工程流体力学第4章 理想流体动力学.doc

第4章 理想流体动力学自测题
一、思考题
4.1何谓系统和控制体？它们有何区别与联系？试写出系统—控制体的输运公式并说明其物理意义。
4.2说明连续性方程的物理意义。
4.3说明欧拉运动微分方程的物理意义。
4.4试写出理想流体的伯努利方程，并且说明此方程的物理意义以及它的适用条件。
4.5何谓缓变流和急变流？在缓变流截面上，压强分布有何规律？
4.6为什么要引入动能修正系数这个概念？其物理意义是什么？
4.7说明动量方程和动量矩方程的适用条件。
二、选择题
4.1连续性方程表示流体运动遵循 守恒定律。（C）
（A）能量 （B）动量 （C）质量 （D）流量
4.2水在一条管道中流动，如果两过流断面的管径比，则速度比 。（C）
（A）2 （B）1/2 （C）4 （D）1/4
4.3在 流动中，伯努利方程不成立。（D）
（A）恒定 （B）理想流体 （C）不可压缩 （D）可压缩
4.4文丘里管用于测量 。（D）
（A）点流速 （B）压强 （C）密度 （D）流量
4.5毕托管用于测量 。（A）
（A）点流速 （B）压强 （C）密度 （D）流量
4.6应用总流的伯努利方程时，两断面间 。（D）
（A）必须是缓变流 （B）必须是急变流
（C）不能出现急变流 （D）可以出现急变流
4.7伯努利方程中表示 。（A）
（A）单位重量流体具有的机械能 （B）单位质量流体具有的机械能
（C）单位体积流体具有的机械能 （D）通过过流断面流体的总机械能
4.8水平放置的渐扩管，如忽略水头损失，断面形心的压强，有以下关系 。（C）
（A） （B） （C） （D）不定
4.9应用总流的动量方程求流体对物体合力时，进、出口的压强应使用 。（B）
（A）绝对压强 （B）相对压强
（C）大气压强 （D）真空值
 三、计算题
4.1如图所示，设一虹吸管a=2m,h=6m,d=15cm。试求：（1）管内的流量；（2）管内最高点S的压强；（3）若h不变，点S继续升高（即a增大，而上端管口始终浸入水内），问使吸虹管内的水不能连续流动的a值为多大。（1：；2：；3：a=4.16m）
4.2如图所示，两个紧靠的水箱逐级放水，放水孔的截面积分别为A1与A2，试问h1与h2成什么关系时流动处于恒定状态，这时需在左边水箱补充多大的流量。（，）

4.3如图所示为一文丘里管和压强计，试推导体积流量和压强计读数之间的关系式。
4.4如图所示，敞口水池中的水沿一截面变化的管道排出，质量流量q=14㎏/s。若d1=100mm，d2=75mm，d3=50mm，不计损失。求所需的水头H以及第二管段中央M点的压强，并绘制测压管水头线。(2.59m,2.04×104 Pa)

4.5如图所示，直径为d1=700mm的管道在支承水平面上分支为d2=500mm的两支管，A—A断面的压强为70kN/m2，管道流量Q=0.6m3/s，两支管流量相等。不计水头损失，求支墩受的水平推力。（3.26kN）
4.6下部水箱重224N，其中盛水重897N，如果此箱放在秤台上，受如图所示的恒定流作用。问秤的读数是多少。（2321N）

4.7不可压缩流体平面射流冲击在一倾斜角为θ=600的光滑平板上，如图所示。若喷嘴出口直径d=25mm，喷射流量，试求射流沿平板两侧的分流流量和，以及射流对平板的作用力（不计水头损失）。
4.8如图所示，水泵叶轮的内径d1=20cm，外径d2=40cm，叶片宽度b=4cm，水在叶轮入口处沿径向流入，在出口处与径向成30o角的方向流出，质量流量qm=81.58㎏/s。试求：（1）液体在叶轮入口与出口处的流速与；（2）液体对叶轮产生的扭矩。
（，3.25m/s，）

4.9如图所示，平板向着射流以等速ν运动，导出使平板运动所需功率的表达式。

4.10如图所示为一有对称臂的洒水器，设总体积流量为5.6×10-4m3/s，喷嘴面积为0.93cm2。不计摩擦。求它的角速度ω。如不让它转动，应施加多大扭矩。(8.52rad/s，0.3N·m)