《工程流體力學(xué)》考試試卷與答案解析

1、工程流體力學(xué)復(fù)習(xí)題及參考答案整理人：郭冠中內(nèi)蒙古科技大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院熱能與動(dòng)力工程09級(jí)1班使用專(zhuān)業(yè)：熱能與動(dòng)力工程名詞解釋。1、雷諾數(shù)2、流線(xiàn)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):、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，

2、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(xiàn)和等勢(shì)線(xiàn)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(xiàn)的函數(shù)值之差，是此兩流線(xiàn)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

3、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、 1mmHO=2Pa2、描述流體運(yùn)動(dòng)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Q和Q,阻抗為S和S的兩管路并聯(lián)，則并聯(lián)后總管路的流量Q1212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)

4、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(xiàn)與跡線(xiàn)。11、理想流體伯努力方程z+汨=常數(shù)中，其中z稱(chēng)為水頭。r2gr12、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从沉撕偷膶?duì)比關(guān)系。14、流體的主要力學(xué)性質(zhì)有、,和o15、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。十丫二.)出Pu2+T一平)19、理想氣體伯努力方程p(z1-z2)(°g2中，P(Z1

5、z2)("g稱(chēng),稱(chēng)全壓,稱(chēng)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

6、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)Pabs、相對(duì)壓強(qiáng)p、真空值pv、當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)pa之間的關(guān)系是A、Pabs=p+pvB、p=Pabs+paC、pv=pa-Pabs4、圓管層流過(guò)流斷面的流速分布為oA、均勻分布B、對(duì)數(shù)曲線(xiàn)分布C、二次拋物線(xiàn)分布5、一下那些概念屬于歐拉法。A、流線(xiàn)B、跡線(xiàn)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)oA、與雷諾數(shù)Re有關(guān)B、與管壁相對(duì)粗糙度&有關(guān)dC、與Re和0有關(guān)D、與和管長(zhǎng)l有關(guān)d7、速度V、長(zhǎng)度l、時(shí)間t的無(wú)量綱組合是。A、vB、tC、lD、lltvlvt2vt8、圓管斷面直徑由d1突然擴(kuò)大到d2,若將一次擴(kuò)大

7、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(xiàn)變化規(guī)律C、拋物線(xiàn)變化規(guī)律D、對(duì)數(shù)曲線(xiàn)規(guī)律10、流線(xiàn)與流線(xiàn)通常情況下。A、能相交也能相切B、僅能相交不能相切C、僅能相切不育替目交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。PPPA、pB、十C、v2D、出一2vppv12、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、1C、1D_2581614、一維流動(dòng)中，“截面積大處速

8、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2frOA、絕對(duì)壓強(qiáng)B、相對(duì)壓強(qiáng)C、絕對(duì)壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮篋、相對(duì)壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮?6、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300mm沉200mm,則該風(fēng)管的當(dāng)量直徑是。A、240mmB、250mmC、300mmD、200mm18、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A(chǔ)、Re1=：Re2B、Re=Re2C、Re1=1.5Re2D、Re=2Re2219、下列流體哪個(gè)屬

9、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？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？pu29、伯努利方程z+一+二常數(shù)中各項(xiàng)的物理意義？r2g10、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)

10、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?/一222.X里i色上+邑上）=生xx2-y2z2dt六、計(jì)算題。1、有一鋼板制風(fēng)管，斷面尺寸為400mm200mm,管內(nèi)氣流平均速度為1.5m/s,氣體運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)為15.0X10-8m2/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10cm,管道直徑為40cm,水在管中流量Q為0.4m3/s,求管嘴對(duì)水流的作用力。否為無(wú)旋流動(dòng)?0,問(wèn)該流動(dòng)是二+2,二一+2；4、已知平面流動(dòng)的速度分量為：ux

