流體力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)答案第三章

1、流體力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)（三） 流體動(dòng)力學(xué)本次作業(yè)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)1.描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法（1）拉格朗日法；（2）歐拉法。2.流體流動(dòng)的加速度、質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)數(shù)流場(chǎng)的速度分布與空間坐標(biāo)和時(shí)間有關(guān)，即流體質(zhì)點(diǎn)的加速度等于速度對(duì)時(shí)間的變化率，即投影式為或 在歐拉法中質(zhì)點(diǎn)的加速度由兩部分組成， 為固定空間點(diǎn)，由時(shí)間變化引起的加速度，稱(chēng)為當(dāng)?shù)丶铀俣然驎r(shí)變加速度，由流場(chǎng)的不恒定性引起。為同一時(shí)刻，由流場(chǎng)的空間位置變化引起的加速度，稱(chēng)為遷移加速度或位變加速度，由流場(chǎng)的不均勻性引起。 歐拉法描述流體運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的物理量不論矢量還是標(biāo)量，對(duì)時(shí)間的變化率稱(chēng)為該物理量的質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)數(shù)或隨體導(dǎo)數(shù)。例如不可壓縮流體，密度的隨體導(dǎo)數(shù)3.流體流動(dòng)

2、的分類(lèi)（1）恒定流和非恒定流（2）一維、二維和三維流動(dòng)（3）均勻流和非均勻流4.流體流動(dòng)的基本概念（1）流線和跡線流線微分方程 跡線微分方程（2）流管、流束與總流（3）過(guò)流斷面、流量及斷面平均流速體積流量 質(zhì)量流量 斷面平均流速 （4）漸變流與急變流5. 連續(xù)性方程（1）不可壓縮流體連續(xù)性微分方程（2）元流的連續(xù)性方程（3）總流的連續(xù)性方程 6. 運(yùn)動(dòng)微分方程（1）理想流體的運(yùn)動(dòng)微分方程（歐拉運(yùn)動(dòng)微分方程）矢量表示式 （2）粘性流體運(yùn)動(dòng)微分方程（N-S方程） 矢量表示式 7.理想流體的伯努利方（1）理想流體元流的伯努利方程 （2）理想流體總流的伯努利方程 8.實(shí)際流體的伯努利方程（1）實(shí)際流體

3、元流的伯努利方程 （2）實(shí)際流體總流的伯努利方程 10.恒定總流的動(dòng)量方程 投影分量形式標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)(5)流體運(yùn)動(dòng)學(xué)選擇題1. 用歐拉法表示流體質(zhì)點(diǎn)的加速度等于()。 A. B. C. D. 2. 水在一條管道中流動(dòng)，若兩截面的管徑比，則速度比為 （ ）。A. 3 B. 1/3 C. 9 D. 1/9 3. 通過(guò)一個(gè)曲面上的體積流量與曲面上的（ ）有關(guān)。A. 法向速度 B. 切向速度 C. 密度分布 D. 壓強(qiáng) 4. 連續(xù)性方程表示控制體的（ ）守恒。A. 能量 B. 動(dòng)量 C. 流量 D. 質(zhì)量5. 在（ ）流動(dòng)中，流線和跡線重合。A不可壓縮 B無(wú)黏 C恒定 D非恒定 6. 一維流動(dòng)中，“截面

4、積大處速度小，截面積小處速度大”成立的必要條件是（ ）。A理想流體 B黏性流體 C可壓縮流體 D不可壓縮流體 7. 當(dāng)隕星在天空中下墜時(shí)，其劃過(guò)的白線是( ) 。A.流線 B.跡線 C.等勢(shì)線 D.等流函數(shù)線8. 歐拉法（ ）描述流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。A直接 B間接 C不能 D只在恒定時(shí)能。9. 流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)與剛體運(yùn)動(dòng)相比，多了一項(xiàng)（ ）運(yùn)動(dòng)。A平移 B旋轉(zhuǎn) C變形 D加速 10.均勻流是（ ）。A. 當(dāng)?shù)丶铀俣葹榱?B. 遷移加速度為零C. 向心加速度為零 D. 合加速度為零11.一元流動(dòng)限于（ ）。A. 流線是直線B速度分布按直線變化C運(yùn)動(dòng)參數(shù)是一個(gè)空間坐標(biāo)和時(shí)間變量的函數(shù)D運(yùn)動(dòng)參數(shù)不隨時(shí)間變

5、化的流動(dòng)。12.已知不可壓縮流體的流速場(chǎng)為，則該流動(dòng)為( )。A. 一元流 B. 二元流 C. 三元流 D. 均勻流 13.恒定流是（ ）。A.流動(dòng)隨時(shí)間按一定規(guī)律變化 B. 各過(guò)流斷面的速度分布相同 C.各空間點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)要素不隨時(shí)間變化 D. 遷移加速度為零15.根據(jù)圖1所示三通管流，可得( )。A. B. C. D. 二、填空題1. 流線一般不能相交，且只能是一條 曲線。2. 體積流量與質(zhì)量流量的關(guān)系是 。3. 漸變流斷面上各點(diǎn)的測(cè)壓管水頭近似等于 。4. 在研究工程流體力學(xué)時(shí)主要采 。5. 用歐拉法表示流體的質(zhì)點(diǎn)加速度由 和 兩部分組成。三、判斷題1. 根據(jù)流動(dòng)的分類(lèi)，三元流是指的流動(dòng)。

