第三章第三四節(jié)

1、第三章第三節(jié)(1) 什么是流動(dòng)邊界層？邊界層理論的要點(diǎn)是什么？流動(dòng)邊界層：即使對(duì)于空氣、水這樣黏性很低的流體，黏性也不能忽略，但其影響僅限于壁面附近的薄層，即邊界層，離開表面較遠(yuǎn)的區(qū)域，則可視為理想流體。邊界層理論的要點(diǎn)：（1） 當(dāng)實(shí)際流體沿固體壁面流動(dòng)時(shí)，緊貼壁面處存在非常薄的一層區(qū)域邊界層；（2） 在邊界層內(nèi)，流體的流速很小，但速度梯度很大；（3） 在邊界層內(nèi)，黏性力可以達(dá)到很高的數(shù)值，它所起的作用與慣性力同等重要，在邊界層內(nèi)不能全部忽略黏性；（4） 在邊界層外的整個(gè)流動(dòng)區(qū)域，可將黏性力全部忽略，近似看成是理想流體的流動(dòng)。（5） 流動(dòng)分為兩個(gè)區(qū)域(2) 簡述湍流邊界層內(nèi)的流態(tài)，以及流速分布

2、和阻力特征。(3)邊界層厚度是如何定義的？簡述影響平壁邊界層厚度的因素，并比較下列幾組介質(zhì)沿平壁面流動(dòng)時(shí)，哪個(gè)邊界層厚度較大： a.污水和污泥；b.水和油；c.流速大和流速小的同種流體邊界層厚度： 流體速度達(dá)到來流速度99時(shí)的流體層厚度。對(duì)于層流邊界層：對(duì)于湍流邊界層： 為以坐標(biāo)x為特征長度的雷諾數(shù)，稱為當(dāng)?shù)乩字Z數(shù)。影響平壁邊界層厚度的因素：黏性力和慣性力邊界層厚度：a，污泥較大 b，油較大 c，流速小的較大(4) 為什么管道進(jìn)口段附近的摩擦系數(shù)最大？(5) 簡述邊界層分離的條件和過程。流體沿平壁面的流動(dòng)和理想流體繞過圓柱體流動(dòng)時(shí)是否會(huì)發(fā)生邊界層分離？條件：黏性作用和存在逆壓梯度是流動(dòng)分離的兩

3、個(gè)必要條件 .過程：流體流過表面曲率較大的曲面時(shí)，邊界層外流體的速度和壓強(qiáng)均沿流動(dòng)方向發(fā)生變化，邊界層內(nèi)的流動(dòng)會(huì)受到很大影響。 流體慣性力與壓強(qiáng)差 流體慣性力克服黏性力和逆壓強(qiáng) 克服流體的黏性力 流體質(zhì)點(diǎn)的速度逐漸減小D點(diǎn)近壁面處流體質(zhì)點(diǎn)速度為零D點(diǎn)之后：（1） 壁面附近的流體速度方向相反，發(fā)生倒流（逆壓梯度）（2） 產(chǎn)生旋渦。（6）當(dāng)逆壓梯度相同時(shí)，層流邊界層和湍流邊界層分離點(diǎn)的相對(duì)位置如何?請(qǐng)解釋其原因。第四節(jié)(1)簡述運(yùn)動(dòng)中的物體受到阻力的原因。流線形物體運(yùn)動(dòng)時(shí)是否存在形體阻力？1.內(nèi)摩擦造成的摩擦阻力2.物體前后壓強(qiáng)差造成的形體阻力存在 (2)簡述流態(tài)對(duì)流動(dòng)阻力的影響。湍流時(shí)，摩擦阻力

4、較層流時(shí)大。但與層流時(shí)相比，分離點(diǎn)后移，尾流區(qū)較小，形體阻力將減??；層流時(shí)摩擦阻力小，但尾流區(qū)較湍流時(shí)大，形體阻力較大(3)分析物體表面的粗糙度對(duì)流動(dòng)阻力的影響，舉應(yīng)用實(shí)例說明粗糙表面摩擦阻力大。但是，當(dāng)表面粗糙促使邊界層湍流化以后，造成分離點(diǎn)后移，形體阻力會(huì)大幅度下降，此時(shí)總阻力反而降低。 （沒有舉例）(4)不可壓縮流體在水平直管中穩(wěn)態(tài)流動(dòng)，試分析以下情況下，管內(nèi)壓力差如何變化：a.管徑增加一倍；b.流量增加一倍；c.管長增加一倍。由 知，a.0.5倍壓力差；b，4倍；c.兩倍的壓力差(5)試比較圓管中層流和湍流流動(dòng)的速度分布特征。層流時(shí)圓管中速度分布為拋物線湍流流動(dòng)中，由于流體質(zhì)點(diǎn)的強(qiáng)烈摻混，使截面上靠管中心部分各點(diǎn)速度彼此拉平，速度分布較為均勻，其速度分布曲線不再是拋物線形。(6)試分析圓管