11、xtuyyt求：當(dāng)t=1是過(guò)M（1,1）的流線(xiàn)方程。5、一車(chē)間用直徑為0.5m的風(fēng)口送風(fēng)，風(fēng)口風(fēng)速為6.0m/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3.0m/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0.0000157m2/s）6、對(duì)某一橋墩采用模型比例為-l=1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。已知模型中水流速度為0.76m/s,ln16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、在水平放置的管線(xiàn)中接彎管，直徑從600mm逐漸減小到300mm,水流方向偏轉(zhuǎn)600如圖所示，在直徑較大一端壓強(qiáng)為172kN/m2,求作用于彎管上的力的大小和方向，當(dāng)水不

12、流動(dòng)時(shí)；當(dāng)通過(guò)的流量為876L/s 時(shí);608、一弧形閘門(mén)AB,寬4m,圓心角為450,半徑為2m,閘門(mén)轉(zhuǎn)軸恰好與水而平齊，求CB9、如下圖所示，一水箱側(cè)面開(kāi)孔并接有一直徑為50mm的短管，形成管嘴出流，已知作用水頭H=5m,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？10、如圖所示，一水平射流沖擊光滑平板，流量為Q0,密度P,直徑為d0,求：平板所 受 的 沖擊 力流 量Q1和Q2。v 0,Qi, vi y11、如下圖所示：水箱側(cè)壁接出一根由兩段不同管徑所組成的管道，已知d1 = 200mm ,d2 - 100mm ,兩

13、管短長(zhǎng)均為L(zhǎng)= 50m , H 10m ,沿程阻力系 數(shù)九=E=8 二0.01, A 0.3, B 0.2,求：管道中水的流量、流速did2參考答案：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(xiàn)：流場(chǎng)中，在某一時(shí)刻，給點(diǎn)的切線(xiàn)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(xiàn)稱(chēng)為流線(xiàn)。3 、壓力體：壓力體是指三個(gè)面所封閉的流體體積，印底而是受壓曲而，頂而是受壓曲面邊界線(xiàn)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(xiàn)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(mǎn)足牛頓內(nèi)摩擦定律的流體稱(chēng)為牛頓流體。

14、5 、歐拉法：研究流體力學(xué)的一種方法，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(chēng)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(chēng)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(chēng)為卡門(mén)渦街。11 、自由紊流射流

15、：當(dāng)氣體自孔口、管嘴或條縫以紊流的形式向自由空間噴射時(shí)，形成的流動(dòng)即為自由紊流射流。12 、流場(chǎng)：充滿(mǎn)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

16、壓縮流體：流體密度不隨溫度與流動(dòng)過(guò)程而變化的液體。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(chēng)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;1,-u2；SSiS2；Q=Q1=Q2;S=S+S6、脈

17、動(dòng)現(xiàn)象；時(shí)均法；7、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(xiàn)；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；p十u2;p士(Z1-z2)(七(一¥g'二;2220、各橫截面上的動(dòng)量相等；du寸*r21、“_u；pas；22、各截面的相對(duì)焰值相等；23、平移；旋轉(zhuǎn)；線(xiàn)變形；角變形；24、前提；目的；保證；25、壓力；26、彈性力；27

18、、層流；紊流；28、重力；慣性力；四、選擇題。1-5:DCCCA6-10:BDACC11-15:DDCDB16-19: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(xiàn)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

19、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：

20、元流的邊界由流線(xiàn)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、Z:斷面對(duì)基準(zhǔn)面高度，水力學(xué)中稱(chēng)位置水頭，單位位能；p: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；r2u-:斷而以速度u為初速度的鉛直向上射流所能達(dá)到的理論的圖度，流速水2g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)

21、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(xiàn)不能成折線(xiàn)，是光滑的曲線(xiàn)，所以能夠形成真空區(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9.3m。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(xiàn)速度越來(lái)越小，橫截面積越來(lái)越大，質(zhì)M流M也越來(lái)越大；個(gè)橫截面上的動(dòng)M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(chēng)形或雖為對(duì)稱(chēng)但其對(duì)稱(chēng)軸與來(lái)流方向不平行時(shí)，在繞流物體上部流線(xiàn)較密，流速大；下部流線(xiàn)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

