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1、一、填空题1 .流线不能相交（驻点处除外），也不能是折线，因为流场内任一固定点在同一瞬间只能（有一个速度向量），流线只能是一条光滑的（曲线或直线）。2 .由紊流转变为层流的临界流速也小于由层流转变为紊流的临界流速其中/称为（上临界）速度，乙称为（下临界）速度。3.圆管层流的沿程阻力系数仅与（雷诺数）有关，且成反比，而和（管壁粗糙）程度无关。4 .对圆管来说，临界雷诺数值R e =（2 0 0 0）。5 .根据；I 繁荣变化特征，尼古拉兹实验曲线可分为五个阻力区，分别是（层流区）；（临界区）;（紊流光滑区）；（紊流过渡区）和（紊流粗糙区）。6 .速度的大小、方向或分布发生变化而引起的能量损失,称
2、为局部损失。7 .层流运动时，沿程阻力系数入与/（R e）有关，紊流运动沿程阻力系数A 在光滑管区与/（R e）有 关，在 过 渡 区 与/（R e,4）有 关，在 粗 糙 区 与/（4）有 关。d d8 .流体受压，体积缩小，密度（增 大）的性质，称为流体的（压 缩 性）；流体受热，体积膨胀,密度（减 少）的性质，称为流体的（热 胀 性）。9 .圆管层流中断面平均流速等于最大流速的（一半）。1 0 .1 工程大气压等于（9 8.0 7）千帕，等于（1 0 m）水柱高，等于（7 35.6）毫米汞柱高。1 1 .流体静压强的方向必然是沿着（作用面的内法线方向）。1 2 .液体静压强分布规律只适用
3、于（静止）、（同种）、（连续）的液体。1 3.测压管是一根玻璃直管或U 形管，一端（连接在需要测定的容器孔口上），另一端（开口）,（直接和大气相通）。1 4 .在现实生活中可视为牛顿流体的有（水）和（空 气）等。1 5 .文丘里管用于管道中（流量）的测定。1 6 .在工程常用的温度和压强范围内，温度对流体粘度的影响很大，液体粘度随温度的升高而（减少），气体粘度随温度的升高而（增大）。1 7 .作用在流体上的力有（表面力）和（质量力）两种。1 8 .同流体有关的主要物理性质有流体的（惯性）、（压缩性）、（粘性）、（表面张力）等。1 9 .判断等压面的原则，在重力场中（静止）、（连续）、（同种）的
4、等压面是水平面。2 0 .某种油的运动粘度是4.2 8 X 1 0 m 2/s,密度是6 7 8 k g/m 3,则其动力粘度为（）P a S。2 1 .流体流动时，引起能量损失的重要原因是（流体的粘性）2 2 .流线与迹线一定重合的流动是（恒定流动）。2 3.流体在圆管中满流是，最大摩擦切应力在（管壁处），最小摩擦切应力在（轴线上），最小流 速 在（管壁处），最大流速在（轴线上）。2 4 .任何实际流体的流动都存在（）和（）两种截然不同的状态，这两种流态是通过（雷诺数）来划分的。2 5.描述流体运动的两种方法是（拉格朗日法）和（欧拉法）。2 6 .半径为r 的圆形过流断面，其水力半径（r/2
5、）o2 7.矩形的断面300X 400,风是为27000m3/h,则断面平均流速为（）m/s。28.管道内水流速度突然变化的因素（如阀门突然关闭）是引发水击的条件，水本身具有（惯性和压缩性）则是发生水击的内在原因。29.善于发射的物体同时也善于（吸 收）30.灰体与其他物体辐射换热时，首先要克服（表面热阻）达到节点，而后再克服（空间热阻）进行辐射换热。31.实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比，称为物体的（黑度）。32.傅立叶导热基本定律的数学表达式（）33.凡波长入=0.38100 p m 的电磁波，属 于（热射线）。1 34.在辐射换热系统中称 为（表面热阻）。EF35.由两根同心圆管
6、组成的间壁式换热器称为（管壳式换热器）。二、判断题1.当平面水平放置时，压力中心与平面形心重合。对2.一个工程大气压等于98kPa,相当于10m水柱的压强。对3.静止液体自由表面的压强，一定是大气压。错4.静止液体的自由表面是一个水平面，也是等压面。对5.当静止液体受到表面压强作用后，将毫不改变地传递到液体内部各点。对6.当相对压强为零时，称为绝对真空。错7.某点的绝对压强小于一个大气压强时即称该点产生真空。对8.流场中液体质点通过空间点时，所有的运动要素不随时间变化的流体叫恒定流。对9.恒定流时，流线随的形状不随时间变化，流线不一定与迹线相重合。错10.渐变流过水断面上动水压强的分布规律可近
