于各管段的阻抗叠加。
32.并联管路总的综合阻力系数S 与各分支管综合阻力系数的关系为3211111s s s s ++=。
管嘴与孔口比较,如果水头H 和直径d 相同,其流速比V 孔口/V 管嘴等于82.097.0,流量比Q 孔口/Q 管嘴等于82.060.0。
一、 选择题(略) 二、 判断题(略) 三、 简答题1.等压面是水平面的条件是什么?:①连续介质 ② 同一介质 ③ 单一重力作用下.2. 同一容器中装两种液体,且21ρρ〈,在容器侧壁装了两根测压管。
试问:图中所标明的测压管中液面位置对吗?为什么?C (c) 盛有不同种类溶液的连通器DC D水油BB (b) 连通器被隔断AA(a) 连通容器解:不对,(右测压管液面要低一些,从点压强的大小分析) 3. 图中三种不同情况,试问:A-A 、B-B 、C-C 、D-D 中哪个是等压面?哪个不是等压面?为什么?:( a )A-A 是 (b )B-B 不是 (c )C-C 不是, D-D 是。
四、作图题(略)五、计算题(解题思路与答案)1. 已知某点绝对压强为80kN/m 2,当地大气压强p a =98kN/m 2。
试将该点绝对压强、相对压强和真空压强用水柱及水银柱表示。
解: 用水柱高表示(1)该点绝对压强:8.16mH 2o (2)该点相对压强:-1.84mH 2o(3)该点真空压强:1.84mH 2o用水银柱高表示(1)该点绝对压强:599.1mm H g(2)该点相对压强:-135.4 mm H g (3)该点真空压强:135.4 mm H g2. 一封闭水箱自由表面上气体压强p 0=25kN/m 2,h 1=5m ,h 2=2m 。
求A 、B 两点的静水压强。
解:由压强基本公式ghp p ρ+=0求解A p = 7.551 mH 2o (74 kN/m 2) B p = 4.551 mH 2o (44.6 kN/m 2)3 如图所示为一复式水银测压计,已知m 3.21=∇,m 2.12=∇,m5.23=∇,m 4.14=∇,m5.15=∇(改为3.5m)。
试求水箱液面上的绝对压强0p =?解:①找已知点压强(复式水银测压计管右上端)②找出等压面③计算点压强,逐步推求水箱液面上的压强0p.: 0p=273.04 kN/m24 某压差计如图所示,已知H A=H B=1m,ΔH=0.5m。
Chapter 1 Fluid statics 流体静力学1. 连续介质假定(Continuum assumption):The real fluid is considered as no-gap continuousmedia, called the basic assumption of continuity of fluid, or the continuum hypothesis of fluid. 流体是由连续分布的流体质点(fluid particle)所组成,彼此间无间隙。
它是流体力学中最基本的假定,1755年由欧拉提出。
在连续性假设之下,表征流体状态的宏观物理量在空间和时间上都是连续分布的,都可以作为空间和时间的函数。
2. 流体质点(Fluid particle ): A fluid element that is small enough with enough moles to makesure that the macroscopic mean density has definite value is defined as a Fluid Particle. 宏观上足够小,微观上足够大。
3. 流体的粘性(Viscosity ): is an internal property of a fluid that offers resistance to sheardeformation. It describes a fluid's internal resistance to flow and may be thought as a measure of fluid friction. 流体在运动状态下抵抗剪切变形的性质,称为黏性或粘滞性。
它表示流体的内部流动阻力,也可当做一个流体摩擦力量。
The viscosity of a gas increases with temperature, the viscosity of a liquid decreases with temperature. 4. 牛顿内摩擦定律(Newton’s law of viscosity ):5. The dynamic viscosity (动力黏度)is also called absolute viscosity (绝对黏度). The kinematicviscosity (运动黏度)is the ratio of dynamic viscosity to density.6. Compressibility (压缩性):As the temperature is constant, the magnitude ofcompressibility is expressed by coefficient of volume compressibility (体积压缩系数) к , a relative variation rate (相对变化率) of volume per unit pressure.The bulk modulus of elasticity (体积弹性模量) E is the reciprocal of coefficient of volumecompressibility к.7. 