《流體力學(xué)》期末考試復(fù)習(xí)題及參考答案

1、流體力學(xué)復(fù)習(xí)題（課程代碼392348）一、名詞解釋1、雷諾數(shù)參考答案：用于評(píng)價(jià)層流和紊流流態(tài)的指標(biāo)，與過流斷面平均流速和直徑成正比，與 流體粘度成反比。2、層流參考答案：流體流動(dòng)的流線相互平行的流動(dòng)，其圓管流動(dòng)的雷諾數(shù)小于2000o3、壓差阻力參考答案：流體繞過物體流動(dòng)的過程中，物體前后對(duì)稱面上作用的壓力差形成的阻力。4、壓力體參考答案：流體作用在曲而上壓力的鉛直分量，是曲而邊界，過曲面端點(diǎn)做自由水而的 延長線或自由水而的垂線與自由水而或自由水而的延長線之間的用合的區(qū)域。5、局部水頭損失參考答案：液體流經(jīng)管道閥門，彎道，變徑等處引起的流體能雖:的損失。6、短管參考答案：在計(jì)算流動(dòng)損失的過程中，

2、既要考慮沿程損失，也要考慮局部損失的管道系 統(tǒng)計(jì)算。7、質(zhì)點(diǎn)參考答案：假設(shè)流體為連續(xù)的有質(zhì)量而大小可以忽略不計(jì)的點(diǎn)組成，但每一點(diǎn)又包含大 屋的水分子。8、均勻流參考答案：流道內(nèi)流體的流線平行，過流斷而相等，流速沿程不變的流動(dòng)。9、水力半徑參考答案：水力半徑是過流斷而積與濕周的比值。10、流線參考答案：流體在流場中，流體質(zhì)點(diǎn)的速度方向始終相切的曲線11、沿程水頭損失參考答案：流體在流動(dòng)過程中沿管道長度方向的摩擦損失12、真空度參考答案：絕對(duì)壓強(qiáng)低于大氣壓的壓強(qiáng)13、紊流參考答案：流體流動(dòng)的過程中，流速大于臨界流速的流動(dòng)14、實(shí)壓力體參考答案：流體和壓力體均處于二向曲而同側(cè)15、毛細(xì)管現(xiàn)象參考答案

3、：直徑很小的兩端開口的細(xì)管豎直插入液體中，由于表而張力的作用，管中的液而會(huì)發(fā)生上升或下降的現(xiàn)象流體力學(xué)復(fù)習(xí)題 第1頁（共10頁）二、填空題1、流體的粘性是抬參考答案：流體運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生阻力的性質(zhì)。2、體積流量是描參考答案：單位時(shí)間內(nèi)流過過流斷而的流體質(zhì)疑3、流場中速度等物理量不隨時(shí)間變化的流動(dòng)稱為參考答案：恒定流或定常流動(dòng)4、按作用方式，作用在流體上的力分為和-J參考答案：質(zhì)量力和表面力5、當(dāng)流體繞過一個(gè)物體時(shí)，總阻力由兩部分組成，一是,二是 參考答案：繞流阻力、壓差阻力6、尼古拉茲實(shí)驗(yàn)的五個(gè)階段是指 參考答案：層流、過渡區(qū)、紊流光滑區(qū)、紊流過渡區(qū)、紊流粗糙區(qū)7、按雷諾實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來說,流體的流動(dòng)可

4、以分為、兩種流態(tài)。參考答案：層流、紊流8、圓管均勻流中，當(dāng)流體處于層流狀態(tài)時(shí)，過流斷而上的平均流速是該斷而最大流速的J此時(shí)流體的沿程阻力系數(shù)為。參考答案：二分之一、64/Re9、絕對(duì)壓強(qiáng)是抬參考答案：以真空壓強(qiáng)為零點(diǎn)的壓強(qiáng)10、在運(yùn)動(dòng)流體的能星分析中，伯努利方程中的總能量包括、三部分。參考答案：位苣勢能，壓強(qiáng)勢能，動(dòng)能11、從流體運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性和能量損失分析的角度看，并聯(lián)管道的特點(diǎn)是和,參考答案：進(jìn)出節(jié)點(diǎn)流量相同，各管段兩端流動(dòng)損失相同12、從流體的靜止和相對(duì)運(yùn)動(dòng)來說，流體的自由表面是。參考答案：等壓而三、簡述題1、流體靜壓強(qiáng)特性有哪些？參考答案：流體內(nèi)壓力具有各項(xiàng)同性、壓強(qiáng)的方向具有各向等值性

