流体力学试题及答案

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 Pa 2 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 11 理想流体伯努力方程常数中 其中称为 g2 u r p z 2 r p z 测压管 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中 2 u z zp 2 g21 称 势压 全压 g21 z zp 2 u p 2 称总压 2 u z zp 2 g21 20 紊流射流的动力特征是 各横截面上的动量相等 21 流体的牛顿内摩擦定律的表达式 u 的s pa dy du u 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e R 增加而增加 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 35 不可压缩液体连续性微分方程只适用于0 z u y u x u z y x 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 P 相对压强 p 真空值 p 当地大气压强 absv 之间的关系是 C a p A P p p B p P C p P absvabsa p va p abs 4 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 d C 与 Re 和有关 D 与和管长 l 有关 d 7 速度 V 长度 l 时间 t 的无量纲组合是 D A B C D lt v vl t 2 vt l vt l 8 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 B C D v p p v p v2 2 v p 12 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 B 21 e 2 1 eRR 21 eeRR C D 21 e5 1eRR 21 e2eRR 16 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 求 平板所受的冲击力 流量 Q1 和 Q2 直径为密度 00 d Q 00 vQ 0 d 22 v Q y 11 v Q R X 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 2 0 2 0 0 4 4 d v d QQ 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 sinsin 0 0000 VQVQ 2 0 2 0 d sin4 Q 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 210 2 2 2 1 2 0 vvv g2 v g2 v g2 v 得 平板切线方向 y 轴方向 无摩擦力 满足动量守恒 0F 即 0 cosvvv 002211 QQQ 化简得 cos 021 QQQ 联立方程 解得 cos1 2 1 01 QQ cos1 2 1 02 QQ 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 两管短长均为 L mm100dmm200d 21 沿程阻力系数求 管道中m10m50 H 2 0 3 0 01 0 BA 水的流量 流速 A B C 1 d 2 d 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 g v B g v A g v g v d l g vp z g v 222d l 222 p z 2 2 2 1 2 2 2 2 1 1 2 12 2 2 01 1 连续性方程可知 所以 2211 AvAv 4 1