工程流體力學(xué)歷年試卷及答案(題庫(kù)集)

1、試 題： 班號(hào)： 姓名：工程流體力學(xué)綜合復(fù)習(xí)資料一、判斷題1、 根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律，當(dāng)流體流動(dòng)時(shí)，流體內(nèi)部?jī)?nèi)摩擦力大小與該處的流速大小成正比。 2、 一個(gè)接觸液體的平面壁上形心處的水靜壓強(qiáng)正好等于整個(gè)受壓壁面上所有各點(diǎn)水靜壓強(qiáng)的平均值。 3、 流體流動(dòng)時(shí)，只有當(dāng)流速大小發(fā)生改變的情況下才有動(dòng)量的變化。4、 在相同條件下，管嘴出流流量系數(shù)大于孔口出流流量系數(shù)。 5、 穩(wěn)定（定常）流一定是緩變流動(dòng)。 6、 水擊產(chǎn)生的根本原因是液體具有粘性。 7、 長(zhǎng)管是指運(yùn)算過(guò)程中流速水頭不能略去的流動(dòng)管路。 8、 所謂水力光滑管是指內(nèi)壁面粗糙度很小的管道。 9、 外徑為d，內(nèi)徑為d的環(huán)形過(guò)流有效斷面，其水力半徑

2、為。10、 凡是滿管流流動(dòng)，任何斷面上的壓強(qiáng)均大于大氣的壓強(qiáng)。 二、填空題1、某輸水安裝的文丘利管流量計(jì)，當(dāng)其汞-水壓差計(jì)上讀數(shù)，通過(guò)的流量為，分析當(dāng)汞水壓差計(jì)讀數(shù)，通過(guò)流量為 l/s。2、運(yùn)動(dòng)粘度與動(dòng)力粘度的關(guān)系是 ，其國(guó)際單位是 。3、因次分析的基本原理是： ；具體計(jì)算方法分為兩種 。4、斷面平均流速v與實(shí)際流速u(mài)的區(qū)別是 。5、實(shí)際流體總流的伯諾利方程表達(dá)式為 ， 其適用條件是 。6、泵的揚(yáng)程h是指 。7、穩(wěn)定流的動(dòng)量方程表達(dá)式為 。8、計(jì)算水頭損失的公式為 與 。9、牛頓內(nèi)摩擦定律的表達(dá)式 ，其適用范圍是 。10、壓力中心是指 。三、簡(jiǎn)答題1、 穩(wěn)定流動(dòng)與不穩(wěn)定流動(dòng)。2、 產(chǎn)生流動(dòng)阻力

3、的原因。3、 串聯(lián)管路的水力特性。4、 如何區(qū)分水力光滑管和水力粗糙管，兩者是否固定不變？5、 靜壓強(qiáng)的兩個(gè)特性。6、 連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的內(nèi)容。7、 實(shí)際流體總流的伯諾利方程表達(dá)式及其適用條件。8、 因次分析方法的基本原理。9、 歐拉數(shù)的定義式及物理意義。10、 壓力管路的定義。11、 長(zhǎng)管計(jì)算的第一類問(wèn)題。12、 作用水頭的定義。13、 噴射泵的工作原理。14、 動(dòng)量方程的標(biāo)量形式。15、 等壓面的特性。16、 空間連續(xù)性微分方程式及其物理意義。17、 分析局部水頭損失產(chǎn)生的原因。18、 雷諾數(shù)、富勞德數(shù)及歐拉數(shù)三個(gè)相似準(zhǔn)數(shù)的定義式及物理意義。19、 流線的特性。四、計(jì)算題1、如圖所示，將一平板

4、垂直探入水的自由射流中，設(shè)平板截去射流的部分流量q10.012m3/s，并引起射流的剩余部分偏轉(zhuǎn)一角度。已知射流速度為30m/s，總流量q00.036m3/s，不計(jì)重量及水頭損失。求射流加于平板上的力？2、有泵管路如圖所示，流量，泵的吸入管長(zhǎng)，沿程阻力系數(shù)，總局部阻力系數(shù)為；壓力管長(zhǎng)，管徑為。求：（1）已知泵入口處真空表讀數(shù)，求吸入高度。 （2）兩個(gè)液面高差，求泵的揚(yáng)程。 3、水平直管半徑為r，不可壓縮流體作層流流動(dòng)，其半徑處點(diǎn)流速為，并等于管內(nèi)平均流速v。 求證：4、如圖所示一貯水容器。器壁上有兩個(gè)半球形蓋，設(shè)，。試分別求出作用在兩個(gè)球蓋上的液體總壓力。5、如圖水泵進(jìn)水系統(tǒng)，h=3m，管徑d

5、=0.25m，12斷面間的總水頭損失，斷面2處的真空度為，求流量。參考答案一、判斷題××× ××××二、填空題1、 3 l/s2、 ，斯()3、 因次和諧的原理，定理4、 過(guò)流斷面上各點(diǎn)的實(shí)際流速是不相同的，而平均流速在過(guò)流斷面上是相等的5、 ，穩(wěn)定流，不可壓縮流體，作用于流體上的質(zhì)量力只有重力，所取斷面為緩變流動(dòng)6、 單位重量液體所增加的機(jī)械能7、8、 ，9、 ，是指在溫度不變的條件下，隨著流速梯度的變化，值始終保持一常數(shù)10、 總壓力的作用點(diǎn)三、簡(jiǎn)答題1、 穩(wěn)定流動(dòng)與不穩(wěn)定流動(dòng)。-在流場(chǎng)中流體質(zhì)點(diǎn)通過(guò)空間點(diǎn)時(shí)所有的運(yùn)動(dòng)要

6、素都不隨時(shí)間改變，這種流動(dòng)稱為穩(wěn)定流；反之，通過(guò)空間點(diǎn)處得流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)要素的全部或部分要素隨時(shí)間改變，這種流動(dòng)叫不穩(wěn)定流。2、 產(chǎn)生流動(dòng)阻力的原因。-外因：水力半徑的大??；管路長(zhǎng)度的大?。还鼙诖植诙鹊拇笮?。內(nèi)因：流體流動(dòng)中永遠(yuǎn)存在質(zhì)點(diǎn)的摩擦和撞擊現(xiàn)象，質(zhì)點(diǎn)摩擦所表現(xiàn)的粘性，以及質(zhì)點(diǎn)發(fā)生撞擊引起運(yùn)動(dòng)速度變化表現(xiàn)的慣性，才是流動(dòng)阻力產(chǎn)生的根本原因。3、 串聯(lián)管路的水力特性。-串聯(lián)管路無(wú)中途分流和合流時(shí)，流量相等，阻力疊加。串聯(lián)管路總水頭損失等于串聯(lián)各管段的水頭損失之和，后一管段的流量等于前一管段流量減去前管段末端泄出的流量。4、 如何區(qū)分水力光滑管和水力粗糙管，兩者是否固定不變？-不是固定不變的。

