大学流体力学期末考试题型和章节复习
清华大学流体力学期末一页纸复习

1.可压缩气流(1)体弹系数 (K越大约不容易压缩)
(2)完全气体状态方程
2.音速 (平面波、柱面波、球面波、水击波)
水中 空气中
3.马赫数 来流速度
Ma<0.2不可压缩
4.理想气体一维流动基本方程
连续方程: 运动方程:
能量方程:恒定流动: 定容(不可压缩) 定温: 或 等熵:
空气:
第八章绕流运动
1.无旋流动
拉普拉斯方程(不可压缩流体无旋运动连续性方程)
平面无旋运动连续性方程 (
(
2.边界层边界层流动雷诺数 转捩点雷诺数
3.边界层微分关系式紊流时均流动的运动方程(雷诺方程)
简化(普朗特边界层微分方程)
,
4.边界层位移厚度 动量损失厚度
5.平板边界层动量积分方程 板面切应力等于沿程单位长度动量通量损失
拉格朗日法:质点系法:跟踪研究单个流体质点的运动全过程,记录其在运动过程中位移的时间历程,通过综合所有质点的运动,构成整个流体的运动。
欧拉法:流场法:考虑空间点,观察先后流经这一空间点的各个流体质点的运动情况。综合所有的空间点的情况,构成整个流体的运动。
2.流体质点的加速度、质点导数:如果用欧拉法
(时变加速度+位变加速度)
3.有关流场的几个概念
(1)恒定流:恒定流时变加速度为0,位变加速度不一定为0
(2)迹线:拉格朗日法流体质点的运动轨迹
流线:欧拉法流速场的矢量线,某瞬时对应流动方向的曲线
(3)流管:(瞬时)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。(瞬时内无流入流出)
流量:元流流量 总流流量 断面平均流速
(4)均匀流:位变加速度为0,时变加速度不一定为0,流线为平行直线,流动沿流线方向不变。非均匀流:流线为曲线或非平行直线
流体力学期末总复习

2.选择题(2′×10=20′)
3.计算题(共5题,共60分)
1)静止流体作用下的总压力;(10 ′)
2)动量定理;(12′) 3)π定理证明关系式; (10′) 4)实际流体伯努利方程,水头损失; (10′) 5)管系, U形管测压计,泵的有效功率。 (18′)
u x t u y = t u z t
u x u x u x ux uy uz x y z u y u y u y ux uy uz x y z u z u z u z ux uy uz x y z
位变(迁移)加速度
p p0 gh
适用条件:静止、不可压缩流体。
帕斯卡定律:自由液面上 的压强将以同样的大小传 递到液体内部的任意点上
5.掌握流体静压力的计量标准及其表示方法
p pM pab pv pab
pab>pa
pa pab<pa p=0
绝对压力pab 表压 pM 真空压力(真空度) pv
注意:pv表示绝对压强小于当地大气压强而形成真空的程度,读正值!
