工程流体力学
新版工程流体力学课后习题答案(杜广生)-新版.pdf

p2 + Hg gh=p1
pB =p2+ 水 g( h H - H B)
联立以上三式,可得:
pA + 水 g( H A H)=pB 水 g(h+H H B)+ H ggh
化简可得:
h= (pA
pB )+ 水 g( H A
( Hg
水 )g
H B)
2.744 105 1.372 105 +1000 9.8 (548-304) 10-2
《工程流体力学(杜广生) 》习题答案
《工程流体力学(杜广生) 》习题答案
第一章 习题
1. 解: 依据相对密度的定义: d
f
13600 13.6。
w 1000
式中, w 表示 4 摄氏度时水的密度。
2. 解: 查表可知,标准状态下:
CO2 1.976kg / m3 , SO2 2.927kg / m3 , O2 1.429kg / m3 ,
pA =pa + Hg gh2 - 水 gh1=101325+13550 9.8 900 10-3-1000 9.8 800 10-3=212.996 kPa
4. 解:
设容器中气体的真空压强为 pe ,绝对压强为 pab
如图所示,选取 1-1 截面为等压面,则列等压面方程: pab + g h=pa
查表可知水银在标准大气压, 20 摄氏度时的密度为 13.55 103 kg/m3
因此,可以计算
h 得到:
h=
pA -pB Hg g
(2.7+2.9)
= 13.55
103
104 =0.422m
全套课件-工程流体力学 冯燕

(五)牛顿流体和非牛顿流体
• 牛顿流体满足牛顿粘性定律( 常数) • 非牛顿流体切应力不仅与切变率成非线性关
系 ,而且还可能与时间有关。
三.压缩性与膨胀性
• 压缩性:流体受压后,分子间距减小,体积缩小,密度增大, 除去外力作用后能恢复原状的性质。
• 膨胀性:流体受热后,分子间距增大,体积膨胀,密度减小, 当温度下降后能恢复原状的性质。
0
273 273 t
p 101325
• ρ0为标准状态(0℃,101325Pa)下气体的密度。
三.压缩性与膨胀性
• (四)不可压缩流体模型 不可压缩流体:忽略压缩性,密度等于常数的
流体。
四.表面张力特性
• (一)液体的表面张力 • 用表面张力系数σ来度量 • 不同的液体在不同温度下具有不同表面张
• 研究流体平衡、宏观机械运动规律及其在 工程中应用的科学,是力学的一个分支学 科。
• 包括: • 基本原理 • 基本原理的应用
五、流体力学的研究方法
• 实验研究 • 理论分析 • 数值模拟 • 三种方法互相结合,为发展流体力学理论,
解决复杂的工程技术问题奠定了基础。
• 对于一些重要的工程流体力学问题的研究, 通常采用理论分析、数值模拟和实验研究相 结合的途径。
• (一)液体的压缩性
•
体积压缩系数
dV
κ=- V
•
dp
• 弹性模量 K = 1
κ
对于大多数液体,随压强的增加稍为减小。
三.压缩性与膨胀性
• (一)液体的压缩性
• K越大,愈不易压缩
• 在常温下,温度每升高1℃,水的体积相对增量仅为 万分之一点五;温度较高时,如90~100℃,也只 增加万分之七。
《工程流体力学》课后习题答案

pB 水 H B p A 水 H A Hg h pB p A 水 H A H B Hg h
pBA 水 H Hg h 9800 0.5 13.6 9800 0.5 71540 Pa 0.73at
2-10. 欲测输油管上 A、B 两点的压差,使用 U 形管压差计,内装水银,若读数 h=360mm, 油的相对密度 0.78,则 pA-pB=? 解:
p A 油hA pB 油hB Hg h p A pB Hg h 油 hB hA p A pB Hg h 油h 13.6 水 h 0.78 水 h 13.6 0.78 9800 360 10 3 45228.96 Pa 0.46at
题 2-4
4
2-5.
