流体力学简答题

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流体力学简答题1什么是流体的粘性?粘性是流体抵抗剪切变形(或相对运动)的一种属性。

粘性力是它的动力表现,实际流体2指 粘性切应力与层间速度梯度成正比,而不由速度决定3流体静压力指流体处于静止或相对静止时,作用于流体的内法向应力。

两特性指a 流体静压力的作用方向总是沿其作业面的内法线方向b 在静止流体中任意一点压力的大小与作用的方位无关,其值均相等。

4 简述描述流体运动的两种方法描述流体运动的两种方法指的是拉格朗日方法和欧拉方法。

拉格朗日法:以运动着的流体质点为研究对象,跟踪观察个别流体质点在不同的时间其位置,流速和压力的变化规律,然后把足够多的流体质点综合起来获得整个流体的运动规律。

欧拉法:以流体内的空间点为研究对象,研究质点经过空间点时运动参数随时间的变化规律,把足够多的空间点综合起来得出整个流场的运动规律。

5什么是流线,迹线?流线:流场中若干连续流体质点在某一时刻的速度方向形成的光滑曲线,是表现和分析流场的重要工具。

迹线:流体质点的运动轨迹。

6,什么是系统,控制体?在流体力学中,系统是指某一确定流体质点集合的总体。

控制体是指流场中某一确定的空间区域。

7什么是力学相似,包括几个方面?所谓力学相似是指模型流动与实物流动在对应点上对应物理量都应该有一定的比例关系。

具体的说,力学相似包括下述三个方面a 几何相似,即模型流动与实物流动有相似的边界形状,一切对应的线性尺寸成同一比例。

B 运动相似,即模型流动与实物流动的速度场相似。

满足几何相似的两个流动中,流场中对应瞬时和对应空间点处流体质点的速度方向相C 动力相似即模型流动与实物流动应受同种外力作用,而且在对应Fr 数,它表示作用在流体质点上的惯性力与重力之比 或 称为雷诺准则或Re 数,它表示惯性力与粘性力之比 数,它表示惯性力与弹性力之比 称为欧拉准则或Eu 数,它表示压力与惯性力之比We 数,它表示惯性力与表面张力之比9项的量纲必须一致。

10简答流动的两种状态流动的两种状态指层流和紊流。

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流体力学简答题1.为什么液体的动力粘度u随温度升高二降低,而气体的随温度升高而增加? 答:因为液体分子间的距离很小,分子间的引力即内聚力,是形成粘性的主要因素,温度升高,分子间距离增大,内聚力减小,粘度随之减小;气体分子间的距离远大于液体,分子热运动引起的动量交换,是形成粘性的主要因素,温度升高,分子间热运动加剧,动量交换加大,粘度随之增大。