2.掌握连续介质假设
内容: 不考虑流体的微观结构,而是采用简化模型来代替流体的真是 微观结构。流体充满着一个空间时是不留任何空隙的,即把流 体看做是连续介质。 意义: 不必研究大量分子的瞬间运动状态,而只要研究描述流体宏 观状态物理量。将一个本来是大量的离散分子或原子的运动 问题近似为连续充满整个空间的流体质点的运动问题。
液体在曲面上面,垂直分力方向向下。 液体在曲面下面,垂直分力方向向上。
第三章 流体运动学 1.了解描述流动的两种方法;
广西大学工程流体力学期末考试复习题

一、选择题1、作用与流体的质量力包括( )A 、压力B 、 摩擦阻力C 、重力D 、表面张力2、理想流体的特征()A 、粘度是常数B 、不可压缩C 、无粘性D 、符合PV=RT3、某点的真空度为65000Pa,当大地大气压为0.1MPa ,该点的绝对压强为()A 、65000PaB 、35000PaC 、16500PaD 、30000Pa4、流线和迹线重合的流动是()A 、不可压缩流体流动B 、飞恒定流动C 、恒定流动D 、理想流体流动5、水平放置的渐扩管,如忽略水头损失,断面形心点的压强,有以下关系( )A 、12p p >B 、12=p pC 、12p p <D 、12p p 无法比较6、进行水力模型实验,要实现有压管六的流动力相似,应选的相似准则是( )A 、雷诺准则B 、 弗劳德准则C 、欧拉准则D 、其他7、两根直径不同的圆管,在流动雷诺数Re 相等时,它们的沿程阻力系数λ( )A 、一定不相等B 、可能相等C 、粗管的一定比细管的大D 、粗管的一定比细管的小8、在圆管流动中,湍流的断面流速分布符合( )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9、下列关于流体切应力的表述中,正确的是( )A 、层流的切应力取决于流体微团在层流间跃移的状态B 、湍流切应力的时均值只与时均流速梯度有关C 、无论是层流还是湍流,其切应力均与流速分布有关D 、A 、B 、C 均不正确10、关于粘性的说法哪个不正确()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滞运动的双重性D 、流体的粘性随温度的升高而增大11、与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是()A 、切应力和压强B 、切应力和剪切变形速率C 、切应力和剪切变形D 、切应力和流速12、重力场(质量力只有重力)中,水和水银所受的单位质量力f 水和f 水银的大小()A 、f 水<f 水银B 、f 水=f 水银C 、f 水>f 水银D 、不一定13、任意形状平面壁上静水压力的大小等于( )处静水压强乘以受压面的面积A 、受压面的中心B 、受压面的重心C 、受压面的形心D 、受压面的垂心14、实际流体在等直管道中流动,在流过断面1、2有A 、B 、C 点,则下面关系成立的是() A 、=g g A B A B P P ρρZ +Z + B 、=g g C B B C P P ρρZ +Z + C 、=g g C A A C P P ρρZ +Z + D 、>g g C A A C P P ρρZ +Z + 15、圆管内饿流动为层流时,沿程阻力与平均速度的()次方成正比A 、1B 、1.5C 、1.75D 、216、将渐缩管与突然缩小管相比,当两端管径比相同时,渐缩管的局部损失要小,其主要原因是()A 、流动分离减小了B 、壁面摩擦增加了C 、流体微团碰撞减弱了D 、流速增加了17、雷诺数Re 代表的是()之比A 、惯性力与重力B 、重力与压力C 、粘性力与重力D 、粘性力与惯性力18、两根直径相同的圆管,以同样速度输送水和空气,不会出现()A 、水管内层流,气管内湍流B 、水汽管内都层流C 、水管内湍流,气管内层流D 、水汽管内都湍流19、平面流动具有流函数的条件()A 、理想流体B 、无旋流动C 、具有速度势D 、满足连续性20、已知如图所示排水管的断面平均流速v=2.0m/s ,则管道出口的局部水头损失f h =()mA 、0.102B 、 0.204C 、0.306D 