流体力学期末考试简答(精简).doc
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三、简答题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。
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。
9.什么是阿基米德原理?答:无论是潜体或浮体的压力体均为物体的体积,也就是物体排开液体的体积。
10.潜体或浮体在重力G和浮力P的作用,会出现哪三种情况?答:(1)重力大于浮力,则物体下沉至底;(2)重力等于浮力,则物体可在任一水深处维持平衡;(3)重力小于浮力,则物体浮出液体表面,直至液体下部分所排开的液体重量等于物体重量为止。
11.等角速旋转运动液体的特征有那些?答:(1)等压面是绕铅直轴旋转的抛物面簇;(2)在同一水平面上的轴心压强最低,边缘压强最高。
12.什么是绝对压强和相对压强?答:绝对压强:以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强。
相对压强:当地同高程的大气压强ap为零点起算的压强。
13.什么叫自由表面?答:和大气相通的表面叫自由表面。
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。
流体力学简答题1.为什么液体的动力粘度u随温度升高二降低,而气体的随温度升高而增加? 答:因为液体分子间的距离很小,分子间的引力即内聚力,是形成粘性的主要因素,温度升高,分子间距离增大,内聚力减小,粘度随之减小;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,是形成粘性的主要因素,温度升高,分子间热运动加剧,动量交换加大,粘度随之增大。
2.沿程阻力系数分区及影响因素。
答:①层流区。
λ与相对粗糙度ks/d无关,只与雷诺数Re有关。
②层流过渡区。
λ与相对粗糙度ks/d无关,只与雷诺数Re有关。
③水力光滑区。
λ与相对粗糙度ks/d无关,只与雷诺数Re有关。
④紊流过渡区。
λ既与相对粗糙度ks/d 有关,又与雷诺数Re有关。
⑤阻力平方区。
λ只与相对粗糙度ks/d有关,与雷诺数Re无关。
3. 说明一定水头作用下的孔口出流改为同直径的圆柱形外官咀出流后,出流阻力和流量的变化及产生原因。
分析官咀正常工作的基本条件。
答:在孔口断面处接一直径与孔口完全相同的圆柱形短管,其长度L=(3-4)d,这样的短管称为圆柱形外管嘴。
在相同条件下,管嘴的过流能力是孔口的1.32倍。
圆柱形外管嘴在收缩断面处出现了真空,其真空度为0.75H。
这相当于把管嘴的作用水头增大了75%,这就是相同直径、相同作用水头下的圆柱形外管嘴的流量比孔口大的原因。
管嘴正常工作条件是:(1)作用水头H<=9m;(2)管嘴长度L=(3---4)d4.无压管流中,满管时的流量和流速是否达到最大值?为什么?答:不是。
无压圆管均匀流在水深h=0.95d,即充满度ah=0.95时,输水能力最优;在水深h=0.81d,即充满度ah=0.81时,过流速度最大。
因为在水深很小时,水深增加,水面增宽,过流断面面积增加很快,接近管轴处增加最快。
水深超过半管后,水深增加,水面宽减小,过流断面面积增势减慢,在满流前增加最慢。
所以,在满流前,输水能力达到最大值,相应的充满度是最优充满度。
第一章1.何谓连续介质假定?引入的目的意义何在?从微观上讲,流体由分子组成,分子间有间隙,是不连续的,但流体力学是研究流体的宏观机械运动,通常不考虑流体分子的存在,而是把真实流体看成由无数连续分布的流体微团(或流体质点)所组成的连续介质,流体质点紧密接触,彼此间无任何间隙。
这就是连续介质假设。
引入意义:第一个根本性的假设。
将真实流体看成为连续介质,意味着流体的一切宏观物理量,如密度、压力、速度等,都可作为时间和空间位置的连续函数,使我们有可能用数学分析来讨论和解决流体力学中的问题。
2.何谓流体的粘性?温度对流体粘性的影响如何?粘性是流体所特有的性质,自然界中的任何流体都具有粘性,只是有大有小。
1、定义:流体微团发生相对运动时所产生的抵抗变形、阻碍流动的性质。
温度是影响粘度的主要因素。
当温度升高时,液体的粘度减小,气体的粘度增加。
第二章1.何为压力体、压力中心?由承受压力的曲面、曲面边缘向上引垂面与自由液面或延长线(面)相交形成的无限多微小体积的总和。
总压力:作用于某一面上的总的静压力。
P 单位:N (牛) 总压力的作用点称为压力中心2.流体静压力有哪些特性?流体静压强:静止流体作用在单位面积上的力。
p静压强作用方向永远沿着作用面内法线方向——方向特性。
静止流体中任何一点上各个方向的静压强大小相等,而与作用面的方位无关,即p只是位置的函数p=p( x , y , z ) ——大小特性。
(各向相等)3.等压面及其特性如何?定义:同种连续静止流体中,静压强相等的点组成的面。
(p=const)①等压面就是等势面。
因为。
②作用在静止流体中任一点的质量力必然垂直于通过该点的等压面。
第三章1.描述液体运动有哪两种方法,它们的区别是什么?拉格朗日法和欧拉法区别:拉格朗日法:以运动着的流体质点为研究对象,跟踪观察个别流体质点在不同时间其位置、流速和压力的变化规律,然后把足够多的流体质点综合起来获得整个流场的运动规律。
简答题1.有人说“平均流必定是恒定流”,这种说法是否准确?为什么?解:这种说法是错误的,平均流不必定是恒定流.因平均流是相对于空间而言,即活动要素沿流程不变,而恒定流是相对于时光而言,即活动要素不随时光而变.两者判别尺度不合.2.什么是流线?它有哪些根本特点?长管:指管道中的水头损掉以沿程损掉为主,局部损掉和流速水头所占的比重很小,在盘算中可以疏忽的管道.短管:指局部水头损掉和流速水头与总水头损掉比拟具有相当数值,盘算时不克不及疏忽的管道.3.简述伯努利方程 =const的物理意义和几何意义.4.什么是并联管路?它有哪些特色?答:具有雷同节点的管段构成的管路称为并联管路.,即(2)并联各支管上的阻力损掉相等,(1分)方根的倒数等于各支管阻抗平方根倒数之和,即绝对)静止流体静力学方程p=p0+ρgh的实用前提是什么?6.试用能量方程解释飞机的升力是若何产生的.答:飞机机翼呈上凸下凹状,当空气流经机翼时,其上侧流速较大,压力较小;下侧流速较小压力较大,从而在机翼高低产生了一个压力差,此即为飞机的升力.7.静水压强有哪些特点?静水压强的散布纪律是什么?8.研讨流体活动的办法有哪两种?它们的着眼点各是什么?9.为什么要斟酌水泵和虹吸管的装配高度?提醒:虹吸管和水泵的吸水管内都消失负压.当装配高度较高时,虹吸管的最高处和水泵的进口的压强可能小于水的汽化压强,在那边水将变成蒸汽,损坏了水流的持续性,导致水流活动中止.是以在进行虹吸管和水泵的设计时必须斟酌它们的装配高度11. 长管.短管是如何界说的?判别尺度是什么?假如某管道是短管,但想按长管公式盘算,怎么办?12.什么是水击?减小水击压强的措施有那些?答:压力管道中,因为管中流速忽然变更,引起管中压强急剧增高(或下降),从而使管道断面上产生压强瓜代起落的现象,称为水击.