流體力學試卷及答案期末考試

1、.流體力學試卷及答案一一、判斷題1、 根據牛頓內摩擦定律，當流體流動時，流體內部內摩擦力大小與該處的流速大小成正比。 2、 一個接觸液體的平面壁上形心處的水靜壓強正好等于整個受壓壁面上所有各點水靜壓強的平均值。 3、 流體流動時，只有當流速大小發(fā)生改變的情況下才有動量的變化。4、 在一樣條件下，管嘴出流流量系數大于孔口出流流量系數。 5、 穩(wěn)定定常流一定是緩變流動。 6、 水擊產生的根本原因是液體具有粘性。 7、 長管是指運算過程中流速水頭不能略去的流動管路。 8、 所謂水力光滑管是指內壁面粗糙度很小的管道。 9、 外徑為D，內徑為d的環(huán)形過流有效斷面，其水力半徑為。10、 但凡滿管流流動，任

2、何斷面上的壓強均大于大氣的壓強。 二、填空題1、某輸水安裝的文丘利管流量計，當其汞-水壓差計上讀數，通過的流量為，分析當汞水壓差計讀數，通過流量為L/s。2、運動粘度與動力粘度的關系是，其國際單位是。3、因次分析的根本原理是：；具體計算方法分為兩種 。4、斷面平均流速V與實際流速u的區(qū)別是 。5、實際流體總流的伯諾利方程表達式為， 其適用條件是 。6、泵的揚程H是指 。7、穩(wěn)定流的動量方程表達式為 。8、計算水頭損失的公式為與 。9、牛頓內摩擦定律的表達式，其適用X圍是。10、壓力中心是指。三、簡答題1、 穩(wěn)定流動與不穩(wěn)定流動。2、 產生流動阻力的原因。3、 串聯(lián)管路的水力特性。4、 如何區(qū)分

3、水力光滑管和水力粗糙管，兩者是否固定不變.5、 靜壓強的兩個特性。6、 連續(xù)介質假設的內容。7、 實際流體總流的伯諾利方程表達式及其適用條件。8、 因次分析方法的根本原理。9、 歐拉數的定義式及物理意義。10、 壓力管路的定義。11、 長管計算的第一類問題。12、 作用水頭的定義。13、 噴射泵的工作原理。14、 動量方程的標量形式。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生的原因。18、 雷諾數、富勞德數及歐拉數三個相似準數的定義式及物理意義。19、 流線的特性。四、計算題1、如下圖，將一平板垂直探入水的自由射流中，設平板截去射流的局部流量Q

4、10.012m3/s，并引起射流的剩余局部偏轉一角度。射流速度為30m/s，總流量Q00.036m3/s，不計重量及水頭損失。求射流加于平板上的力.2、有泵管路如下圖，流量，泵的吸入管長，沿程阻力系數，總局部阻力系數為；壓力管長，管徑為。求：1泵入口處真空表讀數，求吸入高度。 2兩個液面高差，求泵的揚程。3、水平直管半徑為R，不可壓縮流體作層流流動，其半徑處點流速為，并等于管內平均流速V。 求證：4、如下圖一貯水容器。器壁上有兩個半球形蓋，設，。試分別求出作用在兩個球蓋上的液體總壓力。5、如圖水泵進水系統(tǒng)，h=3m，管徑d=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

5、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、 過流斷面上各點的實際流速是不一樣的，而平均流速在過流斷面上是相等的5、 ，穩(wěn)定流，不可壓縮流體，作用于流體上的質量力只有重力，所取斷面為緩變流動6、 單位重量液體所增加的機械能7、 ，8、 ，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9、 總壓力的作用點三、簡答題1、 穩(wěn)定流動與不穩(wěn)定流動。-在流場中流體質點通過空間點時所有的運動要素都不隨時間改變，這種流動稱為穩(wěn)定流；反之，通過空間點處得流體質點運動要素的全部

6、或局部要素隨時間改變，這種流動叫不穩(wěn)定流。2、 產生流動阻力的原因。-外因：水力半徑的大小；管路長度的大小；管壁粗糙度的大小。內因：流體流動中永遠存在質點的摩擦和撞擊現(xiàn)象，質點摩擦所表現(xiàn)的粘性，以及質點發(fā)生撞擊引起運動速度變化表現(xiàn)的慣性，才是流動阻力產生的根本原因。3、 串聯(lián)管路的水力特性。-串聯(lián)管路無中途分流和合流時，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。通過層流邊層厚度與管壁粗糙度值的大小進展比擬。5、 靜壓強的兩個特性。-1.靜壓