6、（ ）2. 恒定流的遷移加速度等于零，而均勻流的當(dāng)?shù)丶铀俣鹊扔诹?。?）3. 若流動(dòng)的合加速度不等于零，則該流動(dòng)必為非恒定流。（ ）4. 恒定流是指運(yùn)動(dòng)要素不隨時(shí)間和空間變化的流動(dòng)。（ ）5. 均勻流是指過(guò)流斷面上各點(diǎn)流速均勻相等的流動(dòng)。（ ）6. 急變流是指流線近似為平行直線的流動(dòng)。（ ）7. 漸變流是指流速分布沿程不變的流動(dòng)。（ ）8. 拉格朗日法是以流場(chǎng)中每一流體質(zhì)點(diǎn)作為研究對(duì)象。（ ）9. 駐點(diǎn)上流線是相交的，這是因?yàn)轳v點(diǎn)速度為無(wú)窮大的緣故。（ ）10.過(guò)水?dāng)嗝娑际瞧矫?。?）四、計(jì)算題1、已知流場(chǎng)中的速度分布為，。（1）試問(wèn)此流動(dòng)是否恒定？（2）求流體質(zhì)點(diǎn)在通過(guò)場(chǎng)中（1，1，1）點(diǎn)時(shí)

7、的加速度。2. 一流動(dòng)的速度場(chǎng)為，試確定在時(shí)，通過(guò)（2，1）點(diǎn)的跡線方程和流線方程。3. 不可壓縮流體，下面的運(yùn)動(dòng)能否出現(xiàn)（是否滿(mǎn)足連續(xù)性條件）？（1）（2）（3）4. 已知速度場(chǎng)，試求（1）點(diǎn)（1，2，3）的加速度；（2）是幾維流動(dòng)；（3）是恒定流還是非恒定流；（4）是均勻流還是非均勻流。 標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)（6）伯努利方程一、選擇題1. 應(yīng)用總流的伯努利方程時(shí)，兩過(guò)水?dāng)嗝嬷g（ ）。A.必須都是急變流 B.必須都是緩變流C.不能出現(xiàn)急變流 D.可以出現(xiàn)急變流2. 伯努利方程中表示（ ）。A.單位重量流體具有的機(jī)械能 B.單位質(zhì)量流體具有的機(jī)械能C.單位體積流體具有的機(jī)械能 D.通過(guò)過(guò)流斷面流體的總

8、機(jī)械能3. 皮托管用于測(cè)量（ ）。A.點(diǎn)速度 B.壓強(qiáng) C.密度 D.流量4. 如圖1所示，輸油管路中安裝有一文丘里流量計(jì)， 已知水銀壓差計(jì)中水銀柱高差為，則 ( )。A. B. 圖1C. D.5. 文丘里用于測(cè)量（ ）。A.點(diǎn)速度 B.壓強(qiáng) C.密度 D.流量6. 關(guān)于水流流向的正確說(shuō)法是( )。A.水一定是從高處往低處流 B.水一定是從流速大處往流速小處流 C.水一定是從機(jī)械能大處往機(jī)械能小處流 D.水一定是從測(cè)壓管水頭高處往測(cè)壓管水頭低處流 7. 伯努利方程中表示（ ）。A單位重量流體具有的機(jī)械能； B單位質(zhì)量流體具有的機(jī)械能；C單位體積流體具有的機(jī)械能； D通過(guò)過(guò)流斷面流體的總機(jī)械能。

9、8. 水平放置的漸擴(kuò)管，如忽略水頭損失，斷面形心點(diǎn)的壓強(qiáng)，有以下關(guān)系（ ）。A. B. C. D.不定9. 圖2所示文丘里管，已知管道直徑，喉道直徑，文丘里流量計(jì)系數(shù)，水銀壓差計(jì)讀數(shù)，則通過(guò)管道的水流量( )。A.0.030 B.0.025 C.0.020 D.0.0110. 圖3所示等徑長(zhǎng)直管流中，M-M為過(guò)流斷面，N-N為水平面，則有( )。A. B. C. D. 圖2 圖3二、填空題1. 只要比較總流中兩個(gè)漸變流過(guò)流斷面上單位重量流體的_大小，就能判斷出流動(dòng)方向。2. 水管內(nèi)徑，在1小時(shí)內(nèi)排水，則管內(nèi)流量_ _，斷面平均流速_ _。3. 列伯努利方程式時(shí)，過(guò)水?dāng)嗝姹仨毴≡赺。4. 黏性流

