流体力学复习题2

工程流体力学复习题一.填空.流体是一种受任何微小作用时，都会产生连续变形的物质。.作用于流体上的力按其性质可以分为表面力和.缓变流任意过流截面静压力分布特点：.一边长为a的等边三角形截面管内充满流体流动，其当量直径（水力直径） d.的流体称为理想流体。.运动黏度u的国际单位是.某点的真空压强为65000Pa，当地大气压为0.1MPa，该点的绝对压强为相对压强为 .绝对压强Pab与相对压强p、真空压强Pv、当地大气压Pa之间的关系是：.速度v、长度1、重力加速度g的无量纲量是：速度v、密度、压强p的组成的无量纲数是：10压力输水管模型实验，长度比尺为8,模型水管的流量应为原型输水管流量的： 二11.如图1所示在封闭容器上装有U形水银测压计，其中1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为：。—~-习题2.5~-习题2.5图图1 图2图,3 -习题8.1图长度 12=311,1、2长度 12=311,1、2两管通过的流量关系为为：-.水在垂直管内由上向下流动，相距1的两断面间，测压管水头差h,两断面间沿程水头损失hf,则：.流体微团的运动包括、和。.圆管层流，实测管轴上流速为64m/s,则断面平均流速为：.某流场VxkX,vy ky,则流线方程为。.量纲和谐性原理是指任何一个正确的方程式中，各项的量纲必须.进行水力模型实验，要实现有压管流的动力相似，应选的相似准则是：(a)雷诺准则；(b)弗劳德准则；(c)欧拉准则；(d)其它。.在安排管道阀门阻力试验时，首先考虑要满足的相似准则是：(a)雷诺数Re；(b)弗劳德数Fr；(c)斯特劳哈尔数Sr；(d)欧拉数Euo.在管流中，如果两个截面的直径比为 人凡;2,则这两个截面上的雷诺数之比为ReJR%=o.在圆管层流流动中，沿程损失与速度的成正比。.某水流速度是2.5m/s,则其速度水头是mH2。。.斯托克斯定理表明，沿封闭曲线的L的速度环量等于穿过以该曲线为周界的任意曲面的。2 2.不可压缩平面流动的势函数为 xyx,其流函数为.马赫数的定义。.流体的静压力是的一种，它是该力在方向上的分力。.描述流体运动的两种方法分别是和,其中着眼于流场中的空间点，研究流体质点经过这些空间点时运动参数随时间的变化的方法是O.流体静压强的作用方向总是沿其方向.流线是用来描述流场中各点流动的曲线。.流体的运动除了平移和转动外，还有 运动。.流体在速度、压强增加区内流动时，才可能发生附面层的分离。.管路A、B并联，管路A水头损失是6mH2O,则管路B水头损失是—mH2O2.匚的物理意义是单位 流体的动能。2g.一密闭容器内，流体绝对压强为0.6个大气压，其相对压强为个大气压,真空度为个大气压。.动力粘性系数尹与运动粘性系数''的关系为〃=—,其中动力粘性系数〃的国际单位为。.一半径为0.5m的圆管管内充满流体流动，其水力直径(当量直径)de m.作用于流体上的力按其性质可以分为和。.某水流速度是2.5m/s,则其速度水头是mH2O。.在管流中，如果两个截面的直径比为 心二2,则这两个截面上的雷诺数之比为R%，衣叼=o.管路A、B并联，管路A水头损失是2.5mH2O,则管路B水头损失是mH2O.在圆管层流流动中，沿程损失与速度的成正比。.两流体现象相似的条件包括：..。.物理量单位的属性称为。.超声速气流在扩压管中进行增压，扩压管的截面积应该逐渐;超声速气流在喷管中进行增速，喷管的截面积应该逐渐.伯努力方程反映的是守恒。.某点的绝对压强是15米水柱，当地大气压是10米水柱，则该点处的相对压强是 米水柱。.某有压流动的管路，水力半径是1m,则水力直径是mo.水在管中流动，雷诺数为15632,则其流态为。不可压缩变直径管流，已知管径d1=320mm,d2=160mm,流速v1=1.5m/s。v2=—设空气密度是1.2kg/m3,动压是128Pa,则速度是m/s。.不考虑温度，基本量纲包括：o0.316402554、在水力光滑区，Re.，则沿程水头损失hf与流速v的 55、如图4所示，在与容器相连的水管入口处的局部阻力系数为。56、液体受到表面压强p作用后，该压强将地传递到液体内部任何一点,57、单位质量力是指作用在单位液体上的质量力，其量纲是

