流体力学标准化作业答案第三章

流体力学标准化作业(三)

——流体动力学

本次作业知识点总结

1、描述流体运动得两种方法

(1)拉格朗日法;(2)欧拉法。

2、流体流动得加速度、质点导数

流场得速度分布与空间坐标与时间有关,即

流体质点得加速度等于速度对时间得变化率,即

投影式为

或

在欧拉法中质点得加速度由两部分组成, 为固定空间点,由时间变化引起得加速度,称为当地加速度或时变加速度,由流场得不恒定性引起。为同一时刻,由流场得空间位置变化引起得加速度,称为迁移加速度或位变加速度,由流场得不均匀性引起。

欧拉法描述流体运动,质点得物理量不论矢量还就是标量,对时间得变化

率称为该物理量得质点导数或随体导数。例如不可压缩流体,密度得随体导数

3、流体流动得分类

(1)恒定流与非恒定流

(2)一维、二维与三维流动

(3)均匀流与非均匀流

4、流体流动得基本概念

(1)流线与迹线

流线微分方程

迹线微分方程

(2)流管、流束与总流

(3)过流断面、流量及断面平均流速

体积流量

质量流量

断面平均流速

(4)渐变流与急变流

5、连续性方程

(1)不可压缩流体连续性微分方程

(2)元流得连续性方程

(3)总流得连续性方程

6、运动微分方程

(1)理想流体得运动微分方程(欧拉运动微分方程)

矢量表示式

(2)粘性流体运动微分方程(N-S方程)

矢量表示式

7、理想流体得伯努利方

(1)理想流体元流得伯努利方程

(2)理想流体总流得伯努利方程

8、实际流体得伯努利方程

(1)实际流体元流得伯努利方程

(2)实际流体总流得伯努利方程

10、恒定总流得动量方程

投影分量形式

标准化作业(5)——流体运动学

选择题

1、用欧拉法表示流体质点得加速度等于()。

A、B、C、D、

2、水在一条管道中流动,若两截面得管径比,则速度比为( )。

A、3

B、1/3

C、9

D、1/9

3、通过一个曲面上得体积流量与曲面上得( )有关。

A、法向速度

B、切向速度

C、密度分布

D、压强

4、连续性方程表示控制体得( )守恒。

A、能量

B、动量

C、流量

D、质量

5、在( )流动中,流线与迹线重合。

A.不可压缩

B.无黏

C.恒定

D.非恒定

6、一维流动中,“截面积大处速度小,截面积小处速度大”成立得必要条件就是( )。

A.理想流体

B.黏性流体

C.可压缩流体

D.不可压缩流体

7、当陨星在天空中下坠时,其划过得白线就是( ) 。

A、流线

B、迹线

C、等势线

D、等流函数线

8、欧拉法( )描述流体质点得运动。

A.直接

B.间接

C.不能

D.只在恒定时能。

9、流体微团得运动与刚体运动相比,多了一项( )运动。

A.平移

B.旋转

C.变形

D.加速

10、均匀流就是( )。

A、当地加速度为零

B、迁移加速度为零

C、向心加速度为零

D、合加速度为零

11、一元流动限于( )。

A、流线就是直线B.速度分布按直线变化

C.运动参数就是一个空间坐标与时间变量得函数

D.运动参数不随时间变化得流动。

12、已知不可压缩流体得流速场为,则该流动为( )。

A、一元流

B、二元流

C、三元流

D、均匀流

13、恒定流就是( )。

A、流动随时间按一定规律变化

B、各过流断面得速度分布相同

C、各空间点上得运动要素不随时间变化

D、迁移加速度为零

15、根据图1所示三通管流,可得( )。

A、

B、

C、

D、

二、填空题

1、流线一般不能相交,且只能就是一条曲线。

2、体积流量与质量流量得关系就是。

3、渐变流断面上各点得测压管水头近似等于。

4、在研究工程流体力学时主要采。

5、用欧拉法表示流体得质点加速度由与两部分组成。

三、判断题

1、根据流动得分类,三元流就是指得流动。( )

