流体力学复习资料

水力学B(2-1)复习资料1.如图所示，矩形平板闸门AB 一侧挡水。

已知长m L 3=，宽b=2m ，形心点水深m h c 2=，倾角︒=45α，闸门上缘A 处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力。

试求开启闸门所需的拉力T 。

2．如图所示，圆柱体一侧挡水，已知圆柱体长m L 16=，直径m D 4=，挡水深m h 4=，试求圆柱体所受静水总压力。

3. AB 为一矩形闸门，A 为闸门的转轴，闸门宽b=3m ，闸门自重G=19.62kN ，m h 11=,m h 22=。

问B 端所施的铅直力T 为何值时，才能将闸门打开？4.测压装置如图。

已测得A 球压力表读数为Pa 41045.2⨯，测压计内汞面之间的空间充满酒精，已知cm h 201=，cm h 252=，cm h 70=；试计算B 球中的空气的压强。

(ρ汞=13.6310⨯kg/m3，ρ酒精=0.8310⨯kg/m3)5．图示为U 形汞压差计，用于量测两水管中A 和B 两点的压差，已知m h 36.0=，A 和B 两点高差m z 1=∆，试求A 和B 两点的压差。

6.测压管中水银柱差mm h 90=∆，在水深h=2m 处安装一测压表M ，试求M 的读数。

7．如图所示，一水平放置的弯管，已知02145,/50,100,150====αs L Q mm d mm d ，出口水流流入大气，不计水头损失，试求固定此弯管所需要的力。

8.图示为一平面上的弯管，已知管径d A =200mm ，d B =150mm ，Ａ－Ａ断面相对压强p A =300kN/m 2，管中流量Q=0.2m 3/s ，转角 45=θ。

略去水头损失，求弯管所受的作用力。

9．如图所示，某一水池，通过一根管径mm d 200=，管长m l 700=的管道，恒定地放水。

已知水池水面和管道出口高差m H 20=，管道上有两个弯头，每个弯头的局部阻力系数3.0=ξ，管道进口是直角（5.0=ξ），管道全长的沿程阻力系数025.0=λ，试求通过的流量。

32学时流体力学课复习题一、填空题1、流体是一种受任何微小的都会产生连续的物质。

2、牛顿内摩擦定律：，其中的比例系数称为。

3、温度升高时，液体的粘度，而气体的粘度。

4、作用在流体上的力可分为和两类。

5、单位质量力是指作用在单位_____ 液体上的质量力。

6、单位质量力的量纲是。

7、对于不同的流体，体积弹性系数的值不同，弹性模量越，流体越不易被压缩。

8、某点处的绝对压强等于该处的加上该处的。

9、某点处的真空等于该处的减去该处的。

10、某点处的相对压强等于该处的减去该处的。

11、在平衡流体中，静压强相等的各点所组成的面称为，平衡流体内任一点所受的与通过该点的互相垂直。

12、静止流场中的压强分布规律，既适用于流体，也适用于流体。

13、根据的大小，粘性流体的流动状态可分为和。

14、根据流体是否有粘性，流体可分为和。

15、根据流动参数随时间的变化，流体流动可分为流动和流动。

16、连续性方程是在流体力学上的数学表达形式。

17、总流伯努利方程是在流体力学上的数学表达形式。

18、计算局部阻力的公式为：；计算沿程阻力的公式为：。

19、相似条件包括、和。

20、沿程阻力主要是由于引起的，而局部阻力那么主要是由于引起的。

21、连续性方程表示控制体的________守恒。

22、液体随容器作等角速度旋转时，重力和惯性力的合力总是与液体自由面。

23、圆管层流中断面平均流速等于管中最大流速的。

二、选择题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：(1)牛顿流体及非牛顿流体；(2)可压缩流体与不可压缩流体(3)均质流体与非均质流体；(4)理想流体与实际流体3. 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4. 以下说法哪个是正确的：(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05. 理想气体的特征是：。

第一章流体的力学性质复习思考题❖ 1 流体区别于固体的本质特征是什么？❖ 2 试述流体的连续介质概念。

❖ 3 什么是流体的粘性？流体的动力粘度与运动粘度有什么区别？❖ 4 液体的压缩性与什么因素有关？空气与液体具有一样的压缩性吗？❖ 5 牛顿流体与非牛顿流体有什么区别？❖作业1-3,1-4,1-5,1-10练习题一、选择题1、按流体力学连续介质的概念，流体质点是指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、从力学的角度分析，一般流体和固体的区别在于流体A 能承受拉力，平衡时不能承受切应力；B 不能承受拉力，平衡时能承受切应力；C 不能承受拉力，平衡时不能承受切应力；D 能承受拉力，平衡时也能承受切应力。