油罐内装相对密度 0.8 的油品,下有底水,为测 定油深及油面上的压力, 装置如图所示的 U 形管 水银压力计,测得各液面位置如图。试确定油面 高度 H 及液面压力 p0。 解:13.6×0.5-0.8=6mH2O 6-1.6=6-0.4-d 油 H H=(1.6-0.4)/d 油=1.5m P0=6-1.6mH2O=4.4mH2O=0.44at=4.312×104Pa (表压) 题 2-5 图
μ=νρ=0.4×10-4×890=3.56×10-2 Pa·s 1-8. 图示一平板在油面上作水平运动,已知运动速度 u=1m/s,板与固定边界 的距离δ=1,油的动力粘度μ=1.147Pa·s,由平板所带动的油层的运动 速度呈直线分布,求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少?
2
解: 1-9. 题
E
1-5.
1
p
1 4 108 Pa 9 2.5 10
工程流体力学讲义

强制涡
r r0
ω
复合涡
自由涡
1.速度分布
前面已讨论过涡核内外的速度分布:
涡内:
与半径成正比如图
。由于
Hale Waihona Puke 这部分流体有旋。涡外:
与半径r成反比。
在时
当 不变 处 的 为常数
2、压力分布: 自由涡:由于是无旋流动,在自由涡中 任取一点与无穷远处写伯努利方程:
忽略位能
若
则
将
代入
在自由涡中 p与r 成平方关系,(抛物线)
3.点源的压力分布 在源上任取一点与无穷远处写能量方程
将 , 代入
有
p
P与r成抛物线正比。r
p;r p
r r0
三、点涡
点涡:无限长的直 线涡束所形成的平 面流动。除涡线本 身有旋外涡线外的 流体绕涡线做等速 圆周运动且无旋。
这种流动也称纯环流。若设点涡的强度
为
则在半径r处由点涡所诱导的速
度为 而
例2:求有间断面的平行流的速度环量 Γ=?
4
3
b
1L 2
u1 u2
例3:龙卷风的速度分布为 时
时
试根据 stokes law 来判断是否为有 旋流动。
如图,当
,流体以ω象刚体一样转
动,称风眼或强迫涡(涡核)。
在
区域,流体绕涡核转动,流体
质点的运动轨迹是圆但本身并没有旋转
称之为自由涡或势涡。
强制涡
y
d
c
vu
a
b
c’ d’
Δα
b’
a’ Δβ
定义:单位时间内ab、cd转过的平均角度
称角变形速度,用 θ表示。 由定义有:
(完整版)工程流体力学习题及答案

(完整版)工程流体力学习题及答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第1章 绪论选择题【1.1】 按连续介质的概念,流体质点是指:(a )流体的分子;(b )流体内的固体颗粒;(c )几何的点;(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。
解:流体质点是指体积小到可以看作一个几何点,但它又含有大量的分子,且具有诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。
(d )【1.2】 与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是:(a )切应力和压强;(b )切应力和剪切变形速度;(c )切应力和剪切变形;(d )切应力和流速。
解:牛顿内摩擦定律是d d v y τμ=,而且速度梯度d d v y 是流体微团的剪切变形速度d d t γ,故d d t γτμ=。
(b )【1.3】流体运动黏度υ的国际单位是:(a )m 2/s ;(b )N/m 2;(c )kg/m ;(d )N·s/m 2。
解:流体的运动黏度υ的国际单位是/s m 2。
(a )【1.4】理想流体的特征是:(a )黏度是常数;(b )不可压缩;(c )无黏性;(d )符合RTp=ρ。
解:不考虑黏性的流体称为理想流体。
(c )【1.5】当水的压强增加一个大气压时,水的密度增大约为:(a )1/20 000;(b )1/1 000;(c )1/4 000;(d )1/2 000。