7、似地看作与静水压强分布规律相同。对11.流线是光滑的曲线，不能是折线，流线之间可以相交。错12.一变直径管段，A 断面直径是B 断面直径的2 倍，则 B 断面的流速是A 断面流速的4倍。对13.弯管曲率半径Rc与管径d 之比愈大，则弯管的局部损失系数愈大。错14.随流动雷诺数增大，管流壁面粘性底层的厚度也愈大。错15.粘滞力是物体固有的物理性质，它只有在液体静止状态下显示出来，并且是引起液体能量损失的根源。错16.实际流体中总水头线总是沿程下降的，而测压管水头线在一定条件下会沿程上升。对17.流体是一种承受任何微小的切应力都会发生连续变形的物质。对18.在平衡液体中等压面就是等势面。对19.毕
8、托管是测定管道断面上点的流速的，其原理是基于能量守恒。对20.静水压强相同的点所构成的平面或曲面称为等压面。对21.长为b,高为h 的充满运动流体的矩形截面管道，其水力半径是ah/2（a+h）。对22.圆形管的直径就是其水力半径。错23.有压的粘性管流，对流动起主导作用的是粘滞力。错24.在不可压缩流体中，流线族的疏密反映了该时刻流场中各点的速度大小。流线越密，流速越大，流线越疏，流速越小。2 5 .流场中液体质点通过空间点时，所有的运动要素不随时间变化的流动叫恒定流。对2 6 .水平放置的等直径圆管道，沿水流方向，前一断面的压强水头一定大于后一断面的压强水头。对2 7 .圆管层流时，任意截面
9、的流速呈抛物面。对2 8 .流体流动的阻力损失一般指沿程损失和局部损失。对2 9 .流线是光滑的曲线，不能是折线，流线之间可以相交。错3 0 .理想流体没有粘性。对3 1 .有水在同一水平管道中作稳定流动，管道横截面积越大，流速越小，压强就越小。错分析：水在同一水平管道作稳定流动，由连续性方程和伯努利方程，得$1=$2 比=P2+pv22若 S|S 2,则 53 0 0 07 1.0 0 5 x 1 0-3可见做紊流流动。二、选择题1 .下面关于流体粘性的说法中，不正确的是：（D ）A.粘性是流体的固有属性；B.粘性是运动状态下，流体有抵抗剪切变形速率能力的量度；C.流体的粘性具有传递运动和阻
10、滞运动的双重性；D.流体的粘度随温度的升高而增大。2 .按连续介质的概念，流体质点是指：（D ）A.流体的分子B.流体内的固体颗粒；C.几何的点；D.几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。3.应用粘性流体总伯努利方程时，两截面之间（D ）A.必定都是急变流B.必定都是缓变流C.不能出现急变流D.可以出现急变流4.相对压强是指该点的绝对压强与（A ）的差值。A.标准大气压B.当地大气压C.真空压强D.工程大气压5.圆管层流中，沿程损失与流速的（I）A.0.5次方成正比B.1.5 次方成正比C 1.0 次方成正比D.2次方成正比6.有水在同一水平管道中流动，已 知 A 处 的 横
11、 截 面 积 为 1 0 c m2,B 处的横截面积为SB=5 c m2,A、B两点压强差为1 5 0 0 P a,则 A处的流速为（A ）A.l m/s B.2 m/s C.3 m/s D.4 m/s1 ,1 ,PK H p U H 分析：由连续性方程SAPA=SBVB得VB=2内;又由伯努利方程 2 2即求出办的值。7.有水在一水平管道中流动，已知A处的横截面积为SA=1 0 c m 2,B处的横截面积为5B=5 c m2,A、B两点压强之差为1 5 0 0 P a,则管道中的体积流量为（C ）。A.1 X 1 03 m3/s B.2 X 1 0-3 m3/s C.l X 1 0-4m3/
12、s D.2 X 1 0-4m3/s分析：按上题的步骤求出管中某处的流速，如 A处的流速以，根据体积流量的定义&SAVA即可求出结果。8 .气体与液体的粘度随着温度的升高分别（B ）A.减小、减小 B.增大、减小 C.减小、增大 D.增大、增大9 .毕托管可以用作测量流体的（A ）A.点流速 B.断面平均流速 C.压强 D.流量1 0 .在房间中利用火炉进行取暖时，其传热方式为：（D ）A.传导和对流 B.传导和辐射 C.传导、对流和辐射 D.对流和辐射1 1 .流体静压强P的作用方向为（A ）oA.指向受压面 B.垂直指向受压面 C.垂直受压面 D.平行受压面1 2 .不可压缩理想流体在重力场
