23313007 流体力学答案

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流体力学习题及答案

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第一章 绪论1-1 连续介质假设的条件是什么?答:所研究问题中物体的特征尺度L ,远远大于流体分子的平均自由行程l ,即l/L<<1。

1-2 设稀薄气体的分子自由行程是几米的数量级,问下列二种情况连续介质假设是否成立? (1)人造卫星在飞离大气层进入稀薄气体层时; (2)假象地球在这样的稀薄气体中运动时。

答:(1)不成立。

(2)成立。

1-3 粘性流体在静止时有没有切应力?理想流体在运动时有没有切应力?静止流体没有粘性吗? 答:(1)由于0=dy dv ,因此0==dydvμτ,没有剪切应力。

(2)对于理想流体,由于粘性系数0=μ,因此0==dydvμτ,没有剪切应力。

(3)粘性是流体的根本属性。

只是在静止流体中,由于流场的速度为0,流体的粘性没有表现出来。

1-4 在水池和风洞中进行船模试验时,需要测定由下式定义的无因次数(雷诺数)νUL=Re ,其中U 为试验速度,L 为船模长度,ν为流体的运动粘性系数。

如果s m U /20=,m L 4=,温度由C ︒10增到C ︒40时,分别计算在水池和风洞中试验时的Re 数。

(C ︒10时水和空气的运动粘性系数为410013.0-⨯和410014.0-⨯,C ︒40时水和空气的运动粘性系数为4100075.0-⨯和410179.0-⨯)。

答:C ︒10时水的Re 为:()()72410154.6/10013.04)/(20Re ⨯=⨯⨯==-sm m s m ULν。

C ︒10时空气的Re 为:()()72410714.5/10014.04)/(20Re ⨯=⨯⨯==-sm m s m ULν。

C ︒40时水的Re 为:()()82410067.1/100075.04)/(20Re ⨯=⨯⨯==-sm m s m ULν。

C ︒40时空气的Re 为:()()62410469.4/10179.04)/(20Re ⨯=⨯⨯==-sm m s m ULν。

流体力学课后答案

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流体力学课后答案第1章绪论1.1 若某种牌号的汽油的重度γ为7000N/m 3,求它的密度ρ。

解:由g γρ=得,3327000N/m 714.29kg/m 9.8m /m γρ===g1.2 已知水的密度ρ=997.0kg/m 3,运动黏度ν=0.893×10-6m 2/s ,求它的动力黏度μ。

解:ρμ=v 得,3624997.0kg/m 0.89310m /s 8.910Pa s μρν--==??=?? 1.3 一块可动平板与另一块不动平板同时浸在某种液体中,它们之间的距离为0.5mm ,可动板若以0.25m/s 的速度移动,为了维持这个速度需要单位面积上的作用力为2N/m 2,求这两块平板间流体的动力黏度μ。

解:假设板间流体中的速度分布是线性的,则板间流体的速度梯度可计算为13du u 0.25500s dy y 0.510--===? 由牛顿切应力定律d d uyτμ=,可得两块平板间流体的动力黏度为 3d 410Pa s d yuτμ-==??1.4上下两个平行的圆盘,直径均为d ,间隙厚度为δ,间隙中的液体动力黏度系数为μ,若下盘固定不动,上盘以角速度ω旋转,求所需力矩T 的表达式。

题1.4图解:圆盘不同半径处线速度不同,速度梯度不同,摩擦力也不同,但在微小面积上可视为常量。

在半径r 处,取增量dr ,微面积,则微面积dA 上的摩擦力dF 为du r dF dA2r dr dz ωμπμδ== 由dF 可求dA 上的摩擦矩dT32dT rdF r dr πμωδ==积分上式则有d 43202d T dT r dr 32πμωπμωδδ===??1.5 如下图所示,水流在平板上运动,靠近板壁附近的流速呈抛物线形分布,E 点为抛物线端点,E 点处0d d =y u ,水的运动黏度ν=1.0×10-6m 2/s ,试求y =0,2,4cm 处的切应力。

