流体力学期末复习资料.docx

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流体力学期末复习资料

1、流体运动粘度的国际单位为m^2/s。

2、流体流动中的机械能损失分为沿程损失和局部损失两大类。

3、当压力体与液体在曲面的同侧时，为实压力体。

4、静水压力的压力中心总是在受压平面形心的下方。

5、圆管层流流动中，其断面上切应力分布与管子半径

的关系为线性关系。

6、当流动处于紊流光滑区时，其沿程水头损失与断面

平均流速的1.75次方成正比。

7、当流动处于湍流粗糙区时，其沿程水头损失

与断面平均流速的2次方成正比。

8、圆管层流流动中，其断面平均流速与最大流速的比值为1/2。

9、水击压强与管道内流动速度成正比关系。

10、减轻有压管路中水击危害的措施一般有：

延长阀门关闭时间,采用过载保护，可能时减低馆内流速。

11、圆管层流流动中，其断面上流速分布与管子半径的关系为二次抛物线。

12、采用欧拉法描述流体流动时，流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成。

13流体微团的运动可以分解为：

平移运动、线变形运动、角变形运动、旋转运动。

14、教材中介绍的根本平面势流分别为：

点源、点汇、点涡、均匀直线流。

15、螺旋流是由点涡和点汇两种根本势流

所组成。

16、绕圆柱体无环量流动是由偶极流和

平面均匀流两种势流所组成。

17、流动阻力分为压差阻力和摩擦阻力。

18、层流底层的厚度与雷诺数成反比。

19、水击波分为直接水击波和间接水击波。

20、描述流体运动的两种方法为

欧拉法和拉格朗日法。

21、尼古拉兹试验曲线在对数坐标中的图像分为5个区域，它们依次为：

层流层、层流到紊流过渡区、紊流区、

紊流水力粗糙管过渡区、紊流水力粗糙管平方阻力区。

22、绕流物体的阻力由摩擦阻力和压差阻力两

局部组成。

二、名词解释

1、流体：

在任何微小剪力的持续作用下能够连续不断变形的物质

2、牛顿流体：

把在作剪切运动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。

3、等压面：

在流体中，压强相等的各点所组成的面称为等压面。

4、流线：

流线是某一瞬时在流场中所作的一条曲线，在这条曲线上的各流体的速度方向都与该曲线相切。

5、流管：

过流管横截面上各点作流线，那么得到充满流管的医术流线簇

6、迹线：

流场中某一质点的运动轨迹。

7、控制体：

假定平面边界内流动是定常的，并忽略质量力，在边界层的任一处，取单位宽度，沿边界层长度为dx的微元断。

8、压力管路：

在一定压差下，流体充满全管的流动管路。

9、有旋流动：

在流体流动中，如果流场中有假设干处微元团具有绕过其自身轴线的旋转运动，那么称为有旋流动。

10、层流底层：

粘性流体在管道中做紊流流动时，管壁上的流速为零，从管壁起的流速将从零迅速增大，在紧贴管壁的一极薄层内，速度梯度很大，黏性摩擦很大，黏性摩擦切应力其主要作用，处于层流状态，称为层流底层

11、紊流核心：

距管壁稍远出有一黏性摩擦切应力和紊流附加切应力同时起作用的薄层，称之为过渡区，之后开展称为完全紊流。

，称之为紊流核心。

12、光滑管：

管壁粗糙度对流动不起任何影响，流体好似在完全光滑的管道中流动一样。

这种情况下的管道称为光滑管。

13、粗糙管：

当流体流过凸出局部是，在凸出局部后面将引起漩涡，增加了能量损失，管壁粗糙度对紊流流动发生影响。

14、边界层：

边界层是高雷诺数绕流中紧贴物面的粘性力补课忽略的流动薄层。

15、定常流动：

流体中任一点的流体质点的流动参数均不随时间变化，而只最空间点位置不同而变化的流动。

水和空气等粘度很小的流体，在大雷诺数下绕物体流动时，黏性对流动的影响仅限于紧贴物体壁面的薄层中，而这一薄层外黏性影响很小，完成可以忽略不计。

16、沿程压强损失：

单位体积流体的沿程损失.以△pf表示。

17、沿程水头损失：

单位重量流体的沿程损失.以hf表示。

18、入口段:

从入口到形成充分开展的管流的长度称为入口段长度

19、充分开展段：

20、紊流附加切应力：

由于流体有横向脉动速度，流体质点互相掺混，发生碰撞，引起动量交换，因而产生的附加切应力。

21、驻点：

流体绕流物体迎流方向速度为零的点。

22、水力半径：

总流的有效截面积A和湿周L之比定义为水力半径，用字母R表示。

23、有效截面：

处处与流线相垂直的流束的截面。

24、湿周：

在总流的有效截面上，流体与固体边界接触局部的周长称为湿周，用字母L表示。

25、粘性：

流体层间发生相对滑移运动时产生切向力的性质。

三、单项选择题〔选择正确答案的字母填入括号〕

１、流体的密度与（D）有关。

Ａ、流体种类、温度、体积等

Ｂ、温度、压力、体积等

Ｃ、流体种类、压力、体积等　

Ｄ、流体种类、温度、压力等

２、流体的动力黏度与（A）有关。

Ａ、流体种类、温度、压力等　

Ｂ、流体种类、温度、体积等　

Ｃ、流体种类、压力、体积等　

Ｄ、温度、压力、体积等

３、理想流体是指（C）。

Ａ、平衡流体

Ｂ、运动流体

Ｃ、忽略粘性的流体

Ｄ、忽略密度变化的流体

４、流体静压强的作用方向为（D）。

Ａ、垂直受压面　

Ｂ、平行受压面　

Ｃ、指向受压面　

Ｄ、垂直指向受压面

5、在流体力学中，单位质量力是指作用在单位〔D〕流体上的质量力。

Ａ、重量Ｂ、体积Ｃ、面积Ｄ、质量

6、相对压强的计量基准为（C）。

Ａ、绝对真空　Ｂ、标准大气压　

Ｃ、当地大气压　Ｄ、液面压强

7、在平衡液体中，质量力恒与等压面（B）。

Ａ、重合　Ｂ、正交　Ｃ、相交　Ｄ、平行

8、不可压缩流体的速度场为

那么该流动为（B）。

Ａ、一维流动　Ｂ、三维流动　

Ｃ、二维流动　Ｄ、均匀流

9、过流断面是指与（C）的横断面。

Ａ、迹线正交　Ｂ、流线斜交　

Ｃ、流线正交　Ｄ、迹线斜交

10、在恒定流中，流线与迹线（D）。

Ａ、相交　Ｂ、正交　Ｃ、平行　Ｄ、重合

11、非恒定流动中，流线和迹线：

〔C〕。

Ａ、一定重合B、一定不重合

Ｃ、特殊情况下可以重合　Ｄ、一定正交

12、一维流动的连续方程

成立的条件是：

〔A〕

Ａ、不可压缩流体Ｂ、粘性流体

Ｃ、可压缩流体　Ｄ、理想流体

13、伯努利方程中

表示：

〔B〕。

Ａ、单位质量流体所具有的机械能

B、单位重量流体所具有的机械能

Ｃ、单位体积流体所具有的机械能　

Ｄ、通过过流断面流体的总机械能

14、关于水流流向的正确说法是〔B〕。

Ａ、水一定是从高处往低处流

Ｂ、水一定是从机械能大处往机械能小处流　

Ｃ、水一定是从测压管水头高处往测压管水头低处流　

Ｄ、水一定是从流速大处往流速小处流

15、毕托管是一种测量（D）的仪器。

Ａ、压强Ｂ、断面平均流速

Ｃ、流量Ｄ、点流速

16、均匀流过流断面上各点的〔B〕等于常数。

17、文丘利管是一种测量（A）的仪器。

Ａ、流量Ｂ、压强Ｃ、密度　Ｄ、点流速

18、假设在同一等径长直管道中用不同流体进展实验，当流速相等时，其沿程水头损失在（D）是一样的。

Ａ、层流区　Ｂ、紊流光滑区　

Ｃ、紊流过渡区　Ｄ、紊流粗糙区

19、雷诺数的物理意义在于它反映了（D）的比值。

