09 流体例题

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流体测试题及答案解析

流体测试题及答案解析

流体测试题及答案解析一、选择题(每题2分,共10分)1. 流体力学中,以下哪个参数是描述流体粘性的?A. 密度B. 压力C. 粘度D. 温度答案:C2. 流体在管道中流动时,流速最大的区域是:A. 管道中心B. 管道壁C. 管道入口D. 管道出口答案:A3. 根据伯努利方程,流体在流动过程中,以下哪项参数是守恒的?A. 压力能B. 动能C. 势能D. 总能量答案:D4. 流体的可压缩性是指:A. 流体体积随压力变化的性质B. 流体体积随温度变化的性质C. 流体质量随压力变化的性质D. 流体质量随温度变化的性质答案:A5. 在流体力学中,雷诺数是用来描述流体流动的哪种特性?A. 粘性B. 惯性C. 压缩性D. 表面张力答案:B二、填空题(每空1分,共10分)1. 流体的密度是指单位体积内流体的质量,其单位是 ________。

答案:kg/m³2. 流体的粘度是描述流体内部摩擦阻力的物理量,其单位是________。

答案:Pa·s3. 流体流动时,流速与压力之间的关系遵循 ________ 定律。

答案:伯努利4. 当流体流动的雷诺数小于2000时,流动状态通常被认为是________。

答案:层流5. 流体的表面张力是作用在液体表面,使液体表面积缩小的力,其单位是 ________。

答案:N/m三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述流体力学中连续性方程的物理意义。

答案:连续性方程表明,在稳定流动的流体中,流体的质量流量是守恒的,即单位时间内流入某截面的流体质量等于流出该截面的流体质量。

2. 描述流体流动的层流和湍流的主要区别。

答案:层流是指流体流动时各层流体之间没有相互掺混,流线平行且平滑;而湍流是指流体流动时各层流体之间存在强烈的混合和涡旋,流线紊乱且不规则。

3. 解释什么是流体的粘性,并说明其对流体流动的影响。

答案:流体的粘性是指流体内部分子间由于分子间的吸引力和摩擦力而产生的阻力,它对流体流动的影响主要表现为增加流体流动的阻力,减缓流速,影响流体的流动状态。

流体流动练习题

流体流动练习题

流体流动练习题在学习流体力学的过程中,进行练习题是巩固理论知识的重要途径。

本文将为大家提供一些流体流动的练习题,通过解答这些问题,帮助读者更好地掌握流体力学的基本概念和计算方法。

题目一:水管中的流量计算在水管中,水的流速为2 m/s,管道的截面积为0.2 m²,求水管中的流量。

解析:流量的计算公式为Q=A×V,其中Q表示流量,A表示管道的截面积,V表示水的流速。

根据给定条件,代入公式可得:Q=0.2 m²× 2 m/s = 0.4 m³/s。

因此,水管中的流量为0.4立方米/秒。

题目二:狭缝中的流速计算一个狭缝的宽度为0.1 mm,狭缝中的液体通过速度为0.5 m/s,求液体通过狭缝时的流速。

解析:狭缝中的流速计算可以使用泊松公式:V=Q/A,其中V表示流速,Q表示流量,A表示狭缝的横截面积。

根据给定条件,流量Q=0.1 mm × 0.5 m/s = 0.05 mm²/s。

由于1 mm²=10⁻⁶ m²,所以流量Q=0.05 × 10⁻⁶ m²/s。

代入公式可得:V = (0.05 × 10⁻⁶ m²/s) / (0.1 ×10⁻³ m²) = 0.5 m/s。

因此,液体通过狭缝时的流速为0.5 m/s。

题目三:贯流管中的压力计算贯流管的入口直径为10 cm,出口直径为5 cm,入口处的压力为1 MPa,求出口处的压力。

解析:贯流管中的压力计算可以使用伯努利方程:P₁ + (1/2)ρV₁²+ ρgh₁ = P₂ + (1/2)ρV₂² + ρgh₂,其中P₁和P₂分别表示入口和出口处的压力,V₁和V₂分别表示入口和出口处的速度,ρ表示液体的密度,g表示重力加速度,h₁和h₂分别表示入口和出口处的高度。

根据问题的描述,入口处的压力P₁为1 MPa,入口和出口处的高度相同,速度V₁和V₂与流体的密度无关,因此可以将伯努利方程简化为:P₁+ (1/2)ρV₁² = P₂ + (1/2)ρV₂²。

微专题动量定理解决流体类问题

微专题动量定理解决流体类问题

微专题:动量定理解决流体类问题题型一:液体、气体类解决方法:沿流速v 方向,任取一段流体,假设作用时间极短为Δt,流体横截面积为S ,密度为ρ,那么在极短时间内流体的长度:t L ∆⋅=v ,流体体积为:t S SL V ∆⋅==v ,流体质量为:t S V m ∆⋅==v ρρ根据动量定理:v m t F ∆⋅=∆⋅带入m 的值得:v S F ∆⋅=v ρ【例】如图所示,用高压水枪喷出的强力水柱洗车,设水柱截面半径为r ,水流速度大小为v 。