流体的膨胀性(expansibility; dilatability):The coefficient of cubical expansion (体积热膨胀系数) αt is the relative variation rate of volume per unit temperature change.8. 表面张力Surface tension : A property resulting from the attractive forces betweenmolecules. σ-----单位长度所受拉力9. 表面力 Surface force ——is the force exerted on the contact surface by the contacted fluidor other body. Its value is proportional to contact area. 作用在所研究流体外表面上与表du dzτμ=μνρ=面积大小成正比的力。
Chapter 1 Fluid statics 流体静力学1. 连续介质假定(Continuum assumption):The real fluid is considered as no -gap continuousmedia, called the basic assumption of continuity of fluid, or the continuum hypothesis of fluid. 流体是由连续分布的流体质点(fluid particle)所组成,彼此间无间隙。
它是流体力学中最基本的假定,1755年由欧拉提出。
在连续性假设之下,表征流体状态的宏观物理量在空间和时间上都是连续分布的,都可以作为空间和时间的函数。
2. 流体质点(Fluid particle ): A fluid element that is small enough with enough moles to makesure that the macroscopic mean density has definite value is defined as a Fluid Particle. 宏观上足够小,微观上足够大。
3. 流体的粘性(Viscosity ): is an internal property of a fluid that offers resistance to sheardeformation. It describes a fluid's internal resistance to flow and may be thought as a measure of fluid friction. 流体在运动状态下抵抗剪切变形的性质,称为黏性或粘滞性。
它表示流体的部流动阻力,也可当做一个流体摩擦力量。
The viscosity of a gas increases with temperature, the viscosity of a liquid decreases with temperature. 4. 牛顿摩擦定律(Newton’s law of viscosity ):5. The dynamic viscosity (动力黏度)is also called absolute viscosity (绝对黏度). The kinematicviscosity (运动黏度)is the ratio of dynamic viscosity to density.6. Compressibility (压缩性):As the temperature is constant, the magnitude ofcompressibility is expressed by coefficient of volume compressibility (体积压缩系数) к , a relative variation rate (相对变化率) of volume per unit pressure.The bulk modulus of elasticity (体积弹性模量) E is the reciprocal of coefficient of volumecompressibility к.7. 流体的膨胀性(expansibility; dilatability):The coefficient of cubical expansion (体积热膨胀系数) αt is the relative variation rate of volume per unit temperature change.8. 表面力Surface tension : A property resulting from the attractive forces between molecules.σ-----单位长度所受拉力9. 表面力 Surface force ——is the force exerted on the contact surface by the contacted fluidor other body. Its value is proportional to contact area. 作用在所研究流体外表面上与表du dzτμ=μνρ=面积大小成正比的力。
