流体力学试题及答案..pdf

流体力学复习题流体力学复习题 -20132013 制制一、填空题1、1mmH2O=9.807 Pa2、描述流体运动的方法有欧拉法 和 拉格朗日法。3、流体的主要力学模型是指连续介质、无粘性和不可压缩性。4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时 粘性力与惯性力的对比关系。5、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。串联后总管路的流量 Q 为 Q=Q1=Q2，总阻抗 S 为 S1+S2。6、流体紊流运动的特征是脉动现行，处理方法是时均法。7、流 体 在 管 道 中 流 动 时，流 动 阻 力 包 括 沿 程 阻 力和局部阻力。8、流体微团的基本运动形式有：平移运动、旋转流动和变形运动。9、马赫数气体动力学中一个重要的无因次数，他反映了惯性力与弹性力的相对比值。10、稳定流动的流线与迹线重合。pu211、理想流体伯努力方程z 常数中，其中z p称为测r2gr压管水头。12、一切平面流动的流场，无论是有旋流动或是无旋流动都存在 流线，因而一切平面流动都存在流函数，但是，只有无旋流动才存在势函数。13、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。14、流体的主要力学性质有 粘滞性、惯性、重力性、表面张力性和 压缩膨胀性。15、毕托管是广泛应用于测量气体和 水流一种仪器。16、流体的力学模型按粘性是否作用分为理想气体和粘性气体。作用与液上的力包括质量力，表面力。17、力学相似的三个方面包括 几何相似、运动相似与动力相似。18、流体的力学模型是连续介质模型。19、理 想 气 体 伯 努 力 方 程p （z1-z2）（g）p （z1-z2）（g）u22中，全称势 压，g）p u22（z1-z2）（压，p u22称总压20、紊流射流的动力特征是各横截面上的动量相等。duu；pa s，u 的21、流体的牛顿内摩擦定律的表达式 dy单位为 pa.s。27、流体流动的状态分为 层流和 紊流。二、判断题二、判断题1.在连续介质假设的条件下，液体中各种物理量的变化是连续的。（）2.管道突然扩大的局部水头损失系数 的公式是在没有任何假设的情况下导出的。（）3.当管流过水断面流速按抛物线规律分布时，管中水流为紊流。（）4.紊流实质上是非恒定流。（）5.液体的粘性是引起液流水头损失的根源。（）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.牛顿内摩擦定律只适用于管道中的层流。（）8.有压长管道是认为水头全部消耗在沿程水头损上。（）9.串联长管道各管段水头损失可能相等，也可能不相等。（）10.不可压缩液体连续性微分方程 只适用于恒定流。（）11.理想流体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的流体。（）12.自由液面是水平面。（）13.粘滞性是引起流体运动能量损失的根本原因。（）14.直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。()15.圆管层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。()16.牛顿内摩擦定律仅适用于牛顿流体。()17.静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。()18.层流也一定是均匀流。（）19.15时水的动力粘度小于 20时水的动力粘度。（）20.恒定流时的流线与迹线二者重合。（）21.有压管道的测压管水头线只能沿程降低。（）22.工业管道的沿程摩阻系数在紊流粗糙区随R增加而增e加。()23.均匀流的同一过水断面上，各点流速相等。（）24.直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。（）25.水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。26.水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。()27.牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。()28.静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。（）29.静止水体中,某点的真空压强为 50kPa，则该点相对压强为-50 kPa。()30.水深相同的静止水面一定是等压面。()31.恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。（）32.紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。33.静水压强的大小与受压面的方位无关。()34.恒定总流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。（）uxuyuz35.