2.沿程阻力系数分区及影响因素。

答:①层流区。

λ与相对粗糙度ks/d无关,只与雷诺数Re有关。

②层流过渡区。

λ与相对粗糙度ks/d无关,只与雷诺数Re有关。

③水力光滑区。

λ与相对粗糙度ks/d无关,只与雷诺数Re有关。

④紊流过渡区。

λ既与相对粗糙度ks/d 有关,又与雷诺数Re有关。

⑤阻力平方区。

λ只与相对粗糙度ks/d有关,与雷诺数Re无关。

3. 说明一定水头作用下的孔口出流改为同直径的圆柱形外官咀出流后,出流阻力和流量的变化及产生原因。

分析官咀正常工作的基本条件。

答:在孔口断面处接一直径与孔口完全相同的圆柱形短管,其长度L=(3-4)d,这样的短管称为圆柱形外管嘴。

在相同条件下,管嘴的过流能力是孔口的1.32倍。

圆柱形外管嘴在收缩断面处出现了真空,其真空度为0.75H。

这相当于把管嘴的作用水头增大了75%,这就是相同直径、相同作用水头下的圆柱形外管嘴的流量比孔口大的原因。

管嘴正常工作条件是:(1)作用水头H<=9m;(2)管嘴长度L=(3---4)d4.无压管流中,满管时的流量和流速是否达到最大值?为什么?答:不是。

无压圆管均匀流在水深h=0.95d,即充满度ah=0.95时,输水能力最优;在水深h=0.81d,即充满度ah=0.81时,过流速度最大。

因为在水深很小时,水深增加,水面增宽,过流断面面积增加很快,接近管轴处增加最快。

水深超过半管后,水深增加,水面宽减小,过流断面面积增势减慢,在满流前增加最慢。

所以,在满流前,输水能力达到最大值,相应的充满度是最优充满度。

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第一章1.何谓连续介质假定?引入的目的意义何在?从微观上讲,流体由分子组成,分子间有间隙,是不连续的,但流体力学是研究流体的宏观机械运动,通常不考虑流体分子的存在,而是把真实流体看成由无数连续分布的流体微团(或流体质点)所组成的连续介质,流体质点紧密接触,彼此间无任何间隙。

这就是连续介质假设。

引入意义:第一个根本性的假设。

将真实流体看成为连续介质,意味着流体的一切宏观物理量,如密度、压力、速度等,都可作为时间和空间位置的连续函数,使我们有可能用数学分析来讨论和解决流体力学中的问题。

2.何谓流体的粘性?温度对流体粘性的影响如何?粘性是流体所特有的性质,自然界中的任何流体都具有粘性,只是有大有小。

1、定义:流体微团发生相对运动时所产生的抵抗变形、阻碍流动的性质。

温度是影响粘度的主要因素。

当温度升高时,液体的粘度减小,气体的粘度增加。

第二章1.何为压力体、压力中心?由承受压力的曲面、曲面边缘向上引垂面与自由液面或延长线(面)相交形成的无限多微小体积的总和。

总压力:作用于某一面上的总的静压力。

P 单位:N (牛) 总压力的作用点称为压力中心2.流体静压力有哪些特性?流体静压强:静止流体作用在单位面积上的力。

p静压强作用方向永远沿着作用面内法线方向——方向特性。

静止流体中任何一点上各个方向的静压强大小相等,而与作用面的方位无关,即p只是位置的函数p=p( x , y , z ) ——大小特性。

(各向相等)3.等压面及其特性如何?定义:同种连续静止流体中,静压强相等的点组成的面。

(p=const)①等压面就是等势面。

因为。

②作用在静止流体中任一点的质量力必然垂直于通过该点的等压面。

第三章1.描述液体运动有哪两种方法,它们的区别是什么?拉格朗日法和欧拉法区别:拉格朗日法:以运动着的流体质点为研究对象,跟踪观察个别流体质点在不同时间其位置、流速和压力的变化规律,然后把足够多的流体质点综合起来获得整个流场的运动规律。

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5.动力相似:指两个流动相似点处质点受同名力作用,力的方向相同,大小成比例。
6.膨胀性:指流体受热,分子间距离增大,体积膨胀的性质
7.粘性底层:紧靠壁面存在一个粘性剪应力起控制作用的薄层,这一薄层称为粘性底层
8.水跃(水跌):明渠水流从急流(缓流)状态过渡到缓流(急流)状态时,水面骤然跃起(降落)的急变流现象。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ9.实用堰:堰顶宽度大于薄壁堰,堰顶厚对水流有一定影响,但堰上水面仍连续一次降落,这样的艳称为实用堰。
10几何相似:指两个流动流场的几何形状相似,即相应的线段长度成比例,夹角相等。
11.质量力:指作用在所取流体体积内每个质点上的力,因力的大小与流体的质量成比例,故称质量力。
12.紊流脉动:流体质点在流体过程中不断地相互掺混,质点掺混使得空间各点的速度随时间无规则的变化,与之相关联、压强、浓度等量也随时间无规则地变化。
1.恒定流:一时间为标准,若各空间点上的运动参数都不随时间变化,这样的流动是恒定流。
2.临界底坡:若正常水深正好等于该流量下的临界水深,相应的渠道底坡称为临界底坡。
3.明渠均匀流:是流线为平行直线的明渠水流,也就是具有自由表面的等深、等流速。
4.堰流:在缓流中,为控制水位和流量而设置的顶部溢流的障壁称为堰,水经堰顶溢流的水力现象、明渠缓流由于流动边界急剧变化而引起的明渠急变流现象称为堰流。
32.混合长度:质点紊动掺混过程中,存在一个与气体分子自由程相当的距离L,在该行程内不与其他质点相碰,保持原有的运动特性,直至经过L行程才与周围的质点碰撞,发生动量交换,失去原有的运动特性,L称为混合长度。
33.虹吸管:管道轴线的一部分高出无压的上游供水面,这样的管道称为虹吸管。

