《工程流体力学》综合复习资料

1、工程流体力学综合复习资料工程流体力学综合复习资料一、单项选择1、实际流体的最基本特征是流体具有。A、粘滞性 B、流动性 C、可压缩性 D、 延展性2、 理想流体是一种的流体。A、不考虑重量 B、静止不运动 C、运动 时没有摩擦力3、作用在流体的力有两大类，一类是质量力，另一类是。A、表面力 B、万有引力 C、分子引力D、 粘性力4、静力学基本方程的表达式。A 、 p常数B 、z p常数C、z卫2常数YY2g5、若流体内某点静压强为p绝0.7at,贝 V其。A、p表0.3at B、p表0.3 9.8104 Pa C、P真水7mH2O D、0.3 760mmHg汞6、液体总是从大处向这个量小处流

2、动。A、位置水头 B、压力 C、机械能 D、动 能7、高为h的敞口容器装满水，作用在侧面单位宽度 平壁面上的静水总压力为。A、h2 B 、C、2h2 D、h&理想不可压缩流体在水平圆管中流动，在过流断 面1和2截面di d2上流动参数关系为。A、vfiV2,5P2B、V，1V2 , piP2C、Vf1V2 , piP2D、V人V2 , piP2A、vf1V2 , PiP2B、V，1V2 , piP2C、V1V2, PiP2D、V1V2 , PiP29、并联管路的并联段的总水头损失等于。A、各管的水头损失之和B 、较长管的水头损失C、各管的水头损失10、 在相同条件下管嘴出流流量 于孔口出流流量

3、，是因为。A、小，增加了沿程阻力B 、大，相当于增加了作用水头C、等，增加的作用水头和沿程阻力相互抵消D、大，没有收缩现象，增加了出流面积二、填空题1、空间连续性微分方程表达式2、静止液体作用在曲面上的总压力计算公式（水平分力）和（垂直分力）3、动能修正系数的物理意义是：。4、长管是指5、 欧拉数表达式为，其物理意义是 。6、 某输水安装的文丘利管流量计，当其汞-水压差计上读数h 4cm，通过的流量为2L/S，分析当汞 水压差计读数h 9cm，通过流量为 L/s。7、运动粘度与动力粘度的关系是 ,其国际单位是。8因次分析的基本原理是：具体计算方法分为两种。9、断面平均流速V与实际流速u的区别是

4、10、实际流体总流的伯诺利方程表达式为其?适用条件是。11 、指泵的扬程H。是12、稳定流的动量方程表达式 为13、计算水头损失的公式为与。14、牛顿内摩擦定律的表达 式，其适用范围15、压 力 中 心 是指三、简答题1、静压强的两个特性。2、节流式流量计的工作原理。3、如何区分水力光滑管和水力粗糙管，两者是否固 定不变？4、温度对流体粘度的影响。5、牛顿内摩擦定律的内容。6、等压面的定义及其特性。7、静止流体作用在曲面上的总压力计算公式。8写出实际总流的伯努利方程并说明适用条件和各 项意义。9、分析流动阻力产生的原因。10、稳定流动与不稳定流动的定义。11、串联管路的水力特性。12、水力半径

5、的定义式。13、14、15、16、17、1819、20、连续介质假设的内容。 因次分析方法的基本原理。 欧拉数的定义式及物理意义 压力管路的定义。长管计算的第一类问题。 作用水头的定义。喷射泵的工作原理。 动量方程的标量形式。四、计算题1、I 15mPo 9800 Pad1 I6 2 #10 m /so2m，吸入段长度 水池液面表压强 rh 0.05m3 - ） ? Q 0.03m /s。hw吸？P2 0.8 106 Pa，求泵的有效功率。如图一输、水系统，已知一 ，过滤器两端接汞-水压差计, 流动状态在水力光滑区，3求：（1）吸入段水头损失（2）设泵出口泵压214dlnl n2塔d2注：1

6、-带保险活门3过滤器2、有泵管路如图所示，流量 管长-15m，沿程阻力系数11 6 ;压力管长L2弯头 2 0.404-闸门 4 032Q 240m3/hour，泵的吸入 003，总局部阻力系数为2 60m，1 0.03，2 10，管径为 0.25m。0.53求：（1）已知泵入口处真空表读数6.6mH2O，求吸入高 度。（2）两个液面高差h2 24m，求泵的扬程H。3、直径257mm的长输管线，总长50km，起点高程45m， 终点高程84m，输送相对密度（比重）0.88的原油，运动粘度a276 10 m2/s，设计输量为Q 200t/h，求总压降。（按长管计算）五、推导题1试推导流体欧拉平衡微