、0.408二、填空题1、按连续性介质的概念,流体质点是指2、两种互不相混的液体,当它们处于平衡状态时,其分界面必为3、垂直放置的矩形平板挡水,水深3m ,静水压力F 的作用点到水面的距离y D 为4、一变直径管,直径1d =320m ,2d =160m ,流速1v =1.5m/s ,2v 为5、若测压管的读书为1h ,毛细升高为2h ,则该点的测压管实际高度为多少? (测压管的工作流体分别为水和水银)6、粘性流体微团的表面力与作用面 各个方向上的法应力7、两个流体现象的相似,必须满足 ,运动相似和8、由流速v ,重力加速度g 和水深h 组成的无量纲量为9、圆管内的流动为层流时,沿程阻力与平均速度的 次方成正比。
高等流体力学复习题及答案

《高等流体力学》复习题一、基本概念1.什么是流体,什么是流体质点?答:在任何微小剪切应力作用下,都会发生连续不断变形的物质称为流体。
宏观无限小,微观无限大,由大量流体分子组成,能够反映流体运动状态的集合称为流体质点。
2.什么事连续介质模型?在流体力学中为什么要建立连续介质这一理论模型?答:认为流体内的每一点都被确定的流体质点所占据,其中并无间隙,于是流体的任一参数φ(密度、压力、速度等)都可表示为空间坐标和时间的连续函数(,,,)x y z t φφ=,而且是连续可微函数,这就是流体连续介质假说,即流体连续介质模型。
建立“连续介质”模型,是对流体物质结构的简化,使在分析流体问题得到两大方便:第一、 可以不考虑流体复杂的微观粒子运动,只考虑在外力作用下的微观运动;第二、 能用数学分析的连续函数工具。
3.给出流体压缩性系数和膨胀性系数的定义及表达式。
答:压缩性系数:单位体积的相对减小所需的压强增值。
(/)/d d βρρρ=膨胀性系数:在一定压强下,单位温度升高所引起的液体体积的相对增加值。
(/)(/)/v a dV V dT d dT ρρ==-4.什么是理想流体,正压流体,不可压缩流体?答:当流体物质的粘度较小,同时其内部运动的相对速度也不大,所产生的粘性应力比起其它类型的力来说可以忽略不计时,可把流体近似地看为是无粘性的,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。
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。
5.什么是定常场;均匀场;并用数学形式表达。
答: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。
其数学表达式为:)(r ϕϕ=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。
其数学表达式为:)(t ϕϕ=6.分别用数学表达式给出拉格朗日法和欧拉法的流体加速度表达式。
流体力学期末复习,计算部分

实用文档 文案大全 三计算题
一、粘性 1.一平板在油面上作水平运动,如图所示。已知平板运动速度V=1.0m/s,板与固定边界的距离δ=1mm,油的粘度μ=0.09807Pa·s。试求作用在平板单位面积上的切向力。
2. 一底面积为2cm5045, 质量为6kg的木块,沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动, 木 块运动速度sm2.1u,油层厚度mm1,斜面角C02(如图所示),求油的动 力粘度。
u 二静力学 1.设有一盛水的密闭容器,如图所示。已知容器内点A的相对压强为4.9×104Pa。若在该点左侧壁上安装一玻璃测压管,已知水的密度ρ=1000kg/m3,试问需要多长的玻璃测压管?若在该点的右侧壁上安装一水银压差计,已知水银的密度ρHg=13.6×103kg/m3,h1=0.2m,试问水银柱高度差h2是多大?
2.如图所示的半园AB 曲面,宽度m1b,直径m3D,试求曲AB 所受的静水总压力。
D/2
A
B水水D 实用文档
文案大全 α O B O A
H pa 3. 如下图,水从水箱经管路流出,管路上设阀门K,已知L=6m,α=30°,H=5m, B点位于出口断面形心点。假设不考虑能量损失,以O-O面为基准面,试问:阀门K关闭时,A点的位置水头、压强水头、测压管水头各是多少?