(提示:先设流速分布C By Ay u ++=2,利用给定的条件确定待定常数A 、B 、C )题1.5图解:以D 点为原点建立坐标系,设流速分布C By Ay u ++=2,由已知条件得C=0,A=-625,B=50则2u 625y 50y =-+ 由切应力公式du dyτμ=得du(1250y 50)dy τμρν==-+ y=0cm 时,221510N /m τ-=?;y=2cm 时,222 2.510N /m τ-=?;y=4cm 时,30τ= 1.6 某流体在圆筒形容器中。

《流体力学》课后习题答案.pdf

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得:T1 = t1 + 273 = 50 + 273 = 323K ,T2 = t2 + 273 = 78 + 273 = 351K
根据
p
=
mRT V
,有:
p1
=
mRT1 V1

p2
=
mRT2 V2
得: V2 V1
=
p1 p2
T2 T1
=
9.8067 104 5.8840 105
351 323
=
0.18
设管段长度 l,管段表面积: A = dl
单位长度管壁上粘滞力: = A u = dl u − 0 = 3.14 0.025 0.03
l y l
0.001
1-8 解: A = 0.8 0.2 = 0.16m2 ,u=1m/s, = 10mm , = 1.15Pa s
T = A u = A u − 0 = 1.15 0.16 1 = 18.4N
1
=
T1 b
=
A b
u
−0 −h
=
0.7 0.06b b
15 − 0 0.04 − 0.01
=
21N
/m,方向水平向左
下表面单位宽度受到的内摩擦力:
2
=
T2 b
=
Au−0 b h−0
=
0.7 0.06b 15 − 0
b
0.01− 0
= 63N
/m,方向水平向左
平板单位宽度上受到的阻力:
= 1 + 2 = 21+ 63 = 84N ,方向水平向左。
h1 = 5.6m
2.4 解:如图 1-2 是等压面,3-4 是等压面,5-6 段充的是空气,因此 p6 = p5 ,6-7 是等压面,

完整版流体力学课后习题作业答案

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第四章作业答案4-3水在变直径竖管中流动,已知粗管直径d i =300mm ,流速v i =6m/s 。

两断面相距 3m,为使两断面的压力表读值相同。

试求细管直径(水头损失不计) 。

解:4— 4 变直径管段 AB ,d A =0.2m,d B =0.4m ,高差△ h=1.5m ,测得 p A =30kPa ,p B =40kPa , B 点 处断面平均流速 v B =1.5m/s ,试判断水在管中的流动方向。

解:Ad B 21.5 (0.4)2 6m/sH AZ A 邑2 A0臾兰 4.90md A 20.2g2g 9.8 2gH BZ B -P B240 1.525.69mB1.5 g2g9.819.6H B >H A ,水由B 流向A; 水头损失5.69-4.90=0.79m 4— 5用水银压差计测量水管中的点流速u ,如读值 △ h=60mm ,( 1)求该点流速;(2)3若管中流体是 0.8kg /m 的油,△ h 不变,不计水头损失,则该点的流速是多少?解:(1)u <2g 12.6 h J‘19.6 12.6 0.06 3.85m/s⑵u :2g 12.8 h v'19.6 12.8 0.06 4.34m/s4—6利用文丘里管的喉管处负压抽吸基坑中的积水,已经知道管道直径 d [ 100mm ,喉管直径d 2 50mm ,h 2m ,能量损失忽略不计。

试求管道中流量至少为多大,才能抽出基坑中的积水?p 1p 2解:由题意知,只有当(乙-)(Z 2 -) h 时,刚好才能把水吸上来,由文丘里流gg量计原理有Q k* (z _P L ) (Z 2 ~P ^),其中kv g gP i P i2V i 2g Vi 2Z 2P 2v ?d 2v 1d 12300 62—4.837m 2g235.5mmv 2 9.74m/s22V 2 2g代入数据,有Q 12.7l/s。