7、分方程式。2. 试推导理想流体欧拉运动微分方程式。3、气体中声速C依赖于密度、压强p、粘度。试用因次分析法导出声速 C的一般表达式。4、试应用伯诺利方程与水头损失公式推导孔口的定水头自由泄流的流量计算公式参考答案、单项选择题1、实际流体的最基本特征是流体具有A、粘滞性B、流动性C、可压缩性D、延展性2、理想流体是一种C 的流体。A、不考虑重量B、静止不运动C、运动时没有摩擦力3、作用在流体的力有两大类，一类是质量力，另一类是A、表面力B、万有引力C、分子引力粘性力4、静力学基本方程的表达式p常数常数2常数2g5、若流体内某点静压强为0.7at，则其P 表0.3at Bp表0.3 9.8 104

8、 PaP直二 7mH2O水D、匹 0.3 760mmHg汞6、液体总是从大处向这个量小处流动。A、位置水头B、压力C、机械能D、动能7、高为h的敞口容器装满水，作用在侧面单位宽度平壁面上的静水总压力为h22 h2D、8理想不可压缩流体在水平圆管中流动,在过流断面1和2截面dl d2上流动参数关系为D。A、ViV2, PlP2B、ViV2, PiP2C、v1v2, p1p2D、v1v2, p1p29、 并联管路的并联段的总水头损失等于C oA、各管的水头损失之和B、较长管的水头损失C、各管的水头损失10、 在相同条件下管嘴出流流量 B于孔口出流流量，是因为 oA、小，增加了沿程阻力B、大，相当于

9、增加了作用水头C、等，增加的作用水头和沿程阻力相互抵消D、大，没有收缩现象，增加了出流面积二、填空题1、空间连续性微分方程表达式UxUyUz c 0ot xyz2、静止液体作用在曲面上的总压力计算公式（水平分力）_ Fx %Ax和（垂直分力）Fz Vp_ o3、 动能修正系数的物理意义是： 总流有效断面的 实际动能与按 照平均流速 算出的假想 动能的比 值_o4、长管是指 和沿程水头损失相比，流速水头和局部水头损失可以忽略的流动管路。5、 欧拉数表达式为Eu -A ，其物理意义是V7压力与惯性力的比值 。6、 某输水安装的文丘利管流量计，当其汞-水压差计上读数 h 4cm , 通过的流量为2L

10、/S，分析当汞 水压差计读数h 9cm，通过流量为3L/s。7、运动粘度与动力粘度的关系是流动力粘度与同温度下该流体密度p之比 ，其国际单位是/S&因次分析的基本原理是：很多物理量都是有因次的，若干物理量总能以适当的幂次组合构成 无因次的数群；任何物理方程总是齐因次的 具体计算方法分为两种量纲分析法（瑞利法） 禾口 n定理 。9、断面平均流速v与实际流速u的区别是过流断 上各点的实际流速是不相同的，而平均流谏在 过流断面上是相等的。10、实际流体总流的伯诺利方程表达式为2g乙P22ghw其适用条件是 定常（稳定），不可压缩，质量 力只有重力，两个计算断面均为缓变流断面， 且两个计算断面之间有共

11、同的流线经过11、泵的扬程H是指 单位重量流体通过泵后所获得的机械能（水头）12、稳定流的动量方程表达式为rr rFQ v2 v-! o, 213、 计算水头损失的公式为hf dr 一与d 2g2hj o2g -14、 牛顿内摩擦定律的表达式 詈_，其适用范围是牛顿流体，层流运动。15、 压力中心是指体中的平面或曲面所受流体压力的合力的作用线同该平面或曲面的交点。三、简答题1、静压强的两个特性。静压强方向永远沿着作用面内法线方向。静止流体中任何一点上各个方向的静压强大 小相等，与作用面方位无关。2、节流式流量计的工作原理。节流式流量计是由节流装置（孔板、喷嘴、文氏管）、引压导管和差压计三部分所

12、组成,流体通过孔板或其他节流装置时，流通面积缩小，流速增加，依据伯努利方程，压强减小，依据节流装置两侧的压差，可以测出流速，并可折算为流量3、如何区分水力光滑管和水力粗糙管，两者是否固定不变？帘 m 所谓忒力尤満儈是荷管流中粘件績的算虞淹汝齐甲绝对：1肺復菅甲榊糙厦对:盍流核心区的匝动几乎混ff影响的管9韓（2J別谨水丿曲1诡佗是片许说屮詁性底层的母披不足以覆盖営壁绝对粗懂度.管矍粗槌度对鳶逋核心区的谎动懿响掘訓t（昇两青井裕是固定车变的.粘皆底屋曙烘鮎M诺戡的变化而谡变，本力光糟管与水力粗陶行之间可且郴互转化.4、温度对流体粘度的影响。温度对于流体粘度的影响比较显著，温度升高是液体的粘度会升