流体力学简答题及答案

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课堂练习---简答:1.写出流线微分方程和迹线微分方程的表达式。

2.写出流体静压特性。

3.水力光滑管和水力粗糙管是怎样定义的?是不是绝对粗糙度较大的管道一定是水力粗糙管?为什么?4.串联管路有哪些特点?并联管路有哪些特点?5.试解释水击现象,说明其危害,试讨论为了避免水击现象的发生可采取哪些措施?6、试说说拉格朗日法和欧拉法在观察流体流动时的不同着眼点在哪。

7、粘性流体伯努力方程的物理意义。

8.描述流体运动的方法主要有哪两种?两种方法的着眼点有何不同?9.流线和迹线是如何定义的?10.当孔口直径为d、孔口距液面深度为H时,如何区分大孔口和小孔口?11.请说名Re数的物理意义。

12.说说什么是当量直径,如何计算。

1.写出流线微分方程和迹线微分方程的表达式。

答: 流线微分方程:z y x v dz v dy v dx ==迹线微分方程:x v dt dx =,y v dt dy =,z v dt dz =2.写出流体静压特性。

答: 1)流体静压强垂直于作用面,方向指向该作用面的内法线方向;2)静止流体中任意一点处流体静压强的大小与作用面的方位无关,即同一点各个方向上的流体静压强均相等。

3.水力光滑管和水力粗糙管是怎样定义的?是不是绝对粗糙度较大的管道一定是水力粗糙管?为什么?答:当层流底层的厚度δ大于管壁的绝对粗糙度∆时,管壁的凹凸不平部分完全被层流底层所覆盖,紊流核心区与凸起部分不接触,流动不受管壁粗糙度的影响,因而流动的能量损失也不受管壁粗糙度的影响,这时的管道称为水力光滑管(3分)。

反之,称为水力粗糙管(1分)。

绝对粗糙度较大的管道不一定是“水力粗糙管”,因为当流速较小时,流动的层流底层厚度δ可能会很大,当δ大于∆时,尽管管道内壁很粗糙,也可能是水力光滑管(换一种说法:当δ>∆时,不管管子表面有多粗糙,都是水力光滑管)4.串联管路有哪些特点?并联管路有哪些特点?答:串联管路特点:各管段的流量相等;总的水头损失等于各管段水头损失之和; 并联管路特点:总流量等于各管段流量之和;各个支路水头损失相等。

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1.为什么液体的动力粘度u随温度升高二降低,而气体的随温度升高而增加? 答:因为液体分子间的距离很小,分子间的引力即内聚力,是形成粘性的主要因素,温度升高,分子间距离增大,内聚力减小,粘度随之减小;气体分子间的距离远大于液体,分子热运动引起的动量交换,是形成粘性的主要因素,温度升高,分子间热运动加剧,动量交换加大,粘度随之增大。

