一、填空題流線不能相交（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）。由紊流轉變為層流的臨界流速七小于由層流轉變為紊流的臨界流速v:，其中v:稱為（上臨界）速度，七稱為（下臨界）速度。圓管層流的沿程阻力系數僅與（雷諾數）有關，且成反比，而和管壁粗糙程度無關。對圓管來說，臨界雷諾數值Rek=（2000）。根據沿程阻力系數人變化特征，尼古拉茲實驗曲線可分為五個阻力區，分別是（層流區）；（臨界區）；（紊流光滑區）；（紊流過渡區）和（紊流粗糙區）。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，體積膨脹，密度（減少）的性質，稱為流體的（熱脹性）。圓管層流中斷面平均流速等于最大流速的（一半）。流體靜壓強的方向必然是沿著（作用面的內法線方向）。液體靜壓強分布規律只適用于（靜止）、（同種）、（連續）的液體。測壓管是一根玻璃直管或U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）。在現實生活中可視為牛頓流體的有（水）和（空氣）等。文丘里管用于管道中（流量）的測定。在工程常用的溫度和壓強范圍內，溫度對流體粘度的影響很大，液體粘度隨溫度的升高而（減少），氣體粘度隨溫度的升高而（增大）。作用在流體上的力有（表面力）和（質量力）兩種。同流體有關的主要物理性質有流體的（慣性）、（壓縮性）、（粘性）、（表面張力）等。判斷等壓面的原則，在重力場中（靜止）、（連續）、（同種）的等壓面是水平面。某種油的運動粘度是4.28X10-7m2/s，密度是678kg/m3，則其動力粘度為（2.9X10-4）Pa?S。流體流動時，引起能量損失的重要原因是（流體的粘性）流線與跡線一定重合的流動是（恒定流動）。流體在圓管中滿流時，最大摩擦切應力在（管壁處），最小摩擦切應力在（軸線上），最小流速在（管壁處），最大流速在（軸線上）。任何實際流體的流動都存在（層流）和（紊流）兩種截然不同的狀態，這兩種流態是通過（雷諾數）來劃分的。描述流體運動的兩種方法是（拉格朗日法）和（歐拉法）。半徑為r的圓形過流斷面，其水力半徑（r/2）。矩形的斷面300mmX400mm，風量為27000m3/h，則斷面平均流速為（62.5 ）m/s。管道內水流速度突然變化的因素（如閥門突然關閉）是引發水擊的條件，水本身具有（慣性和壓縮性）則是發生水擊的內在原因。善于發射的物體同時也善于（吸收）灰體與其他物體輻射換熱時，首先要克服（表面熱阻）達到節點，而后再克服（空間熱阻）進行輻射換熱。實際物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力之比，稱為物體的（黑度）。傅立葉導熱基本定律的數學表達式（Q=X七孑F）凡波長入=0.38~100四m的電磁波，屬于（熱射線）。1-831.在輻射換熱系統中8F稱為（表面熱阻）。32.由兩根同心圓管組成的間壁式換熱器稱為（管殼式換熱器）。二、判斷題當平面水平放置時，壓力中心與平面形心重合。對一個工程大氣壓等于98kPa，相當于10m水柱的壓強。對靜止液體自由表面的壓強，一定是大氣壓。錯靜止液體的自由表面是一個水平面，也是等壓面。對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。對當相對壓強為零時，稱為絕對真空。錯某點的絕對壓強小于一個大氣壓強時即稱該點產生真空。對流場中液體質點通過空間點時，所有的運動要素不隨時間變化的流體叫恒定流。對恒定流時，流線的形狀不隨時間變化，流線不一定與跡線相重合。錯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。對流線是光滑的曲線，不能是折線，流線之間可以相交。錯一變直徑管段，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。對粘滯力是物體固有的物理性質，它只有在液體靜止狀態下顯示出來，并且是引起液體能量損失的根源。錯實際流體中總水頭線總是沿程下降的，而測壓管水頭線在一定條件下會沿程上升。