4. 位于不同高度的两球形容器,分别贮有 2mkN9.8gA的 油 和2mkN00.10gB的盐水,差压计内工作液体为水银。
m21h,m32h,m8.03h,若B点压强2cmN20Bp,求A点压强Ap 的大小。
MM
AB
汞
h
hh
A
B
1
23 5. 球形容器由两个半球面铆接而成,有8个铆钉,球的半径m1R,内盛有水, 玻璃管中液面至球顶的垂直距离2m. 1H,求每个铆钉所受的拉力。
RH
6.设有一盛静水的密闭容器,如图所示。由标尺量出水银压差计左肢内水银液面距A点的高度h1=0.46m,左右两侧液面高度差h2=0.4m,
流体力学与液压传动复习题4套含答案(大学期末复习资料)

流体力学与液压传动复习题4套含答案〔大学期末复习资料〕复习题〔一〕学号姓名一填空题:1.液压传动的定义是以液体为介质,依靠运动着的液体压力能来传递动力。
它的两个主要特征是①压力取决于负载②速度取决于流量。
2.液压系统通常可以由以下五大局部组成能源装置〔动力元件〕、执行元件、控制元件、辅助元件、工作介质。
3.单位体积液体的质量称为液体的密度,用?表示,写成 ? = m/V ,单位是 kg/m3。
单位体积液体的重量称为液体的重度,用?表示,写成 ? = mg/V ,单位是 N/m3 。
重度与密度的关系是 ? = ?g 。
4.动力粘度的表达式为μ=,其物理定义是两相邻液体层以单位速度梯度流动时,在单位接触面积上产生的内摩擦力。
μ的单位在CGS制中为 dyn·s/cm2 ,简称泊(P) ;在国际单位制中为 N·s/m2 ,简称 Pa·s 。
运动粘度是动力粘度与密度的比值,即 ? = μ/ ? 。
?的单位在CGS制中为 cm2/s ,简称 St〔斯〕,在国际单位制中为 m2/s 。
5.温度升高时,液体的粘度降低,此时系统或元件泄漏量将增加,因此希望粘度随温度的变化越小越好。
油液粘度与温度的关系称为粘温特性。
6.我国液压油的牌号是以该油在温度为 50oC 时的运动粘度来确定的。
例如20号液压油表示为 50oC时的运动粘度为20厘斯(20cSt) 。
7.液体静压传递原理〔帕斯卡原理〕是密闭容器内,施加于静止液体上的单位压力将等值、同时地传递到液体内所有各点。
8.理想液体是指无粘度、不可压缩的假想液体,稳定流动是指液体的运动参数仅是空间坐标的函数,不随时间变化。
9.流量连续性方程说明液体在稳定流动时流经不同截面的流速与其通流截面积大小成反比,即管子细的地方流速快,管子粗的地方流速慢。
10.佰努利方程可以写成 p/ρg +Z +u2/2g = 常数,式中每一项分别表示比压能、比位能、比动能,它们的量纲都是长度。
流体力学期末考试题(题库+答案)

1、作用在流体的质量力包括( D )A压力B摩擦力C表面张力D惯性力2、层流与紊流的本质区别是:( D )A. 紊流流速>层流流速;B. 流道截面大的为湍流,截面小的为层流;C. 层流的雷诺数<紊流的雷诺数;D. 层流无径向脉动,而紊流有径向脉动3、已知水流的沿程水力摩擦系数 只与边界粗糙度有关,可判断该水流属于( D )A 层流区;B 紊流光滑区;C 紊流过渡粗糙区;D 紊流粗糙区。
4、一个工程大气压等于( B )Pa; ( C )Kgf.cm-2。
A 1.013×105B 9.8×104C 1D 1.55、长管的总水头线与测压管水头线( A )A相重合; B相平行,呈直线;C相平行,呈阶梯状; D以上答案都不对。
6、绝对压强p abs、相对压强p 、真空值p v、当地大气压强p a之间的关系是( C )A p abs=p+p v B p=p abs+p a C p v=p a-p abs Dp=pabs-pV 7、将管路上的阀门关小时,其阻力系数( C )A. 变小B. 变大C. 不变8、如果忽略流体的重力效应,则不需要考虑哪一个相似性参数?( B )A弗劳德数 B 雷诺数C.欧拉数 D马赫数9、水泵的扬程是指( C )A 水泵提水高度;B 水泵提水高度+吸水管的水头损失;C 水泵提水高度 + 吸水管与压水管的水头损失。