水柱垂直车窗,水柱冲击车窗后水的速度变为零,水的密度为ρ,水柱对车窗的平均冲击力大小为( )【解析】取Δt 时间内高压水枪喷出的水为研究对象,取喷出水的方向为正方向,根据动量定理解得,车窗对水柱的平均作用力为F =22r v πρ负号表示方向与正方向相反,根据牛顿第三定律,水柱对车窗的平均冲击力大小为22r v πρ。

故选D 。

题型二:粒子类(电子、光子、尘埃等)解决方法:沿流速v 方向,任取一段流体,假设作用时间极短为Δt,单位体积内粒子数目为n ,每个粒子的质量为m ,流体横截面积为S ,那么在极短时间内流体的长度:t L ∆⋅=v ,流体体积为:t S SL V ∆⋅==v ,流体内的粒子数目为:t S V N ∆⋅==v n n流体质量为:t S N M ∆⋅==vm n m根据动量定理:v M t F ∆⋅=∆⋅带入M 的值得:v vm n F ∆⋅=S【例】一宇宙飞船以v =1.0×104 m/s 的速度进入密度为ρ=2.0×107 kg/m 3的微陨石流中,如果飞船在垂直于运动方向的最大截面积为S =5m 2,且认为微陨石与飞船碰撞后都附着在飞船上。

为使飞船的速度保持不变,飞船的牵引力应为( )A .100 NB .200 NC .50 ND .150 N【解析】选在时间Δt 内与飞船碰撞的微陨石为研究对象,其质量应等于底面积为S ,高为v t ∆的直柱体内微陨石尘的质量,即 初动量为0,末动量为mv 。

09 流体例题解析

09 流体例题解析

RHg gHg R g H2O H2O
再选泵入口为基面,在3-4间列伯式 Z3+(p3/ρg)+ (u32/2g)+He = Z4+(p4/ρg)+(u42/2g)
RH2O

0.6 13600g 1000g
( u42- u32)/2g ≈0 问题:为何没有hf3-4 Et3 We hf 34 Et4 hf 34 (p4/ρg)=He+(Z3-Z4) +[(u32-u42)/2g]- H3(真)
gz1
gz3
u42
2

u32 2

p3 (表) 0

u4 2 9.81 1 4.43m / s
1m
喉径 u2=(d4/ d2)2 u4 =(1/ 0.8)2 4.43=6.92与 2-2 间
大气
gz1

u22 2

p2 (表)

流体能自动从高 (机械能)能位 流向低(机械能) 能位
(1) pA pC (2) pM pN (3) H R
CC
next
练习 如图所示的容器中贮有密度为1250kg·m-3的液体, 液面高度为3.2m。容器侧壁上有两根测压管线,距容器底的 分别为2m及1m,容器上部空间的压力(表压)为29.4kPa。 试求:
(1)压差计读数(指示液密度为1400kg·m-3); (2)A、B两个弹簧压力表的读数。
2
4
2
2
大气
Et2'

gz2

p2 (表)


Et3

0
24
z' p2 (表) 14.13 1.44m

大气压强流体压强和流速的关系典型例题及练习

大气压强流体压强和流速的关系典型例题及练习

大气压强流体压强和流速的关系典型例题及练习一、典型例题1、回忆一下我们吸墨水的过程:将笔头插入墨水中,用力捏一下橡皮管,放手后墨水就被吸进橡皮管。

用力捏一下橡皮管的目的是,墨水是在的作用下被压进橡皮管的。

答案:排出橡皮管内的空气大气压解析:要利用大气压,必须改变内部的气压,使内部气压小于外界的大气压,这样容器出口处内外压强不等,流体在压力差的作用下,就会从压强大的一侧流向压强小的一侧,即大气压就把墨水压进橡皮管内了。

2、(08辽宁)很多同学在喝完袋装酸奶后,又用力吸一下,会发现奶袋变瘪了,这说叫力可以改变物体的_______;这个实验可以证明_______ 是存在的。

答案:形状;大气压强解析:用力吸,吸走的是袋内的空气,袋内没有了气压,而外界有大气,袋子变瘪了,是外界的大气压将它压瘪的。

这就证明了大气压的存在。

说明:大气压的应用是中考考点。

3、(08广东)(7分)我们生活的空间存在着大气压,只是我们平时没有在意它的存在.现提供下列器材:A.塑料吸盘两个B.玻璃片一块C.玻璃杯一个D.带吸管的纸盒饮料一盒E.水.请你选择所需器材,设计一个小实验来证明大气压的存在。

(1)写出你所选用的器材,并简述你的实验方法及观察到的现象。

(2)请举出一个在生活中应用大气压的例子:答案:(1)○1A 先将两个吸盘挤压在一起,然后用力向两侧拉拉不开或难拉开○2B、C、E 将玻璃杯内灌满水,盖上玻璃片,然后用手托着玻璃片倒立放手玻璃片不会掉下来○3D 将吸管插入饮料盒,然后用嘴吸饮料随着饮料吸入嘴中饮料盒会变扁(2)拔火罐吸墨水等解析:这些实验都是课堂上演示的证明大气压存在的一些典型实验,不需要加以解释。

