流体力学作业题库

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一，名词解释

1，流体的密度，ρ= m/V

2，流体的可压缩性：在压强增加时流体体积减小或密度变大。

3，粘性；流体运动时，其内部相邻流层间有磨檫力的性质。

4，粘度：粘性的大小用粘度表示。

5，动力粘度；用帕秒做单位表示的粘度。μ=τ/du/dy

6，运动粘度；运动粘度γ= μ/ρ ，运动粘度单位是m 2/s 和mm 2/s

7，牛顿内磨檫定律：F =μAdu/dy

8，单位质量力：单位质量的流体所受到的质量力。例如1kg 质量所受到的重力为g 。 9，流体的表面力：作用在流体表面上的接触力，有法向的压力和切向的粘性力，但是在平衡流体内无切向的粘性力。

10，帕斯卡定律：加在密闭容积静止液体表面上的压强能够不改变它的大小向液体内部各点等值传递。

11，欧拉平衡微分方程：fx-0=??x p ρ ，fy-0=??y p ρ ，fz-0=??z

p ρ 12，欧拉平衡微分方程的综合表达式：dp=）（fzdz fydy fxdx ++ρ

13，静力学基本方程：Z 1+p 1/=g ρZ 2+p 2/g ρ 或p=p 0+ρgh

14，绝对压强：以绝对真空为零基准所表示的压强。

15，表压强：以当地大气压为零基准，用压力表读数所表示的压强，是绝对压强减去大气压所得到的正的差值压强。

16，真空度；当绝对压强低于大气压时有真空，真空度是大气压减去绝对压强所得到的正的差值压强。当绝对真空时，真空度有最大值，真空度最大值等于大气压。

17，惯性系：把坐标系安装在做匀速直线运动或静止状态的物体上是惯性系，实用上，把地球作为运动的参照物，把坐标系固定在地球上，称为惯性系。

18，惯性系中的流体平衡：当合外力为零时，流体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态。 19，非惯性系：坐标系固定在相对于地球做变速运动的容器上。

20，非惯性系中的流体平衡：容器和容器中的液体虽然都相对地球做变速运动，但液体各部分之间以及液体与容器之间没有相对运动。

21，惯性力：把“-ma ”当作一个外力，称为惯性力。

22，离心惯性力：把“-m ω2r ”当作一个外力，其方向为沿半径线远离圆心称为离心惯性力。 23，达伦伯原理：对于加速度不为零的受力不平衡问题，如果把惯性力当作一个外力，那么可按受力平衡，合外力为零，列方程式求解。

24，拉格朗日法：又称为质点跟踪法。跟踪流体质点的运动过程，求流体质点的位置，速度，加速度。

25，拉格朗日变数：t = t 0 时刻标记流体质点位置的坐标为（a ，b ，c ），它不随时间而变化，是专用于区分不同质点的，称（a ，b ，c ，t ）为拉格朗日变数。

26，欧拉法：着眼于流体所充满的空间，以流场中固定的空间点为考察对象，考察不同时刻t 在该空间点的流体质点速度和加速度。

27，欧拉变数：欧拉法把运动参数一律表示为x ，y ，z 坐标和时间t 的函数，称自变量x ，y ，z ，t 为欧拉变数。

28，当地加速度：t u

??和t v

?? 和t w

?? 都是在某一固定空间点流体质点的流速对时间的变化

率，称为当地加速度。

29，迁移加速度 ：与不同空间位置的速度差有关的加速度。例如z u

w y u

v x u

u ??+??+??

