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1、农 业 设 施 设 计 基 础第一章 流体力学部分习题1q 伯努利方程的实质是 和 守恒。q 理想流体忽略了实际流体的 和 。q 直径0.8m的总管中水流速度为1m/s，则四根直径均为0.4m分水管中水流速度为 。q 变直径管流中，细断面直径d1，粗断面直径 d2=2d1，则粗细断面雷诺数关系是 。q 边长分别为a、b的长方形过流断面，其水力半径为 相当直径（当量直径）为 。填空题机械能压强能 粘滞性压缩性1m/s 农 业 设 施 设 计 基 础第一章 流体力学部分习题2q 断面平均流速 与实际流速 u 的区别是 。u过流断面上各点的实际流速是不相同的，而平均流速在过流断面上是相等的q 实际流
2、体总流的伯诺利方程表达式为 ，其适用条件是 。u ，稳定流，不可压缩流体，作用于流体上的质量力只有重力，所取断面为缓变流动农 业 设 施 设 计 基 础第一章 流体力学部分习题3q 理想流体伯努力方程 常数中，其中 称为 水头。q 稳定流动的流线与迹线 。q 雷诺数之所以能判别 ，是因为它反映了 和 q 的对比关系。q 理想气体伯努力方程 中 ， 称 ，q 称全压， 称总压。 测压管重合流态惯性 力粘性力势压农 业 设 施 设 计 基 础第一章 流体力学部分习题4q 有两个圆形管道，管径不同，输送的液体也不同，则流态判别数（雷诺数）不相同。q “只有当过水断面上各点的实际流速均相等时，水流才是
3、均匀流”，该说法是否正确？为什么？ u不对。均匀流是指运动要素沿程不发生改变，而不是针对一过水断面。q 在一直管中流动的流体，其水头损失包括沿程水头损失与局部水头损失。 q 边界层内流体流动与粘性底层流体流动都属于层流。q 渐变流任意两个过流断面的 q 静水压强可以用测压管来测量，而动水压强则不能用测压管来测量。判断题XXXXX农 业 设 施 设 计 基 础第一章 流体力学部分习题5l 在位置高度相同，管径相同的同一管道的两断面上，其势能、动能都相等。l 运动水流的测压管水头线可以沿程上升，也可以沿程下降。u对l 在均匀流中，任一过流断面上的流体动压强呈静压强分布特征。u对l 均匀流过流断面是
4、一平面，渐变流过流断面近似平面。u对l 孔口淹没出流时，孔口淹没越深，其出流的流速和流量就越大。l “水一定由高处向低处流”l 平衡流体中任意点的静压强值只能由该点的坐标位置来决定，而与该压强的作用方向无关。即作用于同一点上各方向的静压强大小相等。5XXX农 业 设 施 设 计 基 础第一章 流体力学部分习题6l 想一想：为什么在总流分析法中需引入断面平均流速？q 因为总流过水断面上各点的流速是不相等的。为了简化总流的计算， 所以引入了断面平均流速来代替各点的实际流速。l 实际水流中存在流线吗？引入流线概念的意义何在？q 不存在。引入流线概念是为了便于分析流体的流动，确定流体流动趋 势。 l
5、恒定流、均匀流各有什么特点？q 恒定流是指各运动要素不随时间变化而变化， 恒定流的流线、迹线重合，且时变加速度等于0。 q 均匀流是指各运动要素不随空间变化而变化， 均匀流，位变加速度等于0。 简答题6农 业 设 施 设 计 基 础第一章 流体力学部分习题7l 问题：总流能量与元流能量方程有什么不同点？q 1）以断面的平均流速 代替元流中的点流速 ； q 2）以平均水头损失 代替元流的水头损失； q 3）各项反映的是整股水流的能量代替某一元流的能量。l 问题：有人说“均匀流一定是恒定流，急变流一定是非恒定流”，这种说法是否正确？为什么？ q 答：流动均匀与否是对流程而言，流动恒定与否是相对时间
6、而言，这是判别流动的两个不同标准。因此，这种说法是错误的。l 问题：怎样判别粘性流体的两种流态层流和紊流？ q 答：用下临界雷诺数Rec来判别。当雷诺数Re Rec时，流动为紊流。q 当为圆管流时, q 当为明渠流时 。(R为水力半径)7农 业 设 施 设 计 基 础第一章 流体力学部分习题8l 问题：为何不能直接用临界流速作为判别流态（层流和紊流）的标准？ q 答：因为临界流速跟流体的粘度、流体的密度和管径（当为圆管流时）或水力半径（当为明渠流时）有关。而临界雷诺数则是个比例常数，对于圆管流为2000，对于明渠流为500，应用起来非常方便。 l 当管道流量一定时，随管径的加大，雷诺数是增大还
7、是减小？q 答：随 d 增大，Re 减小。 l 圆管中层流与紊流，其流速分布有什么不同？q 答: 层流为抛物线分布，紊流为对数曲线分布。8农 业 设 施 设 计 基 础第一章 流体力学部分习题9如图所示，水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道，试问： （1）当阀门开度一定，上游水位保持不变，各段管中，是恒定流还是非恒定流？是均匀流还是非均匀流？ （2）当阀门开度一定，上游水位随时间下降，这时管中是恒定流还是非恒定流？ （3）恒定流情况下，当判别第II段管中是渐变流还是急变流时，与该段管长有无关系？ 答：（1）是恒定流。、是均匀流，是非均匀流。 （2）管中为非恒定流。 （3）有。管段相当长为