说明:与大气压有关的实验是中考考点。

4、(08乌鲁木齐)乙图所示实验最早是由物理学家做的。

如果将倒立在水银槽中的玻璃管稍微向上提一些,但管口不离开水银面,这时管内外水银面之间的高度差(选填“增大”、“不变”或“减小”)。

高中流体试题及答案

高中流体试题及答案

高中流体试题及答案一、选择题1. 流体静力学中,流体处于静止状态时,其压力分布规律是:A. 随深度增加而增加B. 随深度增加而减少C. 随深度增加而不变D. 随深度增加而先增加后减少答案:A2. 流体动力学中,流体的粘滞性是由以下哪个因素决定的?A. 流体的密度B. 流体的温度C. 流体的流速D. 流体的压强答案:B3. 根据伯努利方程,流体在流动过程中,以下哪项是守恒的?A. 动能B. 势能C. 总能量D. 动量答案:C二、填空题1. 当流体在管道中流动时,其速度增加,则其压力______(增加/减少)。

答案:减少2. 流体的雷诺数是描述流体流动状态的无量纲数,它与流体的______、速度和管道直径有关。

答案:密度3. 流体力学中的连续性方程表明,在没有质量源或汇的情况下,流体的______在任何截面上都是相同的。

答案:质量流量三、简答题1. 描述流体的不可压缩性条件是什么?答案:流体的不可压缩性条件是指在流体流动过程中,流体的密度保持不变,即流体的质量在流动过程中不会增加或减少。

2. 流体的粘性对流体流动有何影响?答案:流体的粘性对流体流动的影响主要表现在流体内部的摩擦阻力上。

粘性较大的流体在流动时,其内部摩擦力较大,流动阻力增加,可能导致流体流动速度的减小和流动路径的改变。

四、计算题1. 已知一圆柱形管道内流体的流速为2m/s,管道直径为0.1m,流体的密度为1000kg/m³,求管道内流体的质量流量。

答案:质量流量Q = ρ * A * v = 1000 kg/m³ * π *(0.1m/2)² * 2m/s = 0.0157 m³/s2. 假设一流体在水平管道中以恒定速度流动,管道直径为0.05m,流体的粘性系数为0.001 Pa·s,求流体的雷诺数。

答案:雷诺数Re = (ρ * v * D) / μ = (1000 kg/m³ * 2 m/s * 0.05 m) / 0.001 Pa·s = 100000五、论述题1. 论述流体力学在航空航天领域的应用。

流体测试题及答案高中

流体测试题及答案高中

流体测试题及答案高中一、选择题1. 流体静力学中,压强与深度的关系是:A. 成正比B. 成反比C. 无关D. 成线性关系答案:A2. 以下哪个公式是描述流体在水平管道中流动的连续性方程?A. \( P_1 + \rho gh_1 = P_2 + \rho gh_2 \)B. \( Q_1 = Q_2 \)C. \( P_1 = P_2 \)D. \( P + \rho gh + \frac{1}{2} \rho v^2 = \text{常数} \)答案:B3. 流体的粘性对流动的影响主要体现在:A. 增加流速B. 增加压强B. 减小压强D. 减小流速答案:D二、填空题4. 流体的压强与流速的关系是,流速越大的地方压强越______。