10、紊流粗糙区的水头损失与流速成( B )A 一次方关系;B 二次方关系;C 1.75~2.0次方关系。
11、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数( C )A 急流和缓流;B 均匀流和非均匀流;C 层流和紊流;D 恒定流和非恒定流。
12、离心泵的性能曲线中的H-Q线是在( B )情况下测定的。
A. 效率一定;B. 功率一定;C. 转速一定;D. 管路(l+∑le)一定。
13.离心泵并联操作的目的是( C ).A. 增大位能B. 增大扬程C. 增大流量14.离心泵最常用的调节方法是( B )A. 改变吸入管路中阀门开度B. 改变压出管路中阀门的开度C. 安置回流支路,改变循环量的大小D. 车削离心泵的叶轮15并联管路问题中,有( C )A.流经每一管路的水头损失相加得总水头损失B.流经所有管路的流量相同C.并联的任一管路的水头损失相同D.当总流量已知时,可直接解得各管的流量16作用水头相同时,孔口的过流量要比相同直径的管咀过流量( B )(A)大 ; (B)小;(C)相同;(D)无法确定。
流体力学期末考试复习题及参考答案-专升本

《流体力学》复习题一、填空题1、和固体相比,平衡时的牛顿流体只能承受,而不能承受和。
2、空气在温度为290K,压强为760mmHg时的密度和容重分别为kg/m3和N/m3。
3、1工程大气压等于千帕,等于水柱高,等于汞柱高。
4、圆管层流的沿程阻力系数仅与有关,且成比,而和无关。
5、正方形形断面管道(边长为a),其水力半径R等于,当量直径de 等于。
6、并联管路总流量与各分支管流量的关系为。
总阻力损失与分支管阻力损失的关系为。
总阻抗S与各分支管阻抗的关系为。
流量的分配规律为。
7、因次是指物理量的和。
因次分析法就是通过对的各种性质的分析来研究现象相似性的方法。
8、牛顿内摩擦定律的表达形式为,称为牛顿流体,在现实生活中可视为牛顿流体的有和等。
9、正三角形断面管道(边长为a),其水力半径R等于,当量直径de 等于。
10、流体在层流区运动时,沿程阻力系数λ与有关,紊流运动沿程阻力系数λ在光滑管区与有关,在过渡区与有关,在粗糙区与有关。
11、风机的压头(全压)p是指。
12、泵或风机的工作点是与的交点。
13、并联管路总流量与各分支管流量的关系为。
总阻力损失与分支管阻力损失的关系为。
总阻抗S与各分支管阻抗的关系为。
流量的分配规律为。
14、静止非均质流体的水平面是,和。
二、选择题1、按流体力学连续介质的概念,流体质点是指()。
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、与牛顿内摩擦定律有直接关系的因素是()。
A、切应力和压强B、切应力和直角变形速度C、切应力和线变形D、切应力和流速3、静水中斜置平面的形心淹没深度h C与压力中心淹没深度h D的关系是()。
A、h C>h DB、h C=h DC、h C<h DD、无规律4、液体温度增加,液体粘度()A、增加B、减小C、不变D、增加或减小5、在静止液体中潜体所受浮力的大小()。
A、与潜体的密度成正比B、与液体的密度成正比C、与潜体淹没的深度成正比D、与潜体的质量成正比6、粘性流体总水头线的变化规律是()。
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第一章 流体的主要物理性质计算题:1 一无限大平板在另一固定平面上作如图所示的平行运动,0.3V m s =,间隙高0.3h mm =,其中充满比重为0.88δ=、粘度为0.65cP μ=的流体,间隙中的流速按线性分布。
试求:(1)流体的运动粘度ν;(2)上平板壁面上的切应力τ上及其方向;(3)下平面壁面上的切应力τ下及其方向。
2 管道内流体速度分布为u=2y-y 2,式中u 为距管壁y 处的速度;试求:(1)管壁处之切应力;(2)距管壁0.5cm 处的切应力;(3)若管道直径d=2cm,在100长度的管壁上其总阻力为若干?设流体的粘度μ=0.4Pa ·s. 填空题:1流体力学中的三种主要假设模型是------------,-----------和--------------。
