第一章-流体力学部分练习题及答案省名师优质课赛课获奖课件市赛课百校联赛优质课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,农 业 设 施 设 计 基 础,第一章 流体力学部分习题,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,伯努利方程实质是,和,守恒。,理想流体忽略了实际流体,和,。,直径,0.8m,总管中水流速度为,1m/s,，则四根直径均为,0.4m,分水管中水流速度为,。,变直径管流中，细断面直径,d,1,，粗断面直径,d,2,=2d,1,，则粗细断面雷诺数关系是 。,边长分别为,a,、,b,长方形过流断面，其水力半径为 相当直径（当量直径）为 。,填空题,机械能,压强能,粘滞性,压缩性,1m/s,1/42,断面平均流速,与实际流速,u,区分是,。,过流断面上各点实际流速是不相同，而平均流速在过流断面上是相等,实际流体总流伯诺利方程表示式为,，其适用条件是,。,，,稳定流，不可压缩流体，作用于流体上质量力只有重力，所取断面为缓变流动,2/42,理想流体伯努力方程,常数中，其中,称为,水头。,稳定流动流线与迹线,。,雷诺数之所以能判别,，是因为它反应了,和,对比关系。,理想气体伯努力方程,中,，,称,，,称全压，,称总压。,测压管,重合,流态,惯性,力,粘性力,势压,3/42,有两个圆形管道，管径不一样，输送液体也不一样，则流态判别数（雷诺数）不相同。,“只有当过水断面上各点实际流速均相等时，水流才是均匀流”，该说法是否正确？为何？,不对。均匀流是指运动要素沿程不发生改变，而不是针对一过水断面。,在一直管中流动流体，其水头损失包含沿程水头损失与局部水头损失。,边界层内流体流动与粘性底层流体流动都属于层流。,渐变流任意两个过流断面,静水压强能够用测压管来测量，而动水压强则不能用测压管来测量。,判断题,X,X,X,X,X,4/42,在位置高度相同，管径相同同一管道两断面上，其势能、动能都相等。,运动水流测压管水头线能够沿程上升，也能够沿程下降。,对,在均匀流中，任一过流断面上流体动压强呈静压强分布特征。,对,均匀流过流断面是一平面，渐变流过流断面近似平面。,对,孔口淹没出流时，孔口淹没越深，其出流流速和流量就越大。,“水一定由高处向低处流”,平衡流体中任意点静压强值只能由该点坐标位置来决定，而与该压强作用方向无关。即作用于同一点上各方向静压强大小相等。,5,X,X,X,5/42,想一想：为何在总流分析法中需引入断面平均流速？,因为总流过水断面上各点流速是不相等。为了简化总流计算，所以引入了断面平均流速来代替各点实际流速,。,实际水流中存在流线吗？引入流线概念意义何在？,不存在,。引入流线概念是为了便于分析流体流动，确定流体流动趋势。,恒定流、均匀流各有什么特点？,恒定流是指各运动要素不随时间改变而改变，恒定流流线、迹线重合，且时变加速度等于,0,。,均匀流是指各运动要素不随空间改变而改变，均匀流，位变加速度等于,0,。,简答题,6,6/42,问题：总流能量与元流能量方程有什么不一样点？,1,）以断面平均流速 代替元流中点流速；,2,）以平均水头损失 代替元流水头损失；,3,）各项反应是整股水流能量代替某一元流能量。,问题：有些人说“均匀流一定是恒定流，急变流一定是非恒定流”，这种说法是否正确？为何？,答：流动均匀是否是对流程而言，流动恒定是否是相对时间而言，这是判别流动两个不一样标准。所以，这种说法是错误。,问题：怎样判别粘性流体两种流态,层流和紊流？,答：用下临界雷诺数,Re,c,来判别。当雷诺数,Re,Re,c,时,，,流动为紊流。,当为圆管流时,当为明渠流时 。,(R,为水力半径,),7,7/42,问题：为何不能直接用临界流速作为判别流态（层流和紊流）标准？,答：因为临界流速跟流体粘度、流体密度和管径（当为圆管流时）或水力半径（当为明渠流时）相关。而临界雷诺数则是个百分比常数，对于圆管流为,，对于明渠流为,500,，应用起来非常方便。