13、中作稳定流动的系统中，总能头线是（C ）,而实际流体的总能头线是（A）。A.下降 B.上升C.水平 D.可上可下1 3 .温度升高时，液体的粘度（B ）,而气体的粘度（A ）。A.升高 B.降低 C.不变 D.时升时降1 4 .在重力作用下的液体内部静压强随深度卜按（A ）变化。A.直线 B.抛物线 C.对数曲线 D.双曲线1 5 .下列各力中，不属于表面力的是（A ）A.惯性力 B.粘滞力 C.压力 D.表面张力1 6 .下列关于流体粘性的说法中，不准确的说法是（B ）A.粘性是实际流体的物理性质之一B.构成流体粘性的因素是流体分子间的吸引力C.流体粘性具有阻碍流体流动的能力D.流体运动粘度
14、的国际单位是m 2/s o1 7 .对流换热牛顿冷却定律式为=a t F （W）指出其中的热阻表达式是（B ）1AA.a F B.a-F c.a1).a1 8 .一般而言，金属比非金属（介电体）的导热系数值是（A）A.较高的B.较低的1 9.格拉晓夫准则G r 越大，则 表 征（A.浮升力越大 B.粘性力越大C.相等的A）C.惯性力越大D.接近的D.动量越大2 0.水平圆筒外的自然对流换热的定型尺寸应取（B)A.圆筒的长度 B.圆筒外径C.圆筒内径D.圆筒壁厚度2 1.灰体的吸收率是（C ）A.1 B.大 于 1 C.定值2 2 .对于灰体，吸收率愈大，其反射率（A）A.愈小 B.愈大 C.适
15、中2 3 .由辐射物体表面因素产生的热阻称为（C ）A.导热热阻 B.对流热阻 C.表面热阻2 4 .管壳式换热器归类于（）A.间壁式 B.回热式 C.混合式D.变量并小于1D.不变1）.空间热阻D.再生式2 5 .已知输油管直径d=2 5 0 m m,长 度 l=8 0 0 0 m,油的密度=8 5 0 k g/m3,运动粘度v=0.Z c m /s,若保持层流流态，此时过流断面上轴线处的流速为（）A.7 3.6 c m/s B.3 6.8 c m/sC.1 8.4 c m/s D.9.2 c m/s四、计算题例 1-2：动力粘度4=0.172Pa-s的润滑油在两个同轴圆柱体的间隙中，如 图
16、 1-6,外筒固定，内径D=1 2 0 m m,间隙=0.2 m,试求：当内筒以速度u=l m/s 沿轴线方向运动时图l-6 a ,内筒表面的切应力Z-；当内筒以转速n=1 8 0 r/m i n 旋转时图L 6 b ,内筒表面的切应力 石解 内筒外径 d =O2 3 =1 2 0 2 x0.2 =1 19.6”n当内筒以速度 =lm/s沿轴线方向运动时，内筒表面的切应力du u0.172x10.2x10-3=8 6 0 P a当内筒以转速=1 8 0 m i n 旋转时，内筒2 7 7 7 7的旋转角速度。=，内筒表面的切应力6 0图 1-6 同轴圆柱体的切应力cod0.1 7 2 x-u=
17、52 万xl 8 06 00.2x10-3=1 9 3 7.8 P a补充例题3.如图，在两块相距2 0 m m 的平板间充满动力粘度为0.0 6 5 （N s）/m?的油，如果以 l m/s 速度拉动距上平板5 m m,面积为0.5 m 2 的 薄 板（不计厚度求（1）需要的拉力F；（2）当薄板距下平面多少时？F最小。dy S平板上侧摩擦切应力：1 2、r.=0.0 6 5 x-=13(N/nr)0.0 0 5平板下侧摩擦切应力：r2=0.0 6 5 x=4.3 3(N /1/)0.0 1 5拉力：F=(T,+T2)A=(13+4.33)x 0.5=8.665(N)(2)F=0.065(+2
18、0-H)对方程两边求导，当 尸=时求 得H=10m/n此时F最小。作 业1-3.图示为一采暖系统图。由于水温升高引起水的体积膨胀，为了防止管道及暖气片胀裂，特在系统顶部设置一膨胀水箱，使水的体积有自由膨胀的余地。若系统内水的总体积V=8 m3,加 热 前 后 温 差/=50。（2,水 的 膨 胀 系 数炉锅散热片a=0.0005,求膨胀水箱的最小容积。解 由。=也 匕 得：dT小Z =力=0.0005 x 8 x 50=0.2 n?故膨胀水箱的最小容积为0.2 n?例2-1如图，敞开容器内注有三种互不相混的液体，q =0.8 8 0 =0-8臼，求侧壁处三根测压管内液面至容器底部的高度力用2,
19、力、解；由连通器原理，列等压面方程，可得（/3-2-2）Q声，从 而 得鼠=6m（九一2）g g +2夕,g）从而得知力2 =4+2夕/夕2 =5 6”九 夕3 g=2 0 g+2 Q 2 g+2 R g，从而得知九=2+（2 夕 +2 夕2）/p、=488神例2-2 立置在水池中得密封罩如图所示，试求罩内A，,B,C三点的压强。解；开口一侧水面压强是大气压，因水平面是等压面，B点的压强“=0,则A点的压强PA=P.+咫 =1 O O x 9.8 x 1.5 =1 4 7 1 9 5 aPC+PS%C=PB即 c =0 1 0 0 0 X 9.8 0 7 X 2.0 =-1 9 6 1 4 P