解:当水的压强增加一个大气压时,其密度增大约95d 1d 0.51011020 000k p ρρ-==⨯⨯⨯=。
(a )【1.6】 从力学的角度分析,一般流体和固体的区别在于流体:(a )能承受拉力,平衡时不能承受切应力;(b )不能承受拉力,平衡时能承受切应力;(c )不能承受拉力,平衡时不能承受切应力;(d )能承受拉力,平衡时也能承受切应力。
解:流体的特性是既不能承受拉力,同时具有很大的流动性,即平衡时不能承受切应力。
工程流体力学课后思考题-杜广生-

1-1:流体有哪些特性?论述液体与气体特征的异同。
1)流动性、压缩、膨胀性、粘性1—2: 什么是连续介质模型?为什么要建立?1) 将流体作为由无穷多稠密、没有间隙的流体质点构成的连续介质,于是可将流体视为在时间和空间连续分布的函数.2) ①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;②可以用连续函数的解析方法等数学工具去研究流体的平衡和运动规律。
1-3:流体密度、相对密度概念,它们之间的关系?1) 密度:单位体内流体所具有的质量,表征流体的质量在空间的密集程度。
相对密度:在标准大气压下流体的密度与4℃时纯水的密度的比值。
关系: 1-4:什么是流体的压缩性和膨胀性?1) 压缩性:在一定的温度下,单位压强增量引起的体积变化率定义为流体的压缩性系数,其值越大,流体越容易压缩,反之,不容易压缩。
2) 膨胀性:当压强一定时,流体温度变化体积改变的性质称为流体的膨胀性1-5:举例说明怎样确定流体是可压缩还是不可压缩的?气体和液体都是可压缩的,通常将气体时为可压缩流体,液体视为不可压缩流体。
水下爆炸:水也要时为可压缩流体;当气体流速比较低时也可以视为不可压缩流体. 1—6:什么是流体的黏性?静止流体是否有黏性?1) 流体流动时产生内摩擦力的性质程为流体的黏性2) 黏性是流体的本身属性,永远存在。
1-7:作用在流体上的力有哪些?质量力、表面力。
1-8: 什么是表面张力?表面张力,是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力2—1:流体静压强有哪些特性?如何证明?1) 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2)????2-2:流体平衡微分方程的物理意义是什么?在静止流体内的任一点上,作用在单位质量流体上的质量力与静压强的合力相平衡 2—3:什么是等压面?等压面的方程是什么?有什么重要性质?1) 在流体中压强相等的点组成的面。
《工程流体力学》试卷(含答案)

《工程流体力学》试卷试卷说明:重力加速度取10m/s2,水的密度取1000kg/m3,水银密度取13.6×103kg/m3,标准大气压取0.1Mpa,动能修正系数和动量修正系数均取1,π取3.14,所有计算结果均保留两位不为零小数(即小于0.1的保留两位有效数字)。
一、填空题(共5空,每空2分,共10分)1.压力输水管模型实验,长度比尺,4,模型流量与原型流量之比应为();如果是明渠流实验,模型流量与原型流量之比应为()。
2.长管各并联管段的()相等;各串联管段的()相等。
3.水泵汽蚀现象发生的原因是()。
二、判断题(每题2分,共10分)1. 应用动量方程时,流体所受合力不应考虑质量力。
()2.流线是欧拉法的描述,迹线属于拉格朗日法的描述,二者是没有关系的。
()3.流线是一组同心圆的流体一定属于有旋流动。
()4.雷诺实验中,层流过渡到紊流有一个过程,紊流过渡到层流则是突然变化。
()5.大部分局部阻力系数需要通过实验得到,小部分可以计算得到。
()三、单项选择题(每题2分,共10分)1.运动粘度ν的国际单位是()A.kg/mB.m/s2C.m2/sD.N/m22.均匀流()A.迁移加速度为0B.当地加速度为0C.流速不随时间变化D.各点流速均相同3.雷诺数的物理意义表示()A.黏滞力与重力之比B.重力与惯性力之比C.惯性力与黏滞力之比D.压力与黏滞力之比4.比较在正常工作条件下,作用水头H,直径d相等时,小孔口的流量Q()和圆柱形外管嘴的流量QnA.Q>QnB.Q<QnC.Q=QnD.无法确定5. 下图中曲面ABCD的压力体绘制,正确的是()A.B.C.D.以上均不正确四、计算题(共7题,每题10分,共70分)1.如图所示的皮托管,测量风管中空气的点流速,若图中U形水柱计液柱高差为1cm,空气密度为1.2kg/m3,求测点空气流速。