2.沿程阻力系数分区及影响因素。

答:①层流区。

λ与相对粗糙度ks/d无关,只与雷诺数Re有关。

②层流过渡区。

λ与相对粗糙度ks/d无关,只与雷诺数Re有关。

③水力光滑区。

λ与相对粗糙度ks/d无关,只与雷诺数Re有关。

④紊流过渡区。

λ既与相对粗糙度ks/d 有关,又与雷诺数Re有关。

⑤阻力平方区。

λ只与相对粗糙度ks/d有关,与雷诺数Re无关。

3. 说明一定水头作用下的孔口出流改为同直径的圆柱形外官咀出流后,出流阻力和流量的变化及产生原因。

分析官咀正常工作的基本条件。

答:在孔口断面处接一直径与孔口完全相同的圆柱形短管,其长度L=(3-4)d,这样的短管称为圆柱形外管嘴。

在相同条件下,管嘴的过流能力是孔口的1.32倍。

圆柱形外管嘴在收缩断面处出现了真空,其真空度为0.75H。

这相当于把管嘴的作用水头增大了75%,这就是相同直径、相同作用水头下的圆柱形外管嘴的流量比孔口大的原因。

管嘴正常工作条件是:(1)作用水头H<=9m;(2)管嘴长度L=(3---4)d4.无压管流中,满管时的流量和流速是否达到最大值?为什么?答:不是。

无压圆管均匀流在水深h=0.95d,即充满度ah=0.95时,输水能力最优;在水深h=0.81d,即充满度ah=0.81时,过流速度最大。

因为在水深很小时,水深增加,水面增宽,过流断面面积增加很快,接近管轴处增加最快。

水深超过半管后,水深增加,水面宽减小,过流断面面积增势减慢,在满流前增加最慢。

所以,在满流前,输水能力达到最大值,相应的充满度是最优充满度。

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1.液体和气体随温度升高粘度怎么变?为什么?气体的粘度随温度升高而增大,液体则减小。

液体分子间距小彼此紧密,温度升高提高分子动能,促进分子间流动,使液体动力增加,动力粘度减少;由于温度升高,体积膨胀,分子距增大,分子间的引力减小,故液体的粘性随温度的升高而减小。

2.层流和湍流的流动特点各是什么,常用的判据是什么?层流:流体运动很规律,流体分层,质点轨迹光滑,流场稳定。

湍流:流体流动极不规律,各部分剧烈掺混,质点的轨迹杂乱无章,流场极不稳定。

当R e≤2000时流动为层流,R e≥2000时流动为湍流3.流体静压强的两个特性分别是什么?特性一:流体静压强的作用方向沿作用面的内法线方向特性二:静止流体中任一点的流体静压强与作用面在空间的方位无关,只是坐标点的连续可微函数。

换言之,在静止流体中的任意点上,来自任意方向的静压强都是相等的。

4.何为几何相似,运动相似,动力相似?(几何相似是指模型和原型的全部对应线性长度的比值为一定常数。

运动相似,满足几何相似的流场中对应时刻,对应点流速的方向一致。

比例相同,即他们的速度场相似。

动力相似,两个运动相似的流场中对应空间点上。

对应瞬时作用在两个几何微团上的力,作用方向一致,大小或互比例,即他们的动力场相似。

其中几何相似是流动力学相似的前提条件,主导因素是动力相似运动相似则是其和相似核动力相似的表象。

)5.流动相似条件是什么?一,任何相似的流动都是属于同一类流动。

相似流程对应点上的各种物理量都因为相同的微分方程所描述。

二,相似流场对应点上的各种物理量都有唯一确定的解。

即流动满足单值条件。

三,由单质条件中的物理量所确定了相似准则数相等是流动相似也必须满足的条件。

6.水击现象及产生的原因是什么?水击现象:在压力管道中,由于液体流速的急剧改变,从而造成瞬时压力显著、反复、迅速变化的现象当压力管道的阀门突然关闭或开启时,当水泵突然停止或启动时,因瞬时流速发生急剧变化,引起液体动量迅速改变,而使压力显著变化。

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第一章1.在连续介质的概念中,何为质点?流体质点是指体积小的可以看作一个几何点,但它又包含有大量的分子,且具有诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。

2。

什么是理想流体?正压流体?当流体物质的粘度较小,同时期内部运动的相对速度也不大,所产生的粘性应力比起其他类型的力来说可以忽略不计时,可把流体近似看作是无粘性的,这样无粘性的流体称为理想流体。