對流體是一種承受任何微小的切應力都會發生連續變形的物質。對在平衡液體中等壓面就是等勢面。對畢托管是測定管道斷面上點的流速的，其原理是基于能量守恒。對靜水壓強相同的點所構成的平面或曲面稱為等壓面。對長為b，高為h的充滿運動流體的矩形截面管道，其水力半徑是ah/2（a+h）。對圓形管的直徑就是其水力半徑。錯21.有壓的粘性管流，對流動起主導作用的是粘滯力。錯在不可壓縮流體中，流線族的疏密反映了該時刻流場中各點的速度大小。流線越密，流速越大，流線越疏，流速越小。對水平放置的等直徑圓管道，沿水流方向，前一斷面的壓強水頭一定大于后一斷面的壓強水頭。對圓管層流時，任意截面的流速呈拋物面。對25.流體流動的阻力損失一般指沿程損失和局部損失。對理想流體沒有粘性。對有水在同一水平管道中作穩定流動，管道橫截面積越大，流速越小，壓強就越小。錯分析：水在同一水平管道作穩定流動，由連續性方程和伯努利方程，得由連續性方程有Av=AV2，所以A]<A2,所以v1>v2由伯努利方程有烏+嵐=乙+冥，所以p<p，所以此說法不正確。Pg2gpg2g 七改

由直徑為15cm的水平光滑的管子，把20°C的水抽運到空氣中去。如果抽水保持水的流速為30cm/s,已知20C水的粘度a/=1.005X10-3Pa-S,則水在管子中的流動形態屬于紊流。對分析：水在管子流動形態由雷諾數來確定。計算其雷諾數「 pud1x103x0.3x0.15Re= = =4.48x104>2000日 1.005x10-3可見做紊流流動。、選擇題下面關于流體粘性的說法中，不正確的是：（D）粘性是流體的固有屬性；粘性是運動狀態下，流體有抵抗剪切變形速率能力的量度;C?流體的粘性具有傳遞運動和阻滯運動的雙重性；D.流體的粘度隨溫度的升高而增大。按連續介質的概念，流體質點是指：（D）流體的分子流體內的固體顆粒;幾何的點;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。應用粘性流體總伯努利方程時，兩截面之間（D）D.可以出現急變流D.工程大氣壓D.2次方成正比D.可以出現急變流D.工程大氣壓D.2次方成正比相對壓強是指該點的絕對壓強與（A）的差值。A.標準大氣壓 B.當地大氣壓 C.真空壓強圓管層流中，沿程損失與流速的（D）A.0.5次方成正比 B.1.5次方成正比 C.1.0次方成正比有水在同一水平管道中流動，已知A處的橫截面積為S/10cm2,B處的橫截面積為SB=5cm2,A、B兩點壓強差為1500Pa，則A處的流速為（A）。A.1m/s B.2m/s C.3m/s D.4m/spu2pu2分析：由連續性方程Sa，M%得零2%；又由伯努利方程云+或帶+或，即求出％的值。7.有水在一水平管道中流動，已知A處的橫截面積為S7.有水在一水平管道中流動，已知A處的橫截面積為SA=10cm2,點壓強之差為1500Pa，則管道中的體積流量為（A）。A.1X10-3m3/s B.2X10-3m3/s C.1X10-4m3/s分析：按上題的步驟求出管中某處的流速，如A處的流速vA求出結果。B處的橫截面積為SB=5cm2,A、D.2X10-4m3/s根據體積流量的定義Qv=SA%，即可8.氣體與液體的粘度隨著溫度的升高分別（ BA.減小、減小B.增大、減小C.減小、增大D.增大、增大9.畢托管可以用作測量流體的（A.10.A.A.減小、減小B.增大、減小C.減小、增大D.增大、增大9.畢托管可以用作測量流體的（A.10.A.11.A.點流速B.斷面平均流速在房間中利用火爐進行取暖時，傳導和對流C.壓強其傳熱方式為：（B.傳導和輻射 C.傳導、D.流量）D對流和輻射流體靜壓強P的作用方向為（A）。指向受壓面 B.垂直指向受壓面C.垂直受壓面D.D.對流和輻射平行受壓面A.A.下降 B.上升13.溫度升高時，液體的粘度（A.升高 B.降低12.不可壓縮理想流體在重力場中作穩定流動的系統中，總水頭線是（C），而實際流體的總水頭線是（A）。C.水平 D.可上可下），而氣體的粘度（A）。不變 D.時升時降