7、強的方向是垂直受壓面，并指向受壓面。2.任一點靜壓強的大小和受壓面方向無關，或者說任一點各方向的靜壓強均相等。6、 連續(xù)介質假設的內容。-即認為真實的流體和固體可以近似看作連續(xù)的，充滿全空間的介質組成，物質的宏觀性質依然受牛頓力學的支配。這一假設忽略物質的具體微觀構造，而用一組偏微分方程來表達宏觀物理量如質量，數度，壓力等。這些方程包括描述介質性質的方程和根本的物理定律，如質量守恒定律，動量守恒定律等。7、 實際流體總流的伯諾利方程表達式為，其適用條件是穩(wěn)定流，不可壓縮流體，作用于流體上的質量力只有重力，所取斷面為緩變流動。8、 因次分析方法的根本原理。-就是因次和諧的原理，根據物理方程式中各

8、個項的因次必須一樣，將描述復雜物理現(xiàn)象的各個物理量組合而成無因次數群，從而使變量減少。9、 歐拉數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。-但凡液流充滿全管在一定壓差下流動的管路都稱為壓力管路。11、 長管計算的第一類問題。管徑，管長和地形，當一定流量的某種液體通過時，確定管路中的壓力降，或確定起點所需的壓頭，或計算水利坡降。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、 噴射泵的工作原理。-噴射泵主要由噴嘴、吸入室和擴散室等組成。工作流體在壓力作用下經管子進入噴嘴，并以很高的

9、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，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流體并和工作流體一起混合，經擴散管進入排出管。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、 ，三個方程為動量方程的標量形式。15、 等壓面的特性。-作用于靜止流體中任一點上的質量力必定垂直于通過該點的等壓面。16、 空間連續(xù)性微分方程式及其物理意義。-，其物理意義為：流體在單位時間內經過單位體積空間流出與流入的質量差與其內部質量變化的代數和為零。17、 分析局部水頭損失產生的原因。-(a)任何斷面形狀的改變，都必將引起流速的

10、重新分布，因而附加了流體間的相對運動和流體質點的急劇變形，結果導致質點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，總是伴隨有流動別離和旋渦的形成，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，又有質點被主流所帶走，即有動量交換，因而消耗運動流體的能量，流體質點的混摻引起的動量變化。18、 雷諾數、富勞德數及歐拉數三個相似準數的定義式及物理意義。-雷諾數： 慣性力與粘性力之比富勞德數： 慣性力與重力之比歐拉數： 壓力與慣性力之比19、 流線的特性。- (1)在定常流動時，因為流場中各流體質點的速度不隨時間變化，所以通過同

11、一點的流線形狀始終保持不變，因此流線和跡線相重合。而在非定常流動時，一般說來流線要隨時間變化，故流線和跡線不相重合。    (2)通過某一空間點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。否那么在同一空間點上流體質點將同時有幾個不同的流動方向。只有在流場中速度為零或無窮大的那些點，流線可以相交，這是因為，在這些點上不會出現(xiàn)在同一點上存在不同流動方向的問題。速度為零的點稱駐點，速度為無窮大的點稱為奇點。    (3)流線不能突然折轉，是一條光滑的連續(xù)曲線。    (4

12、)流線密集的地方，表示流場中該處的流速較大，稀疏的地方，表示該處的流速較小。四、計算題1、 參見教材p.772、 參見教材p.63/p.703、 參見教材p.1114、 解：上面的蓋為蓋,對于蓋，其壓力體體積為方向左面水平的蓋為蓋，對于蓋，靜水壓力可分解成水平及鉛重兩個分力，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"工程流體力學"試卷二一、 名詞解釋。1、雷諾數 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 9、附面層 10、卡門渦街1

13、1、自由紊流射流12、流場 13、無旋流動14、貼附現(xiàn)象15、有旋流動16、自由射流17、濃差或溫差射流 18、音速19、穩(wěn)定流動20、不可壓縮流體21、駐點22、自動模型區(qū)二、 是非題。 1. 流體靜止或相對靜止狀態(tài)的等壓面一定是水平面。 2. 平面無旋流動既存在流函數又存在勢函數。 3. 附面層別離只能發(fā)生在增壓減速區(qū)。 4. 等溫管流摩阻隨管長增加而增加，速度和壓力都減少。 5. 相對靜止狀態(tài)的等壓面一定也是水平面。 6. 平面流只存在流函數，無旋流動存在勢函數。 7. 流體的靜壓是指流體的點靜壓。 8. 流線和等勢線一定正交。 9. 附面層內的流體流動是粘性有旋流動。 10. 亞音速絕

