流體力學試卷講解(A).ppt

流體力學試卷講解,(A),一、是非題(共10分,每小題1分),1.凡切應力與剪切變形速度呈線性關系的流體均為牛頓流體。()2.流體中任意一點所有的法向應力在流體相鄰層與層之間無相對運動時是相等的。()3.作用在物體上的液體總壓力的壓力中心就是受力面面積的形心。()4.一元流動是指局限于直線的流動。(),5.流函數(shù)存在的條件是不可壓縮平面流動。()6.納維-斯托克斯方程是不可壓流體最普遍的運動微分方程。()7.有壓圓管均勻?qū)恿鞯淖畲罅魉偈菙嗝嫫骄魉俚?.75倍。()加。(),10.方程表示理想氣體一元等熵流動。(),8.流體平面無旋運動必須滿足。(),9.受限射流中各橫截面上動量是不相等的，沿程增加。(),二、選擇題(共10分,每小題1分),1.按連續(xù)介質(zhì)假設的概念，流體質(zhì)點是指（）。(a)流體的分子；(b)流體內(nèi)的固體顆粒；(c)幾何的點；(d)幾何尺寸同流動空間相比足夠小量，又含有大量分子的微元體。,2.絕對壓強pabs與相對壓強p、真空度pv、當?shù)卮髿鈮簆a之間的關系是()。(a)pabs=p+pv；(b)p=pabs+pa；(c)pv=papabs；(d)p=pv+pa。3.在液體中潛體所受浮力的大小應()。(a)與潛體的密度成正比；(b)與液體的密度成正比；(c)與潛體淹沒的深度成正比；(d)與液體表面的壓強成反比。,4.一元恒定流動的連續(xù)性方程為()。(a)Q=pAv；(b)1A1=2A2；(c)p1A1v1=p2A2v2；(d)A1v1=A2v2。,5.推導方程，需要的兩個假定條件是()。所取控制體端面為漸變流；恒定流；均勻流；不可壓縮流；無粘滯流。(a)；(b)；(c)；(d)；(e)。,6.如下圖，一等直徑水管，A-A為過流斷面，B-B為水平面，l、2、3、4為面上各點，各點的運動物理量有以下關系()。(a)p1=p2；(b)p3=p4；(c)z1+p1/g=z2+p2/g；(d)z3+p3/g=z4+p4/g。,7.如果兩個流體是力學相似，它們則應滿足的關系是()。(a)Frp=Frm；(b)Rep=Rem；(c)Cap=Cam；(d)Nep=Nem。8.一變徑管流，細斷面直徑為d1，粗斷面直徑d2=2d1，粗細斷面雷諾數(shù)的關系是()。(a)Re1=0.5Re2；(b)Re1=Re2；(c)Re1=1.5Re2；(d)Re1=2Re2。,9.工業(yè)管道的沿程摩擦阻力系數(shù)，在紊流過渡區(qū)隨雷諾數(shù)的增加而()。(a)增加；(b)減?。?c)不變；(d)不定。10.一元氣流中，Ma>1時，隨著斷面面積的增大，則流速和密度應分別()。(a)增大，減?。?b)增大，增大；(c)減小，增大；(d)減小，減小。,三、填空題（共20分,每空1分）,1.液體的粘滯性隨溫度的升高而，氣體的粘滯性隨溫度的升高而。,減小,增大,2.盛液容器繞鉛直軸作等角速度旋轉運動時，液體為非均質(zhì)體，則可知等壓面應是面和面。,等密,等溫,3.流體微團的運動可以分解為、和。,平移運動,旋轉運動,線變形運動,角變形運動,4.流速場ux=4y，uy=4x的流函數(shù)為。,=x2+y2,5.通過尼古拉茲實驗可以測定沿程阻力系數(shù)，根據(jù)變化特征，可將流動分為五個阻力區(qū)，亦即、和,其中在.區(qū)內(nèi)，與Re無關。,層流區(qū),臨界過渡區(qū),紊流光滑區(qū),紊流過渡區(qū),紊流粗糙區(qū),紊流粗糙,6.是產(chǎn)生水擊現(xiàn)象的外界條件，而和發(fā)生水擊現(xiàn)象的內(nèi)在原因。,引起管路中流速突然變化的因素,液體本身具有可壓縮性和慣性,管壁具有彈性,7.在馬赫數(shù)Ma=的L處求得的管長就是等溫管流的最大管長；在Ma=的L處求得的管長就是絕熱管流的最大管長。,1,四、計算題（共40分）,1.如下圖,一貯水容器的壁上裝有3個直徑d=3m的半球形蓋,已知H=2.5m,h=1.5m,求這3個蓋所受的靜水總壓力。（10分）,【解】,向上；,向下；,，向左；,，向下。,2.消防管路直徑D=200mm,末端收縮形噴嘴的出口直徑d=50mm，噴嘴和管路用法蘭盤連接，其上裝有4個螺栓，求當流量Q=0.1m3/s時，每個螺栓上所受的拉力。（15分）,【解】以噴嘴與管連接處截面到出口截面及其間管壁作為控制體，并設噴嘴對水的作用力為F，則水流對每個螺栓的作用力大小為f=F/4，且方向相反。由連續(xù)性方程，可知,建立11-22間的能量方程，可得,寫出該控制體的恒定總流動量方程,3.某兩層樓的供暖立管,管段落1的直徑為20mm,總長為20m,1=15。管段2的直徑為10m,1=15,管路的=0.025,干管中的流量QV=110-3m3/s,求QV1和QV2。(15分),【解】先算出各管段的管路阻抗,則由,，得,五、簡答題(共20分，每小題5分),1.試從力學分析的角度，比較流體與固體對外力抵抗能力的差別?！敬稹吭谄鋸椥苑秶鷥?nèi)，固體存在抗拉、抗壓和抗切等三方面的能力；流體則不同，液體在容器中有一定的抗壓能力，有極微弱的抗拉能力，但靜止狀態(tài)下，包括氣體在內(nèi)，均不能承受切向力的作用，即流體具有(易)流動性。,2.結合公式的推導，說明總流伯努利方程的適用條件。【答】總流伯努利方程的適用條件包括恒定流動、質(zhì)量力僅為重力、不可壓縮流體、所取斷面為漸變流斷面和兩斷面無分流和匯流等。,3.什么是邊界層?提出邊界層概念對流體力學研究有何意義?【答】實際流體流經(jīng)物體表面時，由于粘性的存在，緊帖固體表面的流體流速為零，但隨距壁面距離的增大，壁面對流體的影響減弱，流速迅速增大，至一定距離處就接近不受擾動的速度。這樣，在固體邊界附近流區(qū)，有相當大的流動梯度，這個很薄的流區(qū)就稱為附面層。流區(qū)引入附面層概念的重要意義就在于將流場劃分為兩個不同的區(qū)域，即勢流區(qū)和附面層。在勢流區(qū)，利用理想流體能量方程，計算得到附面層邊界上的壓強和流速分布，作為附面層的計算基礎。,4.什么叫氣體射流？試說明它與孔口出流、管嘴出流之間的不同。【答】氣體自孔口、管嘴或條縫向向外界氣體噴射所形成的流動，稱為氣體淹沒射流，簡稱為氣體射流。射流討論的是出流后的流速場、溫度場和濃度場；孔口管嘴出流只是研究出口斷面的流速和流量。,六、選做題（10分）,試寫出下圖所示有水泵的管路系統(tǒng)11-22之間的能量方程。,【解】以00水平面為基準，列11-22間的能量方程,其中p為水泵的輸入能量，即揚程。,