20、 C点的真空压强 p =96APa例2-3容器A被部分抽成真空，容器下端接一玻璃管与水槽相通，玻璃管中水上升h=2 m,水的密度Q =1 0 0 0 k g/，3,求容器中心处的绝对压强和真空度p当时当地大气压=9 8 0 0 0 P a图2-1 2水槽解；由水槽表面取等压面，有p +pgh=p,则p =p -p g h =9 8 0 0 0-1 0 0 0 x 9.8 x 2 =7 8 4 0 0 P。P A=Pa-p A=9 8 0 0 0-7 8 4 0 0 =1 9 6 0 0 P。例题2-4如图为一复式水银测压计，用以测量水箱中水的表面相对压强。根据图中读书（单位为m）计算水箱水面相
21、对压强P g。水F 4图 2 17复式水银测压计解；水箱水面相对压强为o，由图2-1 7 读书写得+(3.0-1.4)夕g-(2.5 1.2)。”,g+(2.5 1.2)腐-(2.3 一 1.2)2以 g=0水面相对压强p=T3.0-14)您-(2.5-1.4)夕4 8-(2.5-1.2)咫+(2.3-1.2)p H&8=2.2 x1332 80-2.9 x 9800=2 64 769P。例题2-5水车沿直线等加速行驶，水箱长，高，盛水深，如图。试求，确保水不溢出时加速度的允许值。图 2-2 0 水平解：选坐标系（非惯性系）0 x y z,0 点置于静止时液面的中心点，O z 轴向上，由式dp
22、-p(Xcbc+Ydy+Zdz)质量力X=-a,Y=0,Z=-g 代入上式积分，得p=Q（ax gz）+C由边界条件，x=0,z=0,p=pa得 C=pa则，=+P（-a x-g z）令 P=pa得自由液面方程z =xg使水不溢出，x=1.5m,zWH-h=O.6m,代入上式，解得股=_98xO-6=3.9一/52x 1.5例2-6 一高为H,半径为R的又盖圆筒内盛满密度为p的水，上盖中心处有一小孔通大气。圆筒及水体绕容器铅垂轴心线以等角速度0旋转，如图，求 俨圆筒下盖内表面的总压力p。c.p解；将直角坐标原点至于下盖板内表面与容器轴心线交点，Z 一J轴与容器轴心线重合，正向向上。在r=O,z
23、=H处水与大气接触，357相对压强p=0,代 入 式(2-21)2 2 IP=-gz)+C-*则 C=P H 容器内相对压强P分布为相对压强是不计大气压强，仅由水体自重和旋转引起压强。在下盖内表面上z=0,因而下盖内表面上相对压强只与半径r 图2 2 1有盖圆管有关1 2 2P C D f +PSh下盖内表面上总压力P可由上式积分得到P=f P2dr=f (:P君f +pgH)27n-dr=中 方 */4 +pgH兀 R JU JU )可见，下盖内表面所承受压力由两部分构成：第一部分来源于水体的旋转角速度0,第二项正好等于筒中水体重力。如果将直角坐标原点置于旋转轴与上盖内表面交点，这 时 式(
24、2-2 1)中的积分常数C和相对压强p表达式都将发生变化，但不影响最终结果，读者可自行导出。例2-8 一直径为1.25m的圆板倾斜地置于水面之下(书P27图2-2 4),其最高点A,最低点B到水面距离分别为0.6m和1.5m,求作用于圆板一侧水压力大小和压力中心位置。图 2-24解；圆板形心圆板水压力(圆心)在水面之下/zc=(1.5+0.6)/2=1.05mX =1.05x1.25/(1.5-0.6)=1.458 m圆板面积A=兀 刖 4=3.14x I.252/4=1227亩形心压强pc=pg%=1.05x 9 8 0 7 =10297P a圆板一侧水压力大小为P=pcA=1 0 2 9
25、7 x 1.2 2 7 =1 2 6 3 4 N对于圆板k =/6 4 =3.1 4 x 1.2 54/6 4 =。1 2/压力中心在形心之下，两点沿圆板距离为y=/（”）=0.1 2/（1.2 2 7 x 1.4 5 8）=0.0 6 7 m由此可得压力中心距形心0.0 6 7 m o例2-9 一铅直矩形闸门，如图（书P2 9图2-2 8）,顶边水平，所在水深川=1 m ,闸门高h=2 m解；（1）先用解析法求P设稀有液面处为大气压p ,相对压强为零。延 长BA交自由液面于O点。O B方向即为y轴，O x轴垂直纸面，如 图（2-2 8 a）所示。由 式（2-1 3）,先求矩形形状中心C处的压