工程上经常采纳以下措施来减小水击压强:(一)延伸阀门(或导叶)的启闭时光T(二)缩短压力水管的长度(三)建筑调压室(四)减小压力管道中的水流流速v013. 用伯努利能量方程解释为什么在寒冷的炎天,当火车开动后,车厢里马上会有风从车厢两侧吹进?答:当火车开动后,,该流速弘远于火车四周的空气流速. 14.用流体力学道理解释为什么当火车进站时,.答案提醒:(12)火车进站时具有相当快的速度,越接近车体的空气的流速越大,压强就越小;(3)人身材前后产生较大的指向列车的压力差15.,并解释其寄义.,并解释其寄义.17.解释为什么雷诺数可以用来作为判别流态的一般准则.答:层流受扰动后,当粘性的稳固感化起主导感化时,扰动就受到粘性的阻滞而衰减下来,层流就是稳固的;当扰动占优势,粘性的稳固感化无法使扰动衰减下来,于是流淌便变成紊流.是以,流淌呈现什么流态,取决于扰动的惯性感反应了惯性力与粘性力的比较关系18.它的物理意义是:水流只能从总机械能大的地方流向总机械能小的地方.各项物理意义如下:,简称为单位位能; ,简称为单位压能; ,简称为单位势能;;,即总机械能;20.“恒定流与非恒定流”,“平均流与非平均流”,“渐变流与遽变流”是若何界说的?(1)液体活动时,若任何空间点上所有的活动要素都不随时光而改变,这种水流称为恒定流.若任何空间点上所有的活动要素随时光产生了变更,这种水流称为非恒定流.(2)在恒定流中,液流统一流线上液体质点流速的大小和偏向均沿程不变地流淌,称为平均流.当流线上各质点的活动要素沿程产生变更,流线不是彼此平行的直线时,称为非平均流.(3)流线接近于平行直线的流淌称为渐变流,流线的曲率较大,流线之间的夹角也较大的流淌,称为遽变流.21.什么是流线?什么是迹线?指出两者的差别.流线:在某一瞬时,在流场中所作的一条出处于该曲线上所有质点的速度矢量相切的曲线.(3分)迹线:流体质点的活动轨迹线.(或统一质点在个不合时刻所占领的空间地位联成的空间曲线.)流线与迹线是两个不合的概念.迹线是Lagrange法对流淌的描写,它是某一质点在某一时段内的流淌轨迹线,而流线代表某一瞬时流场中一系列液体质点的流淌偏向线,它是Euler.22.,证实层流中沿程水头损掉hf是与流速v的一次方成正比1.试解释附面层(鸿沟层)概念;答:在大雷诺数绕流时,紧靠物体概况邻近消失一个速度产生急剧变更的极薄的流体层,在该薄层内,流体作粘性有旋活动,如许的薄层即称为附面层.2.试用能量方程解释飞机的升力是若何产生的.答:飞机机翼呈上凸下凹状,当空气流经机翼时,其上侧流速较大,压力较小;下侧流速较小压力较大,从而在机翼高低产生了一个压力差,此即为飞机的升力.2.试用能量方程解释在闷热无风的炎天,当火车运行时,风会从两侧的车窗渐渐吹进.答:但火车运行时,车厢邻近的空气因为粘性的感化,会追随车厢一道活动,且越接近车厢,空气的速度越大.如许,由能量方程可知,越接近车厢处,空气的压强就越小.从而产生了一个指向车厢的压力差.在此压差的感化下,空气就经由车窗被吹进了车厢内.4.简述粘性流体绕流物体时产生阻力的原因.若何削减阻力?, 什么是真空度?38.液体活动有哪两种型态?怎么样判别圆管流淌的型态?39.串联管道和并联管道有什么差别?36.等压面的性质是什么?37.流线为什么不克不及订交?39.简略管道的水力盘算可分为哪两种出流情形?36.等压面的特点是什么?37.描写液体活动有哪两种办法,它们的差别是什么?38.面积相等的正方形和圆形过水断面的水力半径哪个大,为什么?μc有什么不合?37.为什么流线不克不及订交?36.什么是相对压强, 什么是真空度?38.液体活动有哪两种型态?怎么样判别圆管流淌的型态?39.串联管道和并联管道有什么差别?36.等压面的性质是什么?39.简略管道的水力盘算可分为哪两种出流情形?36.等压面的特点是什么?37.描写液体活动有哪两种办法,它们的差别是什么?38.为什么说达西公式与谢才公式是一致的,只是表示情势不合?39.简略管道水力盘算的根本类型重要有哪些?21.什么是绝对压强,什么是相对压强?22.平均流具有的特点是什么?23.流线为什么不克不及订交?1.感化于液体的力可分成哪两类?请分别举例解释.2.何谓绝对压强.相对压强.真空?绝对压强是否可为负值?最大真空压强为若干?2.虹吸管可由短治理论盘算;并联管道可由长治理论盘算.2.若何判别层流与紊流?为什么说在圆管层流中的沿程水头损掉与流速的一次方成正比?3.(本小题3分)设有并联的三条支管1,2,3,在对全部体系盘算总水头损掉时,为什么只需盘算个中任一条支管的水头损掉?构成是什么?若何肯定压力体?1.什么是绝对压强,什么是相对压强?绝对压强是以绝对真空为基准的压强,相对压强是以当地大气压强为基准的压强.2.平均流具有的特点是什么?①过水断面为平面,过水断面外形.尺寸沿程不变;②统一流线上的流速相等,流速散布雷同,平均流速雷同;③动水压强按静水压强散布3.流线为什么不克不及订交?因流线上任一点的切线偏向代表该点的流速偏向,假如流线订交,在交点出就会消失两个切线偏向,而统一时刻统一点流体质点不成能同时向两个偏向活动.简述粘性流体绕流物体时产生阻力的原因.若何削减阻力?答:(1)阻力有两部分,一部分是因为粘性产生切向应力形成的摩擦阻力;另一部分是因为鸿沟层分别产生压强差形成的压差阻力(外形阻力).(2)要减小摩擦阻力,应使层流鸿沟层改变成紊流鸿沟层的转捩点尽可能后移;把物体作成流线型,使分别点后移,甚至不产生分别,可削减物体后面的尾涡区,从而减小压差阻力.1、试解释为什么飞机机翼呈上凸下凹外形?解:飞机机翼呈上凸下凹状,当空气流经机翼时,其上侧流速较大,压力较小;下侧流速较小压力较大,从而在机翼高低产生了一个压力差,此即为飞机的升力.2、试写出雷诺数的数学表达式,并剖析其物理意义.2.为什么平日流线形物体的绕流阻力较小;3.幻想流体总流伯努利方程中各项的物理意义.4.为什么“紊流光滑区”也称为“阻力平方区”.5.简析层流与紊流的流态转化机理.6.简述流线型物体与钝型体的绕流阻力纪律的各自特色.7.为什么雷诺数可以用来判别流态?8.并联管路水力盘算中,“阻力均衡的概念”的寄义是什么9.试解释非圆管水力盘算的办法;10.为什么高尔夫球的概况是滑腻的,而非光滑的,个中蕴含的流体力学道理是什么?.,并解释其本质不同.解答:前式暗示断面上空间散布不平均的速度对断面积的平均;后式平日暗示随时光不规矩变更紊流瞬时速度对时光所取的平均.1、试剖析紊流惯性切应力与粘性切应力产生的机制有何不合?2、试解释附面层概念及其意义.3、试解释“流体质点”的概念,并在此基本上,阐述“持续性介质模子”的概念及其意义.4、试解释为什么平日流线形物体(如飞机机翼)的阻力较小,而钝形体(如电线杆)的阻力较大?2.简述流线型物体与钝型体的绕流阻力纪律的各自特色.答:在绕流流场中,流线形物体的阻力只有概况摩擦阻力,没有(或根本上不消失)压差阻力(或称外形阻力).而钝形体的阻力一般不但有概况摩擦阻力,并且还包含压差阻力.12.2 什么叫时变加快度,什么叫位变加快度?12.3液体活动的根本情势有哪几种?写出它们的数学表达式?1 何谓鸿沟层分别?