14、熱管流摩阻隨管長增加而增加，速度增加，壓力減小。 11. 相對靜止狀態(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. 相鄰兩流線的函數值之差，是此兩流線間的單寬流量。 15. 附面層外的流體流動時理想無旋流動。 16. 處于靜止或相對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. 流體流動時切應力與流體的粘性有關，與其他無關。 三、 填空題。1、1mmH2O=Pa2、描述流體運動的方法有和。3、流體的主要力學模型是指、和

15、不可壓縮性。4、雷諾數是反映流體流動狀態(tài)的準數，它反映了流體流動時與的比照關系。 5、流量Q1和Q2，阻抗為S1和S2的兩管路并聯(lián)，那么并聯(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、流體紊流運動的特征是，處理方法是。 7、流體在管道中流動時，流動阻力包括和。 8、流體微團的根本運動形式有：、和。 9、馬赫數氣體動力學中一個重要的無因次數，他反映了與的相比照值。10、穩(wěn)定流動的流線與跡線。11、理想流體伯努力方程常數中，其中稱為水頭。12、一切平面流動的流場，無論是有旋流動或是無旋流動都存在，因而一切平面流動都存在，但是，只有無旋流動才存在。13、雷諾數之所以能判

16、別，是因為它反映了和的比照關系。14、流體的主要力學性質有、和。15、畢托管是廣泛應用于測量和一種儀器。16、流體的力學模型按粘性是否作用分為和。作用與液上的力包括，。17、力學相似的三個方面包括、與。18、流體的力學模型是模型。19、理想氣體伯努力方程中，稱，稱全壓，稱總壓。20、紊流射流的動力特征是。21、流體的牛頓內摩擦定律的表達式，u的單位為。22、濃差或溫差射流的熱力特征是。23、流體微團的運動是由運動，運動，運動和運動四種根本運動形式符合而成。24、幾何相似是力學相似的，運動相似是模型實驗的，動力相似是運動相似的。25、歐拉準數是和的相比照值。26、馬赫數M反映了慣性力和相比照值。

17、27、流體流動的狀態(tài)分為和。28、弗魯得準數反映了和相比照值。四、選擇題。 1、按連續(xù)介質的概念，流體質點是指。 A、流體的分子 B、流體內的固體顆粒 C、無大小的幾何點 D、幾何尺寸同流動空間相比是極小量，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、絕對壓強P、相對壓強p、真空值p、當地大氣壓強之間的關系是。 A、P=p+ p B、p= P+ C、p=- P4、圓管層流過流斷面的流速分布為。 A、均勻分布 B、對數曲線分布 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、液體質點 D、液體微團6、圓管紊流粗糙區(qū)的沿

18、程摩阻系數。 A、與雷諾數Re有關 B、與管壁相對粗糙度有關C、與Re和有關 D、與和管長l有關7、速度V、長度l、時間t的無量綱組合是。 A、 B、 C、 D、8、圓管斷面直徑由d1突然擴大到d2，假設將一次擴大改為兩級擴大，那么該擴大的局部水頭損失。 A、減小 B、不變 C、增大9、在圓管流動中，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、對數曲線規(guī)律10、流線與流線通常情況下。 A、能相交也能相切 B、僅能相交不能相切C、僅能相切不能相交 D、既不能相交也不能相切11、速度v，密度，壓強p的無量綱集合是。 A、 B、 C、 D、12、雷諾數代表的是之

19、比。 A、慣性力與壓力 B、慣性力與重力C、慣性力與外表X力 D、慣性力與粘性力 13、壓力輸水管模型實驗，長度比尺為8，模型水管的流量應為原型輸水管流量的。 A、 B、 C、 D、14、一維流動中，“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是。 A、絕對壓強 B、相對壓強 C、絕對壓強加當地大氣壓 D、相對壓強加當地大氣壓 16、靜水中斜置平面壁的形心淹沒深hc與壓力中心淹沒深hD的關系是。 A、大于 B、小于 C、等于 D、無規(guī)律17、某風管的斷面尺寸為，那么該風管的當量直徑是。 A、 B、 C、

20、 D、18、有一變直徑管流，小管直徑d1，大管直徑d2=2d1，那么兩斷面雷諾數的關系是。 A、 B、 C、 D、19、以下流體哪個屬于牛頓流體。 A、汽油 B、紙漿 C、血液 D、瀝青五、簡答題。 1、流體靜壓強的特性是什么. 2、尼古拉茲實驗分區(qū)級意義是什么. 3、附面層提出的意義. 4、溫差或濃差射流彎曲產生的原因是什么. 5、附面層別離的原因是什么. 6、運動粘滯系數r的物理意義是什么. 7、流體動力粘滯系數u的物理意義是什么. 8、元流的特性是什么. 9、伯努利方程常數中各項的物理意義. 10、管網水力計算遵循的原那么是什么. 11、水擊水錘現(xiàn)象及產生的原因是什么. 12、管嘴出流產

