工程流体力学复习知识总结

一、是非题。1. 流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。（错误）2. 平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。（正确）3. 附面层分离只能发生在增压减速区。（正确）4. 等温管流摩阻随管长增加而增加，速度和压力都减少。（错误）5. 相对静止状态的等压面一定也是水平面。（错误）6. 平面流只存在流函数，无旋流动存在势函数。（正确）7. 流体的静压是指流体的点静压。（正确）8. 流线和等势线一定正交。（正确）9. 附面层内的流体流动是粘性有旋流动。（正确）10. 亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度增加，压力减小。（正确）11. 相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。（正确）12. 超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度减小，压力增加。（正确）13. 壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。（正确）14. 相邻两流线的函数值之差，是此两流线间的单宽流量。（正确）15. 附面层外的流体流动时理想无旋流动。（正确）16. 处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。（错误）17. 流体的粘滞性随温度变化而变化，温度升高粘滞性减少；温度降低粘滞性增大。（错误）18流体流动时切应力与流体的粘性有关，与其他无关。（错误）二、填空题。1、1mmH2O= 9.80Pa2、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BJ_惯性力_与 粘性力的对比关系。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，总阻抗S为。串联后总管路的流量Q为，总阻 抗S为。6、流体紊流运动的特征是脉动现像，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。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 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z + P + 2 =常数中，其中z + P称为 测压管水r 2gr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，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p + (z -z )(丫 -y )+既中，12 g 2P +(z -z )(y -y ) 称 势压，p + 半称全压，12 a g2P +(z -z )(y -y ) + 管称总压。12 a g 220、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t =+ u空；pa - s, u的单位为-dy ，pa.s 。22、浓差或温差射流的热力特征是各截面的相对焓值相等。23、流体微团的运动是由平移 运动， 旋转 运动，线变形运动和角变形运动四种基本运动形式符合而成。24、几何相似是力学相似的前提，运动相似是模型实验的目的 ，动力相似是运动相似的保证 。25、欧拉准数是压力 和惯性力的相对比值。26、马赫数M反映了惯性力和 弹性力相对比值。27、流体流动的状态分为层流 和紊流 。28、弗鲁得准数反映了重力 和惯性力相对比值。四、选择题。1、按连续介质的概念，流体质点是指。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。A、空气日、清水。、血液。、酒精3、绝对压强P abs、相对压强p、真空值p v、当地大气压强pa之间的关系是。A、Pabs=P+ Pv B、p= Pabs + p C、pv = Pa- Pabs4、圆管层流过流断面的流速分布为。A、均匀分布B、对数曲线分布C、二次抛物线分布5、一下那些概念属于欧拉法。A、流线 B、迹线 C、液体质点 D、液体微团6、圆管紊流粗糙区的沿程摩阻系数人。A、与雷诺数Re有关 B、与管壁相对粗糙度*有关dC、与Re和*有关D、与和管长l有关d7、速度V、长度l、时间t的无量纲组合是。A、-B、上C、-L D、-Lltvl Vt2 Vt8、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。