产生鸿沟层分别的原因是什么?液体对所绕物体的阻力是由哪两部分构成?与哪些身分有关?势函数和流函数消失的充分须要前提是什么?12.4 4.1 何谓有势流?有势流与有涡流本质差别是什么?12.5什么叫鸿沟层?鸿沟层液流有哪些特色?什么叫水击相,周期?什么是直接水击?什么是间接水击?各有什么特色?何谓“层流底层”?它与雷诺数有何干系?它的厚度对沿程水头损掉有何影响?12.6雷诺数Re具有什么物理意义?为什么可以起到判别流态(层流.紊流)的感化?试解释由层流向紊流过渡的物理进程.什么叫总水头线和测压管水头线?水力坡度和测压管坡度?平均流的测压管水头线和总水头线的关系如何?2.6,试问:(1(2)假如由动量方程式求得的力为负值解释什么问题.何谓等压面?若何得到等压面的方程?2.10 假如受压面在液体中程度放置时,其压力重心和受压面的形心相对地位若何?2.11 当受压面为二维曲面时,若何肯定感化在受压面上的合力的大小.偏向和感化点?2.12 实压力体和虚压力体有何异同?12.7“流体有粘性,所以流体内必定消失粘性力.”对吗?为什么?。
一、填空题:1.描述流体运动的方法有拉格朗日法和欧拉法。
2.流体的主要力学模型是指连续介质、无粘性和不可压缩性。
3.雷诺数是反映流体流动状态的准数,它反映了流体流动时惯性力与粘性力的对比关系。
4.流量 Q1和 Q2,阻抗为 S1 和 S2 的两管路并联,则并联后总管路的流量 Q为 Q=Q1+Q2,总阻抗 S 为111。
串联后总S S1S2管路的流量 Q为Q=Q1=Q2,总阻抗 S 为 S=S1+S2。
5.流体紊流运动的特征是脉动现象,处理方法是时均法。
6.流体在管道中流动时流动阻力包括沿程阻力和局部阻力。
7、流体微团的基本运动形式有:平移运动、旋转运动和变形运动。
8.稳定流动的流线与迹线重合。
9. 理想流体伯努力方程z p u 2常数中,其中 z p称为测压管r2g r水头。
10.雷诺数之所以能判别流态,是因为它反映了惯性力和粘性力的对比关系。
11.流体的主要力学性质有惯性;重力性;粘滞性;压缩性和热胀性;表面张力特性。
12.流体的力学模型按粘性是否作用分为理想流体和实际流体。
作用在液体上的力包括质量力,表面力。
13、力学相似的三个方面包括运动相似、几何相似与动力相似。
14、流体的力学模型是连续介质模型。
15.流体的牛顿内摩擦定律的表达式ι=μdy/dt , u 的单位为pa.s。
16.流体微团的运动是由平移运动、旋转运动,角变形运动和线变形运动四种基本运动形式符合而成。
17.几何相似是力学相似的前提,运动相似是模型实验的目的,动力相似是运动相似的验证。
18.流体流动的状态分为层流和紊流。
二、选择题1、按连续介质的概念,流体质点是指D。
A、流体的分子B、流体内的固体颗粒C、无大小的几何点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2、一下哪种流体为非牛顿流体C。
A、空气B、清水C、血液D、酒精3、绝对压强 P abs、相对压强 p、真空值 p v、当地大气压强p a之间的关系是C。
为什么圆管进口段靠近管壁的流速逐渐减小?而中心点的流速是逐渐增大的?进口附近断面上的流速分布较均匀,流速梯度主要表现在管壁处,故近壁处切应力很大,流动所受的阻力也很大,至使流速渐减。
管中心处流速梯度很小,t小,阻力很小,使流速增大。
直至形成一定的流速梯度及切应力,使各部分流体的能耗与能量补充平衡。
紊流研究中为什么要引入时均概念?紊流时,恒定流与非恒定流如何定义?把紊流运动要素时均化后,紊流运动就简化为没有脉动的时均流动,可对时均流动和脉冲分别加以研究。
紊流中只要时均化的要素不随时间变化而变化的流动,就称恒定流。
紊流的切应力有哪两种形式?它们各与哪些因素有关?各主要作用在哪些部位?粘性切应力主要与流体粘度和液层间的密度梯度有关。
主要在近壁处。
附加切应力主要与流体的脉动程度和流体的密度有关,主要作用在紊流核心出脉动程度较大地方。
紊流中为什么存在粘性底层?其厚度与哪些因素有关?其厚度对紊流分析有何意义?紊流时断面上流层的分区和流态分区有何区别?粘性底层,紊流核心:粘性、流速分布与梯度; 层流、紊流:雷诺数紊流为什么存在粘性底层?其厚度与哪些因素有关,其厚度对紊流分析有何意义?在近壁处,因液体质点受到壁面的限制,不能产生横向运动,没有混掺现象,流速梯度du/dy 很大,粘滞切应力t仍然起主要作用。
粘性底层很薄,但对能量损失很大。
圆管紊流的流速如何分布?粘性底层:线性分布,紊流核心处:对数或指数管径突变的管道,当其他条件相同时,若改变流向,在突变处所产生的局部水头损失是否相等?为什么?不等,固体边界不同,如突扩与突缩局部阻力系数与哪些因素有关?选用时应该注意什么?固体边界的突变情况、流速;局部阻力系数应与所选取的流速相对应。
如何减小局部水头损失?让固体边界趋于流线型边界层内是否一定是层流?影响边界层内流态的主要因素有哪些?否,有层流、紊流边界层;粘性、流速、距离边界层分离是如何形成的?如何减小尾流的区域?因压强沿流动方向增高,以及阻力的存在,使得边界层内动量减小,形成边界层的分离。
流体力学试卷及答案一一、判断题1、根据牛顿内摩擦定律,当流体流动时,流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。
2、一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强的平均值。
3、流体流动时,只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。
4、在相同条件下,管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。
5、稳定(定常)流一定是缓变流动。
6、水击产生的根本原因是液体具有粘性。
7、长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。
8、所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。
9、外径为D,内径为d的环形过流有效断面,其水力半径为.10、凡是满管流流动,任何断面上的压强均大于大气的压强。
二、填空题1、某输水安装的文丘利管流量计,当其汞—水压差计上读数,通过的流量为,分析当汞水压差计读数,通过流量为 L/s。
2、运动粘度与动力粘度的关系是,其国际单位是 .3、因次分析的基本原理是: ;具体计算方法分为两种。
4、断面平均流速V与实际流速u的区别是。
5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为,其适用条件是。
6、泵的扬程H是指。
7、稳定流的动量方程表达式为。
8、计算水头损失的公式为与。
9、牛顿内摩擦定律的表达式 ,其适用范围是。
10、压力中心是指 .三、简答题1、稳定流动与不稳定流动.2、产生流动阻力的原因。
3、串联管路的水力特性。
4、如何区分水力光滑管和水力粗糙管,两者是否固定不变?5、静压强的两个特性.6、连续介质假设的内容。