名词解释1、雷诺数2、流线3、压力体4、牛顿流体5、欧拉法6、拉格朗日法是非题。
) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) 填空题。
《工程流体力学》复习题及参考答案整理人:郭冠中 内蒙古科技大学能源与环境学院热能与动力工程 09级1班 使用专业:热能与动力工程7、湿周8、恒定流动9、附面层10、卡门涡街11、自由紊流射流12、流场13、无旋流动14、贴附现象15、有旋流动16、自由射流17、浓差或温差射流18、音速19、稳定流动20、不可压缩流体21、驻点22、自动模型区1. 流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。
(2. 平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。
(3. 附面层分离只能发生在增压减速区。
(4. 等温管流摩阻随管长增加而增加,速度和压力都减少。
(5. 相对静止状态的等压面一定也是水平面。
(6. 平面流只存在流函数,无旋流动存在势函数。
(7. 流体的静压是指流体的点静压。
(8. 流线和等势线一定正交。
(9. 附面层内的流体流动是粘性有旋流动。
(10. 亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加, 速度增加,压力减小。
(11. 相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。
(12. 超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加, 速度减小,压力增加。
(13. 壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。
(14. 相邻两流线的函数值之差,是此两流线间的单宽流量。
(15. 附面层外的流体流动时理想无旋流动。
(16. 处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。
(17. 流体的粘滞性随温度变化而变化,温度升高粘滞性减少;温度降低粘滞性增大。
18.流体流动时切应力与流体的粘性有关,与其他无关1、1mm 2O= Pa2、描述流体运动的方法有___________ 和 __________ 。
3、流体的主要力学模型是指___________ 、____________ 和不可压缩性。
第1章 绪论1.1 若某种牌号的汽油的重度γ为7000N/m 3,求它的密度ρ。
解:由g γρ=得,3327000N/m 714.29kg/m 9.8m /m γρ===g1.2 已知水的密度ρ=997.0kg/m 3,运动黏度ν=0.893×10-6m 2/s ,求它的动力黏度μ。
解:ρμ=v 得,3624997.0kg/m 0.89310m /s 8.910Pa s μρν--==⨯⨯=⨯⋅ 1.3 一块可动平板与另一块不动平板同时浸在某种液体中,它们之间的距离为0.5mm ,可动板若以 0.25m/s 的速度移动,为了维持这个速度需要单位面积上的作用力为2N/m 2,求这两块平板间流体的动力黏度μ。
解:假设板间流体中的速度分布是线性的,则板间流体的速度梯度可计算为13du u 0.25500s dy y 0.510--===⨯ 由牛顿切应力定律d d uyτμ=,可得两块平板间流体的动力黏度为 3d 410Pa s d yuτμ-==⨯⋅1.4上下两个平行的圆盘,直径均为d ,间隙厚度为δ,间隙中的液体动力黏度系数为μ,若下盘固定不动,上盘以角速度ω旋转,求所需力矩T 的表达式。
题1.4图解:圆盘不同半径处线速度 不同,速度梯度不同,摩擦力也不同,但在微小面积上可视为常量。
在半径r 处,取增量dr ,微面积 ,则微面积dA 上的摩擦力dF 为du r dF dA2r dr dz ωμπμδ== 由dF 可求dA 上的摩擦矩dT32dT rdF r dr πμωδ==积分上式则有d 43202d T dT r dr 32πμωπμωδδ===⎰⎰1.5 如下图所示,水流在平板上运动,靠近板壁附近的流速呈抛物线形分布,E 点为抛物线端点,E 点处0d =y u ,水的运动黏度ν=1.0×10-6m 2/s ,试求y =0,2,4cm 处的切应力。
(提示:先设流速分布C By Ay u ++=2,利用给定的条件确定待定常数A 、B 、C )题1.5图解:以D 点为原点建立坐标系,设流速分布C By Ay u ++=2,由已知条件得C=0,A=-625,B=50则2u 625y 50y =-+ 由切应力公式du dyτμ=得du(1250y 50)dy τμρν==-+ y=0cm 时,221510N /m τ-=⨯;y=2cm 时,222 2.510N /m τ-=⨯;y=4cm 时,30τ= 1.6 某流体在圆筒形容器中。
可编辑修改精选全文完整版流体力学考试试题(附答案)1、如图所示,有一直径=d 12cm 的圆柱体,其质量=m 5kg ,在力=F 100N 的作用下,当淹深=h 0.5m 时,处于静止状态,求测压管中水柱的高度H 。