在重力作用下的液體內部靜壓強隨深度h按（ A）變化。A.直線 B.拋物線 C.對數曲線 。.雙曲線下列各力中，不屬于表面力的是（A）A.慣性力 B.粘滯力 C.壓力 D.表面張力下列關于流體粘性的說法中，不準確的說法是（B）粘性是實際流體的物理性質之一構成流體粘性的因素是流體分子間的吸引力流體粘性具有阻礙流體流動的能力流體運動粘度的國際單位是m2/s。對流換熱牛頓冷卻定律式為由=a?△t-F（W）指出其中的熱阻表達式是（B）1 AA.aF B.a?F C.以 D.a一般而言，金屬比非金屬（介電體）的導熱系數值是（A）A.較高的 B.較低的 C.相等的 D.接近的格拉曉夫準則數Gr越大，則表征（A）A.浮升力越大B.粘性力越大C.慣性力越大D.動量越大水平圓筒外的自然對流換熱的定型尺寸應取（B）D.圓筒壁厚度D.不變D.空間熱阻D.D.圓筒壁厚度D.不變D.空間熱阻D.再生式21.對于灰體，吸收率愈大，其反射率（A）A.愈小 B.愈大 C.適中由輻射物體表面因素產生的熱阻稱為（C）A.導熱熱阻 B.對流熱阻 C.表面熱阻管殼式換熱器歸類于（A）A.間壁式 B.回熱式C.混合式四、計算題例題1-2.動力粘度p=0.172Pa?s的潤滑油在兩個同軸圓柱體的間隙中，如圖，夕卜筒固定，內徑D=120mm，間隙5=0.2mm，試求：當內筒以速度u=1m/s沿軸線方向運動時［圖a］，內筒表面的切應力t；當內筒以轉速n=180r/min旋轉時［圖b］，內筒表面的切應力t。解 內筒外徑d=D—25=120—2x0.2=119.6mm①當內筒以速度u=1m/s沿軸線方向運動時，內筒表面的切應力duu0.172x1t1=目--=目5=0210=860Pa2nn②當內筒以轉速n=180,/min旋轉時，內筒的旋轉角速度①=*，內筒表面的切應力600.172x2丸X180x119.6x10-3 60 =968.9Pa2x0.2x10-3補充例題3.如圖，在兩塊相距20mm的平板間充滿動力粘度為0.065（N?s）/m2的油，如果以1m/s速度拉動距上平板5mm，面積為0.5m2的薄板（不計厚度）。求（1）需要的拉力F；

(2(2)當薄板距下平面多少時？F最小。解(1)duu解(1)T=U——?U—Hdyn平板上側摩擦切應力：T1=0.065X0005=13(N/m2)平板下側摩擦切應力：T2=0.0655杰=4%(n/m2)拉力：F=(t1+T2)A=(13+4.33)X0.5=8.665(N)(2)F=0.065(上+__1_)H20-H對方程兩邊求導，當F'=0時求得H=10mm此時f最小。例2-1例2-1如圖，敞開容器內注有三種互不相混的液體，P1=0.叩1p之=0.8p3，求側壁處三根測壓管內液面至容器底部的高度h至容器底部的高度h,h,h1 2 3圖2-9敞開容器解；由連通器原理，列等壓面方程，可得TOC\o"1-5"\h\z(h-2-2)pg=2pg，從而得h=6m3 1 1 3(h-2)pg=2pg+2pg，從而得知h=4+2pp=5.6m2 2 1 2 2 1 2hpg=2pg+2pg+2pg，從而得知h=2+(2p+2p)/P=4.88m1 3 1 2 3 1 1 2'' 3例2-2立置在水池中得密封罩如圖所示，試求罩內A’,B,C三點的壓強。圖2-ii密封罩解；開口一側水面壓強是大氣壓，因水平面是等壓面，B點的壓強PB=0,則A點的壓強：PA=p+pghAB=100x9.8x1.5=14710PaC點的壓強： PC+PghBc=Pb即Pc=0-1000x9.807x2.0=-19614PaC點的真空壓強 七=19614Pa例2-3容器A被部分抽成真空，容器下端接一玻璃管與水槽相通，玻璃管中水上升h=2m，水的密度P=1000kg}m3，求容器中心處的絕對壓強P和真空度P，當時當地大氣壓P=98000Pa。圖2-12水槽解；由水槽表面取等壓面，有P+Pgh=P，則A aP=P-pgh=98000-1000x9.8x2=78400PaAaP=P—P=98000—78400=19600PavAaA例題2-5水車沿直線等加速行駛，水箱長l=3m，高H=1.8m，盛水深h=1.2m，如圖。試求，確保水不溢出時加速度的允許值。