2.如图所示的矩形闸门,高h=3m,宽b=2m,上游水深h1=6m,下游水深h2=5m,求闸门上的静水压力和作用点。
工程流体力学知识点总结

工程流体力学知识点总结一、工程流体力学的内容1.流体力学的基本概念工程流体力学是一门重要的工程学科,它是研究运动的流体分布特性、流动过程的动力学特征、流体受力的控制机理以及提供理论支持的工程应用理论。
它综合了物理学、数学、材料学和力学等知识,它包括流体动力学、传热传质、流体力学和流体机械等方面的研究内容。
2.流体动力学流体动力学是流体运动的力学理论,它研究的是流体中的物理量,如流速、压力、密度等的变化和流体运动的规律。
它是流体物理学的基本内容,是工程流体力学的基础理论。
它的研究内容主要包括流体的静力学、流体的流变力学、流体的流动特性、流体的热力学性质、流体的动力学和流体的流动特性等。
3.传热传质传热传质是研究流体在传热和传质的过程中热量和物质的传递机理的一门学科。
它包括流体的热传导、热对流和热辐射、物质的传质、物质输运等方面的内容。
4.流体力学流体力学是一门综合学科,是研究流体的能量、动量和位置变化的动力学特性及其应用的学科。
流体力学研究的内容包括流体的流量和压力、流体的质量和动量、流体的流速、流体的流动特性等。
它主要研究的是流体受力的特性和运动特性,是工程流体力学中最重要的学科之一。
5.流体机械的理论流体机械是研究利用流体动力驱动转子的机械装置的科学,包括机械装置的流体的传动特性、涡轮机械和泵的流量控制、流体中的变频调速以及比热容与流场等。
它是工程流体力学中的重要内容,也是工程设计的重要基础。
二、工程流体力学的应用工程流体力学的基本理论可以应用于各种工程中,如机械制造、空气动力学、海洋技术、热能技术、新能源技术、能源储存和节能技术、化工反应技术等。
它在社会经济建设中发挥着重要作用,可以为社会生产提供良好的环境保护技术手段,也可以为工程设计和技术开发提供依据。
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上海电力学院
2009年硕士研究生入学考试《工程流体力学》课程考试大纲
参考书目:《工程流体力学》水利电力出版社(第二版) 孔珑主编
一、复习总体要求
工程流体力学是热能工程学科硕士研究生选考的专业基础课。它的评价标准是优秀本科
毕业生能达到的水平,以保证被录取者具有较好的流体力学理论基础。
考试的基本要求:要求考生正确地理解流体力学的基本概念与基本理论,深入地掌握流
体力学中基本规律与基本原理,熟练地运用流体力学的基本方程与基本公式,具有较好的分
析问题和解决问题的能力。
二、复习内容
第一章 绪论
1.流体的定义和特征,流体微团与连续介质假设。——要求达到“领会”层次。
2.作用在流体上的力:表面力和质量力。——要求达到“简单应用”层次。
3.流体的密度。——要求达到“识记”层次。
4.流体的压缩性与膨胀性,完全气体的状态方程,不可压缩流体与可压缩流体——要求达到
“简单应用”层次。
5.流体的粘性,牛顿内摩擦定律及其应用,理想流体与粘性流体。——要求达到“简单应
用”层次。
第二章 流体静力学
1.流体静压强及其特性。——要求达到“识记”层次。
2.流体平衡微分方程,等压面及其性质。——要求达到“领会”层次。
3.重力作用下流体静力学基本方程式及其应用,绝对压强、计示压强和真空。——要求达到
“简单应用”层次。
4.测压计原理。——要求达到“简单应用”层次。
5.液体的相对平衡。——要求达到“简单应用”层次。
6.静止液体作用在平面上的总压力,压力中心。——要求达到“简单应用”层次。
7.静止液体作用在曲面上的总压力,压力体,阿基米德原理。——要求达到“简单应用”层
次。
第三章 流体运动的基本概念与基本方程
1.研究流体运动的两种方法:拉格朗日方法和欧拉方法,加速度,质点导数及其意义。
——要求达到“识记”层次。
2.定常流动与非定常流动,一维、二维、三维流动。——要求达到“领会”层次。