7、实际流体总流的伯诺利方程表达式及其适用条件。
8、因次分析方法的基本原理。
9、欧拉数的定义式及物理意义.10、压力管路的定义.11、长管计算的第一类问题。
12、作用水头的定义.13、喷射泵的工作原理.14、动量方程的标量形式.15、等压面的特性.16、空间连续性微分方程式及其物理意义.17、分析局部水头损失产生的原因。
18、雷诺数、富劳德数及欧拉数三个相似准数的定义式及物理意义.19、流线的特性。
1、 作用在流体的质量力包括 (D )A 压力B 摩擦力C 表面张力D 惯性力2、 层流与紊流的本质区别是:(D )A.紊流流速 >层流流速; B.流道截面大的为湍流,截面小的为层流;C.层流的雷诺数 <紊流的雷诺数;D.层流无径向脉动,而紊流有径向脉动 3、 已知水流的沿程水力摩擦系数只与边界粗糙度有关,可判断该水流属于(D )B 紊流光滑区 ; D 紊流粗糙区 。
)Kgf.cm -2。
C 1D 1.5(A )B 相平行,呈直线; D 以上答案都不对。
P v 、当地大气压强P a 之间的关系是(C )C P v=P a -PabsD P=P abs _PV7、 将管路上的阀门关小时,其阻力系数 (C )A.变小B.变大C.不变A 层流区 ; C紊流过渡粗糙区;4、 一个工程大气压等于(B )Pa; ( C54A 1.013X 10B 9.8X 105、 长管的总水头线与测压管水头线A 相重合;C 相平行,呈阶梯状;6、 绝对压强P abs、相对压强P 、真空值C.欧拉数9、水泵的扬程是指A 水泵提水高度 D 马赫数B 水泵提水高度+吸水管的水头损失;C 水泵提水高度 +吸水管与压水管的水头损失10、 紊流粗糙区的水头损失与流速成A 一次方关系;B 二次方关系; 11、 雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数A 急流和缓流 C 层流和紊流;12、 离心泵的性能曲线中的 A. 效率一定; C.转速一定;(B )C 1.75〜2.0次方关系。
C;B 均匀流和非均匀流; D 恒定流和非恒定流。
H — Q 线是在(B )情况下测定的B.功率一定;D.管路(1+刀1 e ) —定。
13、 离心泵并联操作的目的是( C ).A.增大位能 B.增大扬程14、 离心泵最常用的调节方法是A. 改变吸入管路中阀门开度C.增大流量( B )B. 改变压岀管路中阀门的开度 D.车削离心泵的叶轮15并联管路问题中,有A. 流经每一管路的水头损失相加得总水头损失B. 流经所有管路的流量相同C. 并联的任一管路的水头损失相同D. 当总流量已知时,可直接解得各管的流量16作用水头相同时,孔口的过流量要比相同直径的管咀过流量(A )大;(B )小 ;(C )相同 ; 17根据静水压强的特性,静止液体中同一点各方向的压强(A )数值相等; (B )数值不等(B )(D )无法确定。
流体力学简答题1、简述流体静力学的物理意义并解释流体静压力的含义。
答:1)在同一静止液体中,许多点的测压管水头是相等的,许多的静压水头也是相等的。
在这些点处,单位重量的比位能可以不相等,比压能也可以不相同,但其比位能与比压能可以相互转换,比势能总是相等的。
这就是流体静力学基本方程的几何意义与能量意义,即物理意义。
2)作用在静止流体上的表面力只有沿受压表面内法线方向的压力,称为流体静压力2.什么叫绝对压强?什么叫相对压强?分别有什么特点?以绝对真空或完全真空为基准计算的压强称为绝对压强。
以大气压强为基准计算的压强称为相对压强。
绝对压强恒为正或零,而相对压强可正可负或零。
3.力学相似应该包括哪几个方面?答:应包括三个方面(1)几何相似,即模型流动与实物流动有相似的边界形状,一切对应的线性尺寸成比例;(2)运动相似,即实物流动与模型流动的流线应该几何相似,而且对应点上的速度成比例;(3)动力相似,即实物流动与模型流动应该受同种外力作用,而且对应点上的对应力成比例。
4.定常不可压缩完全扩展段的管中层流具有哪些方面的特点/答:有五方面特点。
(1)只有轴向运动;(2)流体运动定常、不可压缩;(3)速度分布的轴对称性;(4)等径管路压强变化的均匀性;(5)管路中质量力不影响流体的流动性能。
5.什么是表面力?什么是质量力?表面力:大小与物体表面积有关分布作用在流体表面上的力,它是相邻流体或固体作用于流体表面上的力。
质量力:与流体微质量大小有关并且集中作用在微团质量中心上的力6.说出黏性流体运动的伯努利方程221112221//2//2'z p r u g z p r u g h ++=+++中的每一项各具有的能量意义。
答:z 和p/r 分别表示单位重量流体流经某点时所具有的位能(比位能)和压能(比压能),2u /2g 表示单位重量流体流经给定点时的动能(比动能),'1h 是单位重量流体在流动过程中所损耗的机械能(能量损失)。
1、什么是流体?流体的三大特性?流体是一种受任何微小剪切力作用都能连续变形的物质易流动性,可压缩性,黏性2、什么是流体的连续介质假设?将流体视为由无数连续分布的流体质点组成的连续介质。
3、什么是不可压缩流体?不可压缩流体是指密度为常数的流体(不存在,任何实际流体都是可以压缩的)4、体积压缩系数、温度膨胀系数如何定义?流体受到的压强增大,则体积缩小,称为流体的压缩性。
在一定的压强下,随着温度上升,流体的体积膨胀,称为流体的膨胀性。
5、什么是流体的黏性?当流体层间发生相对滑移时产生切向阻力的特性,就是流体的黏性。
6、什么是牛顿内摩擦定律?作用在流层上的切向应力与速度梯度成正比,比例系数为流体的动力黏度7、动力黏度与压强、温度有什么关系?液体温度越高动力黏度越小,气体温度越高动力黏度越大。
普通压强对流体黏度几乎无影响,但在高压作用下,气体液体的黏度均随压强升高而增大。
8、什么是理想流体?理想流体是指黏度为零的流体。
实际流体都是有黏性的。
9、如何计算肥皂泡内的压强?4*表面张力系数/曲率半径。
1、什么是质量力、表面力,二者有何关系?指作用在所研究的流体体积表面上的力,它是由与流体相接触的其它物体(流体或固体)的作用产生的是指作用于流体内部每一流体质点上的力,它的大小与质量成正比。
2、流体静压强有什么特性?特性一:流体静压强的方向总是和作用面相垂直且指向该作用面,即沿着作用面的内法线方向。
特性二:在静止流体内部任意点处的流体静压强在各个方向都是相等的。
处于平衡状态的流体,单位质量流体所受的表面力分量与质量力分量彼此相等。
3、流体静力学基本方程的适用条件和物理意义?适用条件:质量力只有重力,不可压缩流体物理意义:在静止的不可压缩均质重力流体中,任何一点的位势能和压强势能之和为常数,即总静能头保持不变。
4、达朗贝尔原理在静力学中有何应用?附加一个方向与速度方向相反的惯性力5、什么是物体受到的总压力?即作用在平面上的液体总压力为一假想以平面面积为底,以平面形心淹深为高的柱体的液重。
流体力学简答题1. 什么是流体力学?流体力学是研究液体和气体运动及其相关现象的学科。
它涵盖了流体的力学性质、流动方程、边界条件以及流体在各种条件下的行为分析。
