流体力学复习题2

1.莫迪把“莫迪图”中的曲线分为：层流层、临界区、光滑管区、过渡区、完全紊流粗糙区等五大区域。

2.流体在圆管中作层流流动时，沿程阻力系数仅与雷诺数有关；而作紊流流动时，沿程阻力系数不仅与雷诺数有关，还与相对粗糙度有关。

3．根据λ繁荣变化特征，尼古拉兹实验曲线可分为五个阻力区，分别是层流区；临界区；紊流光滑区；紊流过渡区和紊流粗糙区。

4、雷诺数与哪些因素有关？为什么可以用雷诺数判别流体的流态？如何判别?5、尼古拉兹图共分几个区？各区的沿程阻力系数λ与哪些因素有关？6、尼古拉兹试验是研究管道沿程水头损失随雷诺数和相对粗糙度的变化关系的试验。

（╳）7.按沿程阻力系数的变化规律，尼古拉兹试验曲线分为三个区。

（╳）8.雷诺数的实质是惯性力与粘性力的比值。

9.液体的粘性具有随温度升高而降低的特性；气体的粘性具有随温度升高而升高的特性。

3.流体作紊流流动时，紊流结构包括层流底层、过渡区、紊流核心等三部分。

1.流体力学是研究流体流体的平衡和运动规律规律及其应用的一门科学。

2.液体的粘性具有随温度升高而降低的特性；气体的粘性具有随温度升高而升高的特性。

3.液体静压力的方向总是垂直受压面，而且只能是拉力力，不能是压力力。

4.等压面是水平面的条件同一流体、连续、静止。

5.在一定的条件下，运动流体的能量可以相互转化，势能可以转化成动能，动能可以转化成势能。

另外，还有一部分能量转化成热量而损失。

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。

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。

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。

24．根据λ繁荣变化特征，尼古拉兹实验曲线可分为五个阻力区，分别是层流区；临界区；紊流光滑区；紊流过渡区和紊流粗糙区。

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。

30．层流运动时，沿程阻力系数λ与(Re)f 有关，紊流运动沿程阻力系数λ在光滑管区与(Re)f 有关，在过渡区与)(Re,d K f 有关，在粗糙区与)(dK f 有关。

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。

33．不可压缩流体的空间三维的连续性微分方程是0=∂∂+∂∂+∂∂zu y u x u z y x 。

1．流体流体是指在微小剪切力的连续作用下会产生连续不断变形的物质。

流体包含液体和气体。

在物质的三态中，分子之间的作用力：固体>液体>气体；分子之间的距离：气体>液体>固体。

液体与气体具有较大的流动性。

2．水力光滑管和水力粗糙管当层流底层的厚度大于管道内壁的绝对粗糙度时，则管壁的粗糙凸出的高度完全被层流底层所掩盖，这时管壁的粗糙度对流动不起任何影响，液体好象在完全光滑的管道中流动一样。

这时的管道称之为“水力光滑管”。

当层流底层的厚度小于管道内壁的绝对粗糙度时，即管壁的粗糙凸出部分突出到紊流区中。

当流体流过凸出部分时，在凸出部分后面将引起旋涡，增加了能量损失，管壁粗糙度将对紊流流动发生影响。

这种管道称之为“水力光粗糙管”。

1．可压缩流体和不可压缩流体压力和密度对时间的一阶导数均为零的流体称之为不可压缩流体。

密度随温度和压力的变化而变化的流体称之为可压缩流体2．流体连续性假设1）．流体是由无数的流体微团所组成的，流体微团是研究流体的基元，作为质点。

2）．流体微团是由无数的流体分子所组成的。

3）．流体微团是连续的。

满足以上三个条件的流体假设即为流体的连续性假设。

1、 有一并联管道,已知d 1=125mm ，L 1=50m ， d 2=200mm ，L 2=45m ，λ1=λ2=0.025，如图所示。

若总水管中的流量q v =450m 3/h ，求各支管中的流量及并联管道中的水头损失。

解：依并联管道的特性：（1）hw 1=hw 2λ1d L 11×g v 221=λ2d L 22×gv 222……（1） （2）qv=qv 1+qv 2：A 1V 1+ A 2V 2= qv (2)由（1）得：v 21=L L 12×d d 21×v 22=5045×200125v 22=169v 22v 1=v 243=0.75v 2 ，A 1=0.4A 2 v 1 A 1=0.75v 2×0.4A 2=0.3A 2V 2 即：qv 1= 0.3qv 2代入（2）得1.3A 2V 2=qv 1.3 qv 2= qv即：qv 2=450÷1.3=346.2 m 3/hqv 1=0.3×qv2=103.8 m 3/hv 2=)75.0(42221d d q v +⨯π=3600)75.0(14.345042.0125.022⨯+⨯⨯=3.08m/shw 1=hw 2=λ2d L 22×g v 222=0.025×2.045×806.9208.32⨯=2.72mH 2O 22．在研究紊流边界层的阻力特征时，所谓粗糙区是指粘性底层的实际厚度Δ小于粗糙高度。

