工程流体力学复习题Word文档下载推荐.docx

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5．等压面与压力体

等压面在充满平衡流体的空间，连接压强相等的各点所组成的面称为等压面。

等压面有三个特性：

等压面就是等势面；

等压面与质量力垂直；

两种混容的流体分界面为等压面。

压力体由所探究的曲面，通过曲面周界所作的垂直柱面和流体的自由表面（或其延伸面）所围成的封闭体积叫做压力体。

6．系统与控制体

系统有限体积的流体质点的集合称为系统。

（不管流体怎样运动，且运动中系统的表面可以不断变形，但流体质点的集合不变，所含有的质量不变。

）

控制体取流场中某一确定的空间区域，这个空间区域称为控制体。

（控制体的周界称为控制面。

7．流线与迹线

迹线流体质点运动的轨迹。

流线某瞬时在流场中所作的一条空间曲线，该瞬时位于曲线上各点的流体质点的速度在该点与曲线相切。

8．断面平均流速与时间平均流速

断面平均流速

时间平均流速

9．层流与紊流

层流定向的无混杂的流动。

紊流非定向的无规则的流动。

10．恒定与非恒定流动

恒定流动如果流场中每一空间点上的运动参数不随时间变化，这样的流动称为恒定流动；

非恒定流动若流场中运动参数不但随位置改变而改变，而且也随时间而变化，这种流动称为非恒定流动。

11．连续介质模型

在流体力学的研究中，将实际的由分子组成的结构用一种假象的流体模型——流体微元来代替。

流体微元由足够数量的分子组成，连续充满它所占据的空间，彼此间无任何间隙。

12．理想流体、牛顿流体、粘性流体

理想流体没有粘性的流体。

牛顿流体凡切应力与速度梯度呈线性关系，即服从牛顿摩擦定律的流体，称为牛顿流体（粘性为常数。

）。

反之为非牛顿流体。

粘性流体粘性不为0的流体。

13．长管、短管

长管凡局部损失和出流的速度水头之和与沿程损失相比较小（通常以小于百分之五为界限），这样的管路系统称为水力长管，或简称长管。

短管又称为水力短管，是指沿程损失、局部损失等项大小相近，均须计及的管路系统。

14．表面力

是指作用在所研究流体外表面上与表面积大小成正比的力。

15．有旋流动、无旋流动

有旋流动旋转角速度不为0（ω≠0），或旋度不为0（rotυ≠0）。

无旋流动有势运动，旋转角速度为0（ω=0），或旋度为0（rotυ=0）。

16、简述流体粘性产生的原因并说明有哪些表示方法。

当流体在外力作用下，流体微元间出现相对运动时，随之产生阻抗流体间相对运动的摩擦力，流体产生摩擦力的这种性质成为粘性。

原因：

液体是分子间的相互作用力（阻碍流体相对运动）；

气体是分子间的动量交换。

粘性的三种表示方法

（1）动力粘度（绝对粘度）μ：

单位速度梯度时摩擦切应力的大小，单位P（泊）或者Pa·

s，1P=10-1Pa·

s；

（2）运动粘度ν：

ν=μ/ρ，单位St（斯cm2/s）或m2/s；

（3）相对粘度（条件粘度）：

用对比法测量流体的粘度，多种。

17、简述研究流体运动的两种方法，并指出有何不同。

拉格朗日法（随体法）：

研究流场中每一个流体质点的运动，分析运动参数随时间的变化规律，然后综合所有的流体质点，得到整个流场的运动规律。

选取在某个初始时刻t0，每个质点的坐标a、b、c来作为它的标记，称为“拉格朗日变数”，当流体质点运动时，它们不随时间变化。

由于流体质点连续存在于流场中，所以“拉格朗日变数”也连续存在于流场中。

任何流体质点的坐标x，y，z：

x=（a，b，c，t）；

y=（a，b，c，t）；

z=（a，b，c，t）。

着眼点：

流体质点。

欧拉法（局部法）：

研究某瞬时整个流场位于不同的位置上的流体质点的运动参数，然后综合所有空间点，用以描述整个流体的运动。

vx=vx（x，y，z，t）；

vy=vy（x，y，z，t）；

vz=vz（x，y，z，t）；

p=p（x，y，z，t）；

ρ=ρ（x，y，z，t）

整个流场。

二、推导题

1、推导突然扩大局部损失的计算公式。

P275

2、推导理想流体运动微分方程式。

P101

3、推导圆管层流流量

和能量损失

的计算公式。

P240&

P242

4、推导直角坐标系中的连续性微分方程。

P82

5、由粘性流体微小流束的伯努利方程推导出总流的伯努利方程。

P198

6、推导静止流体对平面壁的作用力计算公式。

P43

7、证明流体静压强的特性P28

特性一流体静压强的方向沿作用面的法线方向：

对于牛顿流体，在任何微小切力的作用下，都将产生连续的变形，所以流体在保持静止状态下就不可能有切力存在。

此外，又根据流体的聚力很小，几乎不能承受拉力这一特点，可以得出结论：

流体静压强的方向沿作用面的法线方向。

特性二流体静压强的数值只与空间坐标有关，与方位无关：

8、推导欧拉静平衡方程P30

三、计算题

1、已知，当

时，闸门自动倾倒，绕

，摩擦系数

的轴颈翻转，

固定不变。

闸门宽为

，闸门倾角

，求闸门的旋转轴

离底部的距离为多少？

（15分）

为了泄水，当水位

时，水坝的平板闸门自动倾倒。

闸门绕直径

，具有摩擦系数

的轴颈

翻转。

假设闸门的另一侧具有固定不变的水位

。

试求（闸门宽

，倾角

）：

（20分）

（1）闸门的旋转轴离底部的距离

应为多少；

（2）支承

所受的压力

为多少。

2、一股水平方向上的射流冲击一斜置的光滑平板。

已知射流来流速度为

，流量为

，密度为

，平板倾角为

不计重力及流动损失，求射流对平板的作用力及分流流量

，

3、如图，盛水容器以转速

绕垂直轴旋转。

容器尺寸

，水面高

，活塞质量

，不计活塞与侧壁的摩擦，求螺栓组

、

所受的力。

4、将一平板深入水的自由射流，垂直于射流的轴线。

该平板截去射流流量的一部分

，引起射流剩余部分偏转角度

已知射流流速

，全部流量

，截去流量

求偏角

及平板受力

5、如图所示的曲管AOB。

OB段长

=0.3m，

，AO垂直放置，B端封闭。

管中盛水，其液面到O点的距离

=0.23m。

此管绕AO轴旋转。

问转速为多少时B点的压强将与O点相同？

6、如图所示，密度为

的理想不可压缩流体恒定通过水平分岔管道。

已知进口截面积为

，出口通大气，两个出口截面积均为

，分岔角为

；

进出口流动参数均匀，进口截面上的相对压强

，两出口截面上相对压强均为零，且出口速度相同。

（1）试求证：

进口速度

=

（2）试求流体作用于分岔管道上的力

和

（方向如图所示）。