解: 圆柱体底面上各点所受的表压力为:3.131844/12.014.3806.951004/22=⨯⨯+=+=d mg F p g π(Pa )由测压管可得:)(h H g p g +=ρ则:84.05.0806.910003.13184=-⨯=-=h gp H gρ(m )2、为测定90º弯头的局部阻力系数,在A 、B 两断面接测压管,流体由A 流至B 。
已知管径d =50 mm ,AB 段长度L AB = 0.8 m ,流量q = 15 m 3/h ,沿程阻力系数λ=0.0285,两测压管中的水柱高度差Δh = 20 mm ,已知水银的密度为13600kg/m 3,求弯头的局部阻力系数ξ。
解:)/(12.2405.0360015422s m d q v v v v B A =⨯⨯====ππ 对A 、B 列伯努利方程:f BB B A A A h gv z g P g v z g P +++=++2222水水ρρ 2211z gPz g P z g Pz g P B B A A +=++=+水水水水ρρρρf BA h gv z g P g v z g P +++=++∴22222211水水ρρ vv v B A == 又64.005.08.00285.0)1100013600(12.202.08.92)(2)2(222)(22222221212211=--⨯⨯⨯=-∆-∆=-=∴+=+=∆-∆=-+-=+-+=∴d l h h v g g v d l h v g gv g v d l h h h h gh g z z g P P z gP z gP h f f f λρρλξξλρρρρρξλ水汞水汞水水水又3、一变直径管段AB ,内径d A =0.2m ,d B =0.4m ,高度差Δh =1m ,压强表指示p A =40kPa ,p B =70kPa ,已知管中通过的流量q v =0.2m 3/s ,水的密度ρ=1000kg/m 3,试判断管中水流的方向。
第一章 绪论1-1 几种流体的比重、密度、比体积及重度的已知值如下表所示,试填写表中空白各项数值(取三位有效数字)[解] 流体的比重∆、密度ρ、比体积ν及重度γ之间的转换关系为d g 10001===νγρ (3/N m )式中重力加速度9.81g =(2/m s )。
注意到单位的统一后,可得各项数值如下表所示。
表中的数值也在一定程度上反映了这些常用流体在标准大气压下的上述各物理性质。
1-3 动力车间贮气罐中压缩空气的绝对压强6=⨯,温度10.810p Pa=,贮气罐由中间圆筒及两个半球端部组成。
30Ct︒已知l=3m,d=2m,压缩空气的气体常数P=287J/(kg·K),试求压缩空气的比体积和密度及罐中压缩空气的质量和重量。
[解] 压缩空气的绝对压强pa p 5108.10⨯=<520010Pa ⨯,压缩空气的绝对温度T=30+273>253K , 所以可讲本题的压缩空气视为理想气体。
注意在完全气体状态方程中,p 应当用绝对压强计算,本题中给的就是这个数值。
如果如图所使用金属压强表测量,则应将表压强换算成绝对压强才能不出错误。
在本题中,根据完全气体状态方程式可得压缩空气的比体积为kg m p t R p RT /08.0108.10)27330(287)273(35=⨯+⨯=+==ν 密度为 3/5.1208.0/11m kg ===νρ贮气罐中压缩空气的体积为 l r r V 2334ππ+=于是可得压缩空气的质量为)273()34(23++==t R p l r r RT pVM ππ =64(113)10.8103287(30273)ππ⨯+⨯⨯⨯⨯⨯+=170kg 压缩空气的重量为 G Mg ==1670N[答:ν=0.083/m kg ,G =1670N,ρ=12.53/kg m ,M=170kg ]1-15在δ=40μμ的两平行壁面之间充满动力黏度为0.7pa s μ= 的液体,在液体中有一边长为α=60μμ的薄板以Y=15μ/σ的速度沿薄板所在平面内运动,假定沿铅直方向的速度分布是直线规律。
1全国2018年1月高等教育自学考试流体力学试题课程代码:03347一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1.无粘性流体是( )A .符合 p=RT 的流体B .ρ=0的流体C.μ=0的流体D .实际工程中常见的流体2.水流由水箱流经管径d 1=200mm ,d 2=100mm 的管路后流入大气中,已知出口处v 2=lm/s ,则d 1管段的断面平均流速v 1为( ) A. 0.25m/s B. 0.5m/s C. 1m/sD. 2m/s3.某变径管的雷诺数之比Re 1∶Re 2=1∶4,则其管径之比d 1∶d 2,为( ) A .1∶4 B .1∶2 C .2∶1D .4∶14.如图所示密闭水箱,压力表读数为9800N /m 2,表中心至水箱底的高度h =0.5m , 液面距箱底H =2m ,则液面相对压强为( ) A .-9800N /m 2 B .-4900N /m 2 C .4900N /m 2D .9800N /m 25.对于水箱水位恒定为4.9m 的薄壁小孔口(孔径为10mm)自由出流,流经孔口的 流量为( ) A .0.48L/s B .0.63L/s C .1.05L/sD .1.40L/s6.