58、雷诺数的物理意义是。59、粘性流体静压水头线的沿流程变化的规律是。60、静止的水仅受重力作用时，具测压管水头线必为。61、在平衡流体中，等压面包与质量力。二、简答题（每题5分，共20分）.水管上安装一复式水银测压计如图所示。同一水平线上各点的压强 pl、p2、p3、p4哪个最大？哪个最小？哪些相等？.什么是流线？流线的主要特点有什么?.如图所示，开口容器装有两种互不相混的液体。分析两根测压管中的液面哪个更高？哪个与容器中的自由液面高度相同？.简述水力光滑管和水力粗糙管的定义。一根确定的管子是否永远保持为水力光滑管或水力粗糙管？为什么？5.请用阴影示出右图的压力体

5.请用阴影示出右图的压力体6、用阴影线画出下图中受压柱面的压力体V7、如下图所示，底面积相同，高度相同、V计容器质量。试求四个容器中的水对桌子的作用力的大小顺序以及水对容器底部的.粘性流体管内流动其能量损失可分为哪两类，产生的原因是什么？写出其计算公式。.简述伯努利方程的物理意义。du3所示，试根据牛顿内摩擦定律dy,定性绘.已知液体中流速U沿y3所示，试根据牛顿内摩擦定律dy,定性绘11.关于水流去向问题，曾有以下一些说法，如“水一定是从高处流向低处”的地方流向压力小的地方”本方程式加以说明。、“水是由流速大的地方流向流速小的地方”、“水是由压力大,这些说法对吗，试用基11.关于水流去向问题，曾有以下一些说法，如“水一定是从高处流向低处”的地方流向压力小的地方”本方程式加以说明。、“水是由流速大的地方流向流速小的地方”、“水是由压力大,这些说法对吗，试用基-1Po13.0,则流体为理想流体，这种说法对吗？为什么?.在一条水平管段上装有两只测压管，如图高度hi13.0,则流体为理想流体，这种说法对吗？为什么?.在一条水平管段上装有两只测压管，如图高度hi与h2是增大还是减小？并说明原因。2所示，当管中流量增大时，两只测压管中液面.盛有水的密闭容器，水面压强为po,当容器自由下落时，求水中压强分部规律。dg.有一泵循环管道，各支管阀门全开时，支管流量分别为 Qi、Q2,若将阀门A开度变小,其他条件不变，试论证主管流量Q怎样变化，支管流量Q1、Q2怎样变化。Q2Q2.图示两根完全相同的长管道，只是安装高度不同， 两管的流量关系如何，说明理由。三、选择题.流体动力粘度的量纲是0A、[F][L]2/[T]; B、[F][T]/[L]2; C、[F][T]2/[L]2;D、[F]2[L]2/[T]。.如图所示，实际流体在等直径管道中流动，在流场中有1、2、3点，则有oA、4Rz3-p3;B、4包z2-p2;C、Z2&Z3R;D、zi邑Z2RZ32.在图示2水箱小孔口处接一管嘴，则流量A减小；B、增加；C、不变；D、不确定

.如图3所小，超声速段是oA、收缩段；B、扩张段；C、临界断面; D、收缩段与临界断面.如图4所示，不计阻力，则。A、两孔口流速相同；B、下面孔口的流速大；.如图5所示，临界状态点是A0; B、1;C、2;D、3。.有压管流流速不断增加时，管内流动将从水力光滑区转变成区A、紊流；B、层流；C、水力粗糙；D、第一过渡。四、计算题1、一流动的速度场为v（x1）台“2）白确定在t=1时通过（2,1）点的轨迹线方程和流线方程xy1。2、某压差计如图所示，已知hA=hB=1m,Ah=0.5m。求：pA-pB。3盛水容器，水深％=60cm,h2=100cm,水银测压计读值h=25cm,试求半径R=0.5m的半球形盖AB所受总压力的水平分力和铅垂分力。

3、水流过一段转弯变径管,如图所示，已知小管径di200mm截面压力P170kPa,大管径d2400mm压力外40kPa,流速v2=1m/s。两截面中心高度差z1m,求管中流量及水流方向。（10分）4、嵌入支座内的一段供水管，直径由d1=1.5m缩到d2=1m,如图所示。当支座前的相对压力p=392kPa和流量Q=1.8m3/s时，不计阻力损失，试确定在渐缩管上支座所承受的轴向力。