26、强h7p =Pg hc=P8（-+h）=9 8 0 7 X（-+1）=1 9 6 14Pa矩形闸门受到水静压力则为P=p A =1 9 6 1 4 x 2 x 1.5 =5 8.8 方向如图2-2 8 a所示，垂直闸门。压力中心D的求法，按 公 式（2-2 6）2?2j A 2x 1.5x2=2.1 Im(2)应用图解法计算P先绘制矩形闸门的静水压强分布图，将压强分布图分解为矩形和三角形，如图2-28(b)PA=房 九=9807x1=9807PaPB=pghB =9807x3=2942 IPa则单位宽度闸门受到的水静压力p=p+p=P/+；(PB-P/=9807X2 +；(2 94 2 1 9
27、807)X2 =19614+19614 =39.2 3ZN宽度为b=1.5m的闸门受到的水静压力为P=1.5 p=1.5 x 39.23=58.84A:N再求压强中心D,以B 为矩心应用合力矩定理陪+2 2 py所以19614x+19614x2339230=0.83”?或者压强中心D 矩水面高度为3-0.83=2.17m.由此可见，两种方法所得的计算结果完全相同。2-1解:PBhg=3.0m,A=3.5m,h B=g=3.0mH-O,P B=9.8x1000 x3.0=29400pa,P A=p B 一 国 4=PA2.94x 10 4-9.8x 1000 x3.5=-4900pa,h 1 =
28、国=-0.5mH2o2-3解：H=1.5m,h2=0.2 m,=800kg/m，根据真空表读数，可知M 点相对压强P =-980pa,1-2 是等压面 Pi=P1w+g(H+hi+h2)P 2=油ghl+P *gh2Pl=p2P +夕 g(H+h 1 +h2)=g h+gh2-980+9.8X 1000(1.5+h l+0.2)=9.8x800h 1 +13600 x9.8x0.2h1=5.6m2-5解：PM=4900pa,h1=0.4m,h2=1.5m P 人=Po+P gh2=P gh2Po二 P M+Z7g(hl-h2)=4900-9.8x 1000 x(0.4-1.5)=-5800pa
29、2-7解：0=30 L=0.5m,h=0.1mP+Pgh=pglsin/3有：P=P g(lsin a-h)=9.8x 1000 x(0.5xsin300-0.1)=1470pa2-17 解：b=lm,a=45,h1=3m,h2=2m 图解法 1绘制压强分布图：1h,-h2,9.8x1000 x(3-2)2 xlp -.b-;-:-压力分为两部分：p1=S1.b=2 g(h1-h2)sin45=2 x sin 45=6.93KN2 h h2X=作用方向垂直于闸门指向右.作用点：3 sin45=0.94mD c,n,h2,9.8 x 1 0 0 0 x(3-2)x 2 x 1=S?xb =pg(
30、hh2).-b =-sin 45 sin 45=27.72KN 作用方向垂直于闸门向右。hx 1 h2乃 二-作用点：-sin45 2 sin45=2.83m总压力大小：P=P1+P2=6.93+27.72=34.65KN总压力作用方向垂直于闸门指向右：根据合力矩定理：P =P 1 y 1 +P2 y 2有作用点：:弘+舄 为 _ 6.93x0.94+27.72x2.83y=P 34.65=2.45m例 3-2(图 P49 3-9)图中的氨气压缩机用直径壮 尸 76.2/?2m的管子吸入密度2=4 版/的氨气，经压缩后，由直径d 2 =3&i“的管子以必=1词 5 的速度流出，此时密度增至“n
31、 2 =20ksg/m,3。求：质量流量0丫，；流入速度”%。解；可压缩流体的质量流量为2 =Q,IA A，=2 0 X 至 X 0.0381 =0.2 2 8攵 g/s根据连续方程P、A =P2 V2 A?=62 2 8左g/sV i0.2 2 8.-=9.83/n/4x-0.07624例3-3 (图P 4 93-8 (b)所示，输水管道经三通管汇流，A，23=2-6 m/s过流断面面积A。？”“，试求断面平均流速V 2。解；流入和流出三通管的流量相等，即2+2=2则可得断面平均流速2 2-2V 2=A=A2.6-1.50.2=5.5m/s例3-4.用水银比压计量测管中水流，过流断面中点流速