2 粘度是衡量流体--------物理量,动力粘度单位是--------。
问答题:1作用在流体上的力有哪几种?各如何表示?有何不同?判断题:1作用在流体质点上的力有重力和表面力( 错 ).2液体一定是不可压缩性流体, 气体一定是可压缩性流体(错). 3作用于流体上的重力可作为表面力来处理(错).第一章 流体的主要物理性质计算题:1 解: (1)437265100.88107.410m s νμρ--==⨯⨯=⨯(2)y hdv dyV h τμμ===上53265100.30.3100.65N m --=⨯⨯⨯=。
顺y 轴的方向看去,上平板壁面为一负平面,故所得τ的正值应指向负x 轴方向,即指向左边。
(3)20.65V h N m τμ==下。
下平面为一正平面,故正τ应指向x 轴的正方向,即指向右边。
2 解:先求速度梯度y dydu22-= (1) 管壁处的切应力为8.024.000=⨯===y dydu μτ 2N m(2) 距管壁0.5cm 处的切应力为 当y=0.5cm 时15.022=⨯-=dydu1s 所以 4.014.0=⨯==dyduμτ 2N m (3) 当d=2cm,l=100m 时的总阻力为026.51001028.020=⨯⨯⨯⨯==-ππτdl T N填空题:1 连续介质假设,不可压缩流体假设,理想流体假设2 粘性,Pa ·S 问答题:1 答: 作用在流体上的力有质量力和表面力.二种不同在于: ⑴质量力属于非接触产生的力,是力场的作用.表面力属于接触产生的力.⑵质量力作用在流体的每一个质点上,表面力作用在流体的表面上. ⑶质量力与流体的质量成正比,(如为均质体,与体积成正比),表面力与所取的流体的表面积成正比.第二章 流体静力学计算题:1 有如图所示的容器A 和B 。
用U 型测压计来测量它们的压差。
容器A 中液体的比重是0.85A δ=。
容器B 中液体的比重是 1.2B δ=。
200,240,60A B z mm z mm h mm ===。
U 型测压计中的介质为汞,问压差是多少?2 推导满装液体的圆柱形容器,在绕垂直轴做等加速度旋转时压强的表达式。
(a )容器的顶盖中心处开口;(b )容器的顶盖边缘处开口。
3铸造车轮时,为使铸件致密用离心铸造。
已知铸机转速n=600转/分,铁水重度=8870牛顿/米3,轮缘m点出的半径为450毫米,高铸件开口处顶面的垂直高度为200毫米,求铸造时轮缘m点处的相对压强。
4 如图所示(a) 和(b)为两个尺寸相同的圆柱形水筒,其高度为H,半径为R,顶盖上各开有小孔与大气相通,大气压为P a。
(a)图中的小孔开在盖的中心,即r=0处,(b)图中的孔开在顶盖的边上,即r=R处,设两个筒中都装满了水,都以等角速度w 旋转。
(1)求两种情况下,桶中流体的压力分布。
(2)已知R=12cm ,w=30π/s2。
求顶盖上A点(r=10cm)处的压强p.a.,两个桶中的p.a有无差别,为什么?5 一离心水泵的体积流量为 Q =20m3/h,安装高度h s =5.5m,吸水管内径d2=100 mm ,吸水管阻力h w =0.25m水柱,水池面积足够大,试求水泵进水口处以mmHg表示的真空度。
水温10℃此时水的运动粘性系数υ=1.308×10-6m/s.6 圆柱形容器充满液体,顶盖在r0有一侧压管,水位为h,如图所示。
当液体随同容器以角速度w旋转时,分别求A点,B点压强。
7 图中所示为一等加速向下的运动容器,其中盛水,水深h=2米,加速度a=4.9米/秒2,试确定(1)容器底部的流体静压力若干?(2)以多长的加速度运动才能使容器底部为大气压力?(3)以多大的加速度运动才能使容器底部为完全真空?填空题:1 帕斯卡原理是根据--------------方程得到的。
2 皮托管是用来测量------------的仪器。
3 -----------情况下,可采用斜管压力计以提高测量精度。
判断题:1静止流体中任意一点流体压强大小与作用面方向有关。