21、生真空的原因和條件是什么. 13、自由紊流射流的運動、動力特征是什么. 14、射流彎曲產生的原因. 15、繞流升力產生的原因. 16、畢托管是廣泛應用于測量水流和氣流的一種儀器，試畫出其示意圖，并說明其工作原 。 17、簡要說明管道流動局部阻力損失產生的機理。 18、下式不可壓縮流體N-S方程中，各項的物理意義是什么.六、計算題。 1、有一鋼板制風管，斷面尺寸為/s，氣體運動粘滯系數為15.0×/s，判斷管內氣體的流態(tài).2、一高壓管末端接噴嘴，如以下圖所示，噴嘴出口直徑為，管道直徑為40，水在管中流量Q為0.4/s，求管嘴對水流的作用力。Q3、不可壓縮流體的流速分量為：問該流動是否為

22、無旋流動.4、平面流動的速度分量為：求：當t=1是過M1,1的流線方程。5、一車間用直徑為的風口送風，風口風速為/s，如長度比例常數為4，確定實驗模型風口風速。假設在模型內測得某點氣流速度為/s，那么車間相應點的速度為多少.空氣的運動粘滯系數為/s6、對某一橋墩采用模型比例為進展實驗。模型中水流速度為/s，實測模型橋墩受水流作用力為4N。求原型中相應的流速與作用力。7、在水平放置的管線中接彎管，直徑從600逐漸減小到300，水流方向偏轉如下圖，在直徑較大一端壓強為172kN/,求作用于彎管上的力的大小和方向，當水不流動時；當通過的流量為876L/s時；8、一弧形閘門AB，寬閘門轉軸恰好與水面平

23、齊，求作用于閘門的水靜壓力。hABCO9、如以下圖所示，一水箱側面開孔并接有一直徑為的短管，形成管嘴出流，作用水頭H=，管嘴出流流量系數u=0.82，試問：管嘴出流流量Q；靠近水箱一側管嘴內壁形成真空的原因是什么.適宜的管嘴長度是多少.Q10、如下圖，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、如以下圖所示：水箱側壁接出一根由兩段不同管徑所組成的管道，兩管短長均為L=，沿程阻力系數求：管道中水的流量、流速.ABC參考答案：一、名詞解釋。 1、雷諾數：是反響流體流動狀態(tài)的數，雷諾數的大小反響了流體流動時，流體質點慣性力和粘性力的比照關系。 2、流線：流場中，

24、在某一時刻，給點的切線方向與通過該點的流體質點的X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限封閉的面積在自由面或者其延長面上的投影面，中間是通過受壓曲面邊界限所作的鉛直投影面。 4、牛頓流體：把在作剪切運動時滿足牛頓內摩擦定律的流體稱為牛頓流體。 5、歐拉法：研究流體力學的一種方法，是指通過描述物理量在空間的分布來研究流體運動的方法。 6、拉格朗日法：通過描述每一質點的運動到達了解流體運動的方法稱為拉格朗日法。 7、濕周：過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：流場中，流體流速及由流速決定的壓強、粘性

25、力、慣性力等也不隨時間變化的流動。 9、附面層：粘性較小的流體在繞過物體運動時，其摩擦阻力主要發(fā)生在緊靠物體外表的一個流速梯度很大的流體薄層內，這個薄層即為附面層。 10、卡門渦街：當流體經繞流物體時，在繞流物后面發(fā)生附面層別離，形成旋渦，并交替釋放出來，這種交替排列、有規(guī)那么的旋渦組合稱為卡門渦街。 11、自由紊流射流：當氣體自孔口、管嘴或條縫以紊流的形式向自由空間噴射時，形成的流動即為自由紊流射流。 12、流場：充滿流體的空間。 13、無旋流動：流動微團的旋轉角速度為零的流動。 14、貼附現(xiàn)象：貼附現(xiàn)象的產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。