22、力稱(chēng)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。是作用在流體微團(tuán)上單位質(zhì)量流體的壓力。合力。duxdt六、計(jì)算題ilz二 y 2 z2):是作用在流體微團(tuán)上單位質(zhì)量流體粘性偏應(yīng)力的是流體質(zhì)點(diǎn)的加速度。4 0.20.0672 ( 0.2 0.4)1、解：de三4R = 4 0.067 = 0.267Re - delKv - 0.267 ' 1.5 - 2.67 104200015.0 10 6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：0.413.14 ( 40 )4100一'=3、18m /s2QV 2 一A20.41

23、3.14(10-)-51.0m /s2100以軸線(xiàn)為基準(zhǔn)面，列 1-2斷面的伯努利方程1 = 1*V 1 22g=0 +卬+ V22 ,止匕時(shí)p 22gv 12、)*42g 2g51.02 - 3.1829.8 ：29.821295.4kN / m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 s二1得:p1 Av F= i-Q ( v 2 7 V1)F= p 1 A1 0 ( v 2- V1)-1295.4k J k 3.14 £ 40 )4100-162. 7 19.1,143. 6kN51.0 3.181000 0.4 .10003、檢查流動(dòng)是否無(wú)旋:A = £

24、;（ x2 =y 2）= 2y y yU y丁 一 2y x兩者相等，故為無(wú)旋流動(dòng) 求速度勢(shì)函數(shù)：出=u x dx u y dy=(x 2 y 2)dx _ 2xydy-x 2 dx - dxy 2四二 x-3 xy 234、根據(jù)流線(xiàn)方程定義得流線(xiàn)方程:dx . dy u x u ydxdy當(dāng)t=1時(shí)，旦二L x 1-y 1化簡(jiǎn)得：xdy+ydx+dy-dx=0積分：xy+y-x+c=0流線(xiàn)通過(guò)（1,1 ）點(diǎn)：即 1X1+1-1+c=0 得：c=-1將c=-1帶入上式, 化簡(jiǎn)得：（x+1）5、根據(jù)相似原理可得,得 xy+y-x-1=0（y-1 ） =0實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ惋L(fēng)口直徑為:dm=-00.1254

25、原型雷諾數(shù)為：Ren=6.0X0.5/0.0000157=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：VmX0.125/0.0000157=50000Vm=6.28m/s6.0流速比尺為：-0.9556.28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=v2=3.0x0.955=2.87m/s6、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吐煽芍?2Vn2Vmm"；lg.nnlmgmEu n - Eum二pn匕

26、pm22,VnVm由付魯?shù)聹?zhǔn)數(shù)相等推理得：Vn2.Vm2l_n;lm所以：Vn二 3.04m /s16一0.761由歐拉準(zhǔn)數(shù)相等推理得:dPnPmVn2_Vn2Vm2Vm2由：F一pl2FnFm- Pn lPm l2 n2 ml n2_ l n3lm2 l m3所以：Fn - l n3 Fm l m3- 16 3 4 - 16384 N7、建立下圖所示的坐標(biāo)，水流方向如圖所示:當(dāng)水流不動(dòng)時(shí)：P1=P2=172kN/m2設(shè)Fx,Fy為水流作用于彎管的分力，如圖=0-172X方向:Fx-piAiP2A2cos60072-13.14(600)2172141000442.5kNY方向：Fy=0-P1A

27、1sina60030023.14()1000X1/4X3.14X(300/1000)2x0.86/=,=-10.5kN對(duì)彎管的合力：RFx2Fy243.8kN方向?yàn)椋篴=arctan(Fy/Fx)=140當(dāng)有流動(dòng)時(shí)：由連續(xù)性方程得:解得：U13.2m3H一靄=199d12uv1d22u20.87644/sU212.4m/s忽略阻力，應(yīng)用伯努利方程，歹U1-1,2-2斷面的方程:0.5piU12P2U222g-2g帶入數(shù)據(jù)解得：P2/r=10.2H20=10.2X9.8=100Kn/m2列動(dòng)量方程：X方向：piAi.p2A2cos600Fx=*Q(u2cos6000)帶入數(shù)據(jù)得：Fx=42.4k