Ａ、重力与粘滞力　Ｂ、惯性力与粘滞力　Ｃ、惯性力与重力　Ｄ、重力与压力

20、假设圆管内水流为层流运动，那么有（C）。

21、某圆管流动的雷诺数，

那么该管的沿程阻力系数（A）。

Ａ、0.032　Ｂ、0.064

Ｃ、0.128　Ｄ、0.256

22、圆管层流流动，断面流速为（B）分布。

Ａ、线性　Ｂ、抛物线　

Ｃ、双曲线　Ｄ、对数

23、圆管紊流流动，断面流速为（D）分布。

Ａ、线性　Ｂ、抛物线　

Ｃ、双曲线　Ｄ、对数

24、根据尼古拉兹实验成果知，紊流过渡区的沿程阻力系数与（C）有关。

25、有压管道的管径d与相应的水力半径d/R

之比（D）。

Ａ、1　Ｂ、2　Ｃ、3　Ｄ、4

26、同一管道的粘性底层厚度随雷诺数的增加而（B）。

Ａ、增加Ｂ、减小Ｃ、不变Ｄ、难以确定

27、长管水力计算的特点是（B）。

28、短管水力计算的特点是（D）。

29、当流动处于紊流水力光滑管区时，沿程损失与平均流速的〔C〕次方成正比。

Ａ、1Ｂ、2　Ｃ、1.75　Ｄ、0.5

30、圆管紊流流动过流断面上的切应力分布为：

〔C〕。

Ａ、管壁处为零，向管轴线线性增大

Ｂ、在过流断面上为常量

Ｃ、管轴线处为零，且与半径成正比

Ｄ、按抛物线分布

31、假设圆管内水流为紊流运动，那么有（C）。

32突然扩大管段的局部水头损失〔B〕。

33、沿程压强损失是（C）。

Ａ、单位质量流体的沿程损失

Ｂ、单位重量流体的沿程损失

Ｃ、单位体积流体的沿程损失　

Ｄ、以平均流速计算的沿程损失

34、以下关于长管水力计算的说法中，不正确的有（B）。

Ａ、串联管路的总水头损失等于各支路的水头损失之和

Ｂ、串联管路的总流量等于各支路的流量之和

Ｃ、并联管路各支路的水头损失相等　

Ｄ、并联管路两节点间的总水头损失等于各支路的水头损失

35、在恒定流的动量方程

中，不应包括（D）。

Ａ、压力　Ｂ、重力　Ｃ、惯性力　Ｄ、粘滞力

36、从本质上讲，紊流应属于〔B〕。

Ａ、恒定流Ｂ、非恒定流

Ｃ、均匀流Ｄ、渐变流

•

D

四、问答题

1、写出理想流体微元流束伯努利方程式，指出其中各项的物理意义，并给出该方程式的适用条件。

答：

gz+（p/ρ）+（v^2/2）=常数或者z+（p/ρg）+（v^2/2g）=常数；

各项物理意义：

第一项Z表示单位质量流体所具有的位势能；第二项p/（Ρg）表示单位质量流体的压强势能；第三项V^2/2g表示单位质量流体具有的动能。

适用范围：

理想的不可压缩均质流体在质量力作用下做定常流动，并沿同一流线〔或微元流束〕

2、写出两过流断面间无分流或汇流，但有能量输入或输出的实际流体总流伯努利方程，并简述其应用条件

答：

适用范围：

重力作用下不可压缩粘性流体定常流动的任意两个缓变流的有效截面，至于两个有效截面之间是否有缓变流那么无关系。

3、何为水击〔水锤〕现象，减小水击危害的措施。

答：

工业水管中流动着有一定压强的水，当管道中的阀门迅速关闭时，水受阻而流速突然变小，水的惯性是局部压强突然升高。

这种突然升高的压强首先出现在紧贴阀门上游的一层流体中，而后迅速的向上游传播，并在一定条件下发射回来，产生往复波动，这种现象为水击现象。

减小水击的措施