答案:小5. 流体力学中的伯努利定律表明,在理想流体中,流体的总能量(包括压强能、势能和动能)沿流线是______的。

答案:守恒三、简答题6. 请简述流体的粘性对流体流动的影响。

答案:流体的粘性会使得流体层之间产生摩擦力,这种摩擦力会阻碍流体的流动,导致流速减小,同时也会使得流体在管道中的流动产生阻力,影响流体的流动状态。

四、计算题7. 假设有一个水平放置的管道,管道的直径为0.2米,管道中的水以2米/秒的速度流动。

如果管道的长度为100米,求管道中的水流在流动过程中的总能量损失。

答案:首先,我们需要计算管道的横截面积 \( A = \pi r^2 = \pi (0.2/2)^2 \) 平方米。

然后,利用连续性方程 \( Q = A v \) 计算流量 \( Q \)。

接着,我们可以使用达西-韦斯巴赫摩擦因子\( f \) 来估算能量损失,但题目中没有给出相关参数,因此我们无法直接计算能量损失。

如果题目提供了管道的粗糙度和雷诺数,我们可以使用达西-韦斯巴赫方程来计算能量损失。

结束语:通过本测试题的练习,希望同学们能够加深对流体力学基本概念和原理的理解,提高解决流体力学问题的能力。

流体运动练习题

流体运动练习题

流体运动练习题在学习流体力学相关知识时,进行练习题是非常重要的一部分。

通过练习题的解答,我们可以更加深入地理解流体运动的原理和应用。

下面是一些流体运动练习题,帮助大家加深对这一概念的理解。

练习题一:斜面上的流体流动假设有一个倾斜角度为θ的斜面,上面有一水平管道,管道之间有一段高度为h的竖直距离。

斜面上方的水箱中有一深度为H的水柱。

求当水流过管道时,出口的速度。

解答:设斜面的长度为L,管道的长度为d,管道入口处的面积为A1,出口处的面积为A2,管道入口处的速度为v1,出口处的速度为v2。

根据质量守恒定律,流入管道的质量等于流出管道的质量:ρ₁ * A₁ * v₁ = ρ₂ * A₂ * v₂其中ρ₁为水箱中的水密度,ρ₂为管道内的水密度。

由连续方程可知,流动过程中单位时间内流入管道的体积等于单位时间内流出管道的体积:A₁ * v₁ = A₂ * v₂通过以上两个方程,可以解得v₂的值。

练习题二:流体在水平管道中的流动假设有一水平管道,管道长度为L,截面积为A,有一段长度为d的管道内壁粗糙程度为ε。

当管道内液体流动速度为v时,求管道内壁受到的摩擦力F。

解答:根据达西定理,管道内壁受到的摩擦力可以通过以下公式计算:F = f * ρ * A * v² / 2其中f为管道内壁的摩擦系数,ρ为液体的密度。

在该问题中,管道内壁的粗糙程度为ε,可以利用密度函数方法计算摩擦系数f。

将管道内壁分成若干小区间,每个小区间的长度为Δx,宽度为Δy。

在每个小区间内,液体受到的正压力和摩擦力之和等于液体的密度乘以加速度。

通过计算每个小区间的摩擦力,再将其累加即可得到管道内壁受到的总摩擦力。

练习题三:流体的流速和流量关系假设有一管道,管道横截面积为A,液体的密度为ρ,管道内的液体流速为v。

求液体的流量Q。

解答:根据流量定义,流量Q等于单位时间内通过截面A的体积,可以通过以下公式计算:Q = A * v在流体力学中,流速是指流体通过单位时间内通过管道横截面的体积,而流量是指单位时间内通过管道横截面的体积。

流体题库.doc

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流体流动 一填空 (1)流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来的 2 倍;如果只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为原来的 1/4 倍。

(2)离心泵的特性曲线通常包括 H-Q 曲线、 η-Q 和 N-Q 曲线,这些曲线表示在一定 转速 下,输送某种特定的液体时泵的性能。

(3) 处于同一水平面的液体,维持等压面的条件必须是 静止的 、 连通着的 、 同一种连续的液体 。

流体在管内流动时,如要测取管截面上的流速分布,应选用 皮托 流量计测量。

(4) 如果流体为理想流体且无外加功的情况下,写出:单位质量流体的机械能衡算式为⎽⎽⎽⎽常数=++=gpg u z E ρ22 ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽;单位重量流体的机械能衡算式为⎽⎽⎽⎽⎽ 常数=++=p u gz E 22ρρ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽;单位体积流体的机械能衡算式为⎽⎽⎽⎽⎽⎽ 常数=++=gpg u z E ρ22⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽;(5) 有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为 z 1ρg+(u 12ρ/2)+p 1+W s ρ= z 2ρg+(u 22ρ/2)+p 2 +ρ∑h f ,各项单位为 Pa (N/m 2) 。

(6)气体的粘度随温度升高而 增加 ,水的粘度随温度升高而 降低 。

(7) 流体在变径管中作稳定流动,在管径缩小的地方其静压能 减小 。

(8) 流体流动的连续性方程是 u 1A ρ1= u 2A ρ2=······= u A ρ ;适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为 u 1d 12 = u 2d 22 = ······= u d 2。

(9) 当地大气压为745mmHg 测得一容器内的绝对压强为350mmHg ,则真空度为 395mmHg 。

流体试题及答案

流体试题及答案

流体试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 流体力学中,流体的粘性系数表示的是:A. 流体的密度B. 流体的压缩性C. 流体的粘滞性D. 流体的可压缩性答案:C2. 流体静力学中,液体压力随深度增加而:A. 减小B. 增大C. 不变D. 先增大后减小答案:B3. 流体动力学中,伯努利方程描述的是:A. 流体的粘性B. 流体的能量守恒C. 流体的动量守恒D. 流体的热力学性质答案:B4. 流体在管道中流动时,流速增加,压力会:A. 增加B. 减小C. 不变D. 先减小后增加答案:B5. 流体力学中,雷诺数是用来判断流体流动状态的无量纲数,它与流体的:A. 密度和粘度B. 密度和流速C. 粘度和流速D. 密度、粘度和流速答案:D二、填空题(每题2分,共10分)1. 流体力学中的连续性方程表明,流体的______和______在封闭管道中是守恒的。

