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文檔簡介

1、精選優質文檔-傾情為你奉上流體力學練習題一、填  空 題1流體力學中三個主要力學模型是(1)連續介質模型(2)不可壓縮流體力學模型(3)無粘性流體力學模型。2在現實生活中可視為牛頓流體的有水 和空氣 等。3流體靜壓力和流體靜壓強都是壓力的一種量度。它們的區別在于:前者是作用在某一面積上的總壓力;而后者是作用在某一面積上的平均壓強或某一點的壓強。4均勻流過流斷面上壓強分布服從于水靜力學規律。5和液體相比,固體存在著抗拉、抗壓和抗切三方面的能力。6空氣在溫度為K,壓強為mmHg時的密度和容重分別為 kg/m3和N/m3。7流體受壓,體積縮小,密度增大 的性質,稱為流體的壓縮性 ;流體受熱

2、,體積膨脹,密度減少 的性質,稱為流體的熱脹性 。8壓縮系數的倒數稱為流體的彈性模量 ,以來表示9工程大氣壓等于98.07千帕,等于10m水柱高,等于735.6毫米汞柱高。10靜止流體任一邊界上壓強的變化,將等值地傳到其他各點(只要靜止不被破壞),這就是水靜壓強等值傳遞的帕斯卡定律。11流體靜壓強的方向必然是沿著作用面的內法線方向。12液體靜壓強分布規律只適用于靜止、同種、連續液體。13靜止非均質流體的水平面是等壓面,等密面和等溫面。14測壓管是一根玻璃直管或形管,一端連接在需要測定的容器孔口上,另一端開口,直接和大氣相通。15在微壓計測量氣體壓強時,其傾角為,測得cm 則h=10cm。16作

3、用于曲面上的水靜壓力的鉛直分力等于其壓力體內的水重。17通過描述物理量在空間的分布來研究流體運動的方法稱為歐拉法。18 流線不能相交(駐點處除外),也不能是折線,因為流場內任一固定點在同一瞬間只能有一個速度向量,流線只能是一條光滑的曲線或直線。19靜壓、動壓和位壓之和以表示,稱為總壓。20液體質點的運動是極不規則的,各部分流體相互劇烈摻混,這種流動狀態稱為紊流。21流體力學是研究 流體平衡 和 運動規律 的一門科學。22根據在理想流體運動中微團有沒有旋轉角速度,可以把運動劃分為有旋運動和無旋運動。23在湍流理論中,通常采用下面三種平均方法時間平均、空間平均、統計平均。24早在19世紀,斯托克斯

4、對粘性流體和亥姆霍茲對理想流體都指出,對于像流體這樣可以變形的物質的運動可以分解成平移、旋轉、變形三種運動。25在微壓計測量氣體壓強時,其傾角為,測得cm 則h=其壓力體內的水重。26管路系統分類按能量損失的類型分為長管、短管。27現象相似的充要條件是,邊界條件 和初始條件相似,滿足同一微分方程式。28液體質點的運動是極不規則的,各部分流體相互劇烈摻混,這種流動狀態稱為紊流。29. 表征 流體運動狀態的物理量 稱為流體的運動要素。30.粘性流體能量損失一般分 沿程損失 和 局部損失_。31.在靜力平衡時不能承受 剪切力_的物質就是流體。32.按其工作原理泵可分為 容積泵_、 葉片泵_、 其他類

5、型的泵_。33.離心泵按葉輪數目可分為_單級、 多級。34. 溫度對流體粘性的影響是,隨溫度的升高,液體的粘度 減小 ,氣體的粘度 增大 。35. 風機根據風機產生的壓力大小可分為_低壓風機_、_中壓風機_、_高壓風機_。二、判 斷 題1當平面水平放置時,壓力中心與平面形心重合。 對2一個工程大氣壓等于98kPa,相當于10m水柱的壓強。對3靜止液體自由表面的壓強,一定是大氣壓。錯4靜止液體的自由表面是一個水平面,也是等壓面。對5當靜止液體受到表面壓強作用后,將毫不改變地傳遞到液體內部各點。對6當相對壓強為零時,稱為絕對真空。錯7某點的絕對壓強小于一個大氣壓強時即稱該點產生真空。對8流場中液體

6、質點通過空間點時,所有的運動要素不隨時間變化的流體叫恒定流。對9恒定流時,流線隨的形狀不隨時間變化,流線不一定與跡線相重合。錯10漸變流過水斷面上動水壓強的分布規律可近似地看作與靜水壓強分布規律相同。對 11流線是光滑的曲線,不能是折線,流線之間可以相交。錯12一變直徑管段,A斷面直徑是B斷面直徑的2倍,則B斷面的流速是A斷面流速的4倍。對 13彎管曲率半徑Rc與管徑d之比愈大,則彎管的局部損失系數愈大。錯14. 流線和跡線實質上是一回事。 錯 15. 實際流體圓管層流的內摩擦力分布是中間最大,管壁邊緣為零的線性分布。錯 16作用在靜止流體中任一點的質量力必然垂直于通過該點