解：選坐標系(非慣性系)Oxyz,O點置于靜止時液面的中心點，Oz軸向上，由式dp=p(解：選坐標系(非慣性系)Oxyz,O點置于靜止時液面的中心點，Oz軸向上，由式dp=p(Xdx+Ydy+Zdz)質量力X=-a，Y=0，Z=-g代入上式積分，得P=p(-ax-gZ)+C由邊界條件，x=0，z=0，p=pa得C=Pa則P=Pa+P(—ax—gz)令p=p得自由液面方程z=——xg使水不溢出，x=1.5m，zWH-h=0.6m，代入上式，解得a<—gz=—9.8:，.6=3.9m/52x—1.5例2-8一直徑為1.25m的圓板傾斜地置于水面之下(書P27圖2-24)，其最高點A，分別為0.6m和1.5m，求作用于圓板一側水壓力大小和壓力中心位置。最低點B到水面距離圖2-24圓板水壓力解；圓板形心(圓心)在水面之下hc=(1.5+0.6).2=1.05myc=1.05x1.25..(1.5—0.6)=1.458m圓板面積a=兀d2..輯=3.14x1.252..叫=1.227m2形心壓強

pc=pghC=1.05X9807=10297Pa圓板一側水壓力大小為P=pcA=10297x1.227=12634N對于圓板Ic=兀d4.64=3.14x1.254,64=0.12m4壓力中心在形心之下，兩點沿圓板距離為y=I/(AJ)=0.12.(1.227x1.458)=0.067me C c由此可得壓力中心距形心0.067m。作業2-1如圖，求圖中的A、B點的相對壓強各為多少？(單位分別為Pa和H2O表示)題2-1圖題2-1圖Pu 7B pghhg=3.0m,hAB=3.5m,hb=Pg=3.0mH2O,Pb= g=9.8x1000x3.0=29400pa,Pa=Pb-Pghg=2.94x104-9.8x1000x3.5=-4900pa,h1=pg=-0.5mH2O作業2-3如圖，已知水箱真空表M的讀數為0.98kPa，水箱與油箱的液面差H=1.5m，水銀柱差h2=0.2m，P油=800kg/m3，求h1為多少米？解：H=1.5m，h2=0.2m，p油=800kg/m3根據真空表讀數，可知M點牛相對壓強PM=-980PaV1-2是等壓面P=P+pg(H+h+h)1M 1 2P=Pgh+Pgh2油1Hg2.??有P+pg(H+h+h)=pgh+gghM 1 2油1Hg2-980+9.8x1000(1.5+h1+0.2)=9.8x800h1+13600x9.8x0.2解方程得：h1=5.6m作業2-5圖示密閉容器，壓力表的示值為4900Pa，壓力表中心比A點高0.4m，A點在水面下1.5m，求水面壓強。解：PM=4900Pa，h1=0.4m，h2=1.5mPA=Po+pgh2=PM+pghiPo=PM+pg(h1-h2)=4900-9.8x1000x(0.4-1.5)=-5800Pa

作業2-7已知圖示傾斜微壓計的傾角0=30°,測得l=0.5m,容器中液面至測壓管口高度h=0.1m,求壓力p。解：口=30°L=0.5m,h=0.1mP+Pgh=pglsinP有：P=Pg(lsina-h)=9.8x1000x(0.5xsin30°-0.1)=1470pa解：作業2-17如圖所示，寬為1m，長為AB的矩形閘門，傾角為45°，左側水深h1=3m，h2=2m，試用圖解法求作用于閘門上的水靜壓力。解：繪制壓強分布圖：壓力分為兩部分：P=Pg(h-h)l =103x9.8x(3-2)，、0=6.93Pa1 1 2ABp=-pg(h-h)l=103x9.8x(3-2)x巨=27.72Pa2 2 1 2AC總壓力大小：P=P1+P「6.93+27.72=34.65Pa例3-2圖中的氨氣壓縮機用直徑《=76.2皿的管子吸入密度p1=4k^rn3的氨氣，經壓縮后，由直徑d2=38.1mm的管子以u2=10ms的速度流出，此時密度增至P2=20kg/m3。求：①質量流量Q^；