5、2、簡述靜止流體中，流體作用在二向曲面上總壓力如何計(jì)算？參考答案：二向曲而上的總壓力可以分解為豎直方向的壓力體的重雖:和水平方向的壓力的合成。合力的大小和方向按矢量合成的原理確定3、簡述流體流動(dòng)中層流和紊流的區(qū)別？參考答案:層流流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向與流動(dòng)方向平行,紊流流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)雜亂，滾動(dòng)流動(dòng)，損失增加4、在作用水頭相同的情況下，為什么管嘴出流比孔口出流的流量要大？參考答案：管嘴出流比起孔口岀流在作用水頭不變的情況下，管內(nèi)產(chǎn)生一泄的真空度，造成 流量增大流體力學(xué)復(fù)習(xí)題 第1貞（共10頁）5、沿程水頭損失與局部水頭損失發(fā)生條件和結(jié)果有什么異同？參考答案：沿程水頭損失在管路的直線段產(chǎn)生，而局部損失

6、在管道的閥門，彎頭，接頭等處 產(chǎn)生。結(jié)果都要發(fā)生能量損失，不同條件時(shí)能量損失不相同6、牛頓流體與非牛頓流體的區(qū) 別是什么？參考答案：牛頓流體符合流體內(nèi)摩擦定律，流體內(nèi)部的內(nèi)摩擦力與接觸面成正比，與速度梯 度成正比。而非牛頓流體不符合。7、什么是流體的壓縮性？液體和氣體的壓縮性有何異同？壓縮性的大小用什么度量？ 參考答案:流體體積隨著壓力變化而變化的性質(zhì)。液體和氣體的壓縮性與壓力變化呈正相關(guān)。 液體壓縮性小，氣體壓縮性大。液體的壓縮性用壓縮系數(shù)或彈性模量表示8、圓管紊流時(shí)液流內(nèi)部由哪幾部分組成？與層流時(shí)相比，其沿程阻力系數(shù)變化有什么不同？ 參考答案：由粘性底層，過渡層和紊流流核區(qū)組成。層流時(shí)沿程

7、阻力系數(shù)至于雷諾數(shù)有關(guān), 而紊流時(shí)還與管道的內(nèi)壁粗糙度有關(guān)9、靜壓強(qiáng)的大小與液體的體枳有無關(guān)系？如盛有相同液體的容器，如圖所示，各容器的容 積不同，液體的重量不同，但容器中液體的深度h相同，容器的底而積A相同。試問：容器 底面上所受的液體總壓力是否相同？為什么？底而上的靜壓強(qiáng)是否一樣？放置容器的桌面 上所受的壓力是否相同？各為多少？為什么？參考答案：沒有關(guān)系。由于液體密度不同，總壓力不一樣。底面上的靜壓強(qiáng)也不一樣。桌子 而上的壓力也不相同。面積雖然相同，壓強(qiáng)不同，壓力當(dāng)然也不一樣10、總流連續(xù)性方程VA=匕A?的物理意義是什么？參考答案：在管道系統(tǒng)中，在沒有分叉和匯流的情況下，管道系統(tǒng)中流入和

8、流出的流體體積 流量相等。11、什么是總水頭和測壓管水頭？什么是總水頭線和測壓管水頭線？它們的沿程變化各自有 何特點(diǎn)？為什么？什么是水力坡度和測壓管坡度？二者在什么情況下相等？參考答案：運(yùn)動(dòng)流體的總水頭由三部分組成，而靜止流體的總水頭由兩部分組成。運(yùn)動(dòng)流體 中總水頭線總是下降的，而測壓管水頭線不一沱，可以沿程增加或減少。因?yàn)榭偰芰靠偸茄?程減少的。單位長度上總水頭的損失或測壓管水頭的損失分別稱為水力坡度和測壓管坡度。 當(dāng)流體處于靜止?fàn)顟B(tài)的時(shí)候，二者相等12、局部水頭損失產(chǎn)生的主要原因是什么？局部阻力系數(shù)：與哪些因素有關(guān)？選用時(shí)應(yīng)注意什么？參考答案：局部損失主要在管道的閥門和接頭或者彎頭處，流體

9、流向發(fā)生變化，產(chǎn)生能量損 失。局部阻力系數(shù)與管道的構(gòu)造有關(guān)。選用時(shí)考慮減少能量損失為宜流體力學(xué)復(fù)習(xí)題 第1頁（共10頁）13、虹吸管出流的條件是什么？參考答案：堰頂髙于上游水而的髙差不能太大而上下游水面的髙差不需足夠。14、伯努利方程的實(shí)質(zhì)說明了什么？參考答案：在伯努利方程中，流體的流經(jīng)管道的時(shí)候，會(huì)發(fā)生能量損失，下游位麗斷而上的 總能量總是小于上有斷面的總流量，而能量損失的發(fā)生是流體與邊壁摩擦和閥門，彎頭等處 的紊流所引起的。15、已知某液體的運(yùn)動(dòng)粘度為4.5×10 6m7s,比重為0.86,問其密度和動(dòng)力粘度各為多少？參考答案：根據(jù)題意，可知： = vp = 4.5 XlO-6X