28、N同理：y方向：Fy-P2A2sina602PQ(u2sina600-0)代入數(shù)據(jù)解得：Fy=15.2Kn合力為：R=Fx2Fy2=45.1Kn方向?yàn)椋篴=arctan(Fy/Fx)=19.700-q_J二78、解：hrsin452moc-h一2mFx-hrhb-1.29.824-39.2kN22- 1 2 -2 22.3kN22Fy-rb(13.14r2-1hh)-9.84(13.14828FFx2Fy245.1kN9、Q-uAJ2gH=0.82：3.14f7又（-50J3）22105:0.0161m3/s4100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

29、體質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)時(shí)存在慣性，流線(xiàn)不能發(fā)生直接拐彎，只能是光滑的曲線(xiàn)因此靠近水箱一側(cè)管嘴內(nèi)壁形成真空。L=（34）D=（34）X50=150200mm10、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：Q4Q射流出口速度：v0二二2虬2dad04由于平板是光滑的，所以?xún)H有法向力，由動(dòng)量方程（x軸方向）得:R二流出動(dòng)量-流入動(dòng)量0旗Q0(V0sin)_Q0V0sin2=4IQ0sn頷d20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：v.01應(yīng),0V22,得V0

30、.V1V22g2g2g平板切線(xiàn)方向(y軸方向)無(wú)摩擦力，EF二0滿(mǎn)足動(dòng)量守恒；即；0=(PVVV)pvcosQiQ22-Q00化簡(jiǎn)得：Qi-Q2-Q0COsU聯(lián)立方程解得：Qi=Q0(1+cosS"2Q2一Q0(1.cos)211、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：piV02P2V12lV12lV22V12V22Z1Z2，-工A：.；B2g2gd12gd22g2g2g連續(xù)性方程可知：V1A1=V2A2所以三十22=1.2.V2d14所以1000一00v120.0150V120.01504V120.3V120.24m22g2002g1002g2g2g10001

31、000所以v=1.51m/s,所以v=4v=./s1216.04mQA1V1112v1五上工3.14第(00-)2么1.51=0.047m3/s441000中國(guó)礦業(yè)大學(xué)20102011學(xué)年第2學(xué)期）卷考試方式：閉卷工程流體力學(xué)試卷（課程編號(hào)：03034考試時(shí)間：100分鐘姓名班級(jí)千可學(xué)院化工二名詞解釋?zhuān)ü?0小題，每題2分,共20分）粘滯性；跡線(xiàn)與流線(xiàn)；層流；質(zhì)量力；偶極流；排擠厚度；順壓力梯度；時(shí)均速度;輸運(yùn)公式；連續(xù)介質(zhì)假說(shuō)二.選擇題（共10小題，每題3分，共30分）,絕對(duì)壓強(qiáng)abs與相對(duì)壓強(qiáng)p、真空度pv、當(dāng)?shù)卮髿鈮?p問(wèn)的關(guān)系是：absA. p =p+p2.如圖所示A. p0=pa&#

32、39;B. p=pabs pava - pabsC. p = pB. p0 a ； C. p0 a；>p<pD. p=pD.無(wú)法判斷。abs a+p題二-2圖3.在研究流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，按照是否考慮流體的粘性，可將流體分為A.牛頓流體及非牛頓流體；C.均質(zhì)流體與非均質(zhì)流體；4 .比較重力場(chǎng)（質(zhì)量力只有重力）B.可壓縮流體與不可壓縮流體;D.理想流體與實(shí)際流體。中，水和水銀所受的單位質(zhì)量力f水和f水銀的大??？A. f 水£ 7K銀；B. f 水=£ 7K銀；5 .流動(dòng)有勢(shì)的充分必要條件是A.流動(dòng)是無(wú)旋的；C.必須是無(wú)旋的平面流動(dòng)；6 .雷諾數(shù)Re反映了（C. f水杯7K