26、15、有旋流動：運動流體微團的旋轉角速度不全為零的流動。 16、自由射流：氣體自孔口或條縫向無限空間噴射所形成的流動。 17、濃差或溫差射流：射流介質本身濃度或溫度與周圍氣體濃度或溫度有差異所引起的射流。 18、音速：音速即聲速，它是弱擾動波在介質中的傳播速度。 19、穩(wěn)定流動：流體流動過程與時間無關的流動。 20、不可壓縮流體：流體密度不隨溫度與流動過程而變化的液體。21、駐點：流體繞流物體迎流方向速度為零的點。22、自動模型區(qū)：當某一相似準數在一定的數值X圍內，流動的相似性和該準數無關，也即原型和模型的準數不相等，流動仍保持相似，準數的這一X圍稱為自動模型區(qū)。二、是非題。 1、錯誤 2、正

27、確 3、正確 4、錯誤 5、錯誤 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、錯誤 17、錯誤 18、錯誤三、填空題。 1、9.807 ； 2、歐拉法；拉格朗日法；3、連續(xù)介質；無粘性； 4、慣性力；粘性力； 5、Q=Q1+Q2;Q=Q1=Q2;S=S1+S2；6、脈動現(xiàn)象；時均法；7、沿程阻力；局部阻力； 8、平移運動；旋轉流動；變形運動；9、慣性力；彈性力；10、重合 ；11、測壓管； 12、流線；流函數；勢函數； 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；外表X力特性；15、氣體；水流

28、；16、理想氣體；粘性氣體；質量力；外表力；17、幾何相似；運動相似；動力相似；18、連續(xù)介質；19、勢壓；20、各橫截面上的動量相等；21、；22、各截面的相對焓值相等；23、平移；旋轉；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:DDCDB 16-19：BADA五、簡答題。 1、流體靜壓強的方向是沿著作用面的內法線方向；在靜止或相對靜止的流體中，任一點流體靜壓強的大小作用面方向無關，只與該點的位置有關。2、層流區(qū) 臨界過渡區(qū) 紊流光滑區(qū) 紊流過度區(qū) 紊流粗糙區(qū)意義

29、：比擬完整地反響了沿程阻力系數的變化規(guī)律，提醒了沿程阻力系數變化的主要因素。3、在于將流場劃分為兩個計算方法不同的區(qū)域，即勢流區(qū)和附面層。在附面層外的勢流區(qū)按無旋流動理想流體能量方程或動量方程求解；在附面層內，按粘性有旋流動流體能量方程或N-S方程求解；4、濃差或溫差射流由于濃度或溫度不同，引起射流介質密度與周圍其氣體密度與周圍氣體密度不同，所受的重力與浮力不相平衡，使得整個射流將發(fā)生向上或向下的軸彎曲。5、當流體繞流曲面體流動時，在減壓增速區(qū)，流動維持原來的附面層；流動進入增壓減速區(qū)時，流體質點受到與主流方向相反的壓差作用，將產生方向的回流，而附面層外的流體仍保持原有的前進，這樣，回流和前進

30、這兩局部運動方向相反的流體相接觸，就形成旋渦。旋渦的產生使得附面層與壁面發(fā)生別離。6、流體運動粘滯系數r表征單位速度梯度作用下的切應力對單位體積質量作用產生的阻力加速度，具有運動學要素。7、流體動力粘滯系數u表征單位速度梯度作用下的切應力，反映了粘滯的動力性質。8、元流的特性：元流的邊界由流線組成；流體質點不能出入元流；元流斷面上的流速和壓強是均勻分布。9、Z：斷面對基準面高度，水力學中稱位置水頭，單位位能；在斷面壓強作用下，流體沿測壓管所能上升的高度，壓強水頭，單位位能；斷面以速度u為初速度的鉛直向上射流所能到達的理論的高度，流速水頭，單位位能。10、任一節(jié)點流入和流出的流量相等；任一閉合環(huán)

31、路中，如規(guī)定順時針方向流動的阻力損失為正，反之為負，那么各管段阻力損失的代數和必等于零。11、有壓管路中運動著的液體，由于閥門或水泵突然關閉，使得液體的速度和動量發(fā)生急劇變化，從而造成液體壓強驟然變化，該現(xiàn)象就是水擊(水錘)現(xiàn)象，產生的原因液體的可壓縮性管道材質的彈性。12、原因是流體質點流動時由于有慣性，因而流線不能成折線，是光滑的曲線，所以能夠形成真空區(qū)域；條件是：管嘴長度為管徑的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，軸線速度越來越小，橫截面積越來越大，質量流量也越來越大；個橫截面上的動量守恒。14、在溫差射流場中，由于氣流密度與周圍的氣