4-8管道流动管径为d=150mm,喷嘴出口直径d D=50mm,各点高差h1=2m,h2=4m,h3=3m,不计水头损失,求A、B、C、D各点压强。

流体力学习题及答案-第三章

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第三章 流体运动学3-1粘性流体平面定常流动中是否存在流函数? 答:对于粘性流体定常平面流动,连续方程为:()()0=∂∂+∂∂yv x u ρρ; 存在函数:v t y x P ρ-=),,(和()u t y x Q ρ=,,,并且满足条件:()()yP x Q ∂∂=∂∂。

因此,存在流函数,且为:()()()dy u dx v Qdy Pdx t y x ρρψ+-=+=⎰⎰,,。

3-2轴对称流动中流函数是否满足拉普拉斯方程?答:如果流体为不可压缩流体,流动为无旋流动,那么流函数为调和函数,满足拉普拉斯方程。

3-3 就下面两种平面不可压缩流场的速度分布分别求加速度。

(1)22222 ,2yx ym v y x x m u +⋅=+⋅=ππ (2)()()()222222222 ,yxKtxyv yxx y Kt u +-=+-=,其中m ,K 为常数。

答:(1)流场的加速度表达式为:yv v x v u t v a y u v x u u t u a x ∂∂+∂∂+∂∂=∂∂+∂∂+∂∂=y ,。

由速度分布,可以计算得到:0 ,0=∂∂=∂∂tvt u ,因此: ()222222y x x y m x u +-⋅=∂∂π,()22222y x xy m y u +-⋅=∂∂π;()22222y x xy m x v +-⋅=∂∂π,()222222y x y x m y v +-⋅=∂∂π。

代入到加速度表达式中:()()()22222222222222222222220y x x m y x xym y x y m y x x y m y x x m a x +⋅⎪⎭⎫⎝⎛-=+-⋅⋅+⋅++-⋅⋅+⋅+=πππππ()()()22222222222222222222220y x y m y x y x m y x y m y x xym y x x m a y +⋅⎪⎭⎫⎝⎛-=+-⋅⋅+⋅++-⋅⋅+⋅+=πππππ(2)由速度分布函数可以得到:()()()322222222 ,y x Kxyt v y x x y K t u +-=∂∂+-=∂∂ ()()3222232y x y x Ktx x u +-⋅=∂∂,()()3222232y x y x Kty y u +-⋅=∂∂; ()()3222232y x x y Kty x v +-⋅-=∂∂,()()3222232yx y x Ktx y v +-⋅-=∂∂。

最新《流体力学》复习参考答案(整理)资料

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最新《流体力学》复习参考答案(整理)资料流体力学习题解答选择题:1、恒定流是:(a)流动随时间按一定规律变化;(b) 流场中任意空间点上的运动要素不随时间变化; (c) 各过流断面的速度分布相同。

( b)2、粘性流体总水头线沿程的变化是:(a) 沿程下降(a) 沿程下降; ( b) 沿程上升; (c) 保持水平; (d) 前三种情况都可能;3、均匀流是: ( b )迁移加速度(位变)为零;(a)当地加速度(时变)为零;(b)迁移加速度(位变)为零;(c)向心加速度为零;(d)合速度为零处;4、一元流动是:(c) 运动参数是一个空间坐标和时间变量的函数;(a) 均匀流;( b) 速度分布按直线变化; (c) 运动参数是一个空间坐标和时间变量的函数;5、伯努利方程中各项水头表示:(a) 单位重量液体具有的机械能;(a)单位重量液体具有的机械能;(b)单位质量液体具有的机械能;(c)单位体积液体具有的机械;(d)通过过流断面流体的总机械能。

6、圆管层流,实测管轴线上流速为4 m/s,则断面平均流速为::(c)2m ;⑻4m ; ( b) 3.2m;(c)2m ;7、半圆形明渠,半径 r=4m,其水力半径为:(a) 4 m; (b) 3m;(c) 2m ; (d) 1m。