答案:质量流量;动量2. 当流体的雷诺数小于2000时,流体的流动状态通常被认为是______流动。

答案:层流3. 流体在管道中流动时,若管道截面突然扩大,流体的流速将会______,压力将会______。

答案:减小;增加4. 流体力学中的纳维-斯托克斯方程描述了流体的______和______。

答案:动量守恒;质量守恒5. 在流体力学中,流体的粘性系数通常用希腊字母______表示。

答案:μ三、简答题(每题5分,共20分)1. 请简述流体力学中流体的粘性对流动的影响。

答案:流体的粘性会影响流体流动的阻力和流动状态。

粘性较大的流体在流动时会产生更大的内部摩擦力,从而增加流体流动的阻力,可能导致层流转变为湍流,影响流体的流动特性和能量损失。

2. 描述流体静力学中压力分布的特点。

答案:在流体静力学中,流体的压力随深度线性增加,且在同一点处,各个方向的压力相等。

这意味着流体内部的压强仅依赖于深度和流体的密度,而与流体的流动状态无关。

3. 解释伯努利方程在流体动力学中的应用。

流体力学习题及答案-第九章

流体力学习题及答案-第九章

第九章边界层理论9-1设长为L ,宽为b 的平板,其边界层中层流流动速度分布为δ//0y U u =。

试求边界层的厚度分布()x δ以及平板的摩擦阻力系数。

答:(1)求边界层的厚度分布()x δ:边界层的动量损失厚度为:δδδδδδδθδδδδ6131211102200000=-=-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎰⎰⎰⎰dy y dy y dy y y dy U u U u , 壁面剪切应力0τ为:δμμτ000U y u y =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂==。

将θ和0τ代入平板层流边界层动量积分方程中:20U dx d ρτθ= 得到:δνδμρδ0020161U U U dx d =⋅=, 整理得到:dx U d 06νδδ= 对上式两端同时积分可得:C x U +=02621νδ 式中C 为积分常数。

将边界层前缘边界条件0=x 时0=δ代入上式,可得0=C ;因此:x U 0212νδ= x x U x Re 32320==νδ(2)求平板的摩擦阻力系数:由动量积分方程可得平板表面摩擦剪切应力为:dxd U dx d U δρθρτ2020061==, 由于: 032U xνδ=,两端同时对x 求导得到:21021032132--⋅=⋅⋅=x U x U dx d ννδ, 代回到0τ的表达式中,得到:xU x U U x U U dx d U Re 1636363612002021020200ρνρνρδρτ==⋅==- 因此局部摩擦阻力系数为:x x U C Re 1578.0Re 13321/200=⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛=ρττ; 总摩擦阻力系数为:⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎰Lb U dx C Lf 200021/ρτ 由于:L L L L U L U L U dx x U U dx Re 13333632002002102000ρνρνρτ===⎰⎰-, 因此:L L L f b b Lb U L U C Re 155.1Re 1332211Re 1332020=⋅=⋅=ρρ。

流体测试题及答案详解

流体测试题及答案详解

流体测试题及答案详解一、选择题(每题2分,共10分)1. 以下哪项不是流体静力学的基本假设?A. 流体是连续介质B. 流体是不可压缩的C. 流体各向同性D. 流体是完全弹性体答案:D2. 流体的粘性系数在下列哪种情况下会增加?A. 温度升高B. 压力增大C. 流速增加D. 流体密度增加答案:A3. 流体在管道中流动时,流速最大的地方是:A. 管道入口B. 管道出口C. 管道中心D. 管道壁答案:C4. 流体的雷诺数是用来描述流体流动的哪种特性?A. 压缩性B. 粘性C. 惯性D. 表面张力答案:B5. 流体动力学中的伯努利方程适用于以下哪种流体流动?A. 可压缩流体B. 非定常流动C. 粘性流体D. 不可压缩流体答案:D二、填空题(每题2分,共10分)1. 流体的______是流体力学研究的基础假设之一。

答案:连续性2. 流体的粘性可以通过______来测量。

答案:粘度计3. 流体的______是指流体在单位时间内通过某一截面的体积。

答案:流量4. 流体的______是指流体在单位时间内通过某一截面的质量。

答案:质量流率5. 流体的______是指流体内部各点的速度分布。

答案:流速剖面三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述流体静力学的基本原理。

答案:流体静力学的基本原理是流体在静止状态下,作用在流体上的力达到平衡状态,即流体内部的压强在各个方向上相等。

2. 什么是流体的粘性?它对流体流动有何影响?答案:流体的粘性是指流体内部分子间的摩擦力,它对流体流动的影响主要表现在流体的阻力和能量损失上。

3. 描述流体的雷诺数是如何影响流体流动的。

答案:流体的雷诺数是描述流体流动特性的一个重要无量纲数,它反映了流体流动的惯性力与粘性力之间的相对关系。

雷诺数较低时,流体流动呈层流状态;雷诺数较高时,流体流动呈湍流状态。

4. 流体的伯努利方程在实际工程中有哪些应用?答案:流体的伯努利方程在实际工程中应用广泛,如在管道设计、喷嘴设计、水轮机设计等领域,用于计算流体在管道或通道中的流速、压力和高度的变化。

流体测试题及答案解析高中

流体测试题及答案解析高中

流体测试题及答案解析高中一、选择题1. 流体静力学中,液体压强的特点是()A. 与液体的密度有关B. 与液体的深度有关C. 与容器的形状无关D. 与液体的重力有关答案:B解析:根据帕斯卡定律,液体压强与液体的密度和深度有关,与容器的形状无关,与液体的重力无关。