,当管道流量一定时，随管径加大，雷诺数是增大还是减小？,答：随,d,增大，,Re,减小。,圆管中层流与紊流，其流速分布有什么不一样？,答,:,层流为抛物线分布，紊流为对数曲线分布。,8,8/42,如图所表示，水流经过由两段等截面及一段变截面组成管道，试问：,（,1,）当阀门开度一定，上游水位保持不变，各段管中，是恒定流还是非恒定流？是均匀流还是非均匀流？,（,2,）当阀门开度一定，上游水位随时间下降，这时管中是恒定流还是非恒定流？,（,3,）恒定流情况下，当判别第,II,段管中是渐变流还是急变流时，与该段管长有没有关系？,答：（,1,）是恒定流。,、,是均匀流，,是非均匀流。,（,2,）管中为非恒定流。,（,3,）有。管段相当长为渐变流，管段较短为急变流。,9,9/42,问题：在静止流体中，各点测压管水头是否相等？在流动流体中？,答：相等，均匀流、渐变流中同一断面上各点测压管水头相等，急变流中不相等。,何谓均匀流及非均匀流？以上分类与过流断面上流速分布是否均匀有没有关系？,答：均匀流是指流线是平行直线流动，非均匀流是流线不是平行直线流动，这个分类与过流断面上流速分布是否均匀没相关系。,10,10/42,雷诺数物理意义？它为何能用来判别流态？,答,:,雷诺数实质是反应粘性力与惯性力之比。层流时惯性力不大,而粘性力占主导,受粘性力约束，流体质点做规则运动。紊流时惯性力占主导，受到干扰形成涡体，当粘性力约束不了涡体时，流体质点相互掺混，所以用雷诺数能够来判别流态。,当输水管直径一定时，随流量增大，雷诺数是增大还是变小？当输水管流量一定时，随管径加大，雷诺数是增大还是变小？,答,:,当输水管直径一定时，随流量增大，雷诺数增大；,当输水管流量一定时，随管径加大，雷诺数变小。,11,11/42,为何用下临界雷诺数，而不用上临界雷诺数作为层流与紊流判别准则？,答：上临界雷诺数不稳定，而下临界雷诺数较稳定，只与水流过水断面形状相关。,当管流直径由小变大时，其下临界雷诺数怎样改变？,答：不变，下临界雷诺数只取决于水流边界形状，即水流过水断面形状。,两个不一样管径管道，经过不一样粘滞性液体，它们临界雷诺数是否相同？,答,:,不一定。,能量损失有几个形式？产生能量损失物理原因是什么？,答,:,有沿程能量损失和局部能量损失两种。一是因为流体含有粘滞性，二是因为固体边界条件影响。,12,12/42,问题：雷诺数与哪些因数相关？其物理意义是什么？当管道流量一定时，随管径加大，雷诺数是增大还是减小？,答案：,雷诺数与流体粘度、流速及水流边界形状相关。Re=惯性力/粘滞力,随d增大，Re减小。,13,13/42,实际液体恒定总流能量方程适用条件 及方程中，,z,、,h,l,物理意义分别是什么？,条件：恒定流质量力仅为重力不可压缩液体渐变流断面断面间无分流和汇流。（,5,分）,z,单位重量液体过流断面所含有位能（重力势能）、位置高度或位置水头。,单位重量液体过流断面所含有压强（压强势能）或压强水头。,总流单位重量液体过流断面上平均动能或平均流速水头。,h,l,总流两过水断面间单位重量液体平均能量损失或水头损失。,14,14/42,实际气体恒定总流能量方程中各项物理意义分别是什么？,这里p1，p2称为静压；称为动压。（a-）g为单位体积气体所受有效浮力，（z2-z1）为气体沿浮力方向升高距离，乘积（a-）g（z2-z1）为1-1断面相对于2-2断面单位体积气体位能，称为位压。,15/42,15,选择题,例,.,如图所表示，,p,表示绝对压强，,p,a,表示大气压强，在试在图中括号内填写所表示压强。,问题：一元流动是,A,、均匀流；,B,、速度分布按直线改变；,C,、运动参数是一个空间坐标和时间变量函数；,D,、限于直线流动。,C,16,16/42,问题：恒定流是,A,、流动随时间按一定规律改变；,B,、流场中任意空间点运动要素不随时间改变；,C,、各过流断面速度分布相同；,D,、各过流断面压强相同。