7、的等壓面。對17靜止流體中任何一點上各個方向的靜壓力大小相等,與作用面方位無關。對18. 水力半徑R與流動阻力成正比。 錯 19. 流體靜壓強的方向不一定重合于受力面的內法線方向。錯 20. 在相同的斷面面積A與相同的水頭H的條件下,管嘴的出流量大于孔口。對21毛細管現象中,液體上升高度與管子直徑成反比,并與液體種類及管子材料有關。對 三、簡 答 題1什么是粘滯性?什么是牛頓內摩擦定律?不滿足牛頓內摩擦定律的流體是牛頓流體還是非牛頓流體? 答: 粘滯性是當流體流動時,在流體內部顯示出的內摩擦力性質。 牛頓內摩擦定律是: ;不滿足牛頓內摩擦定律的流體是非牛頓流體。2在流體力學當中,三個主要的力學

8、模型是指哪三個?答:(1)連續介質;(2)無粘性流體;(3)不可壓縮流體。3什么是理想流體?答:理想流體即指無粘性流體,是不考慮流體的粘性的理想化的流體。4什么是實際流體?答:考慮流體的粘性的流體。5什么是不可壓縮流體?答:不計流體的壓縮性和熱脹性的而對流體物理性質的簡化。6為什么流體靜壓強的方向必垂直作用面的內法線?答:由于流體在靜止時,不能承受拉力和切力,所以流體靜壓強的方向必然是沿著作用面的內法線方向。7流體的密度:單位體積流體所包含的質量。8等壓面:在流體中壓強相等的點組成的面稱為等壓面。9定常流動:流場中各空間點上所有流動參數均與時間變量t無關,稱作定常流動。10重度:單位體積流體所

9、受的重力稱為重度。11膨脹系數:壓力不變時,單位溫度的變化所引起的體積的相對變化量稱為膨脹系數。13系統:眾多流體質點的集合稱為系統。14過流斷面:與總流或流束中的流線處處垂直的斷面稱為過流斷面。四、計 算 題1 圖示為一采暖系統圖。由于水溫升高引起水的體積膨脹,為了防止管道及暖氣片脹裂,特在系統頂部設置一膨脹水箱,使水的體積有自由膨脹的余地。若系統內水的總體積m3,加熱前后溫差oC,水的膨脹系數,求膨脹水箱的最小容積。 解 由得: m3 故膨脹水箱的最小容積為m32 有一矩形底孔閘門,高 m,寬 m,上游水深 m 下游水深m。試用圖解法及解析法求作用于閘門上的水靜壓力及作用點? 解 kN 作

10、用于閘門中心 圖解 kN3 寬為1m,長為AB的矩形閘門,傾角為,左側水深 m,右側水深 m。試用圖解法求作用于閘門上的水靜壓力及其作用點? 解 壓強分布圖略,根據圖計算如下: kN m4m,閘門可繞C點轉動。求閘門自動打開的水深為多少米。 解 故 m C點是合力作用點的極限點,當其高于C點閘門自動打開。 m 即m時,閘門便自動打開。5如下圖,氣缸內壁的直徑D12厘米,活塞的直徑d11.96厘米,活塞的長度=14厘米,潤滑油液的1泊,活塞往復運動的速度為1米/秒,試問作用在活塞上的粘滯力為多少?解: 將以上數值代入公式, 接觸面積 所以 6試按復式水銀測壓計的讀數算出水面上蒸汽的絕對壓強p。已

11、知:H=3m,h1=1.4m, h2=2.5m,h3=1.2m,h4=2.3m,水銀的密度=13600kg/m3。解:p3=pa+(h4-h3)=1×105+13600×9.8(2.3-1.2)=pa P2= p3-(h2-h3)= -9800×(2.5-1.2)=pa P1= P2+(h2-h1)= +13600×9.8×(2.5-1.4)=pa P= P1-(H-h1)= -9800×(3-1.4)=pa7下圖所示的管段,d1= 2.5厘米 ,d2=5厘米,d3=10厘米。(1)當流量為4升/秒時,求各管段的平均流速。(2)旋動閥門,使流量增加至8升/秒,或使流量減少至2升/秒時,平均流速如何變化?解:(1)根據連續性方程 QA1=A2=A3, =Q/A1=8.16m/s =8.16×=2.04 m/s =8.16×=0.51 m/s(2)各斷面流速比例保持不變,流量增加至8升時,即流量增加為2倍,則各段流速亦增加至2倍,即 16.32 m/s ,=4.08 m/s, =1.02 m/s流量減少至2升時,即流量減小至1/2,各流

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