10、 0.86 = 3.87× IO-6 m2 / S16、溫度為Ooe的空氣，以5m./s的速度在直徑為IoOnlm的圓管中流動(dòng)，試確泄英流態(tài)？（空氣的運(yùn)動(dòng)粘度為1.37×105 m7s）Vd 5x0 1參考答案：按照雷諾數(shù)的怎義，Re = = 137l0-5 = 36496ms > 2000四、計(jì)算題1、兩平行平板的間距Z = Imml其中充滿汕，當(dāng)兩板間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度u = .2ms時(shí),作用于板上的切應(yīng)力為4OTV772,試求油的粘性系數(shù)“。 參考答案：解：按照牛頓內(nèi)摩擦泄律公式：dudy 4000 ×l×103 = , LI = - = 3.3

11、3dydu1.2 2、如圖所示虹吸管總長L=20壩頂中心前管長AL=Iolib 管內(nèi)徑d = 0. 30 m,壩頂 中心與上游水面高差h： = 4 m,二水而落差h： = 4 m,設(shè)沿程阻力系數(shù) = 0.03 ,虹 吸管進(jìn)口局部阻力系數(shù)J = 0.8,岀口局部阻力系數(shù)-=1.0,三個(gè)45。折管的局部阻 力系數(shù)為0.3,試求虹吸管的吸水流量Q。參考答案：解：如圖所示，取上游水而和下游渠道的水而的為控制斷而，建立伯努利方程,0 + 0+h：二 0 + 0 + 0 +Hw = - + © +7 +33)- d 2g2g4 二(0. 03× + 0. 8 + 1. 0+3×

12、;0. 3) × 0.32gV = 4. 08 m/s虹吸管吸收流量為：Q = VA = 4. 08 × X= 0. 288 m7s43、如圖所示匯流叉管。已知流雖Qi = 1.5 InVs, Q2 = 3.0m3s,過流斷而33的而積為As = O.3m2,求斷而3 3的平均流速。參考答案：解：根據(jù)分叉管分流的原理，管道3的流量為Q5 = Q= - Q1 = 3.0-1.5= 1.5 M3/ S 已知斷面3的而積，故斷面3-3的平均流速為：V3 = Q5 / A3 = 1. 5 / 0. 3 = 5 M/s4、引水管道從水塔中引水，如圖所示。水塔的截而積很大，水位恒泄。已

13、知管道宜徑d = 200 InnK水頭H = 4.5 m,引水流 Q = 100 LS<>求水流的總水頭損失。12參考答案：解：由伯努力方程可知:PI = 0,兒=0, Zl =HP2 = 0, V2 3.1 & % 0Zl = v； 2g + hwhw = Z 處 / 2g = 4.5 3.1 * / 2 X 9.8 = 4.5 0.52 = 3.98m流體力學(xué)復(fù)習(xí)題第1頁(共10頁)5、有一水平噴嘴，如圖所示，Dl =20Omm和0=10Omlm噴嘴進(jìn)口水的絕對(duì)壓強(qiáng)為345kPa, 出口為大氣，Pa=IO3.4kPa,岀口水速為22ns<>求固定噴嘴法蘭螺栓

14、上所受的力為多少？ 假泄為不可壓縮左常流動(dòng)，忽略摩擦損失。解：螺栓上所受的力等于水對(duì)噴嘴的作用力,與噴嘴對(duì)水的作用力大小相等方向相反設(shè)噴嘴對(duì)水的作用力為R取噴嘴入口、出口和噴嘴壁而為控制而，列控制體內(nèi)水的動(dòng)量方程：PClV (v2 -Vl) = PA - PlAl ÷ R(a)又由連續(xù)性方程：QV =VIA =V2A2(b)解(a), (b)可得：/? =-7171. 76 (N)則，螺栓上所受得力為7171.76 N6、水的密度為IOOOkgnr 2L水的質(zhì)量和重量是多少?參考答案：解：2L水的體積為：2×10 3 ms / s質(zhì)咼為：m = P × V = 1

15、000 ×2×10 3 = 2 Kg重量為：Mg = 2 × 9.8 = 19.6 kgm7s7、鉛直放置的矩形平板閘門如圖所示。已知h=2m, H = 3m,寬度B = 1.2m,求總壓力及其作用點(diǎn)位置。(提示：)1=)2、+如7: IXC=聖7ycA12 H參考答案：解：根據(jù)閘門上的壓強(qiáng)分布圖，可知作用在閘門上的壓強(qiáng)分布圖的體枳就是閘門上作用的流 體總壓力：I(IoooX9.8×2÷10x9.8×5)×3 = 102900根據(jù)總壓力作用點(diǎn)的位置可分析得到，yD =兒+如7: ABH土 =2.712123.5 +2.73.