8、静止液体中存在:(a)压应力;(b)压应力和拉应力;(c)压应力和剪应力;(d)压应力、拉应力和剪应力。

(1)在水力学中,单位质量力是指( c、)a、单位面积液体受到的质量力;b、单位体积液体受到的质量力;c、单位质量液体受到的质量力;d、单位重量液体受到的质量力。

答案: c(2)在平衡液体中,质量力与等压面( )a、重合;b、平行c、斜交;d、正交。

答案:d(3)水力学中的一维流动是指() a 、恒定流动;b 、均匀流动;c 、层流运动;d 、运动要素只与一个坐标有关的流动。

答案:d(4)有压管道的管径 d 与管流水力半径的比值 d /R=() a 、8; b 、4; c 、2; d 、1。

流体力学考试题及参考答案

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流体力学考试题及参考答案一、单选题(共48题,每题1分,共48分)1.下列流体的作用力不是质量力的是( )。

A、粘性内摩擦力B、电磁力C、惯性力D、重力正确答案:A2.()管路各段阻力损失相同。

A、分支管系B、并联管系C、串联管系D、短管管系正确答案:B3.沿程水头损失随水流的流程增长而()。

A、不变B、增大C、减少D、不确定正确答案:B4.伯努利方程中Z+P/ρg表示()A、单位体积流体具有的机械能B、单位质量流体具有的机械能C、单位重量流体具有的测压管能头D、通过过流断面的流体所具有的总机械能正确答案:C5.下列属于质量力的是()。

A、剪切力B、压力C、重力D、表面张力正确答案:C6.下列哪些一般当做不可压缩流体()A、水银B、氮气C、氧气D、空气正确答案:A7.流体的切应力()。

A、仅仅取决于分子的动量交换B、当流体处于静止状态时,由于内聚力,可以产生C、仅仅取决于内聚力D、当流体处于静止状态时不会产生正确答案:D8.当容器内工质压力大于大气压力时,工质处于()状态。

A、负压B、临界C、标准D、正压正确答案:D9.某变径管的雷诺数之比Re1:Re2=1:4,则其管径之比d1:d2为()。

A、02:01B、04:01C、01:04D、01:02正确答案:C10.液体的流动状态用()来判别。

A、达西公式B、声速C、牛顿内摩擦定律D、雷诺数正确答案:D11.汽轮机轴封压力为30千帕,其绝对压力是()。

A、71千帕B、171千帕C、30千帕D、130千帕正确答案:D12.动量方程中,ΣF表示作用在控制体内流体上的力是()A、总表面力B、合外力C、总压力D、总质量力正确答案:B13.在圆管流中,紊流的断面流速分布为()。

A、均匀规律B、直线变化规律C、抛物线规律D、对数曲线规律正确答案:D14.凝结水泵布置在-1米层,凝汽器压力为-90千帕,其入口绝对压力是()。

A、90千帕B、10千帕C、1千帕D、21千帕正确答案:D15.变直径管流,细管段直径d1,粗管段直径d2=2d1,两断面雷诺数的关系是()。

流体力学课后习题及答案-第3章

流体力学课后习题及答案-第3章

3-1 用欧拉法表示流体质点的加速度 a等于:u u tu d u u c t u b t r a)()( ;))(( ;)( ;d d )(22∇⋅+∂∂∇⋅∂∂3-5 无旋流动限于:(a) 流线是直线的流动; (b) 迹线是直线的流动; (c) 微团无旋转的流动; (d) 恒定流动。

3-8 已知流速场 31 32xy u y u xy u z y x =-==,,试求: (1)点(1,2,3)的加速度; (2)是几元流动; (3)是恒定流还是非恒定流。

解: (1) 先求加速度各分量43223102310xy xy y y xy z u u y u u x u u t u a x z x y x x x x =+⋅-⋅+=∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=523310))(31(00y y y z u u yu u xu u tu a yzy yy xy y =+--++=∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=332320310xy x y y xy z u u y u u x u u t u a z z z y z x z z =+⋅-⋅+=∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=将x =1,y =2, z =3代入以上各式得2m/s 33.5=x a 2m/s 67.10=y a 2m/s 33.5=z a2222m/s 06.13=++=z y x a a a a (2)是三元流动; (3)是恒定流。