7、通過(guò)層流邊層厚度與管壁粗糙度值的大小進(jìn)行比較。5、 靜壓強(qiáng)的兩個(gè)特性。-1.靜壓強(qiáng)的方向是垂直受壓面，并指向受壓面。2.任一點(diǎn)靜壓強(qiáng)的大小和受壓面方向無(wú)關(guān)，或者說(shuō)任一點(diǎn)各方向的靜壓強(qiáng)均相等。6、 連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的內(nèi)容。-即認(rèn)為真實(shí)的流體和固體可以近似看作連續(xù)的，充滿全空間的介質(zhì)組成，物質(zhì)的宏觀性質(zhì)依然受牛頓力學(xué)的支配。這一假設(shè)忽略物質(zhì)的具體微觀結(jié)構(gòu)，而用一組偏微分方程來(lái)表達(dá)宏觀物理量（如質(zhì)量，數(shù)度，壓力等）。這些方程包括描述介質(zhì)性質(zhì)的方程和基本的物理定律，如質(zhì)量守恒定律，動(dòng)量守恒定律等。7、 實(shí)際流體總流的伯諾利方程表達(dá)式為（），其適用條件是穩(wěn)定流，不可壓縮流體，作用于流體上的質(zhì)量力只有重力，所

8、取斷面為緩變流動(dòng)。8、 因次分析方法的基本原理。-就是因次和諧的原理，根據(jù)物理方程式中各個(gè)項(xiàng)的因次必須相同，將描述復(fù)雜物理現(xiàn)象的各個(gè)物理量組合而成無(wú)因次數(shù)群，從而使變量減少。9、 歐拉數(shù)的定義式及物理意義。-，其物理意義為壓力與慣性力的比。10、 壓力管路的定義。-凡是液流充滿全管在一定壓差下流動(dòng)的管路都稱為壓力管路。11、 長(zhǎng)管計(jì)算的第一類問(wèn)題。已知管徑，管長(zhǎng)和地形，當(dāng)一定流量的某種液體通過(guò)時(shí)，確定管路中的壓力降，或確定起點(diǎn)所需的壓頭，或計(jì)算水利坡降。12、 作用水頭的定義。-任意斷面處單位重量水的能量，等于比能除以重力加速度。含位置水頭、壓力水頭和速度水頭。單位為m。13、 噴射泵的工作原

9、理。-  噴射泵主要由噴嘴、吸入室和擴(kuò)散室等組成。工作流體在壓力作用下經(jīng)管子進(jìn)入噴嘴，并以很高的速度由噴嘴出口噴出。由于噴出的工作流體速度極高，因此使噴嘴附近的液體(或氣體)被帶走。此時(shí)，在噴嘴出口的后部吸入室便形成真空，因此吸入室可從吸人管中吸進(jìn)流體并和工作流體一起混合，經(jīng)擴(kuò)散管進(jìn)入排出管。如果工作流體不斷地噴射，便能連續(xù)不斷地輸送液體(或氣體)。14、 ，三個(gè)方程為動(dòng)量方程的標(biāo)量形式。15、 等壓面的特性。-作用于靜止流體中任一點(diǎn)上的質(zhì)量力必定垂直于通過(guò)該點(diǎn)的等壓面。16、 空間連續(xù)性微分方程式及其物理意義。-，其物理意義為：流體在單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)單位體積空間流出與流入的質(zhì)量差與其

10、內(nèi)部質(zhì)量變化的代數(shù)和為零。17、 分析局部水頭損失產(chǎn)生的原因。-(a)任何斷面形狀的改變，都必將引起流速的重新分布，因而附加了流體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和流體質(zhì)點(diǎn)的急劇變形，結(jié)果導(dǎo)致質(zhì)點(diǎn)間附加摩擦和相互撞擊，使流體能量受到損失，液流中流速重新分布。(b) 流速的重新分布，總是伴隨有流動(dòng)分離和旋渦的形成，在旋渦區(qū)由于粘性的存在，便有摩擦的能量損失 ，在旋渦中粘性力作功。(c)在旋渦區(qū)中，又有質(zhì)點(diǎn)被主流所帶走，即有動(dòng)量交換，因而消耗運(yùn)動(dòng)流體的能量，流體質(zhì)點(diǎn)的混摻引起的動(dòng)量變化。18、 雷諾數(shù)、富勞德數(shù)及歐拉數(shù)三個(gè)相似準(zhǔn)數(shù)的定義式及物理意義。-雷諾數(shù)： 慣性力與粘性力之比富勞德數(shù)： 慣性力與重力之比歐拉數(shù)：

11、壓力與慣性力之比19、 流線的特性。- (1)在定常流動(dòng)時(shí)，因?yàn)榱鲌?chǎng)中各流體質(zhì)點(diǎn)的速度不隨時(shí)間變化，所以通過(guò)同一點(diǎn)的流線形狀始終保持不變，因此流線和跡線相重合。而在非定常流動(dòng)時(shí)，一般說(shuō)來(lái)流線要隨時(shí)間變化，故流線和跡線不相重合。    (2)通過(guò)某一空間點(diǎn)在給定瞬間只能有一條流線，一般情況流線不能相交和分支。否則在同一空間點(diǎn)上流體質(zhì)點(diǎn)將同時(shí)有幾個(gè)不同的流動(dòng)方向。只有在流場(chǎng)中速度為零或無(wú)窮大的那些點(diǎn)，流線可以相交，這是因?yàn)椋谶@些點(diǎn)上不會(huì)出現(xiàn)在同一點(diǎn)上存在不同流動(dòng)方向的問(wèn)題。速度為零的點(diǎn)稱駐點(diǎn)，速度為無(wú)窮大的點(diǎn)稱為奇點(diǎn)。   &

12、#160;(3)流線不能突然折轉(zhuǎn)，是一條光滑的連續(xù)曲線。    (4)流線密集的地方，表示流場(chǎng)中該處的流速較大，稀疏的地方，表示該處的流速較小。四、計(jì)算題1、 參見(jiàn)教材p.772、 參見(jiàn)教材p.63/p.703、 參見(jiàn)教材p.1114、 解：上面的蓋為蓋,對(duì)于蓋，其壓力體體積為 （方向）左面水平的蓋為蓋，對(duì)于蓋，靜水壓力可分解成水平及鉛重兩個(gè)分力，其中 水平方向分力（方向） 鉛重方向分力（方向） 5、 解：列自由液面1-1和22斷面的伯諾利方程： v=v2得：v=1.49 m/s q=v答：流量為粘性：流體層間發(fā)生相對(duì)滑移運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生切向力的性質(zhì)。粘性系數(shù)