2. 流体的连续性方程描述的是()A. 流体的体积守恒B. 流体的质量守恒C. 流体的动量守恒D. 流体的能量守恒答案:B解析:流体的连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的体现,它描述了在没有质量源或汇的情况下,单位时间内通过某一截面的质量是恒定的。

二、填空题3. 流体的粘性与流体的______有关,与流体的______有关。

答案:温度;类型解析:流体的粘性是描述流体内部分子间摩擦力的物理量,它与流体的温度和类型有关。

温度升高,粘性降低;不同类型的流体,其粘性也不同。

4. 流体的雷诺数是描述流体流动状态的无量纲数,它与流体的______、______、______和______有关。

答案:密度;速度;粘度;特征长度解析:雷诺数是流体力学中描述流体流动状态的无量纲数,它与流体的密度、速度、粘度和特征长度有关。

雷诺数的大小可以判断流体流动是层流还是湍流。

三、简答题5. 请简述伯努利方程的基本原理。

答案:伯努利方程是描述理想流体在稳定流动过程中能量守恒的方程。

它表明在没有外力作用的情况下,流体的总能量(包括动能、势能和压力能)在流动过程中保持不变。

解析:伯努利方程是流体力学中非常重要的方程之一,它可以帮助我们理解流体在管道、河流等不同条件下的能量转换和流动特性。

四、计算题6. 已知一水平管道中水的流速为2m/s,管道直径为0.2m,求管道中水的雷诺数。

答案:首先计算特征速度v=2m/s,特征长度L=0.2m。

假设水的密度ρ=1000kg/m³,水的粘度μ=1×10⁻³Pa·s。

根据雷诺数的定义Re=ρvL/μ,代入数值计算得Re=1000×2×0.2/(1×10⁻³)=400000。

流体的压强典型例题.DOC

流体的压强典型例题.DOC

(09烟台)5.我国铁路大提速后,站台上的乘客与列车间的空气流速和压强也发生了变化,为了有效地防止安全事故的发生,站台的安全线距离由原来的1m 变为2m .关于列车与乘客间空气流速及压强的变化,判断正确的是A .空气流速变大,压强变小B .空气流速变大,压强变大C .空气流速变小,压强变大D .空气流速变小,压强变小。

答案:A(09泰安)7.小明同学在倒置的漏斗里放一个乒乓球,用手指托住乒乓球。

然后从漏斗口向下用力吹气,并将手指移开,如图所示,那么以下分析正确的是A .乒乓球不会下落,因为其上方气体流速增大,压强变大B .乒乓球不会下落,因为其上方气体流速增大,压强变小C .乒乓球会下落,因为其上方气体流速增大,压强变大D .乒乓球会下落,因为其上方气体流速增大,压强变小答案:B(09台州).你是否有这样的经历:撑一把雨伞行走在雨中,如图所示,一阵大风吹来,伞面可能被“吸”,严重变形。

下列有关这一现象及其解释,正确的是A .伞面被向下“吸”B .伞上方的空气流速大于下方C .伞上方的空气流速等于下方D .伞上方的空气流速小于下方答案:B(09江苏).如图所示,在两张纸片中间向下吹气,可观察到两纸片 ,这是因为气体流速越大的地方压强越 .答案:靠拢 小(09南昌).如图所示,是我国海军舰艇赴亚丁湾护航时的情景.护航编队一般采用前后护航形式,而不采用“并排”护航,这是因为流体流速大的地方 小,当两船高速并排行驶时,容易发生 事故.答案:压强 相撞(09山东平原县)刘星坐在汽车上,看到路旁的树木向后退去,他是以 为参照物的;汽车行驶过程中,开了车窗,小明看到车内悬挂的窗帘在 飘动(选填“车内”或“车外”);这是由于车外空气的流速大于车内,而使车内的气压________车外的气压而造成的(选填“大于”、“小于”或“等于”)答案:汽车 车外 大于第18题图(09湖南娄底).生活处处有物理,留心观察皆学问.厨房中也包含着很多物理知识.如:抽油烟机在工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强,从而在周围大气压的作用下将油烟压向扇口排出.答案:小。

09流体模型(微元法)[整理版]

09流体模型(微元法)[整理版]

图109流体模型(微元法)在中学物理中,往往遇到一些用常规方法难以解决的问题,如研究对象难以确定或研究对象不是理想模型(如质点、点电荷等),再如问题中所涉及到的物理量是非线性变化量,无法用初等数学进行计算等情况。

这时可以采取“微元法”,即将所研究的对象或者所涉及的物理过程,分割成许多微小的单元,从而将非理想物理模型变成理想物理模型;将曲面变成平面;将曲线变成直线;将非线性变量变成线性变量,甚至常量。

然后选择微小的单元,利用常规的方法进行分析和讨论,能够简捷而迅速地得出结果。

流体模型(如水流、气流、粒子流等)具有连续性作用的特点,若从整体着手,便会有“山重水复疑无路”的痛苦,若运用“微元法”从微元下手,就会有“柳暗花明又一村”的惊喜,下面例举几例以供体会。