33、銀；D、不一定。）oB.必須是平面流動(dòng)；D.流線(xiàn)是直線(xiàn)的流動(dòng)。）的對(duì)比關(guān)系A(chǔ).粘滯力與重力B.重力與慣性力C.慣性力與粘滯力D.粘滯力與動(dòng)水壓力7. 一密閉容器內(nèi)下部為水，上部為空氣，液面下4.2m處測(cè)壓管高度為2.2m,設(shè)當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?個(gè)工程大氣壓，則容器內(nèi)氣體部分的相對(duì)壓強(qiáng)為水柱（）。A.2mB.1mC.8mD.2m8.如圖所示， Cg*好強(qiáng)，下述靜力學(xué)方程哪個(gè)正確?題2-8圖9.下列壓強(qiáng)分布圖中哪個(gè)是錯(cuò)誤的?題二-9圖（C）10 .粘性流體總水頭線(xiàn)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三,計(jì)算題（共 3小題，共50分）1.如圖所示，有一盛水的開(kāi)口

34、容器以 3.6m/s 2的加速度沿與水平成30o夾角的傾斜平面向上運(yùn)動(dòng)，試求容器中水面的傾角，并分析p與水深的關(guān)系。（15分）2,有一 30Cm 15 cm的文德利管，接入鉛垂的輸油管上，油的流動(dòng)方向朝上。已知喉部與進(jìn)口截面間的高度差為30cm,圖中U形管讀數(shù)為25cm水銀柱，試求油的流量以及進(jìn)口與喉部p =兩截面之間的壓力差。（g 8825N /m2） （20分）3.不可壓縮平面流動(dòng)的流函數(shù)為xy 2 x 3 y 10 ,試判斷是否存題三千圖在勢(shì)函數(shù)，如果存在，求其勢(shì)函數(shù)。（15分）(1分)工程流體力學(xué)試題答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一.名詞解釋?zhuān)ü?0小題，每題2分，共20分）1 .粘滯性一一流體在受到

35、外部剪切力作用時(shí)發(fā)生變形（流動(dòng)），其內(nèi)部相應(yīng)要產(chǎn)生對(duì)變形的抵抗，并以?xún)?nèi)摩擦力的形式表現(xiàn)出來(lái)，這種流體的固有物理屬性稱(chēng)為流體的粘滯性或粘性2 .跡線(xiàn)一一流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)流線(xiàn)一一同一瞬時(shí)，流場(chǎng)中的一條線(xiàn)，線(xiàn)上每一點(diǎn)切線(xiàn)方向與流體在該點(diǎn)的速度矢量方向一致3 .層流一一流體運(yùn)動(dòng)規(guī)則、穩(wěn)定，流體層之間沒(méi)有宏觀的橫向摻混4 .量綱和諧一一只有量綱相同的物理量才能相加減，所以正確的物理關(guān)系式中各加和項(xiàng)的量綱必須是相同的，等式兩邊的量綱也必然是相同的5 .偶極流一一由相距2a的點(diǎn)源與點(diǎn)匯疊加后，令a趨近于零得到的流動(dòng)6 .排擠厚度一一粘性作用造成邊界層速度降低，相比理想流體有流量損失，相當(dāng)于中心區(qū)理想流體的流通面積減少，計(jì)算時(shí)將平板表面上移一個(gè)厚度，此為排擠厚度7 .順壓力梯度一一沿流動(dòng)方向壓力逐漸降低，邊界層的流動(dòng)受壓力推動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生分離8 .時(shí)均速度一一湍流的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化，瞬時(shí)速度的時(shí)間平均值稱(chēng)為時(shí)均速度9 .輸運(yùn)公式一一將系統(tǒng)尺度量轉(zhuǎn)換成與控制體相關(guān)的表達(dá)式10 .連續(xù)介質(zhì)假說(shuō)一一將流體視為由連續(xù)分布的質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成，流體質(zhì)點(diǎn)的物理性質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)參量是空間坐標(biāo)和時(shí)間的單值和連續(xù)可微函數(shù)。二.選擇題（共10小題，每題3分，共30分）1BC;2B;3D;