32、體的不同，射流氣體所受的浮力與重力不相平衡，使整個射流發(fā)生向下或向上彎曲。15、當繞流物體為非對稱形或雖為對稱但其對稱軸與來流方向不平行時，在繞流物體上部流線較密，流速大；下部流線較疏，流速小，那么上部壓強小，下部壓強大，上、下部存在壓強差，由此產生向上的力稱為升力。16、見第五版書P6117、略18、X：是作用在流體微團上的單位質量力。是作用在流體微團上單位質量流體的壓力。是作用在流體微團上單位質量流體粘性偏應力的合力。是流體質點的加速度。六、計算題。 1、解： 所以管內氣體為紊流流動。2、解：如下圖，由連續(xù)性方程得：/s/s 以軸線為基準面，列1-2斷面的伯努利方程 那么： / 設噴嘴對水

33、流的作用力為F，沿水流方向列動量方程，并取得：3、檢查流動是否無旋：兩者相等，故為無旋流動求速度勢函數：4、根據流線方程定義得流線方程： 當t=1時， 化簡得：xdy+ydx+dy-dx=0 積分：xy+y-x+c=0 流線通過1,1點：即1×1+1-1+c=0 得：c=-1 將c=-1帶入上式，得xy+y-x-1=0 化簡得：x+1y-1=05、根據相似原理可得，實驗模型風口直徑為： 原型雷諾數為：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，那么阻力平方區(qū)的最低雷諾數為50000 那么：相應

34、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：假設在模型內測得某點氣流速度為3.0m/s ,那么車間相應點的速度為：Vn=3.0×0.955=2.87m/s 6、經分析可知，此流動的主要作用力是重力，所以決定性相似準數為付魯德準數。由付魯德模型律可知： 由付魯德準數相等推理得： 所以：/s 由歐拉準數相等推理得：7、建立以下圖所示的坐標，水流方向如下圖：OXYU1，P1P2，U2 當水流不動時：P1=P2=172kN/設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

35、5;3.14×300/10002×0.86 =-10.5kN對彎管的合力：方向為：a=arctanFy/Fx = 當有流動時： 由連續(xù)性方程得： 解得：/s /s忽略阻力，應用伯努利方程，列1-1,2-2斷面的方程： 帶入數據解得：P2/r=10.2H2O=10.2×9.8=100Kn/ 列動量方程：X方向： 帶入數據得：Fx=42.4kN同理：y方向：代入數據解得：Fy=15.2Kn合力為：R=45.1Kn方向為：a=arctanFy/Fx =8、解：9、/s孔口與管嘴出流流動時，在出流管嘴內形成以真空區(qū)域主要原因是：流體具有粘滯性，流體質點流動時存在慣性，流線

36、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管嘴內壁形成真空。L=34D=(34)×50=150200 mm10、建立如下圖的坐標： 設平板對水流的沖擊力為R方向與x軸正方向一樣，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，由動量方程x軸方向得： R=流出動量-流入動量 = = 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，由能量方程得： 平板切線方向y軸方向無摩擦力，滿足動量守恒； 即；0= 化簡得：- 聯(lián)立方程解得：11、選取水平面為截面1-1，出口處為斷

37、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試卷三一選擇題局部1在水力學中，單位質量力是指答案：c a、單位面積液體受到的質量力；b、單位體積液體受到的質量力； c、單位質量液體受到的質量力；d、單位重量液體受到的質量力。2在平衡液體中，質量力與等壓面答案：d a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。3液體中某點的絕對壓強為100kN/m2，那么該點的相對壓強為a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2答案：b4水力學中的一維流動是指答案：d a、恒定流動； b、均勻流動； c、層流運動； d、運動要素只與一

38、個坐標有關的流動。5有壓管道的管徑d與管流水力半徑的比值d /R=答案：b a、8； b、4； c、2； d、1。6液體流動的沿程水力摩擦系數l與邊壁相對粗糙度和雷諾數Re都有關，即可以判斷該液體流動屬于答案： c a、層流區(qū)； b、紊流光滑區(qū)； c、紊流過渡粗糙區(qū)； d、紊流粗糙區(qū)7突然完全關閉管道末端的閥門，產生直接水擊。水擊波速c=1000m/s，水擊壓強水頭H=250m，那么管道中原來的流速v0為答案：ca、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m8在明渠中不可以發(fā)生的流動是 答案：c a、恒定均勻流； b、恒定非均勻流； c、非恒定均勻流； d、非恒定非均勻流。9

39、在緩坡明渠中不可以發(fā)生的流動是 答案：b 。 a、均勻緩流； b、均勻急流； c、非均勻緩流； d、非均勻急流。10底寬b=1.5m的矩形明渠，通過的流量Q =1.5m3/s，渠中某處水深h = 0.4m，那么該處水流的流態(tài)為答案：ba、 緩流； b、急流； c、臨界流；11閘孔出流的流量Q與閘前水頭的H 答案：d 成正比。a、1次方 b、2次方 c、3/2次方 d、1/2次方12滲流研究的對象是 答案：a 的運動規(guī)律。 a、重力水； b、毛細水； c、氣態(tài)水； d、薄膜水。13測量水槽中某點水流流速的儀器有答案：ba、文丘里計 b、畢托管 c、測壓管 d、薄壁堰14按重力相似準那么設計的水力