(1 ) 2流体的静压强是指在静止流体中,单位面积上的外法线作用力(1 ). 3静止流体中任意一点流体压强大小与作用面的方向无关(2 ).4静止流体中任意一点流体压强大小与作用面的空间方向无关,只是该点空间坐标的函数( 2).5在静止的不可压缩均质重力流体中,任意点处单位重量的总势能与该点的高度有关(1 ). 6流动流体的动压就是流体速度为零处的压强(1 ).7伯努利方程r p =++gz 22ν常数,适用于不可压无粘流体的有旋稳定流动(1 ). 8真空度就是绝对压力小于大气压力时的相对压力。
(2 ).9在柏努利方程实验管路中的静压力均为负值,说明气体是倒流的(1 ).10用斜管压力计可以判断来流的正负,但用U 型压力计不能判断之气体的绝对压力(1 ) 11气体的绝对压力就是表压力加上当地的大气压力. (2 ).第二章 流体静力学计算题:1 解:在重力场的作用下,同一液体同一水平面上压力相等。
故U 型计中O-O 面上两边压力相等,从而应有:()A A A B B B p gz p g z h gh ρρρ+=+-=汞 所求的压差()A B B B A A B p p p gz gz ghρρρρ∆=-=-+-汞()1.210009.810.240.8510009.810.29.810.0613.61000 1.21000=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯+⨯⨯-⨯ 28456N m =2 解:先推导完全开口时的压强表达式。
如图所示,根据达朗贝尔原理作用在液体质点上的质量力除重力外,还要虚加一个离心惯性力。
于是,作用在单位质量液体上的质量力在坐标轴x,y,z 方向的分力为gf y r f xr f z y x -=====2222s i nc o s ωαωωαω 代入欧拉平衡微分方程式 01=-g r a d p f ρ写成压差式,即)()(22gdz ydy xdx dz f dy f dx f dp z y x -+=++=ωωρρ积分得C gz y x +-+=)22(2222ωωρρ当 0,0==z r 时 a p p = 于是 a p C = ,就有)2(22z gr p p a -+=ωγ若用相对压强表示,则有)2(22z gr p -=ωγ(a )容器中心处开口的情况容器在旋转时,其内液面应呈抛物面,但受顶盖限制,液面不能形成抛物面。
虽这样,挨着顶盖的B 液面(见图)上各点的压强,仍然是按抛物线规律分布的。
等角速度旋转时的压强一般表达式C z gr p +-=)2(22ωγ由边界条件 a p p z r ===,0,0 ,确定 a p C = ,于是)2(22z gr p p a -+=ωγ式中(r,z )表示点的位置,在容器中z 均为负值。
这就是中心开口时的压强分布表达式,从式中可以看出,其绝对压强值为一个大气压。
(b )顶盖边缘开口的情况液体借离心力往外甩,显然越离中心远出压强越大,最大压强在边缘处,由于顶盖边缘开口,故边缘处的绝对压强值为pa 。
可以看出,其他各点处的压强均有真空存在,越近中心真空度就越大。
由于顶盖的存在,未能形成抛物面形的自由也面,但紧接顶盖B 面上各点的压强值,仍然是按抛物线规律分布的。
由等角速度旋转时的压强一般表达式C z gr p +-=)2(22ωγ由边界条件 0,==z R r 时 a p p = ,确定 gR p C a 222ωγ-= 于是有)2()2(2222z gr gR p p a -+-=ωγωγ这就是边缘开口时压强分布表达式。
可以看出,在容器内紧接顶盖的B 面上除边缘外均为真空。
3 解:这是属于上例中中心开口的情况,已得此时相对压强的表达式为)2(22z gr p -=ωλ将 s m z m r /20,2.0,45.0πω=-== 带入得atmm N p m 64.28/10810.2)]2.0(81.9245.0)20([687002822=⨯=--⨯⨯=π 所以,铸件以每分钟600转旋转时,在坐标为(0.45、—0.2)处的相对压强值为28.64atm 。
