1 流体力学.doc

1 流体质点：是很多个流体分子的集合体，在宏观上足够小，在微观上足够大，流体可以看作是一个个流质点组成的。2. 动力粘度：由牛顿粘性定律，流体的内摩擦切应力与速度递度成正比例。其比例系数就是表征流体粘性特点的系数，称为动力粘度。或单位速度递度下的内摩擦切应力，称为动力粘度。质量力 即体积力作用及分布于指定质量的整个体积，而无需物理上的直接接触。（4）流线 如果某一瞬间在流场中作出一条曲线CD,使这一瞬间所有处在这条曲线上的流体质点的速度矢量都和它相切，符合这样条件的曲线称为流线。（5 ）紊流 流体各层或各微小流束上的质点形成涡体彼此彼此混掺，从每个质点的运动轨迹看，都是曲折错综的，没有确定的规律的流动。（6）水力光滑管 如果紊流中的层流层的厚度大于管道的绝对粗糙度，称之为水力光滑管。（7 ）急变流 流线之间的夹角很大，或流线的曲率半径很小的流动。（8 ） 沿程损失及计算公式 流体的阻力只是一个不变的摩擦阻力称为沿程损失，公式为。（9）水力长管 管道的沿程损失远远大于管道的局部损失和速度水头的管道。（10）力学相似 是指两个流动现象中相应点处的物理量彼此之间相互平行（指矢量物理量的方向，如力和速度的方向）并且成一定比例（指矢量的模和标量的大小，标量如长度和时间等）。二、答:（1）实际流体能量方程上多了一项能量损失项。 (2) 每一项的几何意义: 分别称为位置水头、压强水头、测压管水头、速度水头和总水头，也可称为位置高度、压强高度、测压管高度、速度高度和总高度。 每一项的能量意义: 分别称为位能、压能、势能、动能、总能量和能量损失。1流体微团 它是流体中任意小的微元，包含了大量流体质点2 水力粗糙管 如果紊流中的层流层的厚度小于管道的绝对粗糙度，称之为水力粗糙管3缓变流 流线之间的夹角很小，近似平行或流线的曲率半径很大的流动。4水力短管 管道的沿程损失远远小于管道的局部损失和速度水头的管道5量纲和谐原理：一个完整、正确的物理方程式中的每一项应具有相同的量纲。6局部损失 集中在很短流段中的压力损失（如管径变化，弯道等）称局部损失，计算公式为 ：7局部阻力损失 是在急变流处，断面流速忽然发生急剧变化，则流体要生成大量旋涡而产生额外的能量损失。8当层流边层的厚度大于管壁的绝对糙度时,管壁的粗糙凸出高度完全被淹没于层流边层之中, 对流动阻力影响很小.这类似于液流在完全光滑的管路中运动。通常将处于这种情况下的管子，称为水力光滑管。 （2） 当时，管壁的粗糙凸出高度，暴露在层流边层以外，当流体经过凸出部分时，即会形成碰撞，加剧紊动，且在凸出部分后面形成旋涡，消耗许多能量。通常将处于这种情况下的管子，称为水力粗糙管9定常流动：如果流场空间任意一点所描述流体质点的运动参数仅仅是坐标的函数而与时间无关，则称为定常流动。 或：流场中任一点的运动要素仅仅是坐标的函数而与时间无关，则称为定常流动。10 粘温特性：流体的粘度随温度的变化而变化的性质。液体的粘度随着温度的上升而减小，而气体的粘度随着温度的升高而增加。11力学相似的三个条件：几何相似、运动相似和动力相似12造成沿程损失和局部损失的主要原因是什么？它们分别发生在什么流段？答：沿程阻力损失是沿流动流程上单位重力的流体因与管壁发生摩擦以及流体之间的内摩擦而损失的能量。 局部阻力损失的原因在于，经过某些地方（管径的改变及方向的改变）后，断面流速分布将发生急剧变化，并且流体要生成大量旋涡。由于实际流体粘性的作用，这些旋涡中的部分能量会不断地转变为热能而逸散在流体中。沿程阻力损失和局部阻力损失分别发生缓变流段和急变流段。13. 粘性：物体运动时，其内部质点沿接触面相对运动，产生内摩擦力以抗阻流体变形的性质，就是流体的粘性。14. 量纲：也称因次，它是表征各类物理量类别的标志，如密度、速度、时间和力等。15雷诺数Re有什么物理意义？它为什么能起到判别流态的作用？（7分）答：（1）雷诺数反映了惯性力（分子）与粘性力（分母）作用的对比关系。 （2） Re较小，反映出粘滞作用力大，对流体的质点运动起子着约束作用，因此当Re小到一定程度时，质点呈现有次序的线状运动，互不混掺，也即层流形态。当流动的Re数逐渐加大时，说明惯性力增大，粘滞力的控制作用则随之减少，当这种作用减弱到一定程度时，层流失去了稳定，流体质点离开了线状运动，从而形成了紊流流态。所以雷诺数Re能起到判别流态的作用。三、实际流体与理想流体在能量方程上有什么区别？实际流体中总流和元流的能量方程有什么区别？(8分)答：（1）实际流体能量方程上多了一项能量损失项。（2）元流的能量方程 实际流体中总流的能量方程 总流的能量方程中的V为过流断面的平均流速，为过流断面的动能修正系数。而元流的能量方程中的V为流体的流线速度。16. 水力直径：过流断面积除以湿周称为水力半径；水力半径的4倍称为水力直径。17动力粘度：由牛顿粘性定律，流体的内摩擦切应力与速度递度成正比例。其比例系数就是表征流体粘性特点的系数，称为动力粘度。或单位速度递度下的内摩擦切应力，称为动力粘度18 缓变流断面：在该过流断面上，经过各质点的流线接近于直线，流线的曲率和彼此的夹角很小；各质点的直线加速度和向心加速度均很小；断面的压力分布规律符合重力场流体静力学基本规律，即19雷诺数：雷诺数是由流速、管径、动力粘度和流体密度归结的一个无因次数，作为判别流动状态的准则。20、 相对压强：又称表压，是以大气压为基准测得的液体的压强21、 牛顿内摩擦定律：流体的内摩擦切应力与速度递度成正比例，其表达式为：22、 产生沿程式损失的原因是管壁与流体之间的粘性磨擦力消耗机械能，产生局部水头损失的主要原因是流速场的急剧变化引起了粘性磨擦力的增加。沿程损失发生的局部流动长度上，局部损失发生的边界形状急剧变化的流段上。23 伯努利方程表示流体运动方程，机械能守恒，各项能量可以相互转换。Z位置水头，比位能。压强水头，比压能。速度水头，比动能。24 管嘴出流量大。因为管嘴出流处存在着真空区，其抽吸的作用增加了出流量。25 孔口与管嘴：当出流口厚度与直径之比大于3倍时，出流口称之为管嘴，否则称之为孔口。26绝对压力以绝对真空为计量起点测得的压力。 相对压力以当时当地大气压为计量起点测得的压力。绝对压力等于相对压力加大气压。真空度是当压力小于大气压时，大气压与其差值27 与管壁接触的一很薄流层，其内流动符合层流特点，称层流边界，厚度,当y小于粗糙凸起为水力光滑管，大于粗糙凸起为水力粗糙管。 28试述引入断面平均流速的意义，断面平均流速和实际流速之间的关系。过水断面各点流速不同，用实际流速