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1、流体力学试卷讲解一、填空题一、填空题(共共20分，每空分，每空1分分) 1. 为简化理论分析，引入了无黏性为简化理论分析，引入了无黏性(或理想或理想)流体和不可压缩流体。无黏流体的黏度流体和不可压缩流体。无黏流体的黏度为为；均质不可压缩流体的密度为；均质不可压缩流体的密度为。 零零常数常数2.2.静止流体中，流体静压强的方向总是沿静止流体中，流体静压强的方向总是沿着作用面的着作用面的；而其大小与作；而其大小与作用面的方位用面的方位。 内法线方向内法线方向 无关无关3.流场中各点的物理量不随时间变化的流流场中各点的物理量不随时间变化的流动称为动称为；而同一质点流速大小；而同一质点流速大小和方向沿
2、程不变的流动称为和方向沿程不变的流动称为。恒定流动恒定流动均匀流动均匀流动4.尼古拉兹人工粗糙管实验比较完整地反尼古拉兹人工粗糙管实验比较完整地反映了沿程损失系数映了沿程损失系数 的变化规律，它又将的变化规律，它又将紊流状态分为紊流光滑区、紊流状态分为紊流光滑区、 . 和和。 紊流过渡区紊流过渡区 紊流粗糙区紊流粗糙区5.孔口、管嘴出流计算中，只有孔口、管嘴出流计算中，只有，不计不计。 6.射流与孔口、管嘴出流的研究对象不同。射流与孔口、管嘴出流的研究对象不同。前者讨论的是出流后的流速场、前者讨论的是出流后的流速场、 . 和和，后者只讨论出口断面的流速，后者只讨论出口断面的流速与流量。与流量。
3、 温度场温度场浓度场浓度场局部阻力局部阻力沿程损失沿程损失7.理想不可压缩流体运动微分方程与纳维理想不可压缩流体运动微分方程与纳维斯托克斯方程相比，少了斯托克斯方程相比，少了 .项，项，这是因为这是因为。黏性力项黏性力项 黏度为零黏度为零8.绕流中，流体作用在物体上的力可以分解绕流中，流体作用在物体上的力可以分解为两个分量，即为两个分量，即和和。升力升力阻力阻力 9.气体一元绝热流动能量方程与不可压缩气气体一元绝热流动能量方程与不可压缩气体能量方程相比，多出一项体能量方程相比，多出一项 ，该，该多出项正是绝热过程中的，多出项正是绝热过程中的， . 。 单位质单位质量量10. 是物理量的性质和类
4、别是物理量的性质和类别, 而而 除除表示物理量的性质外，还包含物理量的表示物理量的性质外，还包含物理量的大小。大小。因次因次单位单位 气体所具有的内能气体所具有的内能二、单项选择题二、单项选择题(共共10小题，每小小题，每小 题题1分，共分，共10分分)1、水的动力黏度随温度的升高而、水的动力黏度随温度的升高而()。A增大；增大；B减小；减小；C不变；不变；D不定。不定。2、对对于于不不可可压压缩缩流流体体，可可认认为为其其密密度度在在流流场场中中()。 A随压强增加而增加；随压强增加而增加； B随压强减小而增加；随压强减小而增加； C随体积增加而减小；随体积增加而减小； D与压强变化无关。与
5、压强变化无关。3、绝对压强、绝对压强pabs与相对压强与相对压强p、真空度、真空度pv、当地大、当地大气压强气压强pa之间的关系为（）。之间的关系为（）。Apabs= p+pv；Bp=pabs+pa；Cpv=papabs； Dp=pa+pv。 4、流管是在流场里取作管状假想表面，流体流、流管是在流场里取作管状假想表面，流体流动应动应()。A能穿过管侧壁由管内向管外流动；能穿过管侧壁由管内向管外流动；B能穿过管侧壁由管外向管内流动；能穿过管侧壁由管外向管内流动；C不能穿过侧壁流动；不能穿过侧壁流动；D不确定不确定 5、变径管的直径由、变径管的直径由d1=100mm变为变为d2=50mm，流，流速
6、速v1=1.5m/s，v2为为()。 A3m/s；B6m/s；C4m/s；D9m/s。6、水平放置的渐扩管，若忽略水头损失，、水平放置的渐扩管，若忽略水头损失，断面形心点的压强有以下关系断面形心点的压强有以下关系()。Ap1 p2； Bp1 p2；Cp1= p2； D不定不定 。7、工程计算中，通常将判断圆管内流体流、工程计算中，通常将判断圆管内流体流动由层流转变为紊流的临界雷诺数取为动由层流转变为紊流的临界雷诺数取为()。A13800；B2320；C2000；D1000。8、半圆形明渠半径为、半圆形明渠半径为r0=4m，其水力半径，其水力半径为为()。A4；B3；C2；D1。 9、图示并联管