对1．什么是粘滞性？什么是牛顿内摩擦定律？不满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体还是非牛顿流体？答： 粘滞性是当流体流动时，在流体内部显示出的内摩擦力性质。

牛顿内摩擦定律是： du T A dyμ= ；不满足牛顿内摩擦定律的流体是非牛顿流体。

2．在流体力学当中，三个主要的力学模型是指哪三个？答：（1）连续介质；（2）无粘性流体；（3）不可压缩流体。

3．什么是理想流体？答：理想流体即指无粘性流体，是不考虑流体的粘性的理想化的流体。

4．什么是实际流体？答：考虑流体的粘性的流体。

5．什么是不可压缩流体？答：不计流体的压缩性和热胀性的而对流体物理性质的简化。

6．为什么流体静压强的方向必垂直作用面的内法线？答：由于流体在静止时，不能承受拉力和切力，所以流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。

7．为什么水平面必是等压面？答：由于深度相等的点，压强也相同，这些深度相同的点所组成的平面是一个水平面，可见水平面是压强处处相等的面，即水平面必是等压面。

8．什么是等压面？满足等压面的三个条件是什么？答：在同一种液体中,如果各处的压强均相等由各压强相等的点组成的面称为等压面。

满足等压面的三个条件是同种液体连续液体静止液体。

14．什么是流线？什么是迹线？流线与迹线的区别是什么？答：流线是某一瞬时在流场中画出的一条空间曲线，此瞬时在曲线上任一点的切线方向与该点的速度方向重合，这条曲线叫流线。

区别：迹线是流场中流体质点在一段时间过程中所走过的轨迹线。

流线是由无究多个质点组成的，它是表示这无究多个流体质点在某一固定瞬间运动方向的曲线。

而迹线则是在时间过程中表示同一流体质点运动的曲线。

15．什么是流场？答：我们把流体流动占据的空间称为流场，流体力学的主要任务就是研究流场中的流动。

16．什么是欧拉法？答：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。

17．什么是拉格朗日法？答：通过描述每一质点的运动达到了解流体运动的方法。

18．什么是恒定流动？什么是非恒定流动？答：动平衡的流动，各点流速不随时间变化，由流速决定的压强、粘性力也不随时间变化，这种流动称之为恒定流动反之为非恒定流动。

19．什么是沿程损失？答：在沿程不变的管段上，流动阻力沿程也基本不变，称这类阻力为沿程阻力，克服沿程阻力引起的能量损失为沿程损失。

20．什么是局部损失？答：在边壁急剧变化的区域，阻力主要地集中在该区域中及其附近，这种集中分布的阻力称为局部阻力。

克服局部阻力的能量损失为局部损失。

23．在流体力学中，拉格朗曰分析法和欧拉分析法有何区别？答：拉格朗曰法着眼于流体中各质点的流动情况跟踪每一个质点观察与分析该质点的运动历程然后综合足够多的质点的运动情况以得到整个流体运动的规律。

欧拉法着眼于流体经过空间各固定点时的运动情况它不过问这些流体运动情况是哪些流体质点表现出来的也不管那些质点的运动历程因此拉格朗曰分析法和欧拉分析法是描述流体的运动形态和方式的两种不同的基本方法 。

24．什么叫流管、流束、过流断面和元流？答：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。

流管以内的流体，称为流束。

垂直于流束的断面称为流束的过流断面，当流束的过流断面无限小时，这根流束就称为元流。

25．什么是入口段长度？对于层流、紊流分别用什么表示？答：从入口到形成充分发展的管流的长度称为入口段长度，以E x 表示。

对于层流：Re 028.0=d x E ；对于紊流：50=dx E 。

34．什么是水力半径？什么是当量直径？答：水力半径R 的定义为过流断面面积A 和湿周χ之比，即χAR =；当量直径R de 4=。