流体力学试卷讲解(A)

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1、流体力学 试卷讲解 (A)一、是非题(共10分,每小题1分)1.凡切应力与剪切变形速度呈线性关系的流体均为 牛顿流体。( )2.流体中任意一点所有的法向应力在流体相邻层与 层之间无相对运动时是相等的。( )3.作用在物体上的液体总压力的压力中心就是受力 面面积的形心。( )4.一元流动是指局限于直线的流动。( )5.流函数存在的条件是不可压缩平面流动。( )6.纳维-斯托克斯方程是不可压流体最普遍的运动微 分方程。( )7.有压圆管均匀层流的最大流速是断面平均流速的 1.75倍。( ) 加。( )10. 方程表示理想气体一元等熵流动 。( )8. 流体平面无旋运动必须满足 。( )9.受限射流

2、中各横截面上动量是不相等的，沿程增 加。( )二、选择题(共10分,每小题1分)1. 按连续介质假设的概念，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足够小量，又含有大 量分子的微元体。2. 绝对压强pabs与相对压强p、真空度pv 、当 地大气压pa之间的关系是( )。(a)pabs= p+pv； (b)p =pabs+pa；(c)pv= papabs； (d)p= pv+pa。3.在液体中潜体所受浮力的大小应( )。 (a)与潜体的密度成正比；(b)与液体的密度成正比；(c)与潜体淹没的深度成正比；(d)与液体表面的压强成反比

3、。4.一元恒定流动的连续性方程为( )。 (a)Q= pAv； (b)1A1 = 2A2；(c)p1A1 v1=p2A2 v2 ； (d)A1 v1=A2 v2 。5.推导方程 ，需要的两个假定 条件是( )。 所取控制体端面为渐变流；恒定流；均匀流；不可压缩流；无粘滞流。(a)； (b)； (c) ；(d) ； (e)。 6. 如下图，一等直径水管，A-A为过流断面， B-B为水平面，l、2、3、4为面上各点，各 点的运动物理量有以下关系( )。 (a)p1=p2； (b)p3 = p4；(c)z1+ p1/g=z2+ p2/g； (d)z3+ p3/g=z4+ p4/g。7. 如果两个流体

4、是力学相似，它们则应满足 的关系是( )。(a)Frp=Frm； (b)Rep=Rem ；(c)Cap=Cam ； (d)Nep=Nem 。8.一变径管流，细断面直径为d1，粗断面直径 d2=2d1，粗细断面雷诺数的关系是( )。(a)Re1=0.5Re2； (b)Re1=Re2 ；(c)Re1=1.5Re2 ； (d)Re1=2Re2 。9.工业管道的沿程摩擦阻力系数，在紊流过 渡区随雷诺数的增加而 ( )。(a) 增加； (b) 减小；(c) 不变； (d) 不定。10.一元气流中，Ma1时，随着断面面积的增 大，则流速和密度应分别 ( )。(a) 增大，减小； (b) 增大，增大；(c)

5、 减小，增大； (d) 减小，减小。 三、填空题（共20分,每空1分） 1.液体的粘滞性随温度的升高而 ，气体 的粘滞性随温度的升高而 。 减小 增大2.盛液容器绕铅直轴作等角速度旋转运动 时，液体为非均质体，则可知等压面应 是 面和 面。 等密等温3.流体微团的运动可以分解为 、 和 。 平移运动旋转运动线变形运动角变形运动4.流速场ux=4y，uy=4x的流函数为 。 =x2+y25.通过尼古拉兹实验可以测定沿程阻力系数， 根据变化特征，可将流动分为五个阻力区， 亦即 、 、 、和 , 其中在 . 区内，与Re无关。 层流区临界过渡区 紊流光滑区紊流过渡区紊流粗糙区紊流粗糙6. 是产 生水

6、击现象的外界条件，而和发生水击现象的内在原因。 引起管路中流速突然变化的因素 液体本身具有可压缩性和惯性 管壁具有弹性 7.在马赫数Ma= 的L处求得的管长就 是等温管流的最大管长；在Ma= 的L处 求得的管长就是绝热管流的最大管长。1四、计算题（共40分） 1. 如下图, 一贮水容器的壁上装有3个直径 d=3m的半球形盖, 已知H=2.5m, h=1.5m, 求这3个盖所受的静水总压力。（10分） 【解】向上； 向下； ，向左； ，向下。 2.消防管路直径D=200mm,末端收缩形喷嘴 的出口直径d=50mm，喷嘴和管路用法兰 盘连接，其上装有4个螺栓，求当流量 Q=0.1m3/s时，每个螺

7、栓上所受的拉力。 （15分） 【解】以喷嘴与管连接处截面到出口截面 及其间管壁作为控制体，并设喷嘴对水 的作用力为F，则水流对每个螺栓的作 用力大小为f=F/4，且方向相反。由连续性方程，可知 建立11-22间的能量方程，可得 写出该控制体的恒定总流动量方程 3.某两层楼的供暖立管, 管段落1的直径为 20mm, 总长为20m, 1=15。管段2的直 径为10m, 1=15, 管路的=0.025, 干管中 的流量QV=110-3m3/s, 求QV1和QV2。(15 分) QVQV【解】先算出各管段的管路阻抗 则由，得五、简答题(共20分，每小题5分)1.试从力学分析的角度，比较流体与固体对外

8、力抵抗能力的差别。 【答】在其弹性范围内，固体存在抗拉、抗 压和抗切等三方面的能力；流体则不同， 液体在容器中有一定的抗压能力，有极微 弱的抗拉能力，但静止状态下，包括气体 在内，均不能承受切向力的作用，即流体 具有(易)流动性。 2.结合公式的推导，说明总流伯努利方程 的适用条件。【答】总流伯努利方程的适用条件包括恒 定流动、质量力仅为重力、不可压缩流 体、所取断面为渐变流断面和两断面无 分流和汇流等。 3.什么是边界层?提出边界层概念对流体力学研 究有何意义? 【答】实际流体流经物体表面时，由于粘性的存在， 紧帖固体表面的流体流速为零，但随距壁面距离的 增大，壁面对流体的影响减弱，流速迅速

9、增大，至 一定距离处就接近不受扰动的速度。这样，在固体 边界附近流区，有相当大的流动梯度，这个很薄的 流区就称为附面层。流区引入附面层概念的重要意 义就在于将流场划分为两个不同的区域，即势流区 和附面层。在势流区，利用理想流体能量方程，计 算得到附面层边界上的压强和流速分布，作为附面 层的计算基础。 4.什么叫气体射流？试说明它与孔口出流 、管嘴出流之间的不同。【答】气体自孔口、管嘴或条缝向向外界 气体喷射所形成的流动，称为气体淹没 射流，简称为气体射流。射流讨论的是出流后的流速场、温度场 和浓度场；孔口管嘴出流只是研究出口 断面的流速和流量。 六、选做题（10分） 试写出下图所示有水泵的管路系统11-22 之间的能量方程。 【解】以00水平面为基准，列11-22间的能量 方程 其中p为水泵的输入能量，即扬程。