40、學模型，長度比尺L=100，模型中水深為0.1米，那么原型中對應點水深為和流量比尺為答案：da、 1米，Q =1000； b、10米，Q =100； c、1米，Q =100000； d、10米，Q=100000。2、判斷題：每題2分1任意受壓面上的平均壓強等于該受壓面形心處的壓強。 錯誤 答案：2水流總是從壓強大的地方向壓強小的地方流動。 答案：錯誤3水力粗糙管道是表示管道的邊壁比擬粗糙。 答案：錯誤4粘滯性是液體產生水頭損失的內因。 答案：正確5同樣條件下直接水擊比間接水擊更不平安。 答案：正確6在正坡非棱柱渠道內可以形成均勻流。 答案：錯誤7矩形斷面水力最正確斷面的寬深比=2。 答案：正確

41、8斷面比能沿流程總是減小的。 答案：錯誤9在流量和渠道斷面形式一定的條件下，躍前水深越大，躍后水深也越大。 答案：錯誤10滲流達西定律適用的條件是恒定均勻層流滲流，并且無滲透變形。 ( ) 答案：正確 3、填空題：每題2 4分（1） 牛頓內摩擦定律適用的條件是層流運動和牛頓液體。（2） 液體中某點的絕對壓強為100kN/m2，那么該點的相對壓強為_2_kN/m2，真空度為不存在。（3） 只受重力作用，靜止液體中的等壓面是_水平面_。（4） 實際液體在流動時產生水頭損失的兩個主要原因是_答案：液體存在粘滯性和邊界的影響_。（5） 水流在明渠中的流態(tài)為緩流時，其水深h_>_hk，弗汝德數Fr

42、_<_1。（6） 在流量不變的條件下，水躍的躍前水深越小，那么水躍的躍后水深越_大_。（7） 根據管道水頭損失計算方法的不同，管道可以分為_短管_和_長管_。（8） 在水擊計算中閥門關閉的時間Ts<水擊相長Tr的水擊，稱為_直接_水擊，把Ts>Tr的水擊稱為_間接_水擊。(9) a2型水面曲線是發(fā)生在_陡坡_ 坡上的 _緩流_流指急流或緩流的水面線，這時弗汝德數Fr沿程 _減小_指增大、減小或不變(10) 溢流堰的過堰流量與堰頂水頭的_3/2 _ 次方成正比。11 泄水建筑物下游發(fā)生遠驅水躍時，下游收縮斷面水深hc的共軛水深hc_ht(ht為下游河道的水深，填寫< 、=

43、 、>符號)答案：填寫< 、= 、>符號(12) 按重力相似準那么設計的溢流壩水力模型，長度比尺L=25，當模型中某點的流速為v m= o.8m/s，那么原型中對應點的流速為vp=_4m/s_m/s 。4、問答題：每題3 4分1什么是理想液體.為什么要引入理想液體的概念.答案：理想液體是指沒有粘滯性的液體。實際液體都具有粘滯性，在液體流動時會引起能量損失，給分析液體運動帶來很大困難。為了簡化液體運動的討論，我們引入了理想液體的概念，忽略液體的粘滯性，分析其運動規(guī)律，然后再考慮粘滯性影響進展修正，可以得到實際水流的運動規(guī)律，用以解決實際工程問題。這是水力學重要的研究方法。2“均

44、勻流一定是恒定流，這種說法是否正確.為什么.答案：這種說法錯誤的。均勻是相對于空間分布而言，恒定是相對于時間而言。當流量不變通過一變直徑管道時，雖然是恒定流，但它不是均勻流。3簡述尼古拉茲實驗中沿程水力摩擦系數的變化規(guī)律。答案：通過尼古拉茲實驗可以發(fā)現(xiàn)：在層流中僅是雷諾數Re的函數并與Re成反比；在層流到紊流過渡區(qū)，僅是Re的函數；在紊流光滑區(qū)=f1Re； 過渡區(qū)=f2Re， ；粗糙區(qū)=f3 ，紊流粗糙區(qū)又稱為阻力平方區(qū)。4為什么舍齊公式 只適用于阻力平方區(qū).答案：舍齊公式是根據明渠均勻流的大量觀察資料總結的公式，自然界中明渠水流幾乎都處于紊流阻力平方區(qū)，因此該公式只適用于紊流阻力平方區(qū)。5流