13、高，而气体的粘度会随着温度的升高而增加，这是由于液体的分子间距离较小，相互吸引力其主要作用， 当温度升高时，间距增大，吸引力减小。气体分子间距离较大，吸引力影响较小，根 据分子运动理论，分子的动量交换因温度升高而加剧，因而切应力也随之增加。5、牛顿内摩擦定律的内容。取无限薄的流体层进行研究，坐标为 y处的流速为u，坐标为y+dy处的流速为u+du， 显然在厚度为dy的薄层中速度梯度为du/dy。液层间的内摩擦力T的大小与液体性质 有关，并与速度梯度du/dy以及接触面积A成正比，而与接触面上的压力无关，即dy，符合这样内摩擦定律的流体叫牛顿流体，这种定律就叫做牛顿内摩擦定律。6、等压面的定义及

14、其特性。等压面是指静止流体当中压力相等的点组成的面。（1）等压面与质量力相正交，（2）等压面不能相交，（3）两种互不相溶的流体的交界 面是等压面，（4）水平面为等压面的三个条件一一同种、连续、静止流体7、静止流体作用在曲面上的总压力计算公式。作用+I-,的静水总压力F的水平分力F”沟；杵用丁恂而上的存木总压力F的垂山分力F7为:式申，Vp,压力休休积作用在曲面上的静水息區力F知8写出实际总流的伯努利方程并说明适用条件和各项意义。% 实际潦体总滝的伯努利方桿是屮也+纽=氛+忆+叱“亠汕Y 2g7 2g4）适用条杵：不可压赠瀟1K稳宦淹、质童力力.所取斷面曲履变（斷臥 所 取斷血间典軒共同的旌绘.

15、13；务直意义 J比忡能；E比乐隔 比动能；曲一水头厠夫9、分析流动阻力产生的原因。流动阻力产生的根本原因时流体质点摩擦所表现的粘性和流体质点碰撞所表现的惯性10、稳定流动与不稳定流动的定义。流体在管道中流动时，在任一点上的流速、压力有关物理参数都不随时间而改变, 这种流动称为稳定流动；若流动的流体中，任一点上的物理参数，有部分或全部随时 间而改变，这种流动称为不稳定流动11、串联管路的水力特性。串联管路无中途分流和合流时，流量相等，阻力叠加。串联管路总水头损失等于串联 各管段的水头损失之和，后一管段的流量等于前一管段流量减去前管段末端泄出的流 量。12、水力半径的定义式。A流体在管道中流动时

16、断面面积与湿周长度的比值13、连续介质假设的内容。即认为真实的流体和固体可以近似看作连续 的，充满全空间的介质组成，物质的宏观性质依然 受牛顿力学的支配。这一假设忽略物质的具体微观 结构，而用一组偏微分方程来表达宏观物理量 （如质量，数度，压力等）。这些方程包括描述介质 性质的方程和基本的物理定律，如质量守恒定律， 动量守恒定律等。14、因次分析方法的基本原理。很多物理量都是有因次的，若干物理量总能以 适当的幂次组合构成无因次的数群；任何物理 方程总是齐因次的。15、欧拉数的定义式及物理意义欧拉数定义式为Eu p2，其物理意义为压力与惯性 力的比。16、压力管路的定义。凡是液流充满全管在一定压

17、差下流动的管路都称 为压力管路。17、长管计算的第一类问题。已知管径，管长和地形，当一定流量的某种液 体通过时，确定管路中的压力降，或确定起点所需 的压头，或计算水力坡降。18、作用水头的定义。任意断面处单位重量水的能量，等于比能除以比重。 含位置水头、压力水头和速度水头。单位为 m19、喷射泵的工作原理。利用较高能量的液体，通过喷嘴产生高速液体后形 成负压来吸取液体的装置称喷射泵。喷射泵的工作 原理是利用较高能量的液体，通过喷嘴产生高速度， 裹挟周围的流体一起向扩散管运动，使接受室中产 生负压，将被输送液体吸入接受室，与高速流体一 起在扩散管中升压后向外流出。20、动量方程的标量形式。Fx