32、u如图。测得A点的比压计读数M =6 0 m m汞柱。(1)求该点的流速u；(2)若管中流体是密度为O.8 g/c m 3的油，M仍不变，该点流速为若干，不计损失。阙在+L =A7 2 g 72g y y y当管中通水时:区二乙 M =12.6 x Mu=j2 xgxl2.6xA/z=V2 x 9.807 x 12.6 x 0.06=3.85 m/s当管中通油时：3,=典4*9*6,y0.8x9.807u=，2 x g x l 6 x M =/2 x 9.8 0 7 x 1 6 x 0.0 6 =4.3 1 m/s例 3-5 水由喷嘴出流，如 图（P 5 7 图 3-1 5）,设=1 2 5
33、切&=1 0 0的,%=7 5的，水银测压计读数M =1 7 5加加，不计损失。求H值；压力表读数值（该处管径同12）。解；根据静压强分布规律，过流断面1-1 和 2-2 处压强分布为 和,写出等压面方程p+p g（Z 1 +Z 2）+PgMt=P2+pg Z1+PH gMPP户PH _ P）g _ p gZ、,、ng（a）列出由i-i到 2-2 断面的总流伯努利方程（取动能修正系数a=2 =1）Pl V j2 P2 vz，pg 2 g Z 2 pg 2g将（a）式代入上式，得P 2 g V.2（1 3.6-1）x 0.1 7 5 L=2.2代入数值，得 2 g由连续性方程-x 0.1 2 5
34、2 v =-x 0.12或 4 Vi 4y2=1.5 6V l(b),c)联立，得y=5.41 m/sN =8.5 3 m/s-d H=L由连续性方程 4 4-H =15.19 旬s列出由0-0到3-3断面的伯努利方程+2+诏 一 +2+片“互+至3 +.+.77+0+0=0+0+-2g i:15田2g 2x9.812=11.76加 压 力 表 处 管 径 同 其 处 上=8.53硒列出由0-0至压力表断面处得伯努利方程2H-上-+=11.76 m/s2g pg压力表读数为 =78.96左 p3-6有一储水装置如图（P58 3-16）所示储水池足够大，当阀门关闭时,压强计读数是0.6at,试求
35、当水管直径d=12cm时，通过出口的体积流量（不计流动损失）。解当阀门全开时，歹1 1 1-12-2截面的伯努利方程“+旦+0=0+“+叱+或Pg Pg 2g当阀门关闭时，根据压强计读数，应用流体静力学基本方程求出H值p +pgH=p +2.8 p则2-SPa _ 2.8x9807pg 9807二28m代入伯努利方程v2=,2 g)“-=2x9.807x(2.8-铲）=2。78硒所以管内流量2 d 2 0.785 x0.122 x 20.78=0 2 3 5 1 fls4-一、填空题1、lmmH2O=9.807 Pa2、描述流体运动的方法有 欧 拉 法 和 拉 格 朗 日 法。3、流体的主要力
36、学模型是指连续介质、无粘性和不可压缩性。4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它 反 映 了 流 体 流 动 时 粘 性 力 与 惯 性 力 的 对比关系。5、流量Q 1和 Q 2,阻抗为S1和 S 2的两管路并联，则并联后总管路的流量Q 为 Q=Q1+Q 2,总阻抗S 为。串联后总管路的流量、为、=、1 =Q 2,总阻抗S 为 S1+S2。6、流体紊流运动的特征是脉动现行，处理方法是时均法。7、流体在管道中流动时，流动阻力包括沿程阻力 和 局 部 阻 力 。8、流体微团的基本运动形式有：平 移 运 动、旋 转 流 动 和 变 形 运 动 。9、马赫数气体动力学中一个重要的无因次数，他反映了 惯
37、 性 力 与 弹性力 的相对比值。10、稳定流动的流线与迹线重合。Z +W=Z+P11、理想流体伯努力方程 r 2g 常数中，其中 r 称为 测压管 水头。12、一切平面流动的流场，无论是有旋流动或是无旋流动都存在流线，因而一切平面流动 都 存 在 流 函 数，但是，只有无旋流动才存在势函数。13、雷诺数之所以能判别流态，是因为它反映了惯性力 和 粘性力 的对比关系。14、流体的主要力学性质有粘滞性、惯 性、重 力 性、表 面 张 力 性 和 压 缩 膨胀性。15、毕托管是广泛应用于测量 气体和水流一种仪器。16、流体的力学模型按粘性是否作用分为理想气体 和 粘 性 气 体。作用与液上的力 包
38、 括 质 量 力，表面力。17、力学相似的三个方面包括几何相似、运动相似 与 动 力 相似。18、流体的力学模型是 连续介质 模型。p +(z,-Z2)(/n +(z -z O (V-V)19、理想气体伯努力方程 2中，P+S Z 2 I 称 势 压2 全压P +（Z -z2）20、紊流射流的动力特征是各横截面上的动量相等du工=+u ；p a-521、流体的牛顿内摩擦定律的表达式-dy,口的单位为pa.s27、流 体 流 动 的 状 态 分 为 层 流 和 紊 流。二、判断题1 .在连续介质假设的条件下，液体中各种物理量的变化是连续的。（4）2 .管道突然扩大的局部水头损失系数，的公式是在没