13、：切應(yīng)力與速度梯度成正比的比例系數(shù)。牛頓流體：切應(yīng)力與角變形速率（速度梯度）之間存在線性關(guān)系的流體。非牛頓流體：切應(yīng)力與角變形速率（速度梯度）之間不存在線性關(guān)系的流體。理想流體：假想的粘性為零的（=0）的流體。體積壓縮系數(shù)：?jiǎn)挝粔毫ψ兓鶎?duì)應(yīng)的流體體積的相對(duì)變化值。體積彈性模數(shù)：流體體積的單位相對(duì)變化所對(duì)應(yīng)的壓力變化值。表面張力：液體表面任意兩個(gè)相鄰部分之間的垂直與它們的分界線的相互作用的拉力。表面張力系數(shù)：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度分界線上的張力。質(zhì)量力：作用于流體質(zhì)量上的非接觸力。表面力：由毗鄰的流體質(zhì)點(diǎn)或其它的物體所直接施加的表面接觸力。帕斯卡定理：流體靜止平衡時(shí)施加于不可壓流體表面的壓力,以同一數(shù)值沿各

14、個(gè)方向傳遞到所有流體質(zhì)點(diǎn)。正壓流場(chǎng)：整個(gè)流場(chǎng)中流體密度只是壓力的函數(shù)。絕對(duì)壓力：以真空為基準(zhǔn)的壓力。相對(duì)壓力：以大氣壓力為基準(zhǔn)的壓力,又稱為表壓。位置水頭：流體質(zhì)點(diǎn)距離某基準(zhǔn)面的高度。壓力水頭：?jiǎn)挝恢亓苛黧w的壓力勢(shì)能,可用壓力所對(duì)應(yīng)的液柱高度來(lái)表示。靜水頭：位置水頭和壓力水頭之和,又稱測(cè)壓管水頭。等壓面：流體靜止平衡時(shí),壓力相等的曲面（或平面）。跡線：流體質(zhì)點(diǎn)的軌跡線；流線：用歐拉法描述速度場(chǎng)時(shí)的速度矢量線；串線：相繼通過(guò)空間某一固定點(diǎn)的流體質(zhì)點(diǎn)依次串聯(lián)而成的線；流體線：由確定的流體質(zhì)點(diǎn)組成的連續(xù)線；線變形速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)微元流體線的相對(duì)伸長(zhǎng)率；體積膨脹率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)微元流體團(tuán)的體積膨脹率；角

15、變形速率：正交流體線的夾角對(duì)時(shí)間的變化率的1/2；流體微團(tuán)整體轉(zhuǎn)動(dòng)角速度：過(guò)某流體質(zhì)點(diǎn)的所有流體線轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的平均值，可用正交微元流體線的角平分線的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度來(lái)衡量；無(wú)旋流場(chǎng)：的流場(chǎng)，又稱有勢(shì)場(chǎng)；速度勢(shì)：當(dāng)流場(chǎng)無(wú)旋時(shí)，存在稱為速度勢(shì)；控制體：相對(duì)于坐標(biāo)系固定不動(dòng)的封閉體積，它是歐拉方法描述流動(dòng)用的幾何體。系統(tǒng)：包含固定不變物質(zhì)的集合，它是拉格朗日方法描述流動(dòng)的質(zhì)量體，其形狀，大小，位置，隨時(shí)間變化。連續(xù)方程：反映物質(zhì)不滅質(zhì)量守恒的方程。動(dòng)量方程：反映物質(zhì)動(dòng)量變化與受力關(guān)系的方程，其本質(zhì)是牛頓第二定律。能量方程：反映物質(zhì)能量變化與作功、吸收熱量關(guān)系的方程。伯努利方程：反映理想流體定常運(yùn)動(dòng)時(shí)，流體

16、的壓力能，動(dòng)能，質(zhì)量力勢(shì)能以及內(nèi)能關(guān)系的方程。雷諾數(shù)：它的物理意義是作用在流體上的慣性力與粘性力的比值的度量，是粘性流體運(yùn)動(dòng)中重要的特征量。層流：當(dāng)流體運(yùn)動(dòng)規(guī)則，各部分分層流動(dòng)互不摻混，流體質(zhì)點(diǎn)的跡線是光滑的，而且流場(chǎng)穩(wěn)定時(shí)，此種流動(dòng)形態(tài)稱為層流。湍流：當(dāng)流體運(yùn)動(dòng)極不規(guī)則，各部分流體相互劇烈摻混，流體質(zhì)點(diǎn)的跡線雜亂無(wú)章，流場(chǎng)極不穩(wěn)定時(shí)。此種流動(dòng)形態(tài)稱為“湍流”。工程流體力學(xué)復(fù)習(xí)題及參考答案一、 名詞解釋。1、雷諾數(shù) 2、流線 3、壓力體 4、牛頓流體 5、歐拉法 6、拉格朗日法 7、濕周 8、恒定流動(dòng) 9、附面層 10、卡門(mén)渦街11、自由紊流射流12、流場(chǎng) 13、無(wú)旋流動(dòng)14、貼附現(xiàn)象15、有

17、旋流動(dòng)16、自由射流17、濃差或溫差射流 18、音速19、穩(wěn)定流動(dòng)20、不可壓縮流體21、駐點(diǎn)22、自動(dòng)模型區(qū)二、 是非題。 1. 流體靜止或相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的等壓面一定是水平面。 （ ）2. 平面無(wú)旋流動(dòng)既存在流函數(shù)又存在勢(shì)函數(shù)。 （ ）3. 附面層分離只能發(fā)生在增壓減速區(qū)。 （ ）4. 等溫管流摩阻隨管長(zhǎng)增加而增加，速度和壓力都減少。 （ ）5. 相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的等壓面一定也是水平面。 （ ）6. 平面流只存在流函數(shù)，無(wú)旋流動(dòng)存在勢(shì)函數(shù)。 （ ）7. 流體的靜壓是指流體的點(diǎn)靜壓。 （ ）8. 流線和等勢(shì)線一定正交。 （ ）9. 附面層內(nèi)的流體流動(dòng)是粘性有旋流動(dòng)。 （ ）10. 亞音速絕熱管流摩阻

18、隨管長(zhǎng)增加而增加，速度增加，壓力減小。（ ）11. 相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的等壓面可以是斜面或曲面。 （ ）12. 超音速絕熱管流摩阻隨管長(zhǎng)增加而增加，速度減小，壓力增加。（ ）13. 壁面靜壓力的壓力中心總是低于受壓壁面的形心。 （ ）14. 相鄰兩流線的函數(shù)值之差，是此兩流線間的單寬流量。 （ ）15. 附面層外的流體流動(dòng)時(shí)理想無(wú)旋流動(dòng)。 （ ）16. 處于靜止或相對(duì)平衡液體的水平面是等壓面。 （ ）17. 流體的粘滯性隨溫度變化而變化，溫度升高粘滯性減少；溫度降低粘滯性增大。 （ ）18. 流體流動(dòng)時(shí)切應(yīng)力與流體的粘性有關(guān)，與其他無(wú)關(guān)。 （ ）三、 填空題。1、1mmh2o= pa2、描述流體運(yùn)動(dòng)