3.迹线、流线、流管、流束、流量、有效截面、平均流速、水力半径。——要求达到“领
会”层次。
4.系统、控制体、输运公式。——要求达到“领会”层次。
第2页
5.积分形式的连续性方程,一维流动的连续性方程及其应用。——要求达到“简单应用”层
次。
6.动量方程及其应用。——要求达到“综合应用”层次。
7.动量矩方程及其应用。——要求达到“简单应用”层次。
8.能量方程。——要求达到“领会”层次。
9.伯努利方程及应用。——要求达到“简单应用”层次。
第四章 相似原理和量纲分析
1.流动的力学相似:几何相似、运动相似、动力相似。——要求达到“领会”层次。
2.动力相似准则,相似准则数。——要求达到“领会”层次。
3.相似条件。——要求达到“简单应用”层次。
4.近似的模型试验。——要求达到“简单应用”层次。
5.量纲一致性原理。——要求达到“识记”层次。
6.量纲分析方法,瑞利法,定理。——要求达到“简单应用”层次。
第五章 管流损失和水力计算
1.流动阻力和能量损失。——要求达到“领会”层次。
2.粘性流体的两种流动状态:层流和紊流,雷诺数。——要求达到“识记“层次。
3.圆管中粘性流体层流流动的速度分布与沿程阻力的计算。——要求达到“领会”层次。
4.粘性流体紊流流动的脉动性与时均化,普朗特混合长度理论,水力光滑和水力粗糙,
圆管中紊流流动的速度分布。——要求达到“领会”层次。
5.圆管中沿程损失系数的的计算与实验研究,非圆管中沿程损失的计算。——要求达到“简
单应用”层次。
6.局部损失。——要求达到“简单应用”层次。
7.简单管道、串联管道、并联管道的水力计算。——要求达到“综合应用”层次。
8.液体的出流。——要求达到“简单应用”层次。
9.水击概念、水击压力、水击危害性。——要求达到“领会”层次。
第六章 气体的一维流动
1.声速、马赫数、微弱扰动波的一维传播。——要求达到“识记”层次。
2.气体一维等熵流动的基本方程,气流的三种特定状态。——要求达到“简单应用”层次。
3.收缩喷管与缩放喷管的分析与计算。——要求达到“综合应用”层次。
4.等截面管中有摩擦管流。——要求达到“识记”层次。
5.等截面换热管流。——要求达到“识记”层次。
6.激波的形成、特征和分类。——要求达到“领会”层次。
7.正激波前后气流参数的关系。——要求达到“简单应用”层次。
第七章 理想流体的有旋流动和无旋流动
1.微分形式的连续性方程。——要求达到“简单应用”层次。
2.流体微团运动的分解,有旋流动与无旋流动。——要求达到“领会”层次。
3.理想流体的运动微分方程。——要求达到“领会”层次。
4.欧拉积分式与伯努利积分式。——要求达到“领会”层次。
5.涡线,涡管,涡束、涡通量。——要求达到“领会”层次。
6.速度环量,旋涡定理(斯托克斯定理、汤姆孙定理、亥姆霍兹定理)。——要求达到“领
第3页
会”层次。
7.无旋流动的速度势,不可压缩平面流动的流函数,流网。——要求达到“简单应用”层次。
8.简单的不可压缩平面无旋流动与叠加。——要求达到“简单应用”层次。
9.平行流绕圆柱体的无环流和有环流流动,库塔—儒可夫斯基升力公式。——要求达到“简
单应用”层次。
第八章 粘性流体绕过物体的流动
1.流体的内应力与本构方程,不可压缩粘性流体的运动微分方程(N-S方程)。——要求达
到“领会”层次。
2.不可压缩粘性流体的层流流动。——要求达到“领会”层次。
3.边界层的基本概念和性质。——要求达到“识记”层次。
4.层流边界层微分方程。——要求达到“领会”层次。
5.边界层的动量积分关系。——要求达到“领会”层次。
6.平板层流边界层,紊流边界层和混合边界层的近似计算。——要求达到“简单应用”层次。
7.曲面边界层的分离现象。——要求达到“领会”层次。
8.粘性流体绕圆柱体的流动,卡门涡街。——要求达到“识记”层次。
9.物体的运动阻力:摩擦阻力与压差阻力,阻力系数,减阻措施。——要求达到“领会”层
次。
第九章 气体的二维流动
1.微弱扰动在空间的传播,马赫锥。——要求达到“识记”层次。
2.微弱扰动波,膨胀波,压缩波。——要求达到“领会”层次。
3.斜激波。——要求达到“领会”层次。