39、有任何假设的情况下导出的。（X）3 .当管流过水断面流速按抛物线规律分布时，管中水流为紊流。（X）4 .紊流实质上是非恒定流。（Y ）5 .液体的粘性是引起液流水头损失的根源。（q）6 .尼古拉兹试验是研究管道沿程水头损失随雷诺数和相对粗糙度的变化关系的试验。（X）7 .牛顿内摩擦定律只适用于管道中的层流。（X）8 .有压长管道是认为水头全部消耗在沿程水头损上。（）9 .串联长管道各管段水头损失可能相等，也可能不相等。（Y ）10 .不可压缩液体连续性微分方程只适用于恒定流。（X）11.理想流体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的流体。（q）12 .自由液面是水平面。（x）13 .粘滞性是引
40、起流体运动能量损失的根本原因。（q）14 .直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。（x）15 .圆管层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。（4）16 .牛顿内摩擦定律仅适用于牛顿流体。（4）17 .静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。（）18 .层流也一定是均匀流。（x）19 .15 C 时水的 动力 粘度小于2 0 时水的 动力 粘度。（x）2 0 .恒定流时的流线与迹线二者重合。（Y ）2 1.有压管道的测压管水头线只能沿程降低。（x）2 2.工业管道的沿程摩阻系数2在紊流粗糙区随心增加而增加。（x）2 3 .均匀流的同一过水断面上，各点流速相等。（x）2 4 .直立平板静水总压
41、力的作用点与平板的形心不重合。W）2 5 .水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。（x）2 6 .水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。N）2 7 .牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。（x）2 8 .静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。3）2 9 .静止水体中，某点的真空压强为5 0 k P a,则该点相对压强为-5 0 k P a。（力3 0 .水深相同的静止水面一定是等压面。（4）3 1.恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。（x）3 2 .紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。（4）3 3 .静水压强的大小与受压面的方位无关。（4）3 4 .恒定总流能量方程只适用于整
42、个水流都是渐变流的情况。（x）dux du du,-4-L+-=03 5.不可压缩液体连续性微分方程dx&只适用于恒定流。（X）三、选择题1、按连续介质的概念，流体质点是指 D 。A、流体的分子 B、流体内的固体颗粒C、无大小的几何点 D、几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体2、一下哪种流体为非牛顿流体 C 。A、空气 B、清水 C、血液 D、酒精3、绝对压强P0、相对压强p、真空值p，、当地大气压强孔 之间的关系是 C oa b s a b s a b sA、P =p+p B、p=P +P a C、p v =P a-p4、圆管层流过流断面的流速分布为 C 。A、均 匀 分
43、布 B、对 数 曲 线 分 布 C、二次抛物线分5,一下那些概念属于欧拉法A 。A、流线 B、迹线 C、液体质点 D、液体微6、圆管紊流粗糙区的沿程摩阻系数 B。AA、与雷诺数R e 有关 B、与管壁相对粗糙度d有关AC、与 R e 和 d有关 D、与和管长1 有关7、速度V、长度1、时间t 的无量纲组合是D 。工 t I IA、北 B、v l c、v t2 D、v t8,圆管断面直径由d l 突然扩大到d 2,若将一次扩大改为两级扩大，则该扩大的局部水头损 失 A 。A、减 小 B、不 变 C、增大9、在圆管流动中，层流的断面速度分布符合 CA、均匀规律B、1 0、C、抛 物 线变化规律D、