2. 流体力学的基本方程包括哪些?流体力学的基本方程包括质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。
质量守恒方程描述了质量的流动变化,动量守恒方程描述了力对流体运动的影响,而能量守恒方程描述了流体内部和周围的能量转换。
3. 流体的黏性是什么?流体的黏性是指流体内部分子或分子团之间相互碰撞的阻力。
黏性决定了流体的粘稠度,即流体的黏度。
4. 什么是雷诺数?雷诺数是一个无量纲数,用于描述流体的运动方式。
它是流体惯性力和黏性力之比的量度。
如果雷诺数小于一定临界值,称为层流;而大于临界值,则称为湍流。
5. 流体流动的控制方程是什么?流体流动的控制方程是由质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程构成的一组偏微分方程。
这些方程描述了流体内部的物理规律,如连续性、动量平衡和能量变化。
6. 流体力学的应用领域有哪些?流体力学广泛应用于各个领域,包括航空航天、化工、能源、环境工程等。
在航空航天领域,流体力学用于研究飞行器的空气动力学性能;在化工领域,它用于设计反应器和分离装置;在能源领域,它用于优化发电厂和燃烧系统的能效;在环境工程领域,它用于研究水流和大气的运动及其对环境的影响。
7. 流体力学中的边界层是什么?边界层是指流体靠近固体表面的一层流动区域。
在边界层内,流体速度由静止到最大值的变化非常快,且黏性力起到主要作用。
边界层的特性对于流体与固体表面的相互作用和摩擦有重要影响。
8. 流体的扩散和对流有什么区别?流体的扩散是指流体中物质由高浓度区域向低浓度区域的传递过程。
而对流是指流体中物质由动力学性质(如温度差、压力差)引起的流动而带来的物质传输。
扩散主要由浓度差驱动,而对流主要由动力学力驱动。
9. 流体静力学是什么?流体静力学是研究静止流体和受力平衡的流体系统性质的学科。
流体力学1流体的粘滞性(1)流体粘性概念的表述①运动流体具有抵抗剪切变形的能力,就是粘滞性,这种抵抗体现在剪切变形的快慢(速率)上。
②发生相对运动的流体质点(或流层)之间所呈现的内摩擦力以抵抗剪切变形(发生相对运动)的物理特性称为流体的黏性或黏滞性。
③黏性是指发生相对运动时流体内部呈现的内摩擦力特性。
在剪切变形中,流体内部出现成对的切应力,称为内摩擦应力,来抵抗相邻两层流体之间的相对运动。
④粘性是流体的固有属性。
但理想流体分子间无引力,故没有黏性;静止的流体因为没有相对运动而不表现出黏性。
2毛细管现象①将直径很小两端开口的细管竖直插入液体中,由于表面张力的作用,管中的液面会发生上升或下降的现象,称为毛细管现象。
②毛细管现象中液面究竟上升还是下降,取决于液体与管壁分子间的吸引力(附着力)与液体分子间的吸引力(内聚力)之间大小的比较:附着力>内聚力,液面上升;附着力<内聚力,液面下降。
③由液体重量与表面张力的铅垂分量相平衡,确定毛细管中液面升降高度h,④为减小毛细管现象引起误差,测压用的玻璃管内径应不小于10mm。
3流体静压强的两个基本特性①静压强作用的垂向性:静止流体的应力只有内法向分量—静压强(静止流体内的压应力)。
②静压强的各向等值性:静压强的大小与作用面的方位无关—静压强是标量函数。
4平衡微分方程的物理意义(1)静压强场的梯度p 的三个分量是压强在三个坐标轴方向的方向导数,它反映了标量场p在空间上的不均匀性(inhomogeneity)。
(2)流体的平衡微分方程实质上反映了静止(平衡)流体中质量力和压差力之间的平衡。
(3)静压强对流体受力的影响是通过压差来体现的5测压原理(1)用测压管测量测压管的一端接大气,可得到测压管水头,再利用液体的平衡规律,可知连通的静止液体区域中任何一点的压强,包括测点处的压强。
如果连通的静止液体区域包括多种液体,则须在它们的分界面处作过渡6拉格朗日法:着眼于流体质点,跟踪质点描述其运动历程。
简问题之阳早格格创做1.有人道“匀称流一定是恒定流”,那种道法是可精确?为什么?解:那种道法是过得的,匀称流纷歧定是恒定流.果匀称流是相对付于空间而止,即疏通果素沿过程稳定,而恒定流是相对付于时间而止,即疏通果素不随时间而变.二者判别尺度分歧.2.什么是流线?它有哪些基础个性?少管:指管讲中的火头益坏以沿程益坏为主,局部益坏战流速火头所占的比沉很小,正在估计中不妨忽略的管讲.短管:指局部火头益坏战流速火头与总火头益坏相比具备相称数值,估计时不克不迭忽略的管讲.3.简述伯努利圆程 =const的物理意思战几许意思.4、什么是并联管路?它有哪些个性?问:具备相共节面的管段组成的管路称为并联管路.个性:(1)流量叠加:并联节面上的总流量为各收管中流量之战,(2(1分)千万于)停止流体静力教圆程p=p0+ρgh的适用条件是什么?6、试用能量圆程阐明飞机的降力是怎么样爆收的.问:飞机机翼呈上凸下凸状,当气氛流经机翼时,其上侧流速较大,压力较小;下侧流速较小压力较大,进而正在机翼上下爆收了一个压力好,此即为飞机的降力.7.静火压强有哪些个性?静火压强的分散顺序是什么?8.钻研流体疏通的要领有哪二种?它们的着眼面各是什么?9、为什么要思量火泵战虹吸管的拆置下度?提示:虹吸管战火泵的吸火管内皆存留背压.当拆置下度较下时,虹吸管的最下处战火泵的进心的压强大概小于火的汽化压强,正在何处火将形成蒸汽,益害了火流的连绝性,引导火流疏通中断.果此正在举止虹吸管战火泵的安排时必须思量它们的拆置下度11、少管、短管是何如定义的?判别尺度是什么?如果某管讲是短管,但是念按少管公式估计,怎么办?12、什么是火打?减小火打压强的步伐有那些?问:压力管讲中,由于管中流速突然变更,引起管中压强慢遽删下(或者落矮),进而使管讲断里上爆收压强接替降落的局里,称为火打.工程上时常采与以下步伐去减小火打压强:(一)延少阀门(或者导叶)的开关时间T(二)收缩压力火管的少度(三)建建调压室(四)减小压力管讲中的火流流速v013、用伯努利能量圆程阐明为什么正在炎热的夏天,当火车开动后,车厢里顿时会有风从车厢二侧吹进?大于火车周围的气氛流速.14.用流体力教本理道明为什么当火车进站时,人们需轻微近离站台边沿.问案提示:(12)火车进站时具备相称快的速度,越靠拢车体的气氛的流速越大,压强便越小;(3)人身体前后爆收较大的指背列车的压力好15..17、阐明为什么雷诺数不妨用去动做判别流态的普遍准则.问:层流受扰动后,当粘性的宁静效率起主宰效率时,扰动便受到粘性的阻滞而衰减下去,层流便是宁静的;当扰动占上风,粘性的宁静效率无法使扰动衰减下去,于是震动便形成紊流.果此,震动浮现什么流态,与决于扰动的惯性效率战粘性的宁静效率相互斗争的截止.比关系18、总流能量圆程的物理意思是什么?试道明圆程中各项的物理意思?它的物理意思是:火流只可从总板滞能大的场合流背总板滞能小的场合.各项物理意思如下:滞能;20、“恒定流与非恒定流”,“匀称流与非匀称流”,“渐变流与慢变流”是怎么样定义的?(1)液体疏通时,若所有空间面上所有的疏通果素皆不随时间而改变,那种火流称为恒定流.若所有空间面上所有的疏通果素随时间爆收了变更,那种火流称为非恒定流.(2)正在恒定流中,液流共一流线上液体量面流速的大小战目标均沿程稳定天震动,称为匀称流.当流线上各量面的疏通果素沿程爆收变更,流线不是相互仄止的直线时,称为非匀称流.