8、渐变流，管段较短为急变流。 9农 业 设 施 设 计 基 础第一章 流体力学部分习题10l 问题：在静止流体中，各点的测压管水头是否相等？在流动流体中？q 答：相等，均匀流、渐变流中同一断面上各点测压管水头相等，急变流中不相等。 l 何谓均匀流及非均匀流？以上分类与过流断面上流速分布是否均匀有无关系？ q 答：均匀流是指流线是平行直线的流动， 非均匀流是流线不是平行直线的流动， 这个分类与过流断面上流速分布是否均匀没有关系。10农 业 设 施 设 计 基 础第一章 流体力学部分习题11l 雷诺数的物理意义？它为什么能用来判别流态？ q 答: 雷诺数实质是反映粘性力与惯性力之比。层流时惯性力不大
9、,而粘性力占主导,受粘性力的约束，流体质点做规则运动。紊流时惯性力占主导，受到干扰形成涡体，当粘性力约束不了涡体时，流体质点互相掺混，所以用雷诺数可以来判别流态。l 当输水管直径一定时，随流量增大，雷诺数是增大还是变小？当输水管流量一定时，随管径加大，雷诺数是增大还是变小？q 答: 当输水管直径一定时，随流量增大，雷诺数增大；当输水管流量一定时，随管径加大，雷诺数变小。11农 业 设 施 设 计 基 础第一章 流体力学部分习题12l 为什么用下临界雷诺数，而不用上临界雷诺数作为层流与紊流的判别准则？ q 答：上临界雷诺数不稳定，而下临界雷诺数较稳定，只与水流的过水断面形状有关。 l 当管流的直
10、径由小变大时，其下临界雷诺数如何变化？ q 答：不变，下临界雷诺数只取决于水流边界形状，即水流的过水断面形状。 l 两个不同管径的管道，通过不同粘滞性的液体，它们的临界雷诺数是否相同？q 答: 不一定。l 能量损失有几种形式？产生能量损失的物理原因是什么？q 答: 有沿程能量损失和局部能量损失两种。一是因为流体具有粘滞性，二是因为固体边界条件的影响。12农 业 设 施 设 计 基 础第一章 流体力学部分习题13问题：雷诺数与哪些因数有关？其物理意义是什么？当管道流量一定时，随管径的加大，雷诺数是增大还是减小？ 答案： 雷诺数与流体的粘度、流速及水流的边界形状有关。Re=惯性力/粘滞力, 随d增
11、大，Re减小。 13农 业 设 施 设 计 基 础第一章 流体力学部分习题14q 实际液体恒定总流的能量方程的适用条件 及方程中，z、 、 、hl 的物理意义分别是什么？条件： 恒定流质量力仅为重力不可压缩液体渐变流断面断面间无分流和汇流。（ 5分） z 单位重量液体过流断面所具有的位能（重力势能）、位置高度或位置水头。 单位重量液体过流断面所具有的压强（压强势能）或压强水头。 总流单位重量液体过流断面上的平均动能或平均流速水头。 hl 总流两过水断面间单位重量液体的平均能量损失或水头损失。14农 业 设 施 设 计 基 础第一章 流体力学部分习题15l实际实际 气体恒定总总流的能量方程中各项
12、项的物理意义义分别别是什么？这里p1，p2称为静压； 称为动压。 （a-）g为单位体积气体所受有效浮力，（z2-z1）为气体沿浮力方向升高的距离，乘积（a-）g（z2-z1）为1-1断面相对于2-2断面单位体积气体的位能，称为位压。 农 业 设 施 设 计 基 础第一章 流体力学部分习题16选择题例. 如图所示，p 表示绝对压强，pa表示大气压强，在试在图中括号内填写所表示的压强。问题：一元流动是A、均匀流；B、速度分布按直线变化；C、运动参数是一个空间坐标和时间变量的函数； D、限于直线流动。 C C16农 业 设 施 设 计 基 础第一章 流体力学部分习题17问题：恒定流是A、流动随时间按
13、一定规律变化；B、流场中任意空间点的运动要素不随时间变化；C、各过流断面的速度分布相同； D、各过流断面的压强相同。问题：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、几何的点； 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。B BD17农 业 设 施 设 计 基 础第一章 流体力学部分习题18问题：理想流体的特征是A、粘度是常数；B、不可压缩； C、无粘性； D、符合pV = RT。 问题：水平放置的渐扩管如图所示，如忽略水头损失，断面形心点的压强有以下关系：A.p1 p2； B. p1 = p2 ；C. p1 p2p3；u(c)p1pa； C. p0、 或） AC图1 图2 32农 业 设 施 设 计 基 础第一章 流体力学部分习题q 绝对压强pabs、相对压强p、真空值pv、当地大气压强pa之间的关系是 。( )A、 pabs = p+ pv B、p = pabs + pa C、 pv = pa - pabs q 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q 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q 某风管的断面尺寸为300mm、200mm ，则该风管的当量直径是 。A、2