人、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。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、流线与流线通常情况下。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，密度P，压强p的无量纲集合是。A、B、暨 C、PV2 D、RVppP v212、雷诺数代表的是之比。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、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A、1B、1 C、1 D、-12581614、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A、理想流体B、粘性流体 C、可压缩流体D、不可压缩流体15、弹簧管压力表的读数是B、相对压强A、绝对压强C、绝对压强加当地大气压D、相对压强加当地大气压16、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。1大于 B小于 。、等于 D、无规律17、某风管的断面尺寸为300mm x 200mm，则该风管的当量直径是。A、240mm B、250mm C、300mm D、200mm18、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A、Re= 1 ReBRe= ReCRe= 1.5 ReDRe= 2Re12212121219、下列流体哪个属于牛顿流体。1汽油 B、纸浆。、血液 D、沥青五、简答题。1、流体静压强的特性是什么？流体静压强的方向是沿着作用面的内法线方向；在静止或相对静止的流体中，任一 点流体静压强的大小作用面方向无关，只与该点的位置有关。2、尼古拉兹实验分区级意义是什么？层流区临界过渡区紊流光滑区紊流过度区紊流粗糙区意义：比较完整地反应了沿程阻力系数的变化规律，揭示了沿程阻力系数变化的主要因素。3、附面层提出的意义？在于将流场划分为两个计算方法不同的区域，即势流区和附面层。在附面层外的势流 区按无旋流动理想流体能量方程或动量方程求解;在附面层内，按粘性有旋流动流体能量方 程或N-S方程求解；4、温差或浓差射流弯曲产生的原因是什么？浓差或温差射流由于浓度或温度不同，引起射流介质密度与周围其气体密度与周围气 体密度不同，所受的重力与浮力不相平衡，使得整个射流将发生向上或向下的轴弯曲。5、附面层分离的原因是什么？当流体绕流曲面体流动时，在减压增速区，流动维持原来的附面层；流动进入增压减 速区时，流体质点受到与主流方向相反的压差作用，将产生方向的回流，而附面层外的流体 仍保持原有的前进，这样，回流和前进这两部分运动方向相反的流体相接触，就形成旋涡。 旋涡的产生使得附面层与壁面发生分离。6、运动粘滞系数r的物理意义是什么？流体运动粘滞系数r表征单位速度梯度作用下的切应力对单位体积质量作用产生的阻 力加速度，具有运动学要素。7、流体动力粘滞系数u的物理意义是什么？、流体动力粘滞系数u表征单位速度梯度作用下的切应力，反映了粘滞的动力性质。8、元流的特性是什么？元流的特性：元流的边界由流线组成；流体质点不能出入元流；元流断面上的流速和压强是 均匀分布。9、伯努利方程z + P +兰=常数中各项的物理意义？r 2gZ:断面对基准面高度，水力学中称位置水头，单位位能；P :在断面压强作用下，流体沿测压管所能上升的高度，压强水头，单位位能； r兰:断面以速度u为初速度的铅直向上射流所能达到的理论的高度，流速水头，单 2g位位能。10、管网水力计算遵循的原则是什么？任一节点流入和流出的流量相等；任一闭合环路中，如规定顺时针方向流 动的阻力损失为正，反之为负，则各管段阻力损失的代数和必等于零。11、水击（水锤）现象及产生的原因是什么？有压管路中运动着的液体，由于阀门或水泵突然关闭，使得液体的速度和动 量发生急剧变化，从而造成液体压强骤然变化，该现象就是水击（水锤）现象，产 生的原因液体的可压缩性管道材质的弹性。12、管嘴出流产生真空的原因和条件是什么？原因是流体质点流动时由于有惯性，因而流线不能成折线，是光滑的曲线，所以能 够形成真空区域；条件是：管嘴长度为管径的34倍；作用水头Hq极限值为 9.3m13、自由紊流射流的运动、动力特征是什么？在自由紊流射流的主体段，射流各断面上速度分布是相似的，轴线速度越来越小，横截 面积越来越大，质量流量也越来越大；个横截面上的动量守恒。14、射流弯曲产生的原因？在温差射流场中，由于气流密度与周围的气体的不同，射流气体所受的浮力与重力不 相平衡，使整个射流发生向下或向上弯曲15、绕流升力产生的原因？当绕流物体为非对称形或虽为对称但其对称轴与来流方向不平行时，在绕流物 体上部流线较密，流速大；下部流线较疏，流速小，则上部压强小，下部压强大， 上、下部存在压强差，由此产生向上的力称为升力。