内部任一点的压力只是密度的函数的流体,称为正压流体.3。

什么是不可压缩流体?流体的体积或密度的相对变化量很小时,一般可以看成是不可压缩的,这种流体就被称为不可压缩流体.4.什么是定常场;均匀场。

如果一个场不随空间的变化而变化,即场中不显含空间坐标变量r ,则这个场就被称为均匀场.如果一个场不随时间的变化而变化,则这个场就被称为定常场。

5。

简述迹线的定义并用张量下标的形式标的. 迹线时流体质点在空间运动过程中描绘出来的曲线。

张量下表形式为()t x u dx i i ,dt i=6.概述流线的定义及与迹线的不同。

流线是流场中的一条曲线,曲线上每一点的速度矢量方向和曲线在该点的切线方向相同。

与迹线的不同,流线在同一时刻和不同流体质点的速度矢量相切。

7。

脉线的定义,在定常流动与非定常流动中迹线、流线、脉线分别怎样。

脉线是把相继经过流场中同一空间点的流体质点在某瞬时顺序连接起来得到的一条线。

在非定常流动中,迹线、流线、脉线一般来说是不相重合的。

但在定常流动中迹线、流线、脉线三线合而为一。

8。

叙述有旋流动和无旋流动的定义,依据什么划分的。

若在整个流场中处处0=⨯∇μ,则称此流动为无旋流动,否则称有旋流动。

划分依据为涡量是否为零。

9.涡线定义及其微分方程。

涡线是一条曲线,该曲线上每一点的切线方向与该点的涡线矢量方向相同。

涡线是由同一时刻不同流体质点组成的,涡线上各流体质点都围绕涡线的切线方向旋转。

微分方程z y x dz dy dxΩ=Ω=Ω10.写出雷诺运输公式两种形式。

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流体力学1流体的粘滞性(1)流体粘性概念的表述①运动流体具有抵抗剪切变形的能力,就是粘滞性,这种抵抗体现在剪切变形的快慢(速率)上。

②发生相对运动的流体质点(或流层)之间所呈现的内摩擦力以抵抗剪切变形(发生相对运动)的物理特性称为流体的黏性或黏滞性。

③黏性是指发生相对运动时流体内部呈现的内摩擦力特性。

在剪切变形中,流体内部出现成对的切应力 ,称为内摩擦应力,来抵抗相邻两层流体之间的相对运动。

④粘性是流体的固有属性。

但理想流体分子间无引力,故没有黏性;静止的流体因为没有相对运动而不表现出黏性。

2毛细管现象①将直径很小两端开口的细管竖直插入液体中,由于表面张力的作用,管中的液面会发生上升或下降的现象,称为毛细管现象。

②毛细管现象中液面究竟上升还是下降,取决于液体与管壁分子间的吸引力(附着力)与液体分子间的吸引力(内聚力)之间大小的比较:附着力>内聚力,液面上升;附着力<内聚力,液面下降。

③由液体重量与表面张力的铅垂分量相平衡,确定毛细管中液面升降高度h,④为减小毛细管现象引起误差,测压用的玻璃管内径应不小于10mm。

3流体静压强的两个基本特性①静压强作用的垂向性:静止流体的应力只有内法向分量—静压强(静止流体内的压应力)。

②静压强的各向等值性:静压强的大小与作用面的方位无关—静压强是标量函数。

4平衡微分方程的物理意义(1)静压强场的梯度 p 的三个分量是压强在三个坐标轴方向的方向导数,它反映了标量场p在空间上的不均匀性(inhomogeneity)。

(2)流体的平衡微分方程实质上反映了静止(平衡)流体中质量力和压差力之间的平衡。

(3)静压强对流体受力的影响是通过压差来体现的5测压原理(1)用测压管测量测压管的一端接大气,可得到测压管水头,再利用液体的平衡规律,可知连通的静止液体区域中任何一点的压强,包括测点处的压强。