18、Q V2x V1xFy Q V2y V1y Fz Q 5 /四、计算题1.如图一输水系统，已知dl d20.2m，吸入段 长度115m，水的运动粘度6 21-8 10 m /S，水池液面表压强Po 9800Pa，过滤器两端接汞-水压差计,h 0.05m，设流动状态在水力光滑区,3Q 0.03m /s。求：(1)吸入段水头损失hw吸？6(2)设泵出口泵压P2.8 10 Pa，求泵的有效功率3-过滤器4-闸门 40.32(1)吸入段沿程水头损失:03164VRe= 0,01754= 0.0l754xd 2g0-2 2g2gh2v .34Q 28Q2hj332g =_2gd23 2d4g局部水头损失

19、:P 12.6 h2d4g8Q212.6 h3.142 0.24 9.88 0.03212.6 0.0513.54-刍七+ *+ G 缶 g + 2Z + + 0.3吩哙Vs-0 955h v.=(13155 + 1549)二 16.5055冥 二 0.768mf J2g2g(2)水池液面到1-1断面列伯努利方程：20 0 0 3 hw吸，解得 pi27582.41 Pa2g列1-1.2-2两断面伯努利方程：0 +电辛二川十电+工 r 2? r 2g9800N= yQH 二 9800x0,03x8445 二 248283fK = 24.83Kf715m，沿程阻力系数32.有泵管路如图所示，流量

20、Q 240m小0，泵的吸入管长L11 0.03，总局部阻力系数为1 6 ;压力管长L2 60m， 1 0.03，2 10，管径为0.25m。求:( 1)已知泵入口处真空表读数6.6mH2O，求吸入高度h1。(2)两个液面高差h224 m求泵的扬程H。(1)取a、b两断面伯努利方程:240度（比重）0.88的原油，运动粘度求总压降。（按长管计算）解：管道内流体雷诺数0.276 10 4m2/s，设计输量为 Q 200t / hRe4Q1=二丄2二4梵00口 5%门A M 3.14X0.25*厶V1八小 乃1.35Ul八 =Z = 0.03= d 70 刖 0 二 A- 6.6 + -+0代)十0

21、5652X9主n 扎=5+77hf(2)取a、c两断面伯努利方程：今舟皿y号+荻仏/ v;m i 1 气号： h M十町 =0.170 + = 0.170+0.03= 0,85/ti用x少凸 # 2$025298 新1鮎点九 二山h = 0.565 * 工点=0.565-HG = 1.5O7wi声z工某2x9,8n& =屁 HkfiSi出07 = 244-0.85+1.507n H 二 26.3713.直径257mm的长输管线，总长50km,起点咼程45m，终点咼程84m，输送相对密200 10330.88 1 03 3 6 003.1416 257 100.276 1011332查表得 =0

22、.15mm 计算得2 0.151.1671059.759.7(1.167 10 3)87134243hf0.31644 ReL v2d 2g0.3164厂0.0314113328LQ22gd52000 Re可得根据伯努利方程v2P22g2ghw可得(Z2乙hw)w g(Z2乙）8LQ2育)50 10003200 100.88 1000 9.8(84 45)0.031(0.88 1 03 3 6 002353.14169.8 (257 10 )2-)4224035Pa五、推导题1.试推导流体欧拉平衡微分方程式。答：如图，在平衡液体在中，取微小六面体，为研究方便，使其各边分别平行与坐标轴，边长取为

23、dx、dy和dz，其形心点位M （x，y，z），点M的压强为p（x，y，z） 工”虧分析作用于六面体表面的力：（1）表面力：只有静水压力由于六面体各面的形心到 M的距离很小，压强在M点附近的变化可以为泰勒级数表示，且可忽略二阶以上的微量，于是： aPN&lhi匕的中丿心点M A* 一ZA7 N tthd. I (勺 i |1 4/M2 Cx4-Zr/2 r y z 其 压颊为=(jr-rilv/Z * 弓虽次八c尸* 尸HtXXT*作用“巾上的协 水丿总FR丿为，5 二 宀NTwftirn勺静水总丿心力为t.ix.*(2)质量力作片1 jsam【Tri勺詡 水曲XER”t QQ乂N作用于如&jfii匕的静 水亞居力为=rr?/j r/-y(tQ_h N根拥平衡条件MFx=O,则有工&p dxdp dx(p、dydz (p H)dydz + pdxdydzX = 0dx 2dx 2%*=O&yS=oqN&Z.=)除以dxdydz，得到:2.试推导理想流体欧拉运动微分方程式。 答在空间療场中，取一边长分别是鮎 如 血的舖元六面休如图&5所示，该六面体的 各个边与坐标轴平行.并设A(y;z)点为该六面体的顶点yzf1p(x+dji.y,z)(1)作用在微元上的表面力设A点出的压强为P,由于dx、dy和dz都很 小，可以认为包