工程流体力学答案

1、r 单位面积上的内摩擦力或切应力，?；A 流体层的接触面积， m2;速度梯度，即速度在垂直于该速度方向上的 dy 变化率， S'1 ;“与流体性质有关的比例系数，称为动力粘性系 数，或称动力粘度， Pa? s。2、画图解释说明多支 U 形管测压计的工作原理答：多支 U 形管测压计是由几个 U 形管组合而成的。如图 （略）所示。如果容器内是气体， U 形管上端接头处也充 气体 时，气体重量影响可以忽略不计，容器 A 中气体的绝 对压强和 相对压强为PA = 几 +。洌 +。桃PA =PA - Pa = PM ghi + PM g%如果容器中装的是水， U 形管上端接头处也充满水时，则 图

2、中B 点的绝对压强为PB =几 + PM + JPM - Pw ） A2。3、画图说明流动状态与水头损失的关系。答：不同流动状态形成不同阻力，也必然形成不同的水头损失。为了确切地找到水头损失和流速的关系，将实验数据绘在坐标纸行，则得到他们的关系曲线，其直线方程可 表示为lghf -gk + mlgv 即/ = kvm实验表明、：当 v<vcr 时流动处于层流状态， m=l, 即水头 损失 与流速成线性关系；当 vcr <v< v'cr , 流动处于过度 状态， m=1.752,即水头损失与流速成曲线关系；当心叫”时流动处于紊流状态，m=2，即水头损失与流速成二次方的关

3、系，如图（ 略 ） 为 水 头 损 失 与 流 速 的 关 系 。工程流体力学课程期末考试 （A）卷 （开卷）装该试卷使用范围：2009年级安全工程专业j一、名词解释（每小题 5分，总分25分）。1粘性:答：当流体运动时，流体内部各质点间或流体层间会因相:对运动而产生内摩擦力以抵抗其相对运动，流体的这种性:质称为粘性。2、压缩性:答：当作用在流体上的压力增加时，流体的体积减小，密:度增加，这种性质称为压缩性。:3、流线订答：在流场中某一瞬时作出的一条空间曲线，使这一瞬间.在该曲线上各点的流体质点所具有的速度方向与曲线在该?点的切线方向重合，流畅中凡是符合这样条件的曲线称为:流线。=4、上临界速

4、度i答：当流速逐渐增大到某一个临界值时，层流状态就改变1成紊流状态，把这一临界值称为上临界速度。:5、直接水击7/i答：当阀门关闭的时间t_<-时，也就是水击波从阀门处_'C线向水箱方向传播再以长压波形式返回到阀门之前，阀门就已关闭，这种水击称为直接水击。4二、简答题（每小题8分，总分24分）。:1、表达岀牛顿内摩擦定律及公式中各项的意义及单位。i答：牛顿内摩擦定律：t=a A dy 式中： F内摩擦力， N；分)(1)已知原模型上游水深 H=5m,求H 'C2)已知原模型上游流量 Q = 30m3/s,求0;C3)在模型上测得水流流速为v =m/s,计算原型上流速v ;

5、C4)在模型上测得水流对闸门的作用力F - 4OO2V，计算 原型上水流对闸门的作用力F;C5)在模型上测得水跃损失的功率P' -0.2KW ,计算原型 中水跃损失的功率。 解：闸门下的水流是在重力作用下的流动，因而应 该是按 弗劳德模型法设计(1) 模型水深矿 = = = 0.5(/n)8t 10(2) 模型上流量 Q = 2_ = A- = 22_ = 0.095(/n3 / s)q 犖 io2丄原型上流速 v = v 5V = v 3, 2 = V10 x 1 = 3.16(/n/ s)(4) 原型上作用力F = F dF =F'A3p =400xl03 xl = 4OO

6、(A2V)(5) 原型上损失功率7 7P = 5pP = §p8P =1x10A x 0.2 = 632( W) 4、在长度 I = 1000m ,直径 d = 300mm 的管路中 输送重油，其体积流量0 = 0.071肿/s,求油温分别为 1(FC (运动粘 度为 v = 25cm- Is ) 和 40°C (运 动粘度为 v = 15cm2 Is ) 时的水头损失。 (15分) 解平均流速 V=A= 0-071 = 1(/77 / s)A -x0.324试判断流动方向，并计算A、B两断面之间的水三、计算题（总计51分）1、某种液体的动力粘性系数为相对密度为0.85,求

7、其运动粘性系数。（6分）角军：。液=”水 x s = 1000 x 0.85 = 850（Ag /m3）2、由两根不同直径的管子与一渐变连接管组 成的管路，如图 所示，已知 2 = 0.25/7?,卩人=7.8xi0"N/7”2 ； Db =0.50/7?, pb7=84<104 AA/zn2，丄二*处泄"方向vb -1.2m/s,h F Im2x101000x102x103、某弧形闸门下出流，今以比例尺$ =10做模型实验15（2）10°C时的雷诺数只。严晋二时七。v 2。属于层流。所以沿程水头损失为22 J v 64 J 64x1000 x _ d 2g nn-=90.703Re y d 2g_ 120 x 0.3 x 2 x 9.8柱）（