3、与牛顿内摩擦定律直接有关系的因素是A 切应力与压强；B 切应力与剪切变形速度C 切应力与剪切变形；D 切应力与流速。

4、水的黏性随温度的升高而A 增大；B 减小；C 不变；D 不能确定。

5、气体的黏性随温度的升高而A 增大；B 减小；C 不变；D 不能确定。

6.流体的运动粘度的国际单位是A m 2/s ；B N/m 2；C kg/m ；D N.m/s7、以下关于流体黏性的说法不正确的是A 黏性是流体的固有属性；B 黏性是在运动状态下流体具有抵抗剪切变形速率能力的量度；C 流体的黏性具有传递运动和阻滞运动的双重作用；D 流体的黏性随温度的升高而增大。

8、已知液体中的流速分布u-y 如图1-1所示，其切应力分布为9、以下关于液体质点和液体微团A 液体微团比液体质点大；B 液体微团比液体质点大；C 液体质点没有大小，没有质量；D 液体质点又称为液体微团。

10、液体的粘性主要来自于液体-----------。

A 分子的热运动；B 分子间内聚力；C 易变形性；D 抗拒变形的能力 11.15o 时空气和水的运动粘度为6214.5510/air m s ν-=⨯，621.14110/water m s ν-=⨯，这说明A 、空气比水的粘性大 ；B 、空气比水的粘性小；C 空气与水的粘性接近；D 、不能直接比较。

流体力学复习题绪论2.流体的压缩性与热胀性用什么表示？他们对液体的密度和容重有何影响？答：流体的压缩性用压缩系数表示.流体的热胀性用热胀系数表示影响：①流体在压力作用下，体积减小，密度增大，容重增大，由于液体的压缩系数很小，故工程上一般液体视为不可压缩的，但是在瞬间压强变化很大的特殊场合，则必须考虑其压缩性②温度升高，流体体积增大，密度减小，容重减小，液体热胀性非常小，一般工程中也不考虑液体的热胀性。

但是在热水采暖工程中或其他特殊情况下，需考虑热胀性。

3.当气体远离液相状态时，可以近似看成理想气体，写出理想气体状态方程。

当压强与温度改变时，对气体的密度有何影响？答：（1）理想气体状态方程：（2）理想气体从一个状态到另一个状态下的压强，温度，密度间的关系为：①压强不变时，即则。

气体密度与温度成反比，温度升高密度减小；温度降低，密度增大；但温度降低到液化温度时不成立。

②温度不变时,即则气体密度与压强成正比关系，压强增加，密度增大。

压强达到极限压强后不再适用。

4.什么是流体的粘滞性？它对流体的运动有何影响？动力粘滞系数与运动粘滞系数有何区别于联系？液体与其体的粘滞性随温度的变化相同吗？为什么？答：（1）在流体内部产生内摩擦力以阻抗流体运动的性质称为流体的粘滞性。

（2）粘滞性阻碍了流体的相对运动。

（3）①联系：都是反映流体粘滞性的参数，表明流体的粘滞性越强。

②区别：工程中大多数流体的动力粘滞系数与压力变化无关。

但是对气体而言，压力变化，密度变化，故运动粘度随压力变化。

（4）①变化不相同。

温度升高时，所有液体粘滞性是下降的。

而所有其体的粘滞性是上升的。

②粘性取决于分子间的引力和分子间的动量交换，液体的粘滞性主要取决于分子间的引力，其体的黏性取决于分子间的动量交换。

温度升高，分子间的引力减小而动量交换加剧，故变化规律不相同。

5.液体气化压强的大小与液体的温度和外界压强有无关系？根据液体气化压强的特性，流体在什么情况下会产生不利因素/答：①分子的活动能力随温度升高而升高，随压力的升高而减小，气化压强也随温度的升高而增大，随外界的压强的增大而减小。

《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。

第一章流体力学基本知识物质在自然界中通常按其存在状态的不同分为固体(固相)、液体(液相)和气体(气相)。

液体和气体因具有较大的流动性，被统称为流体，第一节流体的主要物理性质一、流体的密度和容重对于均质流体，单位体积的质量，称为流体的密度，即：ρ=m/V对于均质流体，单位体积的流体所受的重力称为流体的重力密度，简称重度，即：γ=G/V由牛顿第二定律得：G=m g。

因此，γ=G/V=mg/V=ρg流体的密度和重度随其温度和所受压力的变化而变化，在实际工程中，液体的密度和重度随温度和压力的变化而变化的数值不大，可视为一固定值；而气体的密度和重度随温度和压力的变化而变化的数值较大，设计计算中通常不能视为一固定值。

常用流体的密度和重度如下：水在标准大气压，温度为4°C时密度和重度分别为：ρ=1000kg／m3，γ=9.807kN／m3水银在标准大气压，温度为0℃时其密度和重度是水的13.6倍。

干空气在标准大气压，温度为20°C时密度和重度分别为：ρ=1.2kg／m3，γ=11.82N／m3二、流体的粘滞性流体在运动时，由于内摩擦力的作用，使流体具有抵抗相对变形(运动)的性质，称为流体的粘滞性。