16、5× 1.2x3=3. 7Im所以總壓力作用點(diǎn)的位置為（0, 3.71） 8、如圖所示匯流叉管。已知流量Qi = 1.5 InVs, Q2 = 3.0m3s,過流斷面33的而積為As = O.3m2,求斷而3-3的平均流速。流休力學(xué)復(fù)習(xí)題第1頁（共10頁）參考答案：解：根據(jù)分叉管分流的原理，管道3的流量為Q5 = Q： - Qi = 3.0-1.5= 1.5 M3/ S 已知斷面3的而積，故斷面3-3的平均流速為：V5 = Q5 / A3 = 1. 5 / 0. 3 = 5 M/s9、水管直徑d =10 cm,管中流速V =1 vzs,水溫為10°C,查表得 =1. 31

17、× 10m7s,試 判別流態(tài)；又流速為多少時(shí)，流態(tài)將發(fā)生變化？參考答案：解：由雷諾數(shù)泄義知：VdRe =1×O.11.3I×1O"6 =76335V因?yàn)?Re>2000所以為紊流流態(tài)Vd若 Re= 一 = 2000KlJV = 200Or = 2OOOXL31X1O-/O.1 = 2.62X1O,五、單項(xiàng)選擇題1、靜止流體中存在：（a）壓應(yīng)力：（b）壓應(yīng)力和拉應(yīng)力：（C）壓應(yīng)力和切應(yīng)力；（d）壓應(yīng)力、拉應(yīng)力和切應(yīng)力。（）參考答案：a2、某點(diǎn)的真空度為65000MPa,當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?.1 MPa,該點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為：（a） 65000 Pa;（b） 5

18、5000 MPa： （C） 35000 MPa； （d） 165OOOMPaO （）參考答案：C3、均勻流是：（a）當(dāng)?shù)丶铀俣葹榱悖海╞）遷移加速度為零；（C）向心加速度為零；（d）合加速度為零。（）參考答案：b4、粘性流體總水頭線沿程的變化是：（a）沿程下降；（b）沿程上升：（C）保持水平：（d）前三種情況都有可能。（）參考答案：a5、在圓管流中，層流的斷而流速分布符合：（a）均勻規(guī)律：（b）直線變化規(guī)律：（C）拋物線規(guī)律；(d)對(duì)數(shù)曲線規(guī)律。()參考答案：C6、比較在過流斷而的而積相等的條件下方形管道的流量Ql和園管的流Q2: (a) Ql>Q2;(b) Qi<Q2; (C)

19、Qi=Q2; (d)不定.()參考答案：b7、長管并聯(lián)管道各并聯(lián)管段的：(a)水頭損失相等；(b)水力坡度相等；(C)總能量相等;(d)通過的流量相等.()參考答案：a8、對(duì)于同樣的壓力增量，(),其體積變化率愈大，比較容易壓縮。(a)體積彈性系數(shù)E值愈小的流體：(b)體積彈性系數(shù)E值愈大的流體：(C)體積彈性系數(shù)E值不變的流體：(d)與彈性模量無關(guān) 參考答案：a9、凡是滿足()平衡微分方程的質(zhì)量力必然是有勢質(zhì)量力。(a)不可壓縮流體；(b)可壓縮流體；(C)理想流體：(d)運(yùn)動(dòng)流體參考答案：C10、在平衡的流體中，作用于任意一點(diǎn)的質(zhì)量力必泄()通過該點(diǎn)的等壓而。(a)平行于：(b)垂直于： (C)以任意角度相交于：(d) 45度相交參考答案：b11、所謂穩(wěn)泄流場，是指流場中流體質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)參量不隨()而變化。(a)時(shí)間和空間坐標(biāo)：(b)空間坐標(biāo)： (C)時(shí)間； (d)速度參考答案：C1 V212、根據(jù)達(dá)希一威斯巴赫公式血=-可知，計(jì)算沿程阻力的主要任務(wù)是如何確左