3-14 已知不可压缩流体平面流动,在 y 方向的速度分量为y x y u y 222+-=。

试求速度在x 方向的分量 u x 。

解: 由不可压缩流体平面流动的连续性微分方程得22--=∂∂-=∂∂y yu x u y x )(22 y f x xy u x +--=⇒3-15 如图在送风道的璧上有一面积为0.4m 2的风口,试求风口出流的平均速度解: 风口出流流量为/s m 5.15.243=-=Q风口过流断面面积为2m 2.030sin 4.0== A风口出流的平均速度为m/s 5.7==AQv 3-18 已知流动速度场为 32 32 32y x u x z u z y u z y x +=+=+=,,试求旋转角速度和角变形速度。

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23313007 流体力学答案一、单项选择题1. 当空气中的温度从0℃增加至20℃,其运动粘度υ增加15%,密度减少10%,其运动粘度μ将( A )A、增加3.5%B、降低3.5%C、增加5%D、降低5%2. 一封闭容器盛有水,在地球上静止时,以竖直向上为正向,其单位质量力为(A )A、-gB、gC、0 D 无法确3. 单位质量力的量纲与( B )的量纲相同。

A 速度B 加速度C 粘性力D 重力4. A、1 kPa B、2 kPa C、8 kPa D、10 kPa绝对压强P abs、相对压强p、真空值p v、当地大气压强a p之间的关系是( C )。

5. A、水平面B、斜平面C、旋转抛物面D、球面静止流体各点的( B )等于常数。

6.gaA arctan.agB arctan.22arcsin.gaaC+22arccos.gagD+在等角速度旋转液体中,一下说法正确的是( C )7. 理想流体的总水头线沿程的变化是( C ) 。

A. 沿程下降B. 沿程上升C. 保持水平D. 前三种情况都有可能8. 在总流伯努利方程中,压强P是渐变流过流断面上的(A)A.某点压强B.平均压强C.最大压强D.最小压强9. 流体流动时,流场各空间点的参数不随时间变化,仅随空间位置而变,这种流动称为( A )A.恒定流B.非恒定流C.非均匀流D.均匀流10. 压强的量纲为( A )A、L-1MT-2B、L-2MT-2C、L-1MT-1D、LMT211. 加速度的量纲为(A )A、LT-2B、L-2MT-2C、L-1MT-1D、L1MT212. 速度v、长度l、时间t的无量纲组合是(D)。

A 、lt vB 、vl tC 、2vt l D 、vt l13. 理想流体的绕流(A )分离现象.A 、不可能产生;B 、会产生;C 、随绕流物体表面变化会产生;D 、根椐来流状况判别是否会产生. 14. 圆管的水力半径R 与圆管直径的关系是( C )。

A 、R=d B 、R=d/2 C 、R=d/4 D 、R=4d15. 圆管层流,管轴心处的流速为s m 8.1。

该断面的断面平均流速为( D )A 、s m 4.2B 、s m 8.1C 、m 35.1D 、m 9.016. 对于并联长管道,每根管道的(C )相等。

A .流量 B. 切应力 C. 沿程水头损失 D. 水力坡度17. 在并联管道上,因为流量不同,所以虽然各单位重量液体( D )相同,但通过各管的水流所损失机械能总量却不相同。

A 、表面张力;B 、粘滞力;C 、测压管水头线;D 、水头损失。

18. 串联管路作为长管计算,忽略局部水头损失与流速水头则( B ) A 、测压管水头线与管轴线重合;B 、测压管水头线与总水头线重合; C 、测压管水头线是一条水平线;D 、测压管水头线位于总水头线上方。