19、的方法有 和 。3、流體的主要力學(xué)模型是指 、 和不可壓縮性。4、雷諾數(shù)是反映流體流動(dòng)狀態(tài)的準(zhǔn)數(shù)，它反映了流體流動(dòng)時(shí) 與 的對(duì)比關(guān)系。 5、流量q1和q2，阻抗為s1和s2的兩管路并聯(lián)，則并聯(lián)后總管路的流量q為 ，總阻抗s為 。串聯(lián)后總管路的流量q為 ，總阻抗s為 。 6、流體紊流運(yùn)動(dòng)的特征是 ，處理方法是 。 7、流體在管道中流動(dòng)時(shí)，流動(dòng)阻力包括 和 。 8、流體微團(tuán)的基本運(yùn)動(dòng)形式有： 、 和 。 9、馬赫數(shù)氣體動(dòng)力學(xué)中一個(gè)重要的無(wú)因次數(shù)，他反映了 與 的相對(duì)比值。10、穩(wěn)定流動(dòng)的流線與跡線 。11、理想流體伯努力方程常數(shù)中，其中稱為 水頭。12、一切平面流動(dòng)的流場(chǎng)，無(wú)論是有旋流動(dòng)或是無(wú)旋流

20、動(dòng)都存在 ，因而一切平面流動(dòng)都存在 ，但是，只有無(wú)旋流動(dòng)才存在 。13、雷諾數(shù)之所以能判別 ，是因?yàn)樗从沉?和 的對(duì)比關(guān)系。14、流體的主要力學(xué)性質(zhì)有 、 、 、 和 。15、畢托管是廣泛應(yīng)用于測(cè)量 和 一種儀器。16、流體的力學(xué)模型按粘性是否作用分為 和 。作用與液上的力包括 ， 。17、力學(xué)相似的三個(gè)方面包括 、 與 。18、流體的力學(xué)模型是 模型。19、理想氣體伯努力方程中，稱 ， 稱全壓， 稱總壓。20、紊流射流的動(dòng)力特征是 。21、流體的牛頓內(nèi)摩擦定律的表達(dá)式 ，u的單位為 。22、濃差或溫差射流的熱力特征是 。23、流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)是由 運(yùn)動(dòng)， 運(yùn)動(dòng)， 運(yùn)動(dòng)和 運(yùn)動(dòng)四種基本運(yùn)動(dòng)形式

21、符合而成。24、幾何相似是力學(xué)相似的 ，運(yùn)動(dòng)相似是模型實(shí)驗(yàn)的 ，動(dòng)力相似是運(yùn)動(dòng)相似的 。25、歐拉準(zhǔn)數(shù)是 和 的相對(duì)比值。26、馬赫數(shù)m反映了慣性力和 相對(duì)比值。27、流體流動(dòng)的狀態(tài)分為 和 。28、弗魯?shù)脺?zhǔn)數(shù)反映了 和 相對(duì)比值。四、選擇題。 1、按連續(xù)介質(zhì)的概念，流體質(zhì)點(diǎn)是指 。 a、流體的分子 b、流體內(nèi)的固體顆粒 c、無(wú)大小的幾何點(diǎn) d、幾何尺寸同流動(dòng)空間相比是極小量，又含有大量分子的微元體 2、一下哪種流體為非牛頓流體 。 a、空氣 b、清水 c、血液 d、酒精3、絕對(duì)壓強(qiáng)p、相對(duì)壓強(qiáng)p、真空值p、當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)之間的關(guān)系是 。 a、p=p+ p b、p= p+ c、p=- p 4、圓

22、管層流過(guò)流斷面的流速分布為 。 a、均勻分布 b、對(duì)數(shù)曲線分布 c、二次拋物線分布5、一下那些概念屬于歐拉法 。 a、流線 b、跡線 c、液體質(zhì)點(diǎn) d、液體微團(tuán)6、圓管紊流粗糙區(qū)的沿程摩阻系數(shù) 。 a、與雷諾數(shù)re有關(guān) b、與管壁相對(duì)粗糙度有關(guān)c、與re和有關(guān) d、與和管長(zhǎng)l有關(guān)7、速度v、長(zhǎng)度l、時(shí)間t的無(wú)量綱組合是 。 a、 b、 c、 d、8、圓管斷面直徑由d1突然擴(kuò)大到d2，若將一次擴(kuò)大改為兩級(jí)擴(kuò)大，則該擴(kuò)大的局部水頭損失 。 a、減小 b、不變 c、增大9、在圓管流動(dòng)中，層流的斷面速度分布符合 。 a、均勻規(guī)律 b、直線變化規(guī)律 c、拋物線變化規(guī)律 d、對(duì)數(shù)曲線規(guī)律10、流線與流線通

23、常情況下 。 a、能相交也能相切 b、僅能相交不能相切c、僅能相切不能相交 d、既不能相交也不能相切11、速度v，密度，壓強(qiáng)p的無(wú)量綱集合是 。 a、 b、 c、 d、12、雷諾數(shù)代表的是 之比。 a、慣性力與壓力 b、慣性力與重力c、慣性力與表面張力 d、慣性力與粘性力 13、壓力輸水管模型實(shí)驗(yàn)，長(zhǎng)度比尺為8，模型水管的流量應(yīng)為原型輸水管流量的 。 a、 b、 c、 d、14、一維流動(dòng)中，“截面積大處速度小，截面積小處速度大”成立的條件是 。 a、理想流體 b、粘性流體 c、可壓縮流體 d、不可壓縮流體15、彈簧管壓力表的讀數(shù)是 。 a、絕對(duì)壓強(qiáng) b、相對(duì)壓強(qiáng) c、絕對(duì)壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮?d、

24、相對(duì)壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮?16、靜水中斜置平面壁的形心淹沒(méi)深hc與壓力中心淹沒(méi)深hd的關(guān)系是 。 a、大于 b、小于 c、等于 d、無(wú)規(guī)律17、某風(fēng)管的斷面尺寸為，則該風(fēng)管的當(dāng)量直徑是 。 a、 b、 c、 d、18、有一變直徑管流，小管直徑d1，大管直徑d2=2d1，則兩斷面雷諾數(shù)的關(guān)系是 。 a、 b、 c、 d、19、下列流體哪個(gè)屬于牛頓流體 。 a、汽油 b、紙漿 c、血液 d、瀝青五、簡(jiǎn)答題。 1、流體靜壓強(qiáng)的特性是什么？ 2、尼古拉茲實(shí)驗(yàn)分區(qū)級(jí)意義是什么？ 3、附面層提出的意義？ 4、溫差或濃差射流彎曲產(chǎn)生的原因是什么？ 5、附面層分離的原因是什么？ 6、運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)r的物理意義是什么