例题1:高压采煤水枪出口的横截面积为s ,水的射速为v ,射到煤层上后水的速度变为零,若水的密度为ρ,求水对煤的冲力。

解析:采用微元法分析,取冲到墙上的一小段水柱为研究对象,设这一小段水的质量为△m ,则△m=ρv △ts ,应用动量定理,取水平向左为正方向。

则有:煤层F△mgv图3F △t=P ´-P=△mv=ρv △tsv 所以F=ρv 2s 由牛顿第三定律得,水对煤层的冲力F ´=-F=-ρv 2s ,其中负号表示方向水平向右。

例题2:自动称米机已被许多粮店广泛使用。

但买者认为:因为米流落到容器中有向下的冲力,所以实际的米量不足,自己不划算;而卖者则认为:当预定米的质量数满足时,此刻尚有一些米仍在空中,这些米是多出来的,自己才真的划算。

因而双方争执不休,究竟哪方说得对还是都不对呢?解析:设米流的流量为dkg/s,它是恒定的,自动装置能即刻在出口处切断米流,米流在出口处速度很小可视为零。

若切断米流后,盛米容器中静止的那部分米的质量为m 1kg ,空中还在下落米的质量为m 2kg ,则设落到已静止的米堆(m 1)上的一小层米的质量为△m 。

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B 3.2m 2m 1m R A
p(表) 29.4 1.25 9.8 3.2 1 56.35kPa ( ) A p(表) 29.4 1.25 9.8 3.2 2 44.1kPa ( ) B
next
例题 已知:V水=60m3· -1 ,dA=100mm, h dB=200mm,ρi=1630kg· -3, m 忽略阻力损失。 求:(1)指示液哪侧高,R=? (2)水平放置,R有何变化?
例题 图示为马利奥特容器,当液体从A流出时容器上部产生 真空,外面的空气即从B管吸入。试根据图示尺寸(均为mm)计算 液面排至A所需时间。忽略阻力。 解:
1 2
a a面以上排放时间为 1
在a-o列柏式得
u2 gha u 2 gha 2
ha
1 2 g (1.5 1)
1m
喉径 u2=(d4/ d2) u4 =(1/ 0.8) 4.43=6.92m/s
2 2
2
2 2
4 4 1m 3
1-1 与 2-2 间
大气
2 u2 p2 (表) gz1 2
流体能自动从高 (机械能)能位 流向低(机械能) 能位
2
p 2 ( 表)

6.92 2 9.81 1 14.13J / kg 2
例题 某水泵进口管处真空表读数为650mmHg,出口管处压力 表读数为2.5at。试问水泵前后水的压强差为多少at,多少m水柱?
解: p p p 2.5 650 1.033 3.38at 33.8mH O 2 出 进
760
练习 如图所示,在充满水的两密闭 容器A和B的上、下两侧各连接管径、高 度均不相同的压差计。各连接管中充满 水,试回答(大于、小于、等于).
p2 E2 20m g
(2)假设流向1→2 p1 p2 H hf g g
h h
f f
0,则1 2 0,则2 1
例题 已知d1=2d2,l1=2l2,则
(1) hf 1 hf 2 ( ) (1)
V (2)两管均层流, 1 ( V2
)
32 lu 128 lV V1 l2 d1 4 p ( ) 8 2 4 d d V2 l1 d 2
1
P4
0.1m
解:(1) Rg (ρi-ρ)= 0.17×9.81×(13600-1000)= 2.1×104 Pa
V=0.7×(π/4)×(0.07)2×(2.1×104×2/1000)0.5=0.0174 m3/s
∴ u=V/(0.785d2)= 0.0174/(0.785×0.01)=2.22 [m/s]
RHg g Hg RH 2O g H 2O RH 2 O 13600 g 0 .6 1000 g
Z3+(p3/ρg)+ (u32/2g)+He = Z4+(p4/ρg)+(u42/2g)
( u42- u32)/2g ≈0 问题:为何没有hf3-4 (p4/ρg)=He+(Z3-Z4) +[(u32-u42)/2g]- H3(真)
增大;不变
用泵将密封储槽中20℃水通过内径为100mm的管道送往敞口 高位槽。两槽液面相差10m,密封槽内真空表p1读数为600mmHg (真空度),泵进口真空表读数为294mmHg(真空度)。泵出口 管路上孔板流量计孔口直径d0=70mm,流量系数为0.7,U型水 银压计差读数R =170mm。已知管路总能量损失为44J/kg, 试求:1.泵出口管路中水的流速。 2.泵出口处压力表的读数为多少? 【已知真空表与压力表相距0.1m, P 10m 孔板流量计的计算公式为: R Vs=C0A0 [2Rg(ρi-ρ)/ρ]0.5 】
Et 3 We h f 34 Et 4 h f 34
P4=ρg[He-0.1 - H3(真) ]=1000×9.8(22.7-0.1-0.294×13.6)=1.8×105Pa =1.8大气压(表)
例题 两台性能完全相同的泵用于由H送水至C。 (1)当两台泵并联操作,两压力表P的读数均为2kgf/cm2时,问送 至C处的水量为若干m3/h?已知:管路特性曲线可表示为L=A+BQ2m, 式中A、B均为常数,B=0.25×104S2/m5,Q为流量m3/s。从泵吸入处 水面H至压力表P间的管线长度(包括局部阻力的当量长度在内)为 14m,Φ114×4mm,摩擦系数可取为0.025。
又 R(ρi-ρ)g= (pB+ρgzB)- (pA+ρgzA) ∴ R=0.342m
(2)∵(pB+ρgzB)- (pA+ρgzA)=ρ(uA2-uB2)/2不变, ∴R不变
next
练习 (1)液体由A→B,R=R1, 由B→A,R=R2,则 ①R1>R2 ③R1<R2 ②R1=R2 ④R1=-R2
d15l2 4 5 d 2 l1
2 u1 d2 2 d12u1 4d 2 u2 4 2 1 u2 d1
例 简单管路的操作型问题分析举例 现将阀门开度减小,试定性分析以下各流动参数:管 内流量、阀门前后压力表读数pA、pB、摩擦损失wf(包括 出口)如何变化?
解:在1-2(出口外侧)间列柏式