44、流线与迹线通常情况下A、能相交也能相切C、仅能相切不能相交直线变化规律对数曲线规律C 。B、仅能相交不能相切D、既不能相交也不能相切1 1、速度v,密度夕，压强p的无量纲集合是 D 。2pp 里 22 _ B_-2A、V B、P C、P D、PV1 2、雷诺数代表的是 D 之比。A、惯性力与压力 B、惯性力与重力C、惯性力与表面张力 D、惯性力与粘性力1 3、一维流动中，“截面积大处速度小，截面积小处速度大”成立的条件是 DA、理想流体 B、粘性流体C、可压缩流体 D、不可压缩流体14、静水中斜置平面壁的形心淹没深he与压力中心淹没深h D的关系是 B。A、大于 B、小于 C、等于 D、无规律
45、15、有一变直径管流，小管直径d l,大管直径d 2=2 d l,则两断面雷诺数的关系是DC=1.5/?e2 口 ei-2/?e216、下列流体哪个属于牛顿流体A。A、汽油 B、纸浆 C、血液 D、沥青四、名词解释1、雷诺数：是反应流体流动状态的数，雷诺数的大小反应了流体流动时，流体质点惯性力和粘性力的对比关系。2、流线：流场中，在某一时刻，给点的切线方向与通过该点的流体质点的流速方向重合的空间曲线称为流线。3、压力体：压力体是指三个面所封闭的流体体积，即底面是受压曲面，顶面是受压曲面边界线封闭的面积在自由面或者其延长面上的投影面，中间是通过受压曲面边界线所作的铅直投影面。4、牛顿流体：把在作
46、剪切运动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。5、欧拉法：研究流体力学的一种方法，是指通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法。6、拉格朗日法：通过描述每一质点的运动达到了解流体运动的方法称为拉格朗日法。7、湿周：过流断面上流体与固体壁面接触的周界称湿周。8、恒定流动：流场中，流体流速及由流速决定的压强、粘性力、惯性力等也不随时间变化的流动。9、流场：充满流体的空间。10、无旋流动：流动微团的旋转角速度为零的流动。11、贴附现象：贴附现象的产生是由于靠近顶棚流速增大静压减少，而射流下部静压大，上下压差致使射流不得脱离顶棚。12、有旋流动：运动流体微团的旋转角速度不全为零的流动。五、计算
47、题1、如图所示，一水平射流冲击光滑平板，流量为。，密度 直 径 为，求：平板所受的冲击力。流量Q 1和Q2、建立如图所示的坐标：设平板对水流的冲击力为R（方向与x轴正方向相同），如图中所示:、，Q 4Qvo=-7T=-7TQ T Z Z ZQ射流出口速度：4由于平板是光滑的，所以仅有法向力，由动量方程（x轴方向）得:R=流出动量-流入动量0-pQo（一匕 sin 6）=p20 vosin 84pQ；sin。=渥所以平板所受冲击力大小与R相等，方向相反。由连续性方程可得：QO=Q1+Q2由于射流是水平方向，且置于大气中，所以压力能不变，能量损失不计，由能量方程得:2 2 2得 V（）=V i=V
48、 22g 2g 2g平板切线方向（y轴方向）无摩擦力，满足动量守恒;即；O=（&2M 一 超2V2）-夕QoVoCos。化简得：2 一。2=Qocos。-Qi=2 Q o（l+cos6）联立方程解得：2。2=3 0 0（1一COS。）2、如 下 图 所 示：水 箱 侧 壁 接 出 一 根 由 两 段 不 同 管 径 所 组 成 的 管 道，已知d,=200mm,d2=100mm,两 管 短 长 均 为L=50m,=1 0 m,沿 程 阻 力 系 数4=0.01,必=0.3,田=0.2,求：管道中水的流量、流速.H2ABC选取水平面为截面11,出口处为断面22,由伯努利方程知:Z1+YVo2?2 2 2 2 2P-V-/V c 1”2 4 1 n 2z,+2-+2-+sA +eB-y 2g d 2g d2 2g 2g 2g匕 _ d；_ 1连续性方程可知：%A=匕 4 所以 di 4所以10+0+0=0+0+IL+0.012g50 v,2200 2g1000+0.0150 4u；10010002g+0.3 上+0.2%2g 2g所以 =L51加/s,所以0=4%=6.04m/sQ=AM=x 3.1 4 x(-)2xl.51=30.047 01/S