1、工程流體力學12/1/20219:42:32 上午郭冠中制作工程流體力學復習題及參考答案一、 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11、自由紊流射流12、流場 13、無旋流動14、貼附現象15、有旋流動16、自由射流17、濃差或溫差射流 18、音速19、穩定流動20、不可壓縮流體21、駐點22、自動模型區二、 是非題。 1. 流體靜止或相對靜止狀態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. 附面層分離只能發生在增壓減速區。 （ ）4. 等溫管流摩阻隨管

2、長增加而增加，速度和壓力都減少。 （ ）5. 相對靜止狀態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

3、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 、 和不可壓縮性。4、雷諾數是反映流體流動狀態的準數，它反映了流體流動時 與 的對比關系。 5、流量Q1和Q2，阻抗為S1和S2的兩管路并聯，則并聯后總管路的流量Q為 ，總阻抗S為 。串聯后總管路的流量Q為 ，總阻抗S為 。 6、流體紊流運動的特征是 ，處理方

4、法是 。 7、流體在管道中流動時，流動阻力包括 和 。 8、流體微團的基本運動形式有： 、 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 的相對比值。10、穩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、雷諾數之所以能判別 ，是因為它反映了 和 的對比關系。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

5、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 運動四種基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 的相對比值。26、馬赫數M反映了慣性力和 相對比值。27、流體流動的狀態分為 和 。28、弗魯得準數反映了 和 相對比值。四、選擇題。 1、按連續介質的概念，流體質點是指 。 A、流體的分子 B

6、、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=- P 4、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、圓管紊流粗糙區的沿程摩阻系數 。 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

7、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，若將一次擴大改為兩級擴大，則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、均勻規律 B、直線變化規律 C、拋物線變化規律 D、對數曲線規律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、壓力輸水管模型實驗，長度

8、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、無規律17、某風管的斷面尺寸為，則該風管的當量直徑是 。 A、 B、 C、 D、18、有一變直徑管流，小管直徑d1，大管直徑d2=2d1，則兩斷面雷諾數的關系是 。 A、 B、

9、 C、 D、19、下列流體哪個屬于牛頓流體 。 A、汽油 B、紙漿 C、血液 D、瀝青 五、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？2、一高壓管末端接噴嘴，如下圖所示，已知噴嘴出口直徑為，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、已知不可壓縮流體的流速分量為：問該流動是否為無旋流動？4、已知平面流動的速度分量為：求：當t=1是過M（1,1）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。若在模型內測得某點氣流速度為/s，則車間相應點的速度為多少

10、？（已知空氣的運動粘滯系數為/s）6、對某一橋墩采用模型比例為進行實驗。已知模型中水流速度為/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，水流方向偏轉如圖所示，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齊，求作用于閘門的水靜壓力。hABCO9、如下圖所示，一水箱側面開孔并接有一直徑為的短管，形成管嘴出流，已知作用水頭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

11、是什么？合適的管嘴長度是多少？ Q10、如圖所示，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，已知，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：是反應流體流動狀態的數，雷諾數的大小反應了流體流動時，流體質點慣性力和粘性力的對比關系。 2、流線：流場中，在某一時刻，給點的切線方向與通過該點的流體質點的劉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線封閉的面積在自由面或者其延長面上

12、的投影面，中間是通過受壓曲面邊界線所作的鉛直投影面。 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達到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，其摩擦阻力主要發生在緊靠物體表面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

13、時，在繞流物后面發生附面層分離，形成旋渦，并交替釋放出來，這種交替排列、有規則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、貼附現象：貼附現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。 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

14、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：當某一相似準數在一定的數值范圍內，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，準數的這一范圍稱為自動模型區。二、是非題。 1、錯誤 2、正確 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

15、.807 ； 2、歐拉法；拉格朗日法；3、連續介質；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；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；質量力；表面力；17、幾何相似；運動相似；動力相似；18、連續介質；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

16、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、計算題。 1、解： 所以管內氣體為紊流流動。2、解：如圖所示，由連續性方程得： /s /s 以軸線為基準面，列1-2斷面的伯努利方程 則： / 設噴嘴對水流的作用力為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

17、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+1）（y-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，（可采用粗糙度較大的管道），則阻力平方區的最低雷諾數為50000 則：相應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： 若在模型內測得某點氣流速度為3.0m/s ,則車間相應點的速度為：Vn=3.0×0.955=2.87m

18、/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、建立下圖所示的坐標，水流方向如圖所示：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： =0-172×1/4×3.14×（300/1000）2×0.86 =-10.5kN對彎管的合力：方向為：a=arctan（Fy/Fx） = 當有流動時： 由連續性方程得： 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=arctan（Fy/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，流線不能發生直接拐彎，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=（34）D=(34)×50=1502