2、恒定流得迁移加速度等于零,而均匀流得当地加速度等于零。( )

3、若流动得合加速度不等于零,则该流动必为非恒定流。( )

4、恒定流就是指运动要素不随时间与空间变化得流动。( )

5、均匀流就是指过流断面上各点流速均匀相等得流动。( )

6、急变流就是指流线近似为平行直线得流动。( )

7、渐变流就是指流速分布沿程不变得流动。( )

8、拉格朗日法就是以流场中每一流体质点作为研究对象。( )

9、驻点上流线就是相交得,这就是因为驻点速度为无穷大得缘故。( )

10、过水断面都就是平面。( )

四、计算题

1、已知流场中得速度分布为,,。

(1)试问此流动就是否恒定？

(2)求流体质点在通过场中(1,1,1)点时得加速度。

2、一流动得速度场为,试确定在时,通过(2,1)点得迹线方程与流线方程。

3、不可压缩流体,下面得运动能否出现(就是否满足连续性条件)？

(1)

(2)

(3)

4、已知速度场,,,试求(1)点(1,2,3)得加速度;(2)就是几维流动;(3)就是恒定流还就是非恒定流;(4)就是均匀流还就是非均匀流。

标准化作业(6)——伯努利方程

一、选择题

1、应用总流得伯努利方程时,两过水断面之间( )。

A、必须都就是急变流

B、必须都就是缓变流

C、不能出现急变流

D、可以出现急变流

2、伯努利方程中表示( )。

A、单位重量流体具有得机械能

B、单位质量流体具有得机械能

C、单位体积流体具有得机械能

D、通过过流断面流体得总机械能

3、皮托管用于测量( )。

A、点速度

B、压强

C、密度

D、流

量

4、如图1所示,输油管路中安装有一文丘里流量计,

已知水银压差计中水银柱高差为,

则 ( )。

A、B、

C、D、

5、文丘里用于测量( )。

A、点速度

B、压强

C、密度

图1

D、流量

6、关于水流流向得正确说法就是( )。

A、水一定就是从高处往低处流

B、水一定就是从流速大处往流速小处流

C、水一定就是从机械能大处往机械能小处流

D、水一定就是从测压管水头高处往测压管水头低处流

7、伯努利方程中表示( )。

A.单位重量流体具有得机械能;

B.单位质量流体具有得机械能;

C.单位体积流体具有得机械能;

D.通过过流断面流体得总机械能。

8、水平放置得渐扩管,如忽略水头损失,断面形心点得压强,有以下关系( )。

A、B、C、D、不定

9、图2所示文丘里管,已知管道直径,喉道直径,文丘里流量计系数,水银压差计读数,则通过管道得水流量( )。

A、0、030

B、0、025

C、0、020

D、0、01

10、图3所示等径长直管流中,M-M为过流断面,N-N为水平面,则有( )。

A、B、

C、D、

图2 图3

二、填空题

1、只要比较总流中两个渐变流过流断面上单位重量流体得____________大小,就

能判断出流动方向。

2、水管内径,在1小时内排水,则管内流量_____ _,

断面平均流速____ _。

3、列伯努利方程式时,过水断面必须取在_________。

4、黏性流体总水头线沿程得变化就是。

5、安装在风道内得毕托管得测速管与测压管间得压差为,若毕托管得流速系数为0、99,风道内空气得密度为,则风道内得风速为

。

图4

三、判断题

1、由于黏性就是流体得固有属性,因此,不管就是理想流体还就是实际流体,其机械能总就是沿程减小得。( )

2、在流量一定条件下,流速水头与管径成正比。( )

3、渐变流过水断面上动水压强得分布规律可近似地瞧作与静水压强分布规律相

同。( )