若只计及m 点处的位压'm p ,则atm m N h p m 1437.0/1074.132.06870033'=⨯=⨯==γ 所以atm p p p m m 78.2814.064.28'=+=+= 但比较起来,'m m p p 〉〉 可取 m p p = 。
4 解:(1)根据题意,两种情况下桶 内水中的压强分布均可用下式表示:c gz r w p +-=ρρ2221(a) 代入图(a )的边界条件r=0,z=0时, 得p= p .a ,所以图(a )中的压强分布为 a p gz r w p +-=ρρ2221(b) 对于图(b )的情况,对式(a) 代入图(b )的边界条件r=R,z=0, p= p .a , 得2221R w p c a ρ-=, 所以图(b )中的压强分布为a p z R r w ggp +--=)(21222ρ (c) (2)将A 点的坐标代入(b)式中得,相对压强222/4521cm N r w g P p A a A ==-ρ 将 点的坐标代入式中得,相对压力cm N R r w ggP p a A /98.1)(21222-=-=-ρ 由以上分析可知,由于两种情况桶内流体的运动状态相同,所以其压强分布是按抛物面规律分布。
但由于其开孔位置不同,边界条件也不同,所以A 点的压强大小也不同。
5 解:选择1-1截面(水池面)和2-2截面(水泵进水口)写伯努力方程,取池面为基准,∴Z 1=0P 1=P a ∵水池面足够大,可视V 1=0,水粘性系数为υ=1.308*10-6m/sw gv p Z g v p Z +++=++222222221111αγαγs m d Qv /71.01.0360014.342042222=⨯⨯⨯==π2300104.510308.11.071.0Re 46⨯=⨯⨯==-υvd吸水管内为紊流流动,故取α2=1 ∴w s gvp p +++=222221αγγ 水泵进口处真空度:o mh g v p p w s a v 2222278.525.08.9271.05.52=+⨯+=++=-=γ换算成水银柱: mmhg mhg hgoh v v 425425.06.13178.5'2==⨯==γγ6 解:对于旋转坐标系的离心场,用圆柱坐标(r,z )表示,取oz 向上,原点在A 点,质量力为离心力和重力 g y w x w z y x f -+=++=22 由压强分布规律()gdz ydy w xdx w dp -+=22ρ积分 c gz r w c rz y w x w p +-=+-+=ρρρρ2222222122B C h z r r ==,0时,p=0 代入gh r w c ρρ+-=2221w ∴()()z h g r r w p -+-=ρρ202221A 点压强:gh r w p A ρρ+-=20221 ),0,0(A p p z r ===B 点压强: ()b h gh r w p B ++-=ρρ20221 ),,0(B p p b z r =-==7 解:根据压力差公式:)(zdz ydy xdx p dp ++=本题: g a z y x -===,0 积分得:c z g a p +-=)(ρ B ,C a p p z ==,0 ∴a p c = 通式为: ()z g a pa p -+=ρ各容器底部 :又∵ ,h z -= ∴)1(ga rh p p a -+= (1)容器底部的绝对压力 )1(garh p p a -+==2/107877)8.99.41(2980798070m N =-⨯+ (2)欲使容器底部为大气压力 必须 a p p = 0)1(=-garh 2/90807s m g a == (3)欲使容器底部为真空 0)1(=-+garh p a 2/84.58)129807098070(807.9)1(s m rh p g a a =+⨯=+= 填空题: 1 水静力学 2 流速3 被测液体的压力与大气压相差不多时第三章 流体流动的基本方程计算题:1 已知虹吸管的直径d=150mm ,布置情况见附图所示,喷嘴直径d 2=50mm ,不计水头损失,求虹吸管的输水量及管中A 、B 、C 、D 各点的压强值。