25、？ 7、流體動(dòng)力粘滯系數(shù)u的物理意義是什么？ 8、元流的特性是什么？ 9、伯努利方程常數(shù)中各項(xiàng)的物理意義？ 10、管網(wǎng)水力計(jì)算遵循的原則是什么？ 11、水擊（水錘）現(xiàn)象及產(chǎn)生的原因是什么？ 12、管嘴出流產(chǎn)生真空的原因和條件是什么？ 13、自由紊流射流的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力特征是什么？ 14、射流彎曲產(chǎn)生的原因？ 15、繞流升力產(chǎn)生的原因？ 16、畢托管是廣泛應(yīng)用于測(cè)量水流和氣流的一種儀器，試畫(huà)出其示意圖，并說(shuō)明其工作原 。 17、簡(jiǎn)要說(shuō)明管道流動(dòng)局部阻力損失產(chǎn)生的機(jī)理。 18、下式不可壓縮流體n-s方程中，各項(xiàng)的物理意義是什么？ 六、計(jì)算題。 1、有一鋼板制風(fēng)管，斷面尺寸為/s，氣體運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)為15

26、.0×/s，判斷管內(nèi)氣體的流態(tài)？2、一高壓管末端接噴嘴，如下圖所示，已知噴嘴出口直徑為，管道直徑為40，水在管中流量q為0.4/s，求管嘴對(duì)水流的作用力。q3、已知不可壓縮流體的流速分量為：?jiǎn)栐摿鲃?dòng)是否為無(wú)旋流動(dòng)？4、已知平面流動(dòng)的速度分量為：求：當(dāng)t=1是過(guò)m（1,1）的流線方程。5、一車(chē)間用直徑為的風(fēng)口送風(fēng)，風(fēng)口風(fēng)速為/s，如長(zhǎng)度比例常數(shù)為4，確定實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ惋L(fēng)口風(fēng)速。若在模型內(nèi)測(cè)得某點(diǎn)氣流速度為/s，則車(chē)間相應(yīng)點(diǎn)的速度為多少？（已知空氣的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)為/s）6、對(duì)某一橋墩采用模型比例為進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。已知模型中水流速度為/s，實(shí)測(cè)模型橋墩受水流作用力為4n。求原型中相應(yīng)的流速與作用力。7

27、、在水平放置的管線中接彎管，直徑從600逐漸減小到300，水流方向偏轉(zhuǎn)如圖所示，在直徑較大一端壓強(qiáng)為172kn/,求作用于彎管上的力的大小和方向，當(dāng)水不流動(dòng)時(shí)；當(dāng)通過(guò)的流量為876l/s時(shí)；8、一弧形閘門(mén)ab，寬閘門(mén)轉(zhuǎn)軸恰好與水面平齊，求作用于閘門(mén)的水靜壓力。habco9、如下圖所示，一水箱側(cè)面開(kāi)孔并接有一直徑為的短管，形成管嘴出流，已知作用水頭h=，管嘴出流流量系數(shù)u=0.82，試問(wèn)：管嘴出流流量q；靠近水箱一側(cè)管嘴內(nèi)壁形成真空的原因是什么？合適的管嘴長(zhǎng)度是多少？ q10、如圖所示，一水平射流沖擊光滑平板，流量為求：平板所受的沖擊力。流量q1和q2。 yrx11、如下圖所示：水箱側(cè)壁接出一根

28、由兩段不同管徑所組成的管道，已知，兩管短長(zhǎng)均為l=，沿程阻力系數(shù)求：管道中水的流量、流速.abc參考答案：一、名詞解釋。 1、雷諾數(shù)：是反應(yīng)流體流動(dòng)狀態(tài)的數(shù)，雷諾數(shù)的大小反應(yīng)了流體流動(dòng)時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)慣性力和粘性力的對(duì)比關(guān)系。 2、流線：流場(chǎng)中，在某一時(shí)刻，給點(diǎn)的切線方向與通過(guò)該點(diǎn)的流體質(zhì)點(diǎn)的劉速方向重合的空間曲線稱為流線。 3、壓力體：壓力體是指三個(gè)面所封閉的流體體積，即底面是受壓曲面，頂面是受壓曲面邊界線封閉的面積在自由面或者其延長(zhǎng)面上的投影面，中間是通過(guò)受壓曲面邊界線所作的鉛直投影面。 4、牛頓流體：把在作剪切運(yùn)動(dòng)時(shí)滿足牛頓內(nèi)摩擦定律的流體稱為牛頓流體。 5、歐拉法：研究流體力學(xué)的一種方法，

29、是指通過(guò)描述物理量在空間的分布來(lái)研究流體運(yùn)動(dòng)的方法。 6、拉格朗日法：通過(guò)描述每一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)達(dá)到了解流體運(yùn)動(dòng)的方法稱為拉格朗日法。 7、濕周：過(guò)流斷面上流體與固體壁面接觸的周界稱為濕周。 8、恒定流動(dòng)：流場(chǎng)中，流體流速及由流速?zèng)Q定的壓強(qiáng)、粘性力、慣性力等也不隨時(shí)間變化的流動(dòng)。 9、附面層：粘性較小的流體在繞過(guò)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，其摩擦阻力主要發(fā)生在緊靠物體表面的一個(gè)流速梯度很大的流體薄層內(nèi)，這個(gè)薄層即為附面層。 10、卡門(mén)渦街：當(dāng)流體經(jīng)繞流物體時(shí)，在繞流物后面發(fā)生附面層分離，形成旋渦，并交替釋放出來(lái)，這種交替排列、有規(guī)則的旋渦組合稱為卡門(mén)渦街。 11、自由紊流射流：當(dāng)氣體自孔口、管嘴或條縫以紊流的形式

30、向自由空間噴射時(shí)，形成的流動(dòng)即為自由紊流射流。 12、流場(chǎng)：充滿流體的空間。 13、無(wú)旋流動(dòng)：流動(dòng)微團(tuán)的旋轉(zhuǎn)角速度為零的流動(dòng)。 14、貼附現(xiàn)象：貼附現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于靠近頂棚流速增大靜壓減少，而射流下部靜壓大，上下壓差致使射流不得脫離頂棚。 15、有旋流動(dòng)：運(yùn)動(dòng)流體微團(tuán)的旋轉(zhuǎn)角速度不全為零的流動(dòng)。 16、自由射流：氣體自孔口或條縫向無(wú)限空間噴射所形成的流動(dòng)。 17、濃差或溫差射流：射流介質(zhì)本身濃度或溫度與周?chē)鷼怏w濃度或溫度有差異所引起的射流。 18、音速：音速即聲速，它是弱擾動(dòng)波在介質(zhì)中的傳播速度。 19、穩(wěn)定流動(dòng)：流體流動(dòng)過(guò)程與時(shí)間無(wú)關(guān)的流動(dòng)。 20、不可壓縮流體：流體密度不隨溫度與流動(dòng)過(guò)程而