5矩形平板闸门AB,一侧挡水，已知长l=2m,宽b=1m形心点水深hc=2m倾角 =45,闸门上缘A处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力 T。iThcBhcBa।6矩形闸门高h=3m宽b=2m,上游水深h1=6m下游水深h2=4.5m,试求：（1）作用在闸门上的静水总压力；（2）压力中心的位置。7矩形平板闸门一侧挡水，门高 h=im,宽b=0.8m,要求挡水深hl超过2m时，闸门即可自动开启，试求转轴应设的位置y。8密闭盛水容器，水深h|=60cm,h2=100cm,水银测压计读值h=25cm,试求半径R=0.5m的半球形盖AB所受总压力的水平分力和铅垂分力。

9一弧形闸门，宽2m,圆心角=30,半径R=3m闸门转轴与水平齐平，试求作用在闸门上的静水总压力的大小和方向。R- al10.一吹风装置，进排风口都直通大气，风扇前、后断面直径 di=d2=1m,排风口直3径d3=0.5m,已知排风口风速V3=40m/s,仝气的存度=1.29kg/m,不计压强报失，试求风扇前、后断面的压强口和6。d1d2d3习题4.15图d1Pd1d2d3习题4.15图d1PiVid2F1xV—.如图，水以V=10m/s的速度从内径为50mm勺喷管中喷出，喷管的一端则用螺栓固定在内径为100mm水管的法兰上，如不计损失，试求作用在连接螺栓上的拉力。5倍，求支墩受的水5倍，求支墩受的水30.如图，直径为d1=700mmB勺管道在支承水平面上分支为 d2=500mnt勺两支管，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。（1）不计水头损失，求支墩受的水平推力;（2）若水头损失为支管流速水头的平推力。（不考虑螺栓连接的作用）Ad1ViF-A12习题4.19图11球形固体颗粒在流体中的自由沉降速度 v与颗粒直径d、密度m以及流体的密度 、粘度重力加速度g有关，试用 定理证明自由沉降速度关系式212.水管直径50mm末端阀门关闭时，压力表读值为 21kN/m。阀门打开后读值降至5.5kN/m2,如不计水头损失，求通过的流量。

13下列不可压缩流体、平面流动的速度场分别为：(1)ux=y.Uy=x(2)ux=xy；Uy=xy2 2(3)Ux=x yx；Uy=(2xyy)试判断是否满足流函数 和流速势的存在条件，并求、。14水管直径为50mm1、2两截面相距15m,高差3m通过流量Q=6L/s,水银压差计读数为250mm试求管道的沿程阻力系数。215如图所示，重量G20N,面积A0.12m的平板置于斜面上。其间充满粘度 0.65Pas的油液。当油液的厚度h8mm时，问均速下滑时平板的速度U是多少？16相距为h=10mm的两固定平板间充满动力粘度 科=1.49Pa-s的甘油，若两板间甘油的速度分布为u=4000y(h-y),则(1)若上板的面积A=0.2m2,求使上板固定不动所需的水平作用力 F(2)求丫=23和2h/3处的内摩擦应力，并说明正负号的意义。17如下图所示一双液式差压计。上部为油，丫= 9kN/m3,下部为水，丫水=9.8KN/m3,已知h=10cm,a=l0cm,求两容器中的压强差。

18某水塔供水系统，h=20m,由管路1、2组成，按长管计算， d1=250mml1=20m,d2=200mnpl2=260m,沿程阻力系数均为0.03,中间有水泵一台，泵的扬程是 40mH2Q求管路中的流量。h2119、某矿井输水高度Hs+Hd=300m排水管直径d2=0.2m,流量Q=200m3/h,总水头损失hw=0.1H,试求水泵扬程H应为多少？

20、如下图所示为一渐扩的管道， 其管径由dl=50mnT大到d2=100mm管中通过流量16m3/h的水。在截面改变处插入一差压计，其中充以四氯化碳（p= 1600kg/m3,读得的液面高度差h=173mm试求渐扩管处的局部损失系数。21离心式通风机用集流器A从大气中吸入空气，直径d=200mm处接一根细玻璃管,已知管中的水上升H=150mm,求进气流量（空气的密度 =1.29kg/m3）。

22一吹风装置，进排风口都直通大气，风扇前、后断面直径di=d2=1m,排风口直径d3=0.5m,已知排风口风速V3=40m/s,空气的密度=1.29kg/m3,不计压强损失，试求风扇前、后断面的压强Pi和比。23水流经180°弯管自喷嘴流出，如管径D=100mm,喷嘴直径d=25mm,管道前端测压表读数为196.5kN/m2,不计损失。求：①射流流量；②法兰盘接