流體力學(xué)試卷講解(a)

1、流體力學(xué)試卷講解,(A),一、是非題(共10分,每小題1分),1.凡切應(yīng)力與剪切變形速度呈線性關(guān)系的流體均為牛頓流體。( )2.流體中任意一點(diǎn)所有的法向應(yīng)力在流體相鄰層與層之間無相對運(yùn)動時(shí)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(yùn)動微分方

2、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(yùn)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(shè)的概念，流體質(zhì)點(diǎn)是指（ ）。(a

3、)流體的分子；(b)流體內(nèi)的固體顆粒；(c)幾何的點(diǎn)；(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(qiáng)pabs與相對壓強(qiáng)p、真空度pv 、當(dāng)?shù)卮髿鈮簆a之間的關(guān)系是( )。(a)pabs= p+pv； (b)p =pabs+pa；(c)pv= pa－pabs； (d)p= pv+pa。3.在液體中潛體所受浮力的大小應(yīng)( )。 (a)與潛體的密度

4、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(qiáng)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)p1A1 v1=p2A2 v2 ； (d)A1 v1=A2 v2 。,5.推導(dǎo)方程 ，需要的兩個假定條件是( )。

5、①所取控制體端面為漸變流；②恒定流；③均勻流；④不可壓縮流；⑤無粘滯流。(a)①②； (b)①⑤； (c)①③ ；(d)③⑤ ； (e)②④。,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(diǎn)，各點(diǎn)的運(yùn)動物理量有以下關(guān)系( )。 (a)p1=p2； (b)p3 = p4；(c)z1+

6、 p1/?g=z2+ p2/?g； (d)z3+ p3/?g=z4+ p4/?g。,,7. 如果兩個流體是力學(xué)相似，它們則應(yīng)滿足的關(guān)系是( )。(a)Frp=Frm； (b)Rep=Rem ；(c)Cap=Cam ； (d)Nep=Nem 。8.一變徑管流，細(xì)斷面直徑為d1，粗?jǐn)嗝嬷睆絛2=2d1，粗細(xì)斷面雷諾數(shù)的關(guān)系是( )。(a)Re1=0.5Re2；

7、 (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?dú)饬髦校琈a>1時(shí)，隨著斷面面積的增大，則流速和密度應(yīng)分別 ( )。(a) 增大，減??；

8、 (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(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)，液體為非均質(zhì)體，則可知等壓面應(yīng)是 面和 面。,等密,等溫,3.流體微團(tuán)的運(yùn)動可以分解為

9、 、 　　、 　　　和 　　 。,平移運(yùn)動,旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,線變形運(yùn)動,角變形運(yùn)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(shí)驗(yàn)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

10、 　　 , 其中在 .區(qū)內(nèi)，與Re無關(guān)。,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

11、 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(jì)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

12、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(dāng)流量Q=0.1m3/s時(shí)，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(shè)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11-2

13、2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, Σζ1=15。管段2的直徑為10m, Σζ1=15, 管路的λ=0.025, 干管中的流量QV=1×10-3m3/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(xué)分析的角度，比較流體與固體對外力抵抗能力的差別。 【答】在其彈性

14、范圍內(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?fàn)顟B(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(jié)合公式的推導(dǎo)，說明總流伯努利方程的適用條件?！敬稹靠偭鞑匠痰倪m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(xué)研究有何意義? 【答】實(shí)際流體流經(jīng)物

15、體表面時(shí)，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(dāng)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(jì)算得到附面層邊界上的壓強(qiáng)和流速分布，作為附面層的計(jì)算基礎(chǔ)。,4.什么叫氣體射流？試說明它與孔口出流、管嘴出