如果连通的静止液体区域包括多种液体,则须在它们的分界面处作过渡6拉格朗日法:着眼于流体质点,跟踪质点描述其运动历程。

①以研究单个流体质点运动过程作为基础,综合所有质点的运动,构成整个流体的运动。

②拉格朗日法是质点系法,它定义流体质点的位移矢量为:,a,b,c是拉格朗日变数,即t时刻质点的空间位置,用来对连续介质中无穷多个质点进行编号,作为质点标签。

③流体在运动过程中其它运动要素和物理量的时间历程也可用拉格朗日法描述7欧拉法:着眼于空间点,研究质点流经空间各固定点的运动特性。

①以研究流场中各个空间点上运动要素的变化情况作为基础,综合所有的空间点的情况,构成整个流体的运动。

②欧拉法是流场法,它定义流体质点的速度矢量场为: (, , ,) x yzt uu ,,, x yz是空间点(场点)的位置坐标,称为欧拉变数。

流速u是在t时刻占据( ,, x yz) 的那个流体质点的速度矢量。

③流体的其它运动要素和物理特性也都可用相应的时间和空间域上的场的形式表达。

如加速度场、压强场等: ()x,y,z,t aa , () p px,y,z,t 。

④如果流场的空间分布不随时间变化,其欧拉表达式中将不显含时间 t ,这样的流场称为恒定流。

否则称为非恒定流。

⑤欧拉法把流场的运动要素和物理量都用场的形式表达,为在分析流体力学问题时直接运用场论的数学知识创造了便利条件。

8恒定流、非恒定流(定常流、非定常流)①若流场中各空间点上的任何运动要素均不随时间变化,称流动为恒定流。

否则,为非恒定流。

②恒定流中,所有物理量的欧拉表达式中将不显含时间,它们只是空间位置坐标的函数,时变导数为零。

③恒定流的时变加速度为零,但位变加速度可以不为零。

④流动是否恒定与所选取的参考坐标系有关,因此是相对的概念9迹线和流线(1)迹线①定义:表示某一流体质点在一个时间段内的运动轨迹线,是单个流体质点在运动过程中课件位置随时间t连续变化后留下的轨迹。

②迹线是流体质点运动的轨迹,是与拉格朗日观点相对应的概念。

③拉格朗日法中位移表达式 (, , ,) abct rr 即为迹线的参数方程。

t是变数,a,b,c是参数。

④在欧拉观点下求迹线,因须跟定流体质点,此时欧拉变数,, x yz成为t的函数2)流线①定义:表示某瞬时流动方向的曲线,流线上各点的流速矢量均与流线相切。

②流线是流速场的矢量线,是某瞬时对应的流场中的一条曲线,该瞬时位于该曲线上的流体质点之速度矢量都和曲线相切。

流线是与欧拉观点相对应的概念。

利用流线可以形象化地描绘流场的空间分布情况。

④流线的性质:除非流速为零或无穷大处,流线不能相交,也不能转折;在非恒定流情况下,流线一般会随时间变化。

在恒定流情况下,流线不随时间变,流体质点将沿着流线走,迹线与流线重合。

⑤迹线和流线最基本的区别是:迹线是同一流体质点在不同时刻的位移曲线,与拉格朗日观点对应;而流线是同一时刻、不同流体质点速度矢量与之相切的曲线,与欧拉观点相对应。

即使是在恒定流中,迹线与流线重合,两者仍是完全不同的概念。

10流管和流量(1)流管、过流断面、元流和总流①在流场中,取一条不与流线重合的封闭曲线L,在同一时刻过L上每一点作流线,由这些流线围成的管状曲面称为流管。

②流管的性质:与流线一样,流管是瞬时概念,在对应瞬时,流体不可能通过流管表面流出或流入。

③过流断面:与流动方向正交的流管的横断面。

④过流断面为面积微元的流管叫元流管,其中的流动称为元流。

⑤过流断面为有限面积的流管中的流动叫总流。

总流可看作无数个元流的集合。

总流的过流断面一般为曲面。

11均匀流、非均匀流;渐变流、急变流(1)均匀流与非均匀流①判别:根据位变加速度()0 uu是否满足来判断?例如, (), 0 xx y z uuyu u 是均匀流。