不可压缩液体连续性微分方程 0只适用于xyz恒定流。（）三、选择题三、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 Pabs、相对压强 p、真空值 pv、当地大气压强pa之间的关系是 C。A、Pabs=p+pv B、p=Pabs+pa C、pv=pa-Pabs4、圆管层流过流断面的流速分布为 C。A、均匀分布 B、对数曲线分布 C、二次抛物线分5、一下那些概念属于欧拉法 A。A、流线 B、迹线 C、液体质点 D、液体微6、圆管紊流粗糙区的沿程摩阻系数 B。A、与雷诺数 Re 有关 B、与管壁相对粗糙度有关dC、与 Re 和有关 D、与和管长 l 有关d7、速度 V、长度 l、时间 t 的无量纲组合是 D。A、v B、t C、ltvllvt2 D、lvt8、圆管断面直径由 d1突然扩大到 d2，若将一次扩大改为两级扩大，则该扩大的局部水头损失 A。A、减小 B、不变 C、增大9、在圆管流动中，层流的断面速度分布符合 C。A、均匀规律 B、直线变化规律 C、抛物线变化规律 D、对数曲线规律10、流线与迹线通常情况下 C。A、能相交也能相切 B、仅能相交不能相切C、仅能相切不能相交 D、既不能相交也不能相切11、速度 v，密度，压强 p 的无量纲集合是 D。A、pv B、vv2 C、pp D、pv212、雷诺数代表的是 D之比。A、惯性力与压力 B、惯性力与重力C、惯性力与表面张力 D、惯性力与粘性力13、一维流动中，“截面积大处速度小，截面积小处速度大”成立的条件是 D。A、理想流体 B、粘性流体 C、可压缩流体 D、不可压缩流体14、静水中斜置平面壁的形心淹没深 hc与压力中心淹没深hD的关系是 B。A、大于 B、小于 C、等于 D、无规律15、有一变直径管流，小管直径 d1，大管直径 d2=2d1，则两断面雷诺数的关系是 D。A、Re11Re2 B、Re1 Re22C、Re11.5Re2 D、Re1 2Re216、下列流体哪个属于牛顿流体 A。A、汽油 B、纸浆 C、血液 D、沥青四、名词解释四、名词解释1、雷诺数：是反应流体流动状态的数，雷诺数的大小反应了流体流动时，流体质点惯性力和粘性力的对比关系。2、流线：流场中，在某一时刻，给点的切线方向与通过该点的流体质点的流速方向重合的空间曲线称为流线。3、压力体：压力体是指三个面所封闭的流体体积，即底面是受压曲面，顶面是受压曲面边界线封闭的面积在自由面或者其延长面上的投影面，中间是通过受压曲面边界线所作的铅直投影面。4、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。5、欧拉法：研究流体力学的一种方法，是指通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法。6、拉格朗日法：通过描述每一质点的运动达到了解流体运动的方法称为拉格朗日法。7、湿周：过流断面上流体与固体壁面接触的周界称湿周。8、恒定流动：流场中，流体流速及由流速决定的压强、粘性力、惯性力等也不随时间变化的流动。9、流场：充满流体的空间。10、无旋流动：流动微团的旋转角速度为零的流动。11、贴附现象：贴附现象的产生是由于靠近顶棚流速增大静压减少，而射流下部静压大，上下压差致使射流不得脱离顶棚。12、有旋流动：运动流体微团的旋转角速度不全为零的流动。五、计算题五、计算题1、如 图 所 示，一 水 平 射 流 冲 击 光 滑 平 板，流 量 为Q0,密度，直径为d0，求：平板所受的冲击力。流量 Q1 和 Q2Q1，v1yXd0v0，Q0RQ2，v2、建立如图所示的坐标：设平板对水流的冲击力为R（方向与 x 轴正方向相同），如图中所示：射流出口速度：v0Q4Q22d0d04由于平板是光滑的，所以仅有法向力，由动量方程（x 轴方向）得：R=流出动量-流入动量 =0Q0(V0sin）Q0V0sin24Q0sin =2d0所以平板所受冲击力大小与R 相等，方向相反。由连续性方程可得：Q0=Q1+Q2-由于射流是水平方向，且置于大气中，所以压力能不变，能量损失不计，由能量方程得：22v0v1v22，得v0 v1 v22g2g2g平板切线方向（y 轴方向）无摩擦力，F 0满足动量守恒；（Q1v1Q2v2）Q0v0cos即；0=化简得：Q1Q2 Q0cos-1Q0(1 cos）21Q2Q0(1cos）2联立方程解得：Q12 2、如下图所示：水箱侧壁接出一根由两段不同管径所组成的 管 道，已 知d1 200mm，d2100mm，两 管 短 长 均 为L=50m，H 10m，沿程阻力系数 0.01,A 0.3,B 0.2,求：管道中水的流量、流速.d1d2ABC选取水平面为截面 1-1，出口处为断面 2-2，由伯努利方程知：222v0p2v12v12v2l v12l v2z1 z2AB2g2gd12gd22g2g2gp12v1d21连续性方程可知：v1A1 v2A2所以2v2d14所2v1v124v1250v12504v1210 0 0 0 0 0.01 0.01 0.3 0.22002g1002g2g2g2g10001000以所以v11.51m/s,所以v2 4v16.04m/s112002Q A1V1d12v13.14()1.510.047m3/s441000