对于静止流体，由于各流层间没有相对运动，粘滞性不显示。

流体粘滞性的大小，通常用动力粘滞性系数μ和运动粘滞性系数v来反映，实验证明，水的粘滞性随温度的增高而减小，而空气的粘滞性却随温度的增高而增大。

内摩擦力的大小可用下式表示：T=μAdu/dy式中T一一流体的内摩擦力；μ——流体的动力粘性系数；A——层与层的接触面积；du/dy——流体的速度梯度。

三、流体的压缩性和热胀性流体的压强增大，体积缩小，密度增大的性质，称为流体的压缩性。

流体温度升高，体积增大,密度减小的性质，称为流体的热胀性。

在很多工程技术领域中，可以把液体的压缩性和热胀性忽略不计。

但在研究有压管路中水击现象和热水供热系统时，就要分别考虑水的压缩性和热胀性。

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。

三一文库（）*电大考试*电大流体力学考试考点归纳总结答案1.流体：是在任何微小剪切力的持续作用下，能够连续不断变形的物质。

2.流体密度：是指单位体积的流体所具有的质量，kg/m3。

3.流体重度：是指单位体积的流体所具有的重力，Y，N/m3。

4.流体的压缩性：是指流体的体积随压力的增加而缩小的性质。

5.流体的压缩系数：是指温度不变时，单位压力的变化所引起体积的相对变化量。

6.流体的膨胀性：是指流体的体积随温度的升高而增大的性质。

7.流体的膨胀系数;是指压力不变时，单位温度的变化所引起体积的相对变化量。

8.黏性：是指流体流动时，流层间因相对运动产生内摩擦力而阻碍相对运动的性质。

9.动力黏度：是表示流体动力特性的黏度，μ。

10.运动黏度：是指在一个标准大气压和同一温度下，流体的动力黏度与密度的比值。

11.相对黏度：是在一定条件下用黏度计直接测定的黏度。

恩氏赛氏雷氏。

我国用恩氏黏度。

12.表面力：是指作用在流体表面上的力，与作用面积成正比的力。

13.质量力：是作用于流体质点上，并于流体质量成正比的力。

分为重力，惯性力。

14.流体的力学模型：连续性流体、无黏性流体、不可压缩流体。

15.绝对压力：以绝对真空为基准算起的压力称为绝对压力，P。

16.相对压力：以大气压力P a为基准算起的压力称为相对压力，P b。

17.真空度：相对压力为负值时称为负压，负压的绝对值称为真空度。

18.帕斯卡定律：静止液体表面上的压力变化将等值传递到液体中的任意点。

19.等压面：是指静止液体中压力相等的点组成的面。

20.流体静压力：是指静止流体单位面积上所受的内法向力。

21.静力学基本方程：是表达流体在静止状态下的压力分布规律的数学表达式，是解决流体静力学问题的基本方程。

22.有压流动：流动边界全部是固体，即流动边界全部被固体包围的流动称为有压流动。

特点靠压力实现23.无压流动：流动边界一部分是固体，另一部分是气体的流动称为无压流动。

一．选择题：１、恒定流是 : (a) 流动随时间按一定规律变化；（b）流场中任意空间点上的运动要素不随时间变化；(c) 各过流断面的速度分布相同。

2、粘性流体总水头线沿程的变化是：(a) 沿程下降；（b) 沿程上升；(c) 保持水平；(d) 前三种情况都可能；3、均匀流是：(a) 当地加速度（时变）为零；（b)迁移加速度（位变）为零；（c）向心加速度为零；(d)合速度为零处；4、一元流动是：(a) 均匀流；（b) 速度分布按直线变化；(c) 运动参数是一个空间坐标和时间变量的函数；5、伯努利方程中各项水头表示：(a) 单位重量液体具有的机械能；（b)单位质量液体具有的机械能； (c)单位体积液体具有的机械；(d)通过过流断面流体的总机械能。

6、圆管层流，实测管轴线上流速为４m/s，则断面平均流速为：：(a) 4m；（b）3.2m；(c)2m；7、半圆形明渠，半径r=4m，其水力半径为：(a) ４m；（b）3m；(c) 2m；(d) 1m。

8、静止液体中存在：(a) 压应力；（b）压应力和拉应力； (c) 压应力和剪应力；(d) 压应力、拉应力和剪应力。

(静止液体不收切力和拉力)（1）在水力学中，单位质量力是指（）a、单位面积液体受到的质量力；b、单位体积液体受到的质量力；b、单位质量液体受到的质量力；d、单位重量液体受到的质量力。

答案：c（2）在平衡液体中，质量力与等压面（）a、重合；b、平行c、斜交；d、正交。

答案：d（3）水力学中的一维流动是指（）a、恒定流动；b、均匀流动；c、层流运动；d、运动要素只与一个坐标有关的流动。

答案：d（4）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（）a、8；b、4；c、2；d、1。

答案：b（5）同种液体通过两根相同长度，但粗糙高度不同的等直径长直管道，当雷诺数Re相同时，它们的水头损失在（）内是相同的。

a、层流；b、层流至紊流过渡区；c、紊流光滑区；d、紊流过渡区；e、紊流粗糙区答案：a、b、c（8）渗流研究的对象是（）的运动规律a、重力水；b、毛细水；c、气态水；d、薄膜水。