（1）延长阀门关闭时间，可防止产生直接水击，也可减小间接水击、

（2）采用过载保护，在可能产生水击的管道中设置蓄能器，调压塔或平安阀等以减缓冲水压强

（3）可能时减低管内流速，缩短管长，使用弹性好的管道。

4、边界层有哪些根本特征？

答：

〔1〕、与物体的特征长度相比，边界层的厚度很小；

〔2〕、边界层内沿厚度方向，存在很大速度梯度；

〔3〕、边界层厚度沿流体流动方向是增加的；

〔4〕、由于边界层很薄，可以近似认为边界层中各截面上的压强等于同一截面上边界层外边界的压强；

〔5〕、在边界层内，黏性力与惯性力同一数量级；

〔6〕、边界层内的流态，也有层流和紊流两种。

5、简述产生局部水头损失的原因，并写出用于计算管路突然扩大的局部水头损失的公式

答：

主要原因是流体经局部阻碍时，因惯性作用，主流与壁面脱离，其间形成漩涡区，漩涡区流体质点强烈紊动，消耗大量能量；此时漩涡区质点不断被主流带向下游，加剧下游一定范围内主流的紊动，从而加大能量损失；局部阻碍附近，流速分布不断调整，也将造成能量损失；

对于管路突然扩大的局部水头损失一般采用ｈｊ＝ζＶ２／２ｇ计算，其中ζ＝〔１－Ａ１／Ａ２〕＾２

6、一般情况下，流体微团的运动可分解为哪几种运动？

答：

可分解为移动、转动和变形运动三局部。

7、管道水力计算采用的根本公式有哪几个？

答：

管道水力计算的根本公式有连续性方程、伯努利方程和能量损失公式等三个。

8、简述曲面边界层的别离现象。

答：

物面上的边界层在某个位置开场脱离物面，并在物面附近出现与主流方向相反的回流，流体力学中称这种现象为边界层别离现象。

9、尼古拉兹试验曲线将流动分为几个区？

各区的沿程阻力系数与什么有关？

答：

尼古拉兹实验曲线可以分为五个区域：

1．层流区〔阻力系数仅与雷诺数Re有关〕2．层流到紊流的过渡区〔阻力仅与雷诺数有关〕3．紊流水力光滑区〔阻力仅与雷诺数有关〕4．紊流水力粗糙管过渡区〔阻力与雷诺数和管壁相对粗糙度△/d有关〕5．紊流水力粗糙管平方阻力区〔阻力仅与管壁相对粗糙度△/d有关〕。

10、管道水力计算的任务是什么？

答：

【1、根据给定的流量和允许的压强损失确定管道直径和管道布置。

【2根据给定的管道直径、管道布置和流量来验算压强损失。

【3根据给定的管道直径、管道布置和允许的压强损失来校核流量。

11、简述紊流光滑区、紊流过渡区和紊流粗糙区沿程损失的各自特点。

答：

1、水力光滑区：

Re较小，沿程阻力系数λ=f（Re）

2、过渡区：

在光滑区与粗糙区之间存在过渡区，沿程阻力系数与粗糙度及Re都有关

3、粗糙区〔阻力平方区〕：

Re很高时，沿程阻力系数Re无关，只是粗糙度的函数。

此时沿程阻力与流速的平方成正比，所以又叫阻力平方区。

12、写出动量方程的投影式和应用条件。

答：

∑Fx=ρQ（β2V2x-β1V1x）

∑Fy=ρQ（β2V2y-β1V1y）

∑Fz=ρQ（β2V2z-β1V1z）

Vx,Vy,Vz为流速在坐标轴方向上的投影。

Fx,Fy,Fz为作用力在坐标轴方向上的投影。

应用条件：

1、不可压缩的、均值液体。

2、恒定总流。

3、质量力只有重力。

4、渐变流计算断面。

五、计算、分析题〔每题8分〕