16、毕托管是广泛应用于测量水流和气流的一种仪器，试画出其示意图，并说明其 工作原。（见第五版书P61）17、简要说明管道流动局部阻力损失产生的机理。（略）18、不可压缩流体N-S方程中，各项的物理意义是什么？X 1 8p + （ 82U +。2U +。2u）dup 8x8x28y28z2dtX：是作用在流体微团上的单位质量力。1冬:是作用在流体微团上单位质量流体的压力。P dx（d2u 82ud2uy _+ 一j + 一:是作用在流体微团上单位质量流体粘性偏应力的合力。 8x2 8y2 8z2x :是流体质点的加速度。dt1、简述液体与气体的粘性随温度的变化规律，并说明为什么？答：温度升高时液体的黏性降低，因为液体的粘性主要是分子间的内聚力引起的， 温度升高时，内聚力减弱，故粘性降低，而造成气体粘性的主要原因在于气体分子的热运动， 温度越高，热运动越强烈，所以粘性就越大2、请详细说明作用在流体上的力。作用在流体上的力按其性质可分为表面力和质量力，表面力是指作用在所研究流体表面 上的力，它是由流体的表面与接触的物体的相互作用差生的质量力是流体质点受某种力场 的作用力，它的大小与流体的质量成正比3、简述连续介质假说。连续介质假说将流体区域看成由流体质点连续组成，占满空间而没有间隙，其物理特性 和运动要素在空间是连续分布的。从而使微观运动的不均匀性、离散性、无规律性与宏观运 动的均匀性、连续性、规律性达到了和谐的统一。（宏观无限小微观无限大）4、何谓不可压缩流体？在什么情况下可以忽略流体的压缩性？除某些特殊流动问题，工程实际中将液体看作是密度等于常数的不可压缩流体，当气体 的速度小于70m/s且压力和温度变化不大时也可近似地将气体当作不可压缩流体处理5、流体静压力有哪两个重要特征？特征一：在平衡的流体中，通过任意一点的等压面，必与该点所受的质量力互相垂直。 特征二：当两种互不相混的液体处于平衡时，它们的分界面必为等压面。6、不同形状的敞开的贮液容器放在桌面上，如果液瀑相同，容器底部的面积相同，试问作 用于容器底部的总压力是否相同？桌面上受到的容器的作用力是否相同？为什么？容器底部的总压力二液体压强x面积，而压强由液深决定（同种液体），所以作用于容器底 部的总压力相同；桌面上所受力是整个储有液体容器的重力桌面上受到的容器的作用力因容器总重量不同而 不同。本题目也有漏洞：不同形状的敞开的贮液容器，体积关系不能确定，其总重量不一定相同或 也不一定不同。7、相对平衡的液体的等压面形状与什么因素有关？质量力（在平衡点流体中，通过任意一点的等压面必须与该店所受的质量力互相垂直）8、静力学的全部内容适用于理想流体还是实际粘性流体？或者两者都可？为什么？流体处于静止或相对静止状态时，各流体质点间没有相对运动，速度梯度等于零，切向应力也等于零，这样流体的粘性就显现不出来了9、叙述帕斯卡原理，试举例说明它在工程中的应用。帕斯卡定律加在密闭液体任一部分的压强能够大小不变的被液体向各个方向传递 公式:P1 = P2即F1/S1（F为施加的力）=F2/S2（S指大小活塞的面积） 应用：千斤顶，液压机，液压制动10、何谓压力体？压力体由哪些面围成的？由于液体重量产生对物体表面压力的体积称为压力体压力体所论曲面；过曲面周界上一切点的铅垂线所构成的曲面；与液面重合 的水平面。11、试述文丘里管测量流量的原理，如果通过文丘里管的流量保持不变，试问管道倾斜放 置与水平放置的两种情况，测得差压计的液面高差是否会改变？为什么？会改变12、简述沿程阻力系数随雷诺数的变化规律，并画出其趋势图尼古拉兹实验揭示了沿程阻力系数入的变化规律文字表述或数学公式表述.层流:日二/皿）；水力光滑区:日二了皿）;过渡粗糙区：”知京粗糙区（阻力平方区）:日.13、流体在渐扩管道中，从截面1流向截面2，者改在截面1处流体作层流流动。 试问，流体在截面2处是否仍保持层流流动？为什么14、在串联管道、并联管道中，各管段的流量和能损失分别满足什么关系？串联管路的特点：各条管路中的流量相等，等于总流量；各管的水头损失之和等于管路 的总损失。并联管路的特点：各条管路中的流量之和，等于总流量；各管的水头损失之相等，等于 管路的总损失。15、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？水力光滑管：在紊流中存在层流底层，当层流底层厚度& 5时，粗糙高度几乎全被层 流底层淹没管壁对紊流区流体的影响很小，这与流体在完全光滑的管道中流动类似，这种情 况的管子叫做水力光滑管。水力粗糙管：当层流底层厚度81 、牲s.cu咨荣制JrJrsg 二上.33另 H 462 切* K)。6,cuMlaa3BS域 cp HX2y2。X y(2) 尊图餐(3) s. 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