30，压力体：以曲面为下底面，以曲面在自由液面的投影为上底面的柱体。

31，实压力体：压力体内有液体。液体对曲面作用力向下。

32，虚压力体：压力体内无液体。液体对曲面作用力向上。

33，理想流体：体积不可压缩且没有粘性的流体。

34，理想流体的运动微分方程：是流体中的牛顿第二定律。其投影表达式为：

fx -a x x p =??ρ1 和 fy - y a y p =??ρ1 和fz -z a z p =??ρ1

35，驻点：流体运动受到阻碍使速度变为零而压强升高的点。

36，测速管；用于测定流速的一根两端开口，前端弯转900 的细管。测量时，前端管口正对着来流方向，另一端竖直向上。

37，毕托管：法国工程师毕托研制的专用于测量流速的实验装置。

38，毕托管修正系数；实测速度u = C ghu 2 公式中的C 是考虑到实际流体有粘性而使用的修正系数，C=1~1.04

39，动能修正系数：它表示单位时间通过总流某一断面的实际动能与用断面的平均流速计算的动能之比。为简化计算，取α=1.0

40，迹线：流体质点的运动轨迹线。

41，流线；流场空间中与速度矢量处处相切的曲线。

42，过流断面：垂直于流动方向的横断面。

43，体积流量；简称为流量，是在单位时间内通过管道某一过流断面的流体体积。 44，质量流量：是在单位时间内通过管道某一过流断面的流体质量。

45，有压管道；流体充满整个管道的断面，而没有自由表面。

46，有压管流：有压管道中的流体流动。在管道断面上各点的压强都大于大气压。

47，无压管道；流体没充满整个管道的断面，存在自由表面，自由表面上的压强是大气压。 48，无压流；无压管道或明渠中的流动。

49，射流；从排泄口射出的一股流体。射流的全部周界是流体，裸露在空气中。

50，水泵的扬程：单位重量的水流通过水泵后所增加的能量，以米水柱高表示。

51，水泵的轴功率；水泵的输入功率。

52，水泵的有效功率：是水泵的输出功率，是单位时间内水流从水泵实际获得的能量。 Ne =ρQgH m

53，水轮机作用水头：是单位重量的水流给予水轮机的能量，以米水柱高表示。

54，水轮机出力；是水轮机主轴发出的功率，有效功率，N t =ηt ρQgH m

55，水轮机输入功率：是单位时间内水流对水轮机所做的功。等于ρQgH m

56，沿程损失；流体在截面形状和尺寸不发生变化的较长的直管道中流动发生的能量损失。 57，局部损失；流体在管道入口，弯头，阀门，三通，过流断面突然扩大或缩小的局部区域

因为流速的大小和方向急剧变化而发生的能量损失。

58，层流：当小于临界流速时，流体质点互不干扰进行分层有规则的流动，各相邻流层沿着自己的轨道做线状运动，不相混掺。

59，紊流；当达到或大于临界流速时，流体质点不仅有沿管轴向前的流动，而且也有横向的相互混掺，流体质点的运动轨迹曲折混乱，无规律性。

60，雷诺数；可用于判断是层流，还是紊流，R e =υd /γ

二，计算

1，0.4m3 润滑油的质量为360kg，求油的密度ρ？

2，两平行平板的间距h=2mm，中间充满密度ρ= 900 kg/ m3运动粘度γ= 0.05×10-3m2/s的油，两板的相对运动速度U= 6m/s ，求油作用在动板上的摩擦切应力τ？

3，轴以匀角速度ω= 150 rad/s 在固定的轴承孔中旋转，轴和轴承孔中充满油液，油的运动粘度γ=2×10-5m2/s密度ρ=900 kg/ m3 轴承孔直径D =100mm ，长度L=120mm，轴与轴承孔的直径间隙δ=0.25mm 求为克服油对轴的摩擦而需施加于轴的转矩T ？

4，某地大气压P0=101KPa 求（1），对应于绝对压强p =117.7 KPa的表压强p g 并用水柱高表示。（2），对应于绝对压强p =68.5 KPa的真空度p v，并用水柱高表示。

5，在右端开口容器的内壁上装有3个半径R=0.5m的半球形盖，容器中盛水，H=2.5m

h =0.75m 求3个盖所受到的液体总压力？

6，薄壁钢管的内径D，管内液体密度ρ，液体压强为H米液柱高，当H》D时，可近似认为管内液体压强均匀不变。当钢管允许抗拉强度为[σ]时，求管壁的最小厚度δ是多大？7，当容器以加速度a=3m/s2 做直线运动时，求容器内的自由液面与水平面的夹角θ是多大？8，当容器以匀角速度ω绕竖直轴旋转时，容器内密度ρ的液体中某点到转轴的距离为r米，到自由液面最低点以下的深度为h米，求该点处的绝对压强？