7、段、图示并联管段1、2、3，A、B之间的水头之间的水头损失为损失为()。AhfAB=hf1+hf2+hf3； BhfAB= hf1+hf2；ChfAB= hf2+hf3； DhfAB= hf1=hf2=hf3。10、声音在流体中传播的速度越小，说明、声音在流体中传播的速度越小，说明流体压缩性流体压缩性()。A越大；越大；B越小；越小；C相同；相同；D不一定不一定 。三、简答题三、简答题(共共30分，每小题分，每小题6分分)1、不可压缩流体有什么特点？、不可压缩流体有什么特点？【答】不可压缩流体不计压缩性和热胀性影【答】不可压缩流体不计压缩性和热胀性影响的一种简化模型，在所研究的问题中，响的一种
8、简化模型，在所研究的问题中，将密度看作常数。将密度看作常数。 2、如何绘制液体静压强分布图？、如何绘制液体静压强分布图？ 【答】根据流体静力学基本方程【答】根据流体静力学基本方程p=p0+ gh, 确定作用各点矢线的大小确定作用各点矢线的大小, 并由流体静压并由流体静压强特性知矢线垂直指向作用平面或曲面强特性知矢线垂直指向作用平面或曲面上。上。 3、什么叫控制体？什么叫控制面？、什么叫控制体？什么叫控制面？ 【答】控制体是指流场中某一确定的空间【答】控制体是指流场中某一确定的空间区域。控制体周界区域。控制体周界(总是封闭表面总是封闭表面)称为控称为控制面。制面。4、试指出流体微团运动与刚体运动
9、有什么、试指出流体微团运动与刚体运动有什么不同？不同？ 【答】流体微团运动除有刚体运动中的平【答】流体微团运动除有刚体运动中的平移运动和旋转运动外，还应有线变形运移运动和旋转运动外，还应有线变形运动和角变形运动，且分别用线变形速度动和角变形运动，且分别用线变形速度和角变形速度表示。和角变形速度表示。 5、什么叫附面层、什么叫附面层(或称边界层或称边界层)？引入附面？引入附面层的实际意义是什么？层的实际意义是什么？ 【答】普朗特根据高雷诺数的特点，设想：流动【答】普朗特根据高雷诺数的特点，设想：流动可以分成两个区域来研究，在固壁附近的薄层可以分成两个区域来研究，在固壁附近的薄层内，须考虑粘性的影
10、响，普朗特称该薄层为附内，须考虑粘性的影响，普朗特称该薄层为附面层。而在附面层以外的区域，则可以看作是面层。而在附面层以外的区域，则可以看作是理想流体的流动区域。正是由于粘性力的作用理想流体的流动区域。正是由于粘性力的作用被限制在一薄层内，粘性流体动力学方程可以被限制在一薄层内，粘性流体动力学方程可以大大简化。大大简化。 四、计算题四、计算题(每小题每小题10分分, 共共40分分) 1、绘出图示、绘出图示AB壁面上的相对压强分布图。壁面上的相对压强分布图。2、判断流场、判断流场ux=x2+x-y2，uy= (2xy+y)有有旋还是无旋？旋还是无旋？ 【解】【解】由于由于故该流动无旋。故该流动无
11、旋。3、如图所示、如图所示, 高压管末端的喷嘴如图高压管末端的喷嘴如图, 出口直径出口直径d=10cm, 管端直径管端直径D=40cm, 流量流量Q=0.4m3/s, 喷喷嘴和管以法兰盘连接嘴和管以法兰盘连接, 共共6个螺栓个螺栓, 不计水和管不计水和管嘴的重量嘴的重量, 求每个螺栓受力多少？求每个螺栓受力多少？ 【解】以喷嘴与管连接处截面到出口截面【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，设喷嘴对水的及其间管壁作为控制体，设喷嘴对水的作用力为，则水流对每个螺栓的作用力作用力为，则水流对每个螺栓的作用力大小为大小为 ，方向相反。，方向相反。 由连续性方程，可知由连续性方程，可知
12、 由由11-22间的能量方程，可得间的能量方程，可得写出该控制体的恒定总流动量方程写出该控制体的恒定总流动量方程 则则那么那么 4、气流速度为、气流速度为800m/s，温度为，温度为T=800K，绝热指数绝热指数k=1.25，R=322.8Nm/kgK。试计。试计算当地音速和马赫数。算当地音速和马赫数。 【解】【解】附加题（共附加题（共10分）分） 试利用质量守恒定律推导理想可压缩流试利用质量守恒定律推导理想可压缩流体一元流动的连续方程为体一元流动的连续方程为 vA=const.【解】取微元体，如图。通过【解】取微元体，如图。通过11断面的流体为断面的流体为 , 通过通过22断面的流体为断面的流体为 , 由质量守恒由质量守恒定律知，定律知， 引入平均流速，得引入平均流速，得dt是任意取的，则有是任意取的，则有即即 或或 证毕。证毕。