10、體總水頭線沿程的變化是 。圖45. 安裝在風(fēng)道內(nèi)的畢托管的測(cè)速管和測(cè)壓管間的壓差為，若畢托管的流速系數(shù)為0.99，風(fēng)道內(nèi)空氣的密度為，則風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)速為 。三、判斷題1. 由于黏性是流體的固有屬性，因此，不管是理想流體還是實(shí)際流體，其機(jī)械能總是沿程減小的。( )2. 在流量一定條件下，流速水頭與管徑成正比。( )3. 漸變流過(guò)水?dāng)嗝嫔蟿?dòng)水壓強(qiáng)的分布規(guī)律可近似地看作與靜水壓強(qiáng)分布規(guī)律相同。( )4. 實(shí)際流體總水頭線是沿程下降的，而測(cè)壓管水頭線在一定條件下會(huì)沿程升。( )5. 位置高度與測(cè)壓管高度之和，稱(chēng)為測(cè)壓管水頭。( )6. 測(cè)壓管水頭線沿流體的流動(dòng)方向是時(shí)升時(shí)降。( )7. 虹吸管最高處的壓

11、強(qiáng)大于大氣壓。( )四、計(jì)算題1. 水流過(guò)一段轉(zhuǎn)彎變徑管,如圖5所示,已知小管徑，截面壓力，大管徑400mm，壓力，流速。兩截面中心高度差，求管中流量及水流方向。圖52.利用皮托管原理，測(cè)量水管中的點(diǎn)流速，如圖6所示。如讀值，求該點(diǎn)流速。 圖63. 高壓水箱的出水管如圖3-4所示，出水管的直徑，當(dāng)閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，壓力表的讀數(shù)為，當(dāng)閥門(mén)打開(kāi)時(shí)壓力表的讀數(shù)為。不考慮水頭損失時(shí)，試求出水流量。若水頭損失為時(shí)，求出水流量。 圖74. 如圖8所示，兩個(gè)緊靠的水箱逐級(jí)放水，放水孔的截面積分別為與，試問(wèn)：與成什么關(guān)系時(shí)流動(dòng)處于恒定狀態(tài)？這時(shí)須在左邊水箱補(bǔ)充多大流量？圖8 5. 離心式通風(fēng)機(jī)如圖9，用管道A從大氣

12、中吸取空氣，在直徑處接一玻璃管，其下端插入水槽中，水沿此管上升，空氣密度為。求每秒鐘管道A所吸取的空氣量。圖96. 如10圖所式。設(shè)一虹吸管，。試求：（1）管內(nèi)的流量；（2）管內(nèi)最高點(diǎn)的壓強(qiáng)；（3）若不變，點(diǎn)繼續(xù)升高（即增大，而上端管口始終浸入水內(nèi)），問(wèn)使吸虹管內(nèi)的水不能連續(xù)流動(dòng)的值為多大？圖10標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)（7）動(dòng)量方程一、選擇題1. 恒定總流的連續(xù)性方程、伯努利方程、動(dòng)量方程中的流速為( )。A.斷面平均流速 B.斷面上的最大流速 C.斷面形心處的流速 D.斷面上壓力中心處的流速2. 在應(yīng)用恒定總流的動(dòng)量方程解題時(shí)，中不應(yīng)包括( )。A.重力 B.壓力 C.阻力 D.慣性力 3. 流量為，速

13、度為的射流沖擊一塊與流向垂直的平板，則平板受到的沖擊力為（ ）。A. ； B. ； C. ； D. 。4. 應(yīng)用動(dòng)量方程時(shí)求流體對(duì)物體的合力時(shí)，進(jìn)、處口的壓強(qiáng)應(yīng)使用（ ）。A. 絕對(duì)壓強(qiáng)； B.相對(duì)壓強(qiáng)； C. 大氣壓； D.真空度。5. 應(yīng)用動(dòng)量方程時(shí)，一般要聯(lián)立（ ）才能求解。A. 伯努利方程； B. 連續(xù)方程； C. A和B。二、填空題如圖1所示，三種形式的葉片受流量為、流速為的射流沖擊，則葉片受沖擊最大的是 ，最小的是 。三、計(jì)算題1. 水力采煤用水槍在高壓下噴射強(qiáng)力水柱沖擊煤層，如圖2所示。噴嘴出口直徑，出口流量為，求水流對(duì)煤層的沖擊力。圖22. 如圖3所示，直徑的油缸端部有的小孔。若忽略活塞的重量和能量損失。試求活塞上的作用力、油從小孔出流時(shí)，油缸將受多大的作用力。圖33. 如圖4所示，水由噴嘴射出，已知流量，主管直徑，噴口直徑，水頭損失不計(jì)，求水流作用在噴嘴上的力。圖44. 如圖5所示，水平方向的水射流，流量，出口流速，在大氣中沖擊在前后斜置的光滑平板上，射流軸線與平板成角，不計(jì)水流在平板上的阻力。試求：（1）沿平板的流量（2）射流對(duì)平板的作用力。 圖55.水平放置在混凝土支座上的變直徑彎管，彎管兩端與等直徑管相連接處的斷面1-1上壓力表讀數(shù)，管中流量，若