①可壓縮流體的質量流量為②流入速度、。解;Q=mpuA=20X；X0.0381=0228kg/s①可壓縮流體的質量流量為②流入速度、。解;Q=m②根據連續方程puA=puA=0.228kg.1 1 1 2 2 20.228u= =9.83m.s14xl0.0762例3-3（圖P493-8（b））所示，輸水管道經三通管匯流，Q=1.5m3s,Q=2.63ms2Q山，試求斷面平均流速例3-3（圖P493-8（b））所示，輸水管道經三通管匯流，Q=1.5m3s,Q=2.63ms2Q山，試求斷面平均流速2。解；流入和流出三通管的流量相等，即Q+Q=Q1 2 3則可得斷面平均流速、，QQ-Q26-15\o"CurrentDocument"七=才=-A^= =E2 2作業3-6如圖所示，油從鉛直圓管向下流出，管直徑，過流斷面面積u=1.4m/s，試求管口處下方H=1.5m處的速度和油柱直徑。d]=10cm，管口處的速度為題3-6圖解：d1=10cm=0.1m，v1=1.4^n/s,H=1.5m.V2以過2-2斷面為基準面，忽略能量損失，列1-1,2-2斷面方程:H+0+2gV2—2-=0+0+2g(注：Z1=H,z2=0,p1=p2=0)_ 1.42 V21.5+0+——=0+0+―—n2X9.8 2X9.8V2=5.6m/s根據連續性方程:……Vd2 , 'v7VA=VAn=-^nd=d=11 22 V2d12 2E10.05m作業3-8利用畢托管原理測量輸水管的流量如圖示。已知輸水管直徑d=200mm，測得水銀差壓計讀數△h=60mmHg，若此時斷面平均流速u=0.84"皿^這里為畢托管前管軸上未受擾動水流的流速。問輸水管中的流量Q為多大？口解：d=200mm=0.2m.hp=60mm0.06m.v=0.84max列A.B點的能量方程：0+P+0=0+&+竺nu='2g(Pa-烏)Pg Pg2g \ pg pgPPpA-B=(d-1).h壓差計測定：Pg Pg PP=12.6x0.06=0.756m.則：d2x9.8xO.756=3.85m/s圓管流動中最大流速在管軸處，即為A點流速.平均流速：v=0.84u=3.23m/s.機-d2=3.23x314x0.22=0.10m3/s流量：Q=4 4作業3-9如圖所示，水管直徑50mm，末端閥門關閉時，壓力表讀值為21kPa。閥門打開后讀值降至5.5kPa，如不計水頭損失，求通過的流量。解：d=50mm=0.05m，P「21kpa，P2=5.5kpa閘門關閉時列1-1，2-2斷面能量方程：H+0+0=0+P+0Pg八八八P如閥門打開時列1-1，2-2斷面能量方程：H+0+0=0+—。+—Pg 2g聯立方程得:=5.6m/s,X"'?2x(21x103-5.5x103)邙(p1-p2)=!=5.6m/s1000流量：Q=u--d2=5.6x314x0.052=0.011m3/s4 41000作業3-12如圖所示，水自上而下流動，已知d]=30cm，d2=15cm，U形管中裝有水銀，d=80cm，b=10cm，試求流量。解：d]=30cm=0.3m，d2=15cm=0.15m，d=80cm，b=10cm=0.1m以1-1斷面為基準面，忽略能量損失，列1-1，2-2斷面能量方程:P u2 P u20+—^+―^=d+-^+-^―Pg2g Pg2g根據壓差計：t—(d+%)=(里-1)?b=12.6x0.1=1.26mTOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"Pg Pg P根據連續性方程：=2=jnu=0.25u\o"CurrentDocument"1 1代入能量方程，有：\o"CurrentDocument"…u2 (0.25U)2 八,1.26=-^— nu=5.1m/s\o"CurrentDocument"2g 2g 2\o"CurrentDocument"流量：Q=u-d2=5.1x314x0.152=0.09m3/s242 4傳熱學例8-1.某建筑物的一面磚砌外墻長4m，高2.8m，厚240mm，內表面溫度為t]=18°C，外表面溫度t2=-19°C，磚的導熱系數40.7W/(m?C)。試計算通過這面外墻的導熱量。解：通過1m2外墻的熱流量為：q==18—(—19)=107.9W/m2『 8 0.24人0.7通過外壁的總熱量為:Q=q?F=107.9x4x2.8=1208W傳熱學例8-2.鍋爐爐墻由三層材料疊合而成。內層為耐火磚，厚度8]=250mm，導熱