,问题：按连续介质概念，流体质点是指,A,、流体分子；,B,、流体内固体颗粒；,C,、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,微元体。,B,D,17,17/42,问题：理想流体特征是,A,、粘度是常数；,B,、不可压缩；,C,、无粘性；,D,、符合,pV,=,RT,。,问题：水平放置渐扩管如图所表示，如忽略水头损失，断面形心点压强有以下关系：,p,1,p,2,；,B.,p,1,=,p,2,；,C.,p,1,p,2,p,3,；,(,c,),p,1,p,2,p,3,；,(,d,),p,2,p,a,；,C.p,0,、,或）,A,C,图,1,图,2,32,32/42,绝对压强,p,abs,、相对压强,p,、真空值,p,v,、当地大气压强,p,a,之间关系是,。,(),A,、,p,abs,=p+p,v,B,、,p=p,abs,+p,a,C,、,p,v,=p,a,-p,abs,流线与流线通常情况下,。,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,一维流动中，“截面积大处速度小，截面积小处速度大”成立条件是,。,A,、理想流体,B,、粘性流体,C,、可压缩流体,D,、不可压缩流体,某风管断面尺寸为,3,00mm,、,200mm,，则该风管当量直径是,。,A,、,240mm B,、,250mm C,、,300mm D,、,200mm,C,C,D,A,33/42,例：某段自来水管，,d,=100mm,，,v,=1.0m/s,。水温,10,，（,1,）试判断管中水流流态？（,2,）若要保持层流，最大流速是多少？,解,:,（,1,）水温为,10,时，水运动粘度,0.0131cm,2,/s,则：,即：圆管中水流处于紊流状态。,（,2,）,要保持层流，最大流速是,0.03m/s,。,计算题,34,34/42,有一钢板制风管，断面尺寸,400mm200mm,，管内气流平均速度为,1.5m/s,，气体运动粘滞系数为,15.010,-8,m,2,/s,，判断管内气体流态？,解：,所以管内气体为紊流流动。,35/42,例 如图示，轴流式风机吸入管，内径,D,=0.3m,，水测压计读数,h,=0.25m,，空气容重,=12.6N/m,3,，求风机风量。,36/42,【,解,】,选管轴线为基准面，计算断面,1-1,距进口足够远。列,1-2,断面间能量方程，,并不计能量损失,。,解得,故风量,37,37/42,例,图示锥形水管，,1-1,断面直径,d,1,=0.15m,，中心点,A,压强为,7.2kN/m,2,，,2-2,断面直径,d,2,=0.3m,，中心点,B,压强为,6.1kN/m,2,，断面平均流速,v,2,=1.5m/s,，,A,、,B,两点高差为,1m,。试判别管中水流方向，并求两断面间水头损失。,38,38/42,【,解,】,由,连续性方程,以过,A,点水平面为基准面，计算两断面,总水头,（,单位机械能,）,39,39/42,因 ，故,水流方向,是 。,水头损失,40/42,讨论：,判断水流方向依据是,总水头由大到小,，即单位机械能沿流减小，因流动阻力而转化为热能（能量损失或水头损失）。而不能片面地依据位置高低或压强大小去判断。,41,41/42,某大楼由铺设在地下同一自来水管道供水，打开二楼水龙头测得水流速为,12.0m/s,，求打开一楼水龙头流速，设大楼楼层高为,4m,。,（,14.9m/s,）,变截面水管宽部分面积,S,1,=0.08cm,2,，水管窄部分面积,S,2,=0.04cm,2,，水管中压强降落是,25 Pa,，求粗管中液体流动速度。（,=1.595 kg/m,2,）（,0.125m/s,）,水管里水在压强,P,=410,5,Pa,作用下流入房间，水管内直径为,2.0cm,，管内水流速为,4.0m/s,，引入到,5m,高处二层楼浴室水管，内直径为,1.0cm,，试求浴室内水流速（,16,）和压强（,2.23,10,5,）。（已知水密度为,1,）,42,42/42,