二、判断题1. 根据流体的可压缩性,流体可以分为可压缩流体和不可压缩流体。

(√)2. 牛顿内摩擦定律只适用于管道中的层流。

(╳)3. 不考虑流体的粘度变化,流体可以视为理想流体。

(╳)4. 静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。

( √ )5. 直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。

(√)6. 静止液体中平板受到的总压力的作用点就是平板的形心。

(×)7. 只有过水断面上各点流速相等的流动才是均匀流(×)8. 流体的连续性方程式基于质量守恒定律推导出来的。

(√ )9. 均匀流中沿流动方向各断面的断面平均流速相同。

( √ ) 10. 两个流动压力相似,则两个流动的雷诺数相同。

( × )11. 两个流动重力相似,则满足1/2()v l g λλλ=。

( √ )12. 单位质量惯性力的量纲为LT -2。

(√ )13. 水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。

(√)14. 当过流断面为非圆过流断面时,判断流动流态的雷诺数通过水力半径来定义,数值为2300。

(×)15. 粘性底层内的流体运动状态为层流。

( √ ) 16. 长管指的是管线的距离较长。

(×)17. 串联管路的总水头等于各管段水头损失之和。

( √ )18. 对于并联长管道,每根管道的沿程水头损失相等。

( √ ) 三、名词解释1. 相对压强:某点的绝对压强与当地大气压的差值,称为相对压强。

2. 压强水头:开口的测压管的液柱高度,也称压强水头。

3. 位置水头:液体中某点的位置高度,称为位置水头。

4. 测压管水头:位置水头与压强水头之和,称为测压管水头。

5. 流管:在流场中任意画出一条封闭曲线,经过曲线上每一点作流线,则这些流线组成一个管状的表面,称为流管。

6. 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。

7. 时变加速度:固定空间点的流体质点速度随时间的变化率。

8. 一元流:所有流动参数仅与坐标中某一方向的变量有关,称为一元流动。

9. 动力相似:两流动对应质点所受同名力矢量成同一比例,即各同名力方向一致,大小成比例。

10. 运动相似:两流动的对应点上流体速度矢量成同一比例,即对应点上速度大小成比例,方向相同。

11. 基本量纲:在量纲分析中通常选择少数几个物理量的量纲作为基本量纲。

基本量纲是相互独立的,不能够相互表达。

12. 导出量:由基本量导出的物理量。

13. 层流:各流层质点之间互不掺杂的流动,也即Re<2300的流动。

14. 湍流:流体指点的轨迹曲折、混乱,各流层的流体质点相互混惨,这种流动称为湍流。

Re>2300的流动。

15. 相对粗糙度:绝对粗糙度Δ与管道直径d 的比值Δ/d 称为管道的相对粗糙度。

16. 转捩点:当边界层内的雷诺数达到临界数值,流态转变为湍流。

流动形态转变为湍流的点称为转捩点。

17. 作用水头:任意断面处单位重量水的能量,等于比能除以重力加速度。

含位置水头、压强水头和速度水头。

18. 压力管路:凡是液流充满全管在一定压差下流动的管路都称为压力管路。

19. 长管:指水头损失以沿程水头损失为主,其局部水头损失和流速水头在总损失中所占的比例很小,计算时可以忽略不计的管道。

20. 管嘴出流:在孔口外接一段长l 等于(3-4)d 的圆管,此时的出流称为管嘴出流。

四、简答题1.已知某流体的粘性切应力为τ=5.0N/m 2,动力粘度μ=0.1Pa•s ,试求该流体的剪切变形速率du dy。

答:根据内摩擦定律du dy τμ=可得5501/0.1du sdy τμ===流体的剪切变形速率为50 1/s。

2. 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,在液体流动中引起能量损失,给分析液体运动带来很大困难。