9，什么是标准大气压？它相当于多少毫米高汞柱？

10，什么是工程大气压？它相当于多少米高水柱？它相当于多少MPa ？

11，有一个水龙头喷出的射流，出口平均流速υ1=15m/s，与水平面夹角600

求：射流能达到的最大高度H？

12，有一引水管道从水塔中引水，水塔上储水箱截面积与引水管道截面积相比很大，可认为储水箱水位保持不变。已知引水管道直径d=200mm，水塔上储水箱水位至引水管出口中心的高度H=5.0 m ，引水流量Q = 120 L/S 求引水水流的总水头损失h w

13，水流通过图示的管路流入大气，已知U形测压管中水银柱高差Δh = 0.2m ，h1 = 0.72m 管径d1= 0.1m ，管嘴出口直径d2 = 0.05m ，水流从1-1断面到管嘴出口2-2断面的全部能量损失h w = 0.4υ22/2g ，求管中水流的流量Q？

14，测定水泵扬程的装置中，水泵吸水管直径d1 = 200mm ，出水管直径d2 = 150mm ，流量Q = 60L/S ，水泵进口真空表读数p1v =4mH2O ，水泵出口压力表读数p2=2at ，安装两表的两个测压孔的高度差h = 0.5m ，如果测得水泵的轴功率为2.5hp

求：水泵的扬程Hm 和效率ηp ？

解；断面1-1和2-2间的能量损失已考虑在水泵效率内，

H W12=0 Z1 =0 Z 2= h =0.5m p1/ρg = -4m p2/ρg =20m

Z1 + p1/ρg +α1υ12/2g + H m = Z 2+ p2/ρg+α2υ22/2g

又断面1-1面积A1= πd12/4 = 3.14×0.22/4 = 0.0314m2

平均流速υ1= Q/ A1= 0.06 /0.0314=1.91m/s

α1υ12/2g = 1.0×1.912 /2×9.8 = 0.186m

断面2-2面积A2 =πd22/4 =3.14×0.152/4 = 0.0177m2

平均流速υ2= Q/ A2= 0.06/0.0177 = 3.39 m/s

α2υ22/2g =1.0×3.392 /2×9.8 = 0.586m

代入到伯努利方程得；

-4＋0.186＋H m = 0.5＋20＋0.586 得H m =24.9m

又水泵的轴功率N

= 25hp =25×735W = 18375W

P

水泵的效率ηp =ρgQH m /N P =1000×9.8×0.06×24.9 /18375 = 79.7%

15，某抽水泵站水泵的压水管，有一弯管直径d =0.2m ，弯段1-2的长度L =6.0m ，流量

Q = 0.03m3 /s ，断面1处的压强p1= 49.0KN/m2，断面2处的压强p2 = 39.2 KN/m2

断面1和2的法线方向与OX轴的夹角分别为θ1= 0 0，θ2= 600

求弯管段处支墩所受的作用力？

16，水平分岔管干管直径d1=600mm，支管直径d2= d3 = 400 mm ，分岔角α= 300，分岔前断面1处的压力p1= 70KN/m2，干管流量Q =0.6m3/s ，不计粘性损失，求水流对分岔管的作用力？

17，直径d=25mm的水管，管内流速υ= 1.0m/s ，t=10 0C 的水运动粘度γ=1.306×10-6m2/s 求：（1）判别管中水的流态？（2）保持层流状态的最大流速υ c ？

18，煤气用具前支管直径d=15mm，煤气流量Q=2m3/h，运动粘度γ=26.3×10-6 m2/s

求管中煤气流速υ和判断煤气在支管内的流态？

19，圆管直径d=2cm ，流速υ= 12cm/s ，水温10 0C 的水运动粘度γ=1.306×10-6m2/s 求在管长L=20m的沿程损失？