②均匀流的流线必为相互平行的直线,而非均匀流的流线要么是曲线,要么是不相平行的直线。

③应注意将均匀流与完全不随空间位置而变的等速直线流动 const u 相区别,前者是流动沿着流线方向不变,后者是流动沿着空间任何方向不变。

后者是均匀流的一个特例。

④在实际流动中,经常会见到均匀流,如等截面的长直管道内的流动、断面形状不变,且水深不变的长直渠道内的流动等。

⑤恒定均匀流的时变加速度和位变加速度都为零,即流体质点的惯性力为零,将作匀速直线运动。

若总流为均匀流,其过流断面是平面。

均匀流的这些运动学特性,给相关的动力学问题的处理带来便利,因此在分析流动时,应特别关注流动是否为均匀流的判别。

(2)渐变流、急变流①判别:根据是否接近均匀流?②渐变流——流线虽不平行,但夹角较小;流线虽有弯曲,但曲率较小。

③急变流——流线间夹角较大;流线弯曲的曲率较大。

④渐变流和急变流是工程意义上对流动是否符合均匀流条件的划分,两者之间没有明显的、确定的界限,需要根据实际情况来判定12理想流体运动微分方程(欧拉方程)的伯努利积分:理想、恒定、不可压、质量力有势恒定总流能量方程的应用条件流动必须是恒定流,并且流体是不可压缩的。

作用于流体上的质量力只有重力。

所取的上下游两个断面应在渐变流(近似于均匀流)段中,以符合断面上测压管水头等于常数这一条件。

但在两个断面之间流动可以不是渐变流。

断面应选在已知条件较多的位置。

在渐变流断面上取任何一点的测压管水头值都可作为整个断面的平均值,为简便通常取管道中心点或渠道水面点。

13尼古拉兹实验根据尼古拉兹实验曲线,圆管均匀流动的沿程阻力特性可分成五个区域:层流区、流态过渡区、湍流光滑区、过渡粗糙区、湍流粗糙区。

① Re<2300,层流区, =f (Re)=64/Re。

② Re=2300~4000,层流向湍流过渡区, = f (Re),该区范围很窄,实用意义不大。

③ Re>4000,湍流光滑区, =f (Re),沿程损失系数仅与雷诺数有关。

④过渡粗糙区, =f (Re,ks/d),沿程损失系数与雷诺数和粗糙度都有关。

⑤湍流粗糙区, =f (ks/d)。

沿程损失系数仅与粗糙度有关。

沿程水头损失将与平均流速的平方成正比,通常也叫做“阻力平方区”1. 试说明伯努利方程成立的条件。

理想流体;不可压缩;质量力只有重力;定常流动;方程沿流线成立。

2. 简述势函数和流函数的性质。

势函数:调和函数,任一曲线的速度环量为两端点势函数之差;流函数:满足连续性方程;调和函数;任两条曲线间的流量等于流函数之差;3. 简述水力光滑管与水力粗糙管的含义。

粘性底层的厚度 ,管壁的绝对粗糙度 ,如果 > ,说明管壁的粗糙度对水流的阻力影响很小为水力光滑管,反之为水力粗糙管。

(1)什么是理想液体?为什么要引入理想液体的概念?答案:理想液体是指没有粘滞性的液体。

实际液体都具有粘滞性,在液体流动时会引起能量损失,给分析液体运动带来很大困难。

为了简化液体运动的讨论,我们引入了理想液体的概念,忽略液体的粘滞性,分析其运动规律,然后再考虑粘滞性影响进行修正,可以得到实际水流的运动规律,用以解决实际工程问题。

这是水力学重要的研究方法。

(2)“均匀流一定是恒定流”,这种说法是否正确?为什么?这种说法错误的。

均匀是相对于空间分布而言,恒定是相对于时间而言。

当流量不变通过一变直径管道时,虽然是恒定流,但它不是均匀流。

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