45、動相似的含義是什么.答案：流動相似包括幾何相似、運動相似和動力相似。其中幾何相似是前提，動力相似是保證，才能實現(xiàn)流動相似。6從力學意義上解釋明渠均勻流只能在正坡渠道中產生的原因。答案：均勻流的斷面平均流速水頭和壓強水頭沿程不變，但水流運動總要消耗能量，因此從能量方程來分析，只能消耗位能來克制水流阻力。所以均勻流只能產生在正坡渠道中。7分析水面曲線時，如何尋找急流和緩流的控制斷面.答案：急流的控制斷面在上游，因為外界對急流的干擾不能向上游傳播；緩流的控制斷面在下游，其原因與急流正好相反。8在滲流計算中達西定律與杜比公式有何區(qū)別.答案：達西定律適用于任一點的滲流流速u=kJ，其適用于恒定均勻層流滲

46、流；而杜比公式是適用于恒定非均勻漸變層流滲流，同一過水斷面上各點的滲流流速都相等且等于v= kJ。5、作圖題：1定性繪出圖示管道短管的總水頭線和測壓管水頭線。 (5分)v0=0測 壓 管 水 頭 線總 水 頭 線v0=0解：2定性繪出圖示棱柱形明渠內的水面曲線，并注明曲線名稱及流態(tài)。(各渠段均充分長，各段糙率一樣) (5分)6、計算題：1 圖示一跨河倒虹吸管，正方形斷面面積為A=0.64 m2，長l=50 m，兩個 30。折角、進口和出口的局部水頭損失系數分別為1=0.2，2=0.5，3=1.0，沿程水力摩擦系數=0.024，上下游水位差H=3m。求通過的流量 Q " 10分解： 按

47、短管計算，取下游水面為基準面，對上下游渠道內的計算斷面建立能量方程 (5分) 計算方形管道斷面的水力半徑和局部水頭損失系數將參數代入上式計算，可以求解得到 (5分) 即倒虹吸管內通過的流量為2.662m3/s。2從水箱接一橡膠管道及噴嘴(如圖)。橡膠管直徑D=7.5cm，噴嘴出口直徑d=2.0cm。水頭H=5.5 m。由水箱至噴嘴的水頭損失hw=0.5m。用壓力表測得橡膠管與噴嘴接頭處的壓強p=4.9N/cm2。如用手握住噴嘴，需要多大的水平力R，行近流速v0=0，取動能校正系數和動量校正系數均為1。 15分解：以過噴嘴中心的水平面為基準面，列水箱漸變流斷面11和噴嘴出口斷面22的能量方程 (

48、5分)求得噴嘴出口流速和流量為 (1.5分)橡膠管道內的流速為(1分)對于噴嘴建立x方向的動量方程N (6.5分) 水流對噴嘴沖擊力為即為手握噴嘴所需之力。 (1分) 3 有一梯形渠道，底寬b =10 m，水深h = 3 m，邊坡為 1:1，糙率n = 0.014，底坡i=0.001。如流動在紊流粗糙區(qū)，求通過的流量Q。 (9分)解：計算渠道斷面水力要素，過流斷面面積 m2 (1.5分)濕周 m(1.5分)水力半徑m(1分)舍齊系數(2分)通過的流量 Q = AC (Ri)0.5 = 144.93 m3/s (3分)4某矩形斷面渠道中筑有一溢流壩。渠寬B18m，流量Q265m3/s，壩下收縮斷

49、面處水深hc=1.1m，當壩下游水深ht=4.7m時，問：( 12分)1壩下游是否發(fā)生水躍. 4分2如發(fā)生水躍，屬于何種形式的水躍. 4分3) 是否需要修建消能工.假設需要修建消能工，估算消力池深。 4分解：1)計算臨界水深hk，判斷收縮斷面和下游水流流態(tài)，q = Q/B =265/18 =14.72 m3/smm因為收縮斷面水深 hc =1.1 m <hk 為急流，下游水深ht=4.7m >hk 為緩流，所以溢流壩下游必定發(fā)生水躍。2計算收縮斷面處水深hc的共軛水深hc"hc"5.81m因為 hc">ht ，該水躍為遠驅水躍。3溢流壩下游發(fā)生遠驅水躍，需要修建消力池。估算消力池深d，取水躍淹沒系數 sj1.05那么池深約為 d = sjhc"-ht =1.0535.81 4.7 = 1.40 m一、判斷題 ( 對的打“，錯的打