(3)流线靠近于仄止直线的震动称为渐变流,流线的直率较大,流线之间的夹角也较大的震动,称为慢变流.21.什么是流线?什么是迹线?指出二者的辨别.流线:正在某一瞬时,正在流场中所做的一条出处于该直线上所有量面的速度矢量相切的直线.(3分)迹线:流体量面的疏通轨迹线.(或者共一量面正在个分歧时刻所占有的空间位子联成的空间直线.)流线与迹线是二个分歧的观念.迹线是Lagrange法对付震动的形貌,它是某一量面正在某一时段内的震动轨迹线,而流线代表某一瞬时流场中一系列液体量面的震动目标线,它是Euler法对付震动的形貌,二者不该混共.22.沿程火头益坏hf是与流速v的一次圆成正比1、试阐明附里层(鸿沟层)观念;问:正在大雷诺数绕流时,紧靠物体表面附近存留一个速度爆收慢遽变更的极薄的流体层,正在该薄层内,流体做粘性有旋疏通,那样的薄层即称为附里层.2、试用能量圆程阐明飞机的降力是怎么样爆收的.问:飞机机翼呈上凸下凸状,当气氛流经机翼时,其上侧流速较大,压力较小;下侧流速较小压力较大,进而正在机翼上下爆收了一个压力好,此即为飞机的降力.2、试用能量圆程阐明正在闷热无风的夏天,当火车运止时,风会从二侧的车窗缓缓吹进.问:但是火车运止时,车厢附近的气氛由于粘性的效率,会跟随车厢一讲疏通,且越靠拢车厢,气氛的速度越大.那样,由能量圆程可知,越靠拢车厢处,气氛的压强便越小.进而爆收了一个指背车厢的压力好.正在此压好的效率下,气氛便经由车窗被吹进了车厢内. 4.简述粘性流体绕流物体时爆收阻力的本果.怎么样缩小阻力?, 什么是真空度?38.液体疏通有哪二种型态?怎么样判别圆管震动的型态?39.串联管讲战并联管讲有什么辨别?36.等压里的本量是什么?37.流线为什么不克不迭相接?39.简朴管讲的火力估计可分为哪二种出流情况?36.等压里的个性是什么?37.形貌液体疏通有哪二种要领,它们的辨别是什么?38.里积相等的正圆形战圆形过火断里的火力半径哪个大,为什么?μc有什么分歧?37.为什么流线不克不迭相接?36.什么是相对付压强, 什么是真空度?38.液体疏通有哪二种型态?怎么样判别圆管震动的型态?39.串联管讲战并联管讲有什么辨别?36.等压里的本量是什么?39.简朴管讲的火力估计可分为哪二种出流情况?36.等压里的个性是什么?37.形貌液体疏通有哪二种要领,它们的辨别是什么?38.为什么道达西公式与开才公式是普遍的,不过表示形式分歧?39.简朴管讲火力估计的基础典型主要有哪些?21.什么是千万于压强,什么是相对付压强?22.匀称流具备的个性是什么?23.流线为什么不克不迭相接?1.效率于液体的力可分成哪二类?请分别举例道明.2.何谓千万于压强、相对付压强、真空?千万于压强是可可为背值?最大真空压强为几?2.虹吸管可由短管造论估计;并联管讲可由少管造论估计.2.怎么样判别层流与紊流?为什么道正在圆管层流中的沿程火头益坏与流速的一次圆成正比?3.(本小题3分)设有并联的三条收管1,2,3,正在对付所有系统估计总火头益坏时,为什么只需估计其中任一条收管的火头益坏?形成是什么?怎么样决定压力体?1.什么是千万于压强,什么是相对付压强?千万于压强是以千万于真空为基准的压强,相对付压强是以当天大气压强为基准的压强.2.匀称流具备的个性是什么?①过火断里为仄里,过火断里形状、尺寸沿程稳定;②共一流线上的流速相等,流速分散相共,仄稳流速相共;③动火压强按静火压强分散3.流线为什么不克不迭相接?果流线上任一面的切线目标代表该面的流速目标,如果流线相接,正在接面出便会出现二个切线目标,而共一时刻共一面流体量面不可能共时背二个目标疏通.简述粘性流体绕流物体时爆收阻力的本果.怎么样缩小阻力?问:(1)阻力有二部分,一部分是由于粘性爆收切背应力产死的摩揩阻力;另一部分是由于鸿沟层分散爆收压强好产死的压好阻力(形状阻力).(2)要减小摩揩阻力,应使层流鸿沟层转移成紊流鸿沟层的转捩面尽大概后移;把物体做成流线型,使分散面后移,以至不爆收分散,可缩小物体后里的尾涡区,进而减小压好阻力.1、试道明为什么飞机机翼呈上凸下凸形状?解:飞机机翼呈上凸下凸状,当气氛流经机翼时,其上侧流速较大,压力较小;下侧流速较小压力较大,进而正在机翼上下爆收了一个压力好,此即为飞机的降力.2、试写出雷诺数的数教表白式,并分解其物理意思.2、为什么常常流线形物体的绕流阻力较小;3、理念流体总流伯努利圆程中各项的物理意思.4、为什么“紊流细糙区”也称为“阻力仄圆区”.5、简析层流与紊流的流态转移机理.6、简述流线型物体与钝型体的绕流阻力顺序的各自个性.7、为什么雷诺数不妨用去判别流态?8、并联管路火力估计中,“阻力仄稳的观念”的含意是什么9、试道明非圆管火力估计的要领;10、为什么下我妇球的表面是光润的,而非细糙的,其中蕴含的流体力教讲理是什么?2..3.解问:前式表示断里上空间分散不匀称的速度对付断里积的仄稳;后式常常表示随时间不准则变更紊流瞬时速度对付时间所与的仄稳.1、试分解紊流惯性切应力与粘性切应力爆收的体造有何分歧?2、试阐明附里层观念及其意思.3、试道明“流体量面”的观念,并正在此前提上,叙述“连绝性介量模型”的观念及其意思.4、试道明为什么常常流线形物体(如飞机机翼)的阻力较小,而钝形骸(如电线杆)的阻力较大?2、简述流线型物体与钝型体的绕流阻力顺序的各自个性.问:正在绕流流场中,流线形物体的阻力惟有表面摩揩阻力,不(或者基础上不存留)压好阻力(或者称形状阻力).而钝形骸的阻力普遍不但是有表面摩揩阻力,而且还包罗压好阻力.12.2 什么喊时变加速度,什么喊位变加速度?12.3液体疏通的基础形式有哪几种?写出它们的数教表白式?1 何谓鸿沟层分散?爆收鸿沟层分散的本果是什么?液体对付所绕物体的阻力是由哪二部分组成?与哪些果素有关?势函数战流函数存留的充分需要条件是什么?12.4 4.1 何谓有势流?有势流与有涡流真量辨别是什么?12.5什么喊鸿沟层?鸿沟层液流有哪些个性?什么喊火打相,周期?什么是间接火打?什么是间接火打?各有什么个性?何谓“层流下层”?它与雷诺数有何关系?它的薄度对付沿程火头益坏有何效率?12.6雷诺数Re具备什么物理意思?为什么不妨起到判别流态(层流、紊流)的效率?试道明由层流背紊流过度的物理历程.什么喊总火头线战测压管火头线?火力坡度战测压管坡度?匀称流的测压管火头线战总火头线的关系何如?本量流体中总流战元流的能量圆程有战辨别?2.6(1(2)如果由动量圆程式供得的力为背值道明什么问题.何谓等压里?怎么样得到等压里的圆程?2.10 如果受压里正在液体中火仄搁置时,其压力沉心战受压里的形心相对付位子怎么样?2.11 当受压里为二维直里时,怎么样决定效率正在受压里上的合力的大小、目标战效率面?2.12 真压力体战真压力体有何同共?12.7“流体有粘性,所以流体内一定存留粘性力.”对付吗?为什么?。
流体力学期末试题及答案流体力学是工程学和物理学中的一个重要分支,它研究流体(液体和气体)的运动规律以及流体与固体边界之间的相互作用。
以下是一份流体力学期末试题及其答案,供参考。