为了简化液体运动的讨论,引入了理想液体的概念,分析其运动规律,再考虑粘滞性加以修正,可以得到实际水流运动规律,这是水力学中重要的研究方法。

3. 试叙述气体和液体的粘性随温度的变化规律,并解释原因。

答:温度升高,液体的粘性降低,空气的粘性升高。

粘性是分子间的吸引力和分子不规则的热运动产生动量交换的结果。

对于液体,分子间距离小,内聚力是液体粘性的决定性因素。

当温度升高,分子间距离增大,吸引力减小,因而液体的粘性降低。

对于气体,气体分子间距离大,内聚力很小,所以粘度主要是由气体分子运动动量交换的结果所引起的。

温度升高,分子运动加快,动量交换频繁,所以μ值增加。

4. 一封闭水箱(见图),自由面上气体压强为85kN/m2,求液面下淹没深度h为1m处点C的绝对静水压强、相对静水压强和真空度。

解:C点绝对静水压强为C点的相对静水压强为相对压强为负值,说明C点存在真空。

真空压强为5. 解:A、B两点的绝对静水压强分别为故A点静水压强比B点大。

6. 解:特征一静止流体不能承受切应力,也不能承受拉应力,只能承受压应力,即压强,压强的作用方向为作用面的内法线方向。

特征二静止流体中某一点的压强大小与压强作用的方向无关。

7. 答:总流伯努利方程为:221112221222wP V P V Z Z h g g g g ααρρ++=+++其中:Z :表示总流过流断面上某点(所取计算点)单位重量流体的平均位置势能Pg ρ:表示总流过流断面上某点(所取计算点)单位重量流体的平均压强势能。

g V 22α:表示总流过流断面上某点(所取计算点)单位重量流体的平均动能。

wh :表示总流过流断面上某点(所取计算点)单位重量流体的平均机械能损失,称为总流水头损失8. 已知不可压缩流体的两个速度方程为其中a, b, c, d, e, f,都为常数。

若当z=0时,u z =0,求坐标z 防向的分速度u z 。

解不可压缩流体的流动满足连续性方程可得9. 分析流管束的流体是否可以通过流管流出?解:不能。

根据流线的性质,流线不能相交也不能是折线,流管束的流体是不可以通过流管流出。

10. 什么是流动相似?两个流动相似应该满足什么条件? 解:流动相似是指两个流动对应点上的同名物理量具有各自的比例关系。

包括几何相似、运动相似和动力相似以及初始条件和边界条件相似。

11. 雷诺数的定义式及物理意义。

解:雷诺数定义为Revl vlρμγ==雷诺数表示了惯性力和粘性力的比值,两个流动的雷诺数相等,表示两个流动的粘性力相似。

12. 判断物理量v、l、ρ是否相互独立?解:各物理量的量纲为13. 根据尼古拉兹实验,简单叙述沿程水头损失系数λ在不同流态的变化规律。

答:通过尼古拉兹实验可以发现:在层流中λ仅是雷诺数Re的函数并与Re成反比;在层流到紊流过渡区,λ仅是Re的函数;在紊流光滑区λ=f1(Re);过渡区λ=f2(Re,△/d);粗糙区λ=f3(△/d),紊流粗糙区又称为阻力平方区。

14. 湍流的瞬时速度、时均速度、脉动速度、断面平均速度有何联系和区别?答:瞬时流速u,为某一空间点的实际流速,在紊流流态下随时间脉动;时均流速,为某一空间点的瞬时速度在时段T内的时间平均值;脉动速度u'与时均速度的叠加等于瞬时速度;断面平均速度v,为过流断面上各点的流速(湍流是时均速度)的断面平均值。

15. 如何区分水力光滑管和水力粗糙管,两者是否固定不变?解:不是固定不变的。

通过对比流动的粘性底层厚度δ与管壁绝对粗糙度值Δ的大小进行判断。

水力粗糙管。

水力光滑管;∆<∆>δδ16. 定性绘出图示管道(短管)的总水头线和测压管水头线。

答:17. 管嘴出流产生真空的原因和条件是什么?答:原因是流体质点流动时由于有惯性,因而流线不能成折线,是光滑的曲线,所以能够形成真空区域;条件是:管嘴长度为管径的3~4倍;作用水头H0极限值为9.0m。

18. 管网水力计算遵循的原则是什么?答:①任一节点流入和流出的流量相等;②任一闭合环路中,如规定顺时针方向流动的阻力损失为正,反之为负,则各管段阻力损失的代数和必等于零。

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