31、變化的液體。21、駐點(diǎn)：流體繞流物體迎流方向速度為零的點(diǎn)。22、自動(dòng)模型區(qū)：當(dāng)某一相似準(zhǔn)數(shù)在一定的數(shù)值范圍內(nèi)，流動(dòng)的相似性和該準(zhǔn)數(shù)無(wú)關(guān)，也即原型和模型的準(zhǔn)數(shù)不相等，流動(dòng)仍保持相似，準(zhǔn)數(shù)的這一范圍稱為自動(dòng)模型區(qū)。二、是非題。 1、錯(cuò)誤 2、正確 3、正確 4、錯(cuò)誤 5、錯(cuò)誤 6、正確 7、正確 8、正確 9、正確 10、正確 11、正確 12、正確 13、正確 14、正確 15、正確 16、錯(cuò)誤 17、錯(cuò)誤 18、錯(cuò)誤三、填空題。 1、9.807 ； 2、歐拉法；拉格朗日法；3、連續(xù)介質(zhì)；無(wú)粘性； 4、慣性力；粘性力； 5、q=q1+q2;q=q1=q2;s=s1+s2；6、脈動(dòng)現(xiàn)象；時(shí)均法；7

32、、沿程阻力；局部阻力； 8、平移運(yùn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)流動(dòng)；變形運(yùn)動(dòng)；9、慣性力；彈性力；10、重合 ；11、測(cè)壓管； 12、流線；流函數(shù)；勢(shì)函數(shù)； 13、流態(tài)；慣性力；粘性力 14、慣性；重力性；粘滯性；壓縮性和熱脹性；表面張力特性；15、氣體；水流；16、理想氣體；粘性氣體；質(zhì)量力；表面力；17、幾何相似；運(yùn)動(dòng)相似；動(dòng)力相似；18、連續(xù)介質(zhì)；19、勢(shì)壓；20、各橫截面上的動(dòng)量相等；21、；22、各截面的相對(duì)焓值相等；23、平移；旋轉(zhuǎn)；線變形；角變形；24、前提；目的；保證；25、壓力；26、彈性力；27、層流；紊流；28、重力；慣性力；四、選擇題。 1-5:dccca 6-10:bdacc 11-15

33、:ddcdb 16-19：bada五、簡(jiǎn)答題。 1、流體靜壓強(qiáng)的方向是沿著作用面的內(nèi)法線方向；在靜止或相對(duì)靜止的流體中，任一點(diǎn)流體靜壓強(qiáng)的大小作用面方向無(wú)關(guān)，只與該點(diǎn)的位置有關(guān)。2、層流區(qū) 臨界過(guò)渡區(qū) 紊流光滑區(qū) 紊流過(guò)度區(qū) 紊流粗糙區(qū)意義：比較完整地反應(yīng)了沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律，揭示了沿程阻力系數(shù)變化的主要因素。3、在于將流場(chǎng)劃分為兩個(gè)計(jì)算方法不同的區(qū)域，即勢(shì)流區(qū)和附面層。在附面層外的勢(shì)流區(qū)按無(wú)旋流動(dòng)理想流體能量方程或動(dòng)量方程求解；在附面層內(nèi)，按粘性有旋流動(dòng)流體能量方程或n-s方程求解；4、濃差或溫差射流由于濃度或溫度不同，引起射流介質(zhì)密度與周?chē)錃怏w密度與周?chē)鷼怏w密度不同，所受的重力與浮力

34、不相平衡，使得整個(gè)射流將發(fā)生向上或向下的軸彎曲。5、當(dāng)流體繞流曲面體流動(dòng)時(shí)，在減壓增速區(qū)，流動(dòng)維持原來(lái)的附面層；流動(dòng)進(jìn)入增壓減速區(qū)時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)受到與主流方向相反的壓差作用，將產(chǎn)生方向的回流，而附面層外的流體仍保持原有的前進(jìn)，這樣，回流和前進(jìn)這兩部分運(yùn)動(dòng)方向相反的流體相接觸，就形成旋渦。旋渦的產(chǎn)生使得附面層與壁面發(fā)生分離。6、流體運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)r表征單位速度梯度作用下的切應(yīng)力對(duì)單位體積質(zhì)量作用產(chǎn)生的阻力加速度，具有運(yùn)動(dòng)學(xué)要素。7、流體動(dòng)力粘滯系數(shù)u表征單位速度梯度作用下的切應(yīng)力，反映了粘滯的動(dòng)力性質(zhì)。8、元流的特性：元流的邊界由流線組成；流體質(zhì)點(diǎn)不能出入元流；元流斷面上的流速和壓強(qiáng)是均勻分布。9、

35、z：斷面對(duì)基準(zhǔn)面高度，水力學(xué)中稱位置水頭，單位位能； 在斷面壓強(qiáng)作用下，流體沿測(cè)壓管所能上升的高度，壓強(qiáng)水頭，單位位能； 斷面以速度u為初速度的鉛直向上射流所能達(dá)到的理論的高度，流速水頭，單位位能。10、任一節(jié)點(diǎn)流入和流出的流量相等；任一閉合環(huán)路中，如規(guī)定順時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)的阻力損失為正，反之為負(fù)，則各管段阻力損失的代數(shù)和必等于零。11、有壓管路中運(yùn)動(dòng)著的液體，由于閥門(mén)或水泵突然關(guān)閉，使得液體的速度和動(dòng)量發(fā)生急劇變化，從而造成液體壓強(qiáng)驟然變化，該現(xiàn)象就是水擊(水錘)現(xiàn)象，產(chǎn)生的原因液體的可壓縮性管道材質(zhì)的彈性。12、原因是流體質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)時(shí)由于有慣性，因而流線不能成折線，是光滑的曲線，所以能夠形成真空

36、區(qū)域；條件是：管嘴長(zhǎng)度為管徑的34倍；作用水頭h0極限值為。13、在自由紊流射流的主體段，射流各斷面上速度分布是相似的，軸線速度越來(lái)越小，橫截面積越來(lái)越大，質(zhì)量流量也越來(lái)越大；個(gè)橫截面上的動(dòng)量守恒。14、在溫差射流場(chǎng)中，由于氣流密度與周?chē)臍怏w的不同，射流氣體所受的浮力與重力不相平衡，使整個(gè)射流發(fā)生向下或向上彎曲。15、當(dāng)繞流物體為非對(duì)稱形或雖為對(duì)稱但其對(duì)稱軸與來(lái)流方向不平行時(shí)，在繞流物體上部流線較密，流速大；下部流線較疏，流速小，則上部壓強(qiáng)小，下部壓強(qiáng)大，上、下部存在壓強(qiáng)差，由此產(chǎn)生向上的力稱為升力。16、（見(jiàn)第五版書(shū)p61）17、（略）18、x：是作用在流體微團(tuán)上的單位質(zhì)量力。 是作用在流