4、实际流体总水头线就是沿程下降得,而测压管水头线在一定条件下会沿程升。

( )

5、位置高度与测压管高度之与,称为测压管水头。( )

6、测压管水头线沿流体得流动方向就是时升时降。( )

7、虹吸管最高处得压强大于大气压。( )

四、计算题

1、水流过一段转弯变径管,如图5所示,已知小管径,截面压力,大管径400mm,压力,流速。两截面中心高度差,求管中流量及水流方向。

图5

2、利用皮托管原理,测量水管中得点流速,如图6所示。如读值,求该点流速。

图6

3、高压水箱得出水管如图3-4所示,出水管得直径,当阀门关闭时,压力表得读数为,当阀门打开时压力表得读数为。不考虑水头损失时,试求出水流量。若水头损失为时,求出水流量。

图7

4、如图8所示,两个紧靠得水箱逐级放水,放水孔得截面积分别为与,试问:与成什么关系时流动处于恒定状态？这时须在左边水箱补充多大流量？

图8

5、离心式通风机如图9,用管道A从大气中吸取空气,在直径处接一玻璃管,其下端插入水槽中,水沿此管上升,空气密度为。求每秒钟管道A所吸取得空气量。

图9

6、如10图所式。设一虹吸管,,。试求:(1)管内得流量;(2)管内最高点得压强;(3)若不变,点继续升高(即增大,而上端管口始终浸入水内),问使吸虹管内得水不能连续流动得值为多大？

图10

标准化作业(7)——动量方程

一、选择题

1、恒定总流得连续性方程、伯努利方程、动量方程中得流速为( )。

A、断面平均流速

B、断面上得最大流速

C、断面形心处得流速

D、断面上压力中心处得流速

2、在应用恒定总流得动量方程解题时,中不应包括( )。

A、重力

B、压力

C、阻力

D、惯性力

3、流量为,速度为得射流冲击一块与流向垂直得平板,则平板受到得冲击力为( )。

A、;

B、;

C、;

D、。

4、应用动量方程时求流体对物体得合力时,进、处口得压强应使用( )。

A、绝对压强;

B、相对压强;

C、大气压;

D、真空度。

5、应用动量方程时,一般要联立( )才能求解。

A、伯努利方程;

B、连续方程;

C、A与B。

二、填空题

如图1所示,三种形式得叶片受流量为、流速为得射流冲击,则叶片受冲击最大得就是 ,最小得就是。

三、计算题

1、水力采煤用水枪在高压下喷射强力水柱冲击煤层,如图2所示。喷嘴出口直径,出口流量为,求水流对煤层得冲击力。

图2

2、如图3所示,直径得油缸端部有得小孔。若忽略活塞得重量与能量损失。试求活塞上得作用力、油从小孔出流时,油缸将受多大得作用力。

图3

3、如图4所示,水由喷嘴射出,已知流量,主管直径,喷口直径,水头损失不计,求

水流作用在喷嘴上得力。

图4

4、如图5所示,水平方向得水射流,流量,出口流速,在大气中冲击在前后斜置得光滑平板上,射流轴线与平板成角,不计水流在平板上得阻力。试求:(1)沿平板得流量(2)射流对平板得作用力。

图5

5、水平放置在混凝土支座上得变直径弯管,弯管两端与等直径管相连接处得断面1-1上压力表读数,管中流量,若直径,,转角,如图6所示。求水对弯管作用力得大小。

图6

6、如图7所示,水以得速度从内径为得喷管中喷出,喷管得一端则用螺栓固定在内径为水管得法兰上。如不计损失,试求作用在连接螺栓上得拉力。

图7

7、如图8,水由水箱经一喷口无损失地水平射出,冲击在一块铅直平板上,平板封盖着另一油箱得短管出口。两个出口得中心线重合,其液位高分别为与,且,两出口直径分别为,,当油液得相对密度为0、85时,不使油液泄漏得高度应就是多大？(平板重量不计)？

图

图8