压力表测得城市给水干管(长管,比阻a=1.07s 2/m 6)某处的水压P =9.8N /cm 2,从此处引出一根水平输出管,如要保证通过的流量Q=l00L /s ,该水压能将水流输送至( ) A .9.8m B .93.5m C .915.9mD .934.6m7.实用堰溢流堰顶厚度δ与堰上水头H 符合的条件是( )2A .Hδ<0.67 B .0.67<Hδ<2.5 C .2.5<Hδ<10D .Hδ>10 8.若明渠水流为急流时,则( ) A .F r <l B .dhde >0 C .h <h cD .i <i c9.在流量一定,渠道断面的形状、尺寸一定时,随底坡的减小,临界水深将( ) A .增大 B .减小C .不变D .以上都有可能10.进行水力模型实验,要实现堰流的动力相似,应选的相似准则是( ) A .雷诺准则 B .弗劳德准则 C .欧拉准则D .其它准则二、填空题(本大题共10小题,每小题1分,共10分) 请在每小题的空格中填上正确答案。
流体力学选择题库讲解一章绪论1.与牛顿内摩擦定律有关的因素是: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。
2.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: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。
3.下面四种有关流体的质量和重量的说法,正确而严格的说法是。
A、流体的质量和重量不随位置而变化;B、流体的质量和重量随位置而变化;C、流体的质量随位置变化,而重量不变;D、流体的质量不随位置变化,而重量随位置变化。
4.流体是一种物质。
A、不断膨胀直到充满容器的;B、实际上是不可压缩的;C、不能承受剪切力的;D、在任一剪切力的作用下不能保持静止的。
5.流体的切应力。
A、当流体处于静止状态时不会产生;B、当流体处于静止状态时,由于内聚力,可以产生;C、仅仅取决于分子的动量交换;D、仅仅取决于内聚力。
6.A、静止液体的动力粘度为0; B、静止液体的运动粘度为0;C、静止液体受到的切应力为0;D、静止液体受到的压应力为0。
.理想液体的特征是7.A、粘度为常数B、无粘性C、不可压缩D、符合。
8.水力学中,单位质量力是指作用在单位_____液体上的质量力。
A、面积B、体积C、质量D、重量9.单位质量力的量纲是-2 2-2-1)*T L( DM*L*T( A、L*T C、、) B、M*L *T10.单位体积液体的重量称为液体的______,其单位。
2 3 3 3、密度B、容重N/Mkg/mN/mD、密度C、容重AN/m11.不同的液体其粘滞性_____,同一种液体的粘滞性具有随温度______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12.液体黏度随温度的升高而____,气体黏度随温度的升高而_____。
A、减小,升高;B、增大,减小;C、减小,不变;D、减小,减小13.运动粘滞系数的量纲是:2 3 23/T L DB、L/T、/T L/TA、、CL14.动力粘滞系数的单位是:2 2/s N*s/m D、m/s C、m B、AN*s/m 、15.下列说法正确的是:A、液体不能承受拉力,也不能承受压力。
2002-2003 学年工程流体力学期末试卷、单选题(每小题 2 分,共20 分)1、一密闭容器内下部为水,上部为空气,液面下2 、断面平均流速υ 与断面上每一点的实际流速u 的关系是(a) =u (b) >u (c) <u (d) u 或u3、均匀流的定义是。
(a) 断面平均流速沿流程不变的流动;(b) 过流断面上各点流速相互平行的流动;(c) 流线皆为平行直线的流动;(d) 各点流速皆相等的流动。
4、与牛顿内摩擦定律有关的因素是。
(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。
5、流量模数K的量纲是__ 。
(a) L3T-2(b ) L3T-1(c)L2T-1(d)L 2T-1 6、设模型比尺为1:100 ,符合重力相似准则,如果模型流速为0.6m/s ,则原型流速。
(a)60m/s (b) 0.006m/s (c) 60000m/s (d) 6m/s7、在孔口的水头值与孔口的面积相同的情况下,通过管嘴的流量孔口的(a)等于(b) 大于(c)小于(d) 不能判定8、圆管流中判别液流流态的下临界雷诺数为。
(a) 2300 (b)3300 (c)13000 (d) 5759、已知流速势函数,求点( 1,2)的速度分量为。
(a) 2 (b) 3 (c) -3 (d) 以上都不是10 、按与之比可将堰分为三种类型:薄壁堰、实用堰、宽顶堰(a)堰厚堰前水头(b) 堰厚堰顶水头(c) 堰高堰前水头(d) 堰高堰顶水头二、简答题(共24 分)1.静水压强的特性(6 分)2.渐变流的定义及水力特性(6 分)3.边界层的定义及边界层中的压强特性(6 分)4.渗流模型简化的原则及条件(6 分) 三、计算题(共56 分) 1、(本小题14 分)有一圆滚门,长度L=10m ,直径D=4m ,上游水深H1=4m ,下游水深H2=2m ,求作用在圆滚门上的水平和铅直分压力题 1 图题 2 图2、(本小题12 分)设导叶将水平射流作的转弯后仍水平射出,如图所示。