# 流体力学期末试题一、选择题(每题2分,共20分)1. 流体力学中,流体的连续性方程描述了什么?A. 流体的密度变化B. 流体的质量守恒C. 流体的动量守恒D. 流体的能量守恒2. 以下哪项不是流体力学中的基本概念?A. 流体B. 粘性C. 压缩性D. 弹性3. 流体的雷诺数Re表示的是:A. 流体的密度B. 流体的动量C. 流体的惯性力与粘性力的比值D. 流体的压强4. 以下哪个不是流体力学中的边界层概念?A. 粘性边界层B. 热边界层C. 速度边界层D. 压力边界层5. 流体力学中的伯努利方程适用于:A. 静止流体B. 可压缩流体C. 不可压缩流体D. 任何流体...二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述流体力学中的粘性对流体流动的影响。
2. 描述流体力学中的纳维-斯托克斯方程,并解释其物理意义。
3. 解释什么是流体的湍流,并简述其特点。
三、计算题(每题25分,共50分)1. 假设有一个圆形管道,其直径为0.2米,管道内流动的水的速度为2米/秒。
求管道的雷诺数,并判断流动状态是层流还是湍流。
2. 考虑一个不可压缩流体在水平管道中流动,管道直径为0.3米,管道内流体的密度为1000 kg/m³,粘性系数为0.001 Pa·s。
若管道的摩擦系数f=0.02,求管道的流速和流量。
...四、论述题(共30分)1. 论述流体力学在航空航天工程中的应用,并举例说明。
# 流体力学期末试题答案一、选择题1. 答案:B(流体的质量守恒)2. 答案:D(弹性)3. 答案:C(流体的惯性力与粘性力的比值)4. 答案:D(压力边界层)5. 答案:C(不可压缩流体)...二、简答题1. 粘性是流体内部分子间摩擦力的量度,它影响流体流动的阻力和能量损失。
流体力学期末试题及答案一、选择题1. 下列哪个不属于流体力学的基本假设?A. 流体是连续性的B. 流体是可压缩的C. 流体力学适用于中高速流动D. 流体具有黏性特性答案: B2. 以下哪个定律描述了流体的质量守恒?A. 阿基米德原理B. 波义尔定律C. 爱因斯坦质能方程D. 应变-应力关系定律答案: B3. 流体的雷诺数通常用来判断流体流动的什么特性?A. 粘滞力大小B. 流体的温度C. 流体的密度D. 流动是否属于层流或湍流答案: D4. 在流体中,静压力随着流速的增大而减小是因为什么原因?A. 流体的黏性特性B. 流体的密度变化C. 流体的连续性D. 流体的惯性答案: D5. 阿基米德原理适用于哪种物体?A. 任何物体B. 只适用于液体C. 只适用于气体D. 只适用于浮在流体表面的物体答案: A二、填空题1. 流体的流动速度可以用 _______来描述。
答案: 速度矢量2. 流体的黏性力可以通过____________来描述。
答案: 粘度3. 理想流体满足的基本假设包括连续性、__________和无黏性。
答案: 不可压缩性4. 流体的__________决定了流体对应力的敏感程度。
答案: 粘度5. 流体的黏性是由流体分子间的 ____________ 所引起的。
答案: 分子间作用力三、简答题1. 解释什么是层流和湍流?它们有什么主要区别?层流和湍流是流体在流动过程中的两种不同状态。
层流是指流体流动时的速度分布很规则,流线平行且流速均匀的状态;湍流是指流体流动时速度分布不规则、流线交错、流速变化较大的状态。
主要区别如下:- 层流的流动非常有序,流速分布均匀,且流体粘滞阻力小;湍流的流动非常混乱,存在涡流、涡旋和湍流的湍流,粘滞阻力大。
- 层流的流体运动稳定,不易产生涡流;湍流的流体运动不稳定,容易产生涡流和涡旋。
- 层流的流速梯度小,流线平行;湍流的流速梯度大,流线交错。
- 层流的能量损失小,流体分子间的能量传递较少;湍流的能量损失大,流体分子间的能量传递较多。
简答题1.有人说“均匀流一定是恒定流”,这种说法是否正确?为什么?解:这种说法是错误的,均匀流不一定是恒定流。
因均匀流是相对于空间而言,即运动要素沿流程不变,而恒定流是相对于时间而言,即运动要素不随时间而变。
两者判别标准不同。
2.什么是流线?它有哪些基本特征?长管:指管道中的水头损失以沿程损失为主,局部损失和流速水头所占的比重很小,在计算中可以忽略的管道。
短管:指局部水头损失和流速水头与总水头损失相比具有相当数值,计算时不能忽略的管道。
3.简述伯努利方程 =const 的物理意义和几何意义。
4、什么是并联管路?它有哪些特点?答:具有相同节点的管段组成的管路称为并联管路。
特点:(1)流量叠加:并联节点上的总流量为各支管中流量之和,即321Q Q Q Q++=; (2)并联各支管上的阻力损失相等,即321l l l h h h ==。
(1分)(3)总的阻抗平方根的倒数等于各支管阻抗平方根倒数之和,即3211111S S S S ++=5.(绝对)静止流体静力学方程p=p0+ρgh 的适用条件是什么?6、试用能量方程解释飞机的升力是如何产生的。
答:飞机机翼呈上凸下凹状,当空气流经机翼时,其上侧流速较大,压力较小;下侧流速较小压力较大,从而在机翼上下产生了一个压力差,此即为飞机的升力。
7.静水压强有哪些特性?静水压强的分布规律是什么?8.研究流体运动的方法有哪两种?它们的着眼点各是什么?9、为什么要考虑水泵和虹吸管的安装高度?提示:虹吸管和水泵的吸水管内都存在负压。
当安装高度较高时,虹吸管的最高处和水泵的进口的压强可能小于水的汽化压强,在那里水将变成蒸汽,破坏了水流的连续性,导致水流运动中断。
因此在进行虹吸管和水泵的设计时必须考虑它们的安装高度11、 长管、短管是怎样定义的?判别标准是什么?如果某管道是短管,但想按长管公式计算,怎么办?12、什么是水击?减小水击压强的措施有那些?答:压力管道中,由于管中流速突然变化,引起管中压强急剧增高(或降低),从而使管道断面上发生压强交替升降的现象,称为水击。
工程上常常采取以下措施来减小水击压强:(一)延长阀门(或导叶)的启闭时间T(二)缩短压力水管的长度(三)修建调压室(四)减小压力管道中的水流流速v013、 用伯努利能量方程解释为什么在炎热的夏天,当火车开动后,车厢里顿时会有风从车厢两侧吹进? 答:当火车开动后,车厢内的空气获得一定的流速,该流速远大于火车周围的空气流速。
由伯努利方程c g v pz =++22γ…… 14.用流体力学原理说明为什么当火车进站时,人们需稍微远离站台边缘。
答案提示:(1)所用知识点:伯努利方程c g v pz =++22γ(2)火车进站时具有相当快的速度,越靠近车体的空气的流速越大,压强就越小;(3)人身体前后产生较大的指向列车的压力差15、试写出动能修正系数α的数学表达式,并说明其含义。
试写出动量修正系数0α的数学表达式,并说明其含义。
17、解释为什么雷诺数可以用来作为判别流态的一般准则。
答:层流受扰动后,当粘性的稳定作用起主导作用时,扰动就受到粘性的阻滞而衰减下来,层流就是稳定的;当扰动占上风,粘性的稳定作用无法使扰动衰减下来,于是流动便变为紊流。
因此,流动呈现什么流态,取决于扰动的惯性作用和粘性的稳定作用相互斗争的结果。
雷诺数之所以能判别流态,正是因为它反映了惯性力与粘性力的对比关系,[][][][][][][][][][][][][][][]Re //223===μρμρL v L v L L v L 粘性力惯性力。