4
d
2

4
D 2 1
解得 1 184s
a a面以下排放时间为 2
设某时刻液面高度为h, 从h液面至0列瞬时柏式,
可得
u2 gh u 2 gh 2
ha
2 gh

4
d d
2

4
D 2 dh
2
2
0
600 2 1 d ( ) 25 2g
B关小→po↓→uA↑、uC↓
1 2
uA A
O
uB B C uC
3
next
例题 流向判断 喉径内径与水管内径之比为0.8。若忽略水在管中流动时 的能量损失,试判断垂直小管中水的流向。 2 u3 p 3 ( 表) 解:假设垂直小管中流体静止 Et 3 gz 3 0 2 u2
1 1
4 1-1 和 4-4 间 gz1 2 u4 2 9.81 1 4.43m / s
3
u22 p2 (表) p2 (表) 9.81 0 Et 2 gz 2 2
4.32J / kg
next
Et2<Et3
1 1
小管中的水自下而上流动。 思考:小管多长时,水静 止不动?
2
2 2
1m
4
大气
2 1m
4
p2 ( 表 ) Et gz Et3 0 2
A
B
(2)图示R值大小反映 ① A、B间压差; ② A、B间压降损失; ③ A、B间动能变化; ④变径流动损失。
2 2 uB u A R1 g ( i ) p A pB W fAB 2
R
2 2 u A uB R2 g ( i ) pB p A W fAB 2
B A
0.2m
(1)uA=60/(3600×0.785×0.12)=2.12m·-1 s
uB=uA(dA/dB)2=0.531m·-1 s pA+ρgzA+ρuA2/2= pB+ρgzB+ρuB2/2 (pB+ρgzB)- (pA+ρgzA)=ρ(uA2-uB2)/2=2110N· -2 m
R
即指示液界面左高右低,
u1 (3)两管均层流, ( ) u2
u1 1 2 u d 8u2 d 8( ) 2 u2 2
2 1 1 2 2
V1 (4)两管均湍流,取 1 2, ( ) V2 u1 (5)两管均湍流,取 1 2, ( ) u2
l u 2 8lV 2 V hf 2 5 1 d 2 g gd V2

0
0.5
dh 184 s h
1 2 368 s
例题 已知ab与cd长度相等,管径与管壁粗糙度相同。 (1)U型压差计读数
① R1>R2 ③ R1 <R2 ② R1 =R2 ④不确定
a
L
(2)液体通过ab与cd段能量损失
①hfab> hfcd ② hfab = hfcd ③ hfab < hfcd ④不确定
(2)如果使用单泵操作,且要求送至C处的水量为上述的一半, 则压力表读数应为若干kgf/cm2?为什么? 解: (1)分别在H-P、H-C间列柏式,可得
1
1
Et1 Et2 w f 12 (包括出口)
不变 不变 不变
pA
A B
pB
2 2
因阀门阻力系数增加,wfA-B↑→V↓
考察 1-A
2 uA Et1 w f 1 A 2
pA
考察 B-2
pB


p2

w fB 2
不变
结论: 局部阻力系数↑使流量↓ 下游阻力↑使上游压强↑ 上游阻力↑使下游压强↓ 阻力损失总是表现为流体 机械能的降低 next
' 2
p2 (表) 14.13 z2 1.44 m g 9.81
'
3
3
next
流体在一段圆形水平直管中流动,测得管内平均流速0.5m/s, 管路两端压强降为10Pa,管内Re为1000,问管中心处点速度为多 少 m/s ,若流速增加为1 m/s ,则压强降为多少 Pa? 1 m/s ,20Pa (写出分析过程) 水在内径一定的圆管中稳定流动,若质量流量一定,当温度 升高时,Re值将________。 增大 测流体流量时,随着流体流量增加,孔板流量计两侧压差值 将______,若改用转子流量计测量,当流量增大时,转子两端压 差值将______。
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