37、體微團(tuán)上單位質(zhì)量流體的壓力。 是作用在流體微團(tuán)上單位質(zhì)量流體粘性偏應(yīng)力的合力。 是流體質(zhì)點(diǎn)的加速度。六、計(jì)算題。 1、解： 所以管內(nèi)氣體為紊流流動(dòng)。2、解：如圖所示，由連續(xù)性方程得： /s /s 以軸線為基準(zhǔn)面，列1-2斷面的伯努利方程 則： / 設(shè)噴嘴對(duì)水流的作用力為f，沿水流方向列動(dòng)量方程，并取得： 3、檢查流動(dòng)是否無(wú)旋：兩者相等，故為無(wú)旋流動(dòng)求速度勢(shì)函數(shù)： 4、根據(jù)流線方程定義得流線方程： 當(dāng)t=1時(shí)， 化簡(jiǎn)得：xdy+ydx+dy-dx=0 積分：xy+y-x+c=0 流線通過(guò)（1,1）點(diǎn)：即1×1+1-1+c=0 得：c=-1 將c=-1帶入上式，得xy+y-x-1=0 化

38、簡(jiǎn)得：（x+1）（y-1）=05、根據(jù)相似原理可得，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ惋L(fēng)口直徑為： 原型雷諾數(shù)為：ren=6.0×0.5/0.0000157=191082.8>50000所以氣流處于阻力平方區(qū)，（可采用粗糙度較大的管道），則阻力平方區(qū)的最低雷諾數(shù)為50000 則：相應(yīng)的模型氣流出口速度vm為：vm×0.125/0.0000157=50000vm=6.28m/s 流速比尺為： 若在模型內(nèi)測(cè)得某點(diǎn)氣流速度為3.0m/s ,則車(chē)間相應(yīng)點(diǎn)的速度為：vn=3.0×0.955=2.87m/s 6、經(jīng)分析可知，此流動(dòng)的主要作用力是重力，所以決定性相似準(zhǔn)數(shù)為付魯?shù)聹?zhǔn)數(shù)。由付魯?shù)履Ｐ吐?/p>

39、可知： 由付魯?shù)聹?zhǔn)數(shù)相等推理得： 所以：/s 由歐拉準(zhǔn)數(shù)相等推理得： 7、建立下圖所示的坐標(biāo)，水流方向如圖所示：oxyu1，p1p2，u2 當(dāng)水流不動(dòng)時(shí)：p1=p2=172kn/設(shè)fx,fy為水流作用于彎管的分力，如圖x方向： y方向： =0-172×1/4×3.14×（300/1000）2×0.86 =-10.5kn對(duì)彎管的合力：方向?yàn)椋篴=arctan（fy/fx） = 當(dāng)有流動(dòng)時(shí)： 由連續(xù)性方程得： 解得：/s /s忽略阻力，應(yīng)用伯努利方程，列1-1,2-2斷面的方程： 帶入數(shù)據(jù)解得：p2/r=10.2h2o=10.2×9.8=100kn

40、/ 列動(dòng)量方程： x方向： 帶入數(shù)據(jù)得：fx=42.4kn同理：y方向：代入數(shù)據(jù)解得：fy=15.2kn合力為：r=45.1kn方向?yàn)椋篴=arctan（fy/fx） =8、解： 9、/s 孔口與管嘴出流流動(dòng)時(shí)，在出流管嘴內(nèi)形成以真空區(qū)域主要原因是：流體具有粘滯性，流體質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)時(shí)存在慣性，流線不能發(fā)生直接拐彎，只能是光滑的曲線因此靠近水箱一側(cè)管嘴內(nèi)壁形成真空。 l=（34）d=(34)×50=150200 mm10、建立如圖所示的坐標(biāo)： 設(shè)平板對(duì)水流的沖擊力為r（方向與x軸正方向相同），如圖中所示： 射流出口速度： 由于平板是光滑的，所以僅有法向力，由動(dòng)量方程（x軸方向）得： r=流

41、出動(dòng)量-流入動(dòng)量 = = 所以平板所受沖擊力大小與r相等，方向相反。 由連續(xù)性方程可得：q0=q1+q2- 由于射流是水平方向，且置于大氣中，所以壓力能不變，能量損失不計(jì)，由能量方程得： 平板切線方向（y軸方向）無(wú)摩擦力，滿足動(dòng)量守恒； 即；0= 化簡(jiǎn)得：- 聯(lián)立方程解得： 11、選取水平面為截面1-1，出口處為斷面2-2，由伯努利方程知： 連續(xù)性方程可知： 所以 所以所以/s,所以/s0.047/s一說(shuō)明下列基本概念（30分）1 連續(xù)介質(zhì)模型在流體力學(xué)的研究中，將實(shí)際由分子組成的結(jié)構(gòu)用流體微元代替。流體微元有足夠數(shù)量的分子，連續(xù)充滿它所占據(jù)的空間，這就是連續(xù)介質(zhì)模型。2 流體動(dòng)力粘度和運(yùn)動(dòng)粘

42、度動(dòng)力粘度：?jiǎn)挝凰俣忍荻葧r(shí)內(nèi)摩擦力的大小 運(yùn)動(dòng)粘度：動(dòng)力粘度和流體密度的比值 3 斷面平均流速和時(shí)間平均流速流經(jīng)有效截面的體積流量除以有效截面積而得到的商在某一時(shí)間間隔內(nèi)，以某平均速度流經(jīng)微小過(guò)流斷面的流體體積與以真實(shí)速度流經(jīng)此微小過(guò)流斷面的流體體積相等，該平均速度稱為時(shí)間平均流速。4 層流、紊流層流：定向的恒定流動(dòng) 紊流：不定向混雜的流動(dòng)5 沿程阻力、局部阻力流體沿流動(dòng)路程所受的阻礙稱為沿程阻力局部阻力之流體流經(jīng)各種局部障礙（如閥門(mén)、彎頭、變截面管等）時(shí)，由于水流變形、方向變化、速度重新分布，質(zhì)點(diǎn)間進(jìn)行劇烈動(dòng)量交換而產(chǎn)生的阻力。6 有旋流動(dòng)、無(wú)旋流動(dòng)有旋流動(dòng)：流體微團(tuán)的旋轉(zhuǎn)角速度不等于零的流

43、動(dòng)稱為有旋流動(dòng)。無(wú)旋流動(dòng)：流體微團(tuán)的旋轉(zhuǎn)角速度等于零的流動(dòng)稱為無(wú)旋流動(dòng)。二 推求流線的微分方程（10分）方向相同某瞬時(shí)在流線上任取一點(diǎn)，位于點(diǎn)的流體質(zhì)點(diǎn)速度為，其分量為，在流線上取無(wú)窮小線段，其在三個(gè)坐標(biāo)軸上的投影為，由空間幾何關(guān)系及有方向相同：（流線微分方程）三 推求流體靜平衡微分方程（10分）在靜止流體中取如圖所示微小六面體。設(shè)其中心點(diǎn)的密度為，壓強(qiáng)為，所受質(zhì)量力為。由于壓強(qiáng)分布是空間坐標(biāo)的連續(xù)函數(shù)：，那么點(diǎn)上的靜壓強(qiáng)為：（泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)，略去小項(xiàng)）以方向?yàn)槔辛ζ胶夥匠淌剑罕砻媪Γ嘿|(zhì)量力：根據(jù)有同理，考慮y，z方向，可得：上式即為流體平衡微分方程四 推導(dǎo)圓管層流、和的計(jì)算公式（10分）與