18、总流能量方程的物理意义是什么?试说明方程中各项的物理意义?答:总流的能量方程表述为:21222222111122-+++=++l h g v p z g v p z αγαγ它的物理意义是:水流只能从总机械能大的地方流向总机械能小的地方。
各项物理意义如下:z ─总流过水断面上单位重量液体所具有的位能,简称为单位位能;γp ─总流过水断面上单位重量液体所具有的压能,简称为单位压能; γp z +─总流过水断面上单位重量液体所具有的平均势能,简称为单位势能; gv 22α─总流过水断面上单位重量液体所具有的平均动能; g v pz H 22αγ++=─总流过水断面上单位重量液体所具有的总能量,即总机械能;20、“恒定流与非恒定流”,“均匀流与非均匀流”,“渐变流与急变流”是如何定义的?(1)液体运动时,若任何空间点上所有的运动要素都不随时间而改变,这种水流称为恒定流。
若任何空间点上所有的运动要素随时间发生了变化,这种水流称为非恒定流。
(2)在恒定流中,液流同一流线上液体质点流速的大小和方向均沿程不变地流动,称为均匀流。
当流线上各质点的运动要素沿程发生变化,流线不是彼此平行的直线时,称为非均匀流。
(3)流线接近于平行直线的流动称为渐变流,流线的曲率较大,流线之间的夹角也较大的流动,称为急变流。
21. 什么是流线?什么是迹线?指出两者的区别。
流线:在某一瞬时,在流场中所作的一条出处于该曲线上所有质点的速度矢量相切的曲线。
(3分)迹线:流体质点的运动轨迹线。
(或同一质点在个不同时刻所占有的空间位置联成的空间曲线。
)流线与迹线是两个不同的概念。
迹线是Lagrange 法对流动的描述,它是某一质点在某一时段内的流动轨迹线,而流线代表某一瞬时流场中一系列液体质点的流动方向线,它是Euler 法对流动的描述,两者不应混同。
22. 根据达西公式g v R l h f 242λ=和层流中Re A =λ的表达式,证明层流中沿程水头损失hf 是与流速v 的一次方成正比1、试解释附面层(边界层)概念;答:在大雷诺数绕流时,紧靠物体表面附近存在一个速度发生急剧变化的极薄的流体层,在该薄层内,流体作粘性有旋运动,这样的薄层即称为附面层。
2、试用能量方程解释飞机的升力是如何产生的。
答:飞机机翼呈上凸下凹状,当空气流经机翼时,其上侧流速较大,压力较小;下侧流速较小压力较大,从而在机翼上下产生了一个压力差,此即为飞机的升力。
2、试用能量方程解释在闷热无风的夏天,当火车运行时,风会从两侧的车窗徐徐吹进。
答:但火车运行时,车厢附近的空气由于粘性的作用,会跟随车厢一道运动,且越靠近车厢,空气的速度越大。
这样,由能量方程可知,越靠近车厢处,空气的压强就越小。
从而产生了一个指向车厢的压力差。
在此压差的作用下,空气就经由车窗被吹进了车厢内。
1. 什么是绝对压强,什么是相对压强?绝对压强是以绝对真空为基准的压强,相对压强是以当地大气压强为基准的压强。
2. 均匀流具有的特征是什么?①过水断面为平面,过水断面形状、尺寸沿程不变;②同一流线上的流速相等,流速分布相同,平均流速相同;③动水压强按静水压强分布3. 流线为什么不能相交?因流线上任一点的切线方向代表该点的流速方向,如果流线相交,在交点出就会出现两个切线方向,而同一时刻同一点流体质点不可能同时向两个方向运动。
简述粘性流体绕流物体时产生阻力的原因。
如何减少阻力?答:(1)阻力有两部分,一部分是由于粘性产生切向应力形成的摩擦阻力;另一部分是由于边界层分离产生压强差形成的压差阻力(形状阻力)。
(2)要减小摩擦阻力,应使层流边界层转变为紊流边界层的转捩点尽可能后移;把物体作成流线型,使分离点后移,甚至不发生分离,可减少物体后面的尾涡区,从而减小压差阻力。
1、 试说明为什么飞机机翼呈上凸下凹形状?解:飞机机翼呈上凸下凹状,当空气流经机翼时,其上侧流速较大,压力较小;下侧流速较小压力较大,从而在机翼上下产生了一个压力差,此即为飞机的升力。
3、dA u A v A ⎰=1和⎰=T udt T u 01表达的各是什么含义,并说明其本质差别。
解答:前式表示断面上空间分布不均匀的速度对断面积的平均;后式通常表示随时间不规则变化紊流瞬时速度对时间所取的平均。
第二章 1.物质的物理属性比较 . 在常温常压下,物质可以分为固体、液体和气体三种聚集状态。
在常温常压下,物质可以分为固体、液体和气体三种聚集状态。
它们 都具有下列物质的三个基本属性: 都具有下列物质的三个基本属性: (1)由大量分子组成, )由大量分子组成, (2)分子不断地作随机热运动, )分子不断地作随机热运动, (3)分子与分子之间有相互作用力。
)分子与分子之间有相互作用力。
I 从宏观上看同体积内所包含的分子数目:气体<液体 固体 II 同 从宏观上看同体积内所包含的分子数目:气体 液体 液体<固体 样分子间距上的分子相互作用力:气体 液体 液体<固体 样分子间距上的分子相互作用力:气体<液体 固体 III 固体、液体和气体宏观的表象差异 固体、 固体有一定的体积也有一定的形状; 固体有一定的体积也有一定的形状; 液体有一定的体积而无一定的形状; 液体有一定的体积而无一定的形状; 气体既无一定的体积也无一定的形状。
气体既无一定的体积也无一定的形状。
IV 固体、液体和气体力学性能比较: 固体、液体和气体力学性能比较 固体可以承受拉力、压力和切应力; 固体可以承受拉力、压力和切应力; 液体却只能承受压力,几乎不能承受拉力, 液体却只能承受压力,几乎不能承受拉力,在极小的切应力作用 下就会出现连续的变形流动,它只呈现对变形运动的阻力,不能 下就会出现连续的变形流动,它只呈现对变形运动的阻力, 自行消除变形。
这一特性称为流体的易流动性。
自行消除变形。
这一特性称为流体的易流动性。
气体与液体性能相近,主要差别是,可压缩性的大小。
气体 液体 气体与液体性能相近,主要差别是,可压缩性的大小。
气体>液体 2.粘度的表示方法:动力粘度μ 、运动粘度ν 、恩氏粘度°E .粘度的表示方法:动力粘度μ 运动粘度ν 恩氏粘度° 3.粘度的变化规律 粘度的变化规律 1) ) 液体粘度大小取决于分子间的距离和分子引力。
当温度升 液体粘度大小取决于分子间的距离和分子引力。
高或压强降低时液体膨胀,分子间距增加,分子引力减小, 高或压强降低时液体膨胀,分子间距增加,分子引力减小,粘 度降低。
反之,温度降低,压强升高时,液体粘度增大。
度降低。
反之,温度降低,压强升高时,液体粘度增大。
2)气体分子间距较大,内聚力较小,但分子运动较剧烈,粘性主 )气体分子间距较大 内聚力较小,但分子运动较剧烈, 要来源于流层间分子的动量交换。
当温度升高时, 分子运动加剧, 要来源于流层间分子的动量交换。
当温度升高时, 分子运动加剧, 所以粘性增大;而当压强提高时,气体的粘性增大。
所以粘性增大;而当压强提高时,气体的粘性增大。
第三章 1.流体处于静止状态包括了两种形式 1)绝对静止 2)相对静止 . ) ) 2、常见的质量力: 、常见的质量力: 重力Δ 重力ΔW = Δmg 、 、 直线运动惯性力Δ 直线运动惯性力ΔFI = Δm ·a 惯性力 离心惯性力Δ 离心惯性力ΔFR = Δm ·r ω2 。