44、圓管同軸取微元柱體，。受到切應(yīng)力和壓力，由均勻流動(dòng)的力平衡方程：對(duì)于層流有，代入整理可得積分并代入條件時(shí)，得過(guò)流斷面上半徑為處取寬度為的微元環(huán)形面積。通過(guò)該面積的流量為由此可得通過(guò)整個(gè)過(guò)流斷面流量由以上可求得流體作恒定層流時(shí)的平均流速為（比較可得）所以， 因此對(duì)于圓管層流，易得其水頭損失為令，則 五 說(shuō)明靜止流體對(duì)曲面壁總作用力的計(jì)算方法（10分）作用在微分面積上的壓力：因作用在曲面上的總壓力為空間力系問(wèn)題，為便于分析，擬采用理論力學(xué)中的分解概念將其分解為水平分力和垂直分力求解。1水平分力因?yàn)榻Y(jié)論：作用在曲面上的水平分力等于受壓面形心處的相對(duì)壓強(qiáng)與其在垂直坐標(biāo)面的投影面積的乘積。2垂直分力由式

45、中：為曲面上的液柱體積的體積，稱為壓力體。結(jié)論：作用在曲面上的垂直分力等于壓力體的液體重力。六 一股水平方向上的射流沖擊一斜置的光滑平板。已知射流來(lái)流速度為，流量為，密度為，平板傾角為。不計(jì)重力及流動(dòng)損失，求射流對(duì)平板的作用力及分流流量，。（10分）取控制體如圖所示，設(shè)平板對(duì)液流的作用力為，因忽略流動(dòng)損失，即液流與平板間的摩擦力略去不計(jì)，則必垂直于板面。又由于不計(jì)重力和流動(dòng)損失，由液流的能量關(guān)系式可知。列平板法線方向上的動(dòng)量方程可得平板受液流作用力垂直指向平板，其大小為沿平板方向列動(dòng)量方程，可得 由得又聯(lián)立上兩式得 ，七 相對(duì)密度的油流過(guò)圖示圓錐管嘴，其尺寸，當(dāng)管內(nèi)流速為時(shí)，求聯(lián)結(jié)螺栓受力為多

46、少？（20分）由連續(xù)性方程得 （a）所以 （b）對(duì)緩變過(guò)流斷面列伯努利方程，不計(jì)損失，且取，有由于噴嘴水平放置，故。而流出大氣中。所以上式變?yōu)?將式（b）代入，得 （c）用動(dòng)量方程求受力。如圖取控制體，則控制體內(nèi)流體在方向受壓力，方向沿軸正向；噴嘴對(duì)控制體內(nèi)流體的作用力，方向逆沿軸方向。因此有 沿方向列動(dòng)量方程，且取，有整理并將（a）、（b）、（c）代入，有由牛頓第三定律，螺栓組受力其中負(fù)號(hào)表示與方向相反，即沿軸正向。一簡(jiǎn)答題（30分）1粘性及粘性的表示方法產(chǎn)生阻抗流體層間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)摩擦力的這種流體的性質(zhì)。三種表示方法：絕對(duì)粘度、相對(duì)粘度、運(yùn)動(dòng)粘度2流線與跡線流線：某瞬時(shí)流場(chǎng)中的一條空間曲線

47、，該瞬時(shí)曲線上的點(diǎn)的速度與該曲線相切。跡線：流體微元的運(yùn)動(dòng)軌跡。3斷面平均流速與時(shí)間平均流速斷面平均流速：時(shí)間平均流速：4層流與紊流層流：定向有規(guī)律的流動(dòng)紊流：非定向混雜的流動(dòng)5流體連續(xù)介質(zhì)模型以流體微元這一模型來(lái)代替實(shí)際由分子組成的結(jié)構(gòu)，流體微元具有足夠數(shù)量的分子，連續(xù)充滿它所占據(jù)的空間，彼此間無(wú)間隙，這就是連續(xù)介質(zhì)模型。6恒定與非恒定流動(dòng)流體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)在每一時(shí)刻都不隨時(shí)間發(fā)生變化，則這種流動(dòng)為恒定流動(dòng)；流體運(yùn)動(dòng)的參數(shù)在每一時(shí)刻都隨時(shí)間發(fā)生變化，則這種流動(dòng)為非恒定流動(dòng)。二推導(dǎo)直角坐標(biāo)系中的連續(xù)性微分方程。（10分）在空間流場(chǎng)中取一固定的平行六面體微小空間，邊長(zhǎng)為，所取坐標(biāo)如圖所示。中心為

48、點(diǎn)，該點(diǎn)速度為，密度為，計(jì)算在時(shí)間內(nèi)流入、流出該六面體的流體質(zhì)量。首先討論沿方向的質(zhì)量變化。由于速度和密度是坐標(biāo)的連續(xù)函數(shù)，因此由而流入的質(zhì)量為：由面流出的質(zhì)量為因此，在時(shí)間內(nèi)，自垂直于軸的兩個(gè)面流出、流入的流體質(zhì)量差為：同樣道理可得時(shí)間內(nèi)，分別垂直于軸的平面流出、流入的流體質(zhì)量差為：因此，在時(shí)間內(nèi)流出、流入整個(gè)六面體的流體質(zhì)量差為對(duì)于可壓縮流體，在時(shí)間內(nèi)，密度也將發(fā)生變化，流體密度的變化同樣引起六面體內(nèi)流體質(zhì)量的改變。以表示質(zhì)量隨時(shí)間的增量，設(shè)時(shí)刻流體密度為，時(shí)刻流體密度為，則 由質(zhì)量守恒條件知 （注意正負(fù)號(hào)）故有整理得即為直角坐標(biāo)系下的連續(xù)性微分方程三由粘性流體微小流束的伯努利方程推導(dǎo)出總流的伯努利方程。（15分）如圖：1-1和2-2斷面為兩個(gè)緩變的過(guò)流斷面，任取一個(gè)微小流束，當(dāng)粘性流體恒定流動(dòng)且質(zhì)量力只有重力作用時(shí)，對(duì)微小流束的1-1和2-2斷面伯努利方程，得單位重力流體的總能量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過(guò)微小流束過(guò)流斷面1-1和2-2流體的總能量為：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)總流流經(jīng)過(guò)流斷面1-1和2-2流體的總能量為前面講過(guò)在緩變過(guò)流斷面上，所有各點(diǎn)壓強(qiáng)分布遵循靜壓強(qiáng)的分布規(guī)律：，因此在所取的過(guò)流斷面為緩變流動(dòng)的條件下，積分 （1）若以平均流速計(jì)算單位