北师大 流体力学思考题答案
流体力学实验思考题解答全
流体力学课程实验思考题解答(一)流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线就是根什么线？答:测压管水头指γpZ +,即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。
测压管水头线指测压管液面的连线。
从表1、1的实测数据或实验直接观察可知,同一静止液面的测压管水头线就是一根水平线。
2、 当0<B p 时,试根据记录数据确定水箱的真空区域。
答:以当00<p 时,第2次B 点量测数据(表1、1)为例,此时06.0<-=cm p Bγ,相应容器的真空区域包括以下3三部分:(1)过测压管2液面作一水平面,由等压面原理知,相对测压管2及水箱内的水体而言,该水平面为等压面,均为大气压强,故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域,均为真空区域。
(2)同理,过箱顶小杯的液面作一水平面,测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。
(3)在测压管5中,自水面向下深度为0∇-∇=H A P γ的一段水注亦为真空区。
这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等,亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等,均为0∇-∇=H A P γ。
3、 若再备一根直尺,试采用另外最简便的方法测定0γ。
答:最简单的方法,就是用直尺分别测量水箱内通大气情况下,管5油水界面至水面与油水界面至油面的垂直高度w h 与o h ,由式o o w w h h γγ=,从而求得o γ。
4、 如测压管太细,对测压管液面的读数将有何影响？答:设被测液体为水,测压管太细,测压管液面因毛细现象而升高,造成测量误差,毛细高度由下式计算γθσd h cos 4= 式中,σ为表面张力系数;γ为液体的容重;d 为测压管的内径;h 为毛细升高。
常温(C t ︒=20)的水,mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ,3/98.0mm dyn =γ。
水与玻璃的浸润角θ很小,可认为0.1cos =θ。
于就是有 dh 7.29= ()mm d h 单位均为、 一般说来,当玻璃测压管的内径大于10mm 时,毛细影响可略而不计。
流体力学复习思考题
(A) s/m2 (B) m2/s (C) N• s/m2 (D) N• m2/s
7. 流体的粘性与流体的 (D) 无关。 (A) 分子内聚力 (B) 分子动量交换 (C) 温度 (D) 速度梯度
EXIT
8. 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是 (C) 。
(A) 切应力与速度 (B) 切应力与剪切变形 (C)切应力与剪 切变形速度 (D) 切应力与压强变小
p0 h
EXIT
19. 图示一铅直矩形自动泄水闸门，门高h=3m，要求水面超过 门顶 H=1m时，泄水闸门能自动打开。门轴O-O的位置应放在 距门底 1.2 m处。
H
h o o
EXIT
20. U形测压管与容器以胶管相连接，若整个测压管向下移动 距离 a ，这时，虽然容器中压强没有变化，测压管中读数由 h 变为h+△h，试求△h与a的关系式。
(D) dp g d z 3. 静止流体中存在有 (A) 。 (A) 压应力 (B) 压应力和拉应力 (C) 压应力和切应力 (D) 压应力、拉应力和切应力
EXIT
4. 欧拉平衡微分方程为 (B) 。
p ( X d x Y d y Z d z ) p ( X d x Y d y Z d z ) (B) d (A) d
6. 用U形水银压差计测量水管内同高程的A、B两点的压强差， 水银面高差为40mm，则压差为 (B) kpa。
(A) 5.34 (B) 4.94 (C) 0.392 (D) 3.92
EXIT
7. 静止油面（油面上为大气压）下 0.6m 深度处的相对压强为 3 (D) kpa (油的密度为800kg/m )。 (A) 0.8 (B) 0.6 (C) 0.48 (D) 4.7 8. 已知大气压 p0 =105 N/m3 ，若某点的真空压强为 0.48105 pa ，则该点的绝对压强为 (A) pa。 (A) 0.52105 (B) 1.48105 (C) 0.48105 (D) 105
流体力学 第一章 思考题答案
13、毛细现象。（粉笔吸墨水、砖块吸水、地下水沿
土壤上升、验血）14、Fra bibliotek1-h2 ——水
h1+h2 ——水银
15、高原上，压强低，水不到100℃就会沸腾，
鸡蛋煮不熟，所以须加盖。
答案：
1、D 2、D 3、流体的切应力与剪切变形速率 有关，而固体的切 应力与剪切变形大小有关。 4、水力学研究的液体是一种易流动、不易压缩、均质 的连续介质。
5、不对
6、因为水的K=2×109 Pa ，水的体积变化很小， 可忽略不计，所以通常可把水视为不可压缩流体。
7、为可压缩流体。因为此时引起水龙头附近处的 压强变化，且变幅较大。
8、 无。因为理想流体μ=0 ，没有切应力。
9、流体流体的种类、温度、压强。液体粘度随温 度升高而减小，气体粘度随温度升高而增大。
10、不一定，因为宾汉塑性流体的τ与du/dy成正
比，但曲线不通过圆点。
11、表面张力的作用。（吹泡泡）
12、 如管的内经过小，就会引起毛细现象，毛 细管内液面上升或下降的高度较大，从而引起过大 的误差。
流体力学的一些思考题(含答案)[1]
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思考题1.雷诺数与哪些因数有关？其物理意义是什么？当管道流量一定时，随管径的加大，雷诺数是增大还是减小？雷诺数与流体的粘度、流速及水流的边界形状有关。
Re=惯性力/粘滞力,随d 增大，Re减小。
2.为什么用下临界雷诺数，而不用上临界雷诺数作为层流与紊流的判别准则？答：上临界雷诺数不稳定，而下临界雷诺数较稳定，只与水流的过水断面形状有关。
3.当管流的直径由小变大时，其下临界雷诺数如何变化？答：不变，临界雷诺数只取决于水流边界形状，即水流的过水断面形状。
1.圆管层流的切应力、流速如何分布？答：直线分布，管轴处为0，圆管壁面上达最大值；旋转抛物面分布，管轴处为最大，圆管壁面处为0。
2.如何计算圆管层流的沿程阻力系数？该式对于圆管的进口段是否适用？为什么？答：否；非旋转抛物线分布3.为什么圆管进口段靠近管壁的流速逐渐减小，而中心点的流速是逐渐增大的？答：连续性的条件的要求：流量前后相等（流量的定义）1.紊流研究中为什么要引入时均概念？紊流时，恒定流与非恒定流如何定义？把紊流运动要素时均化后，紊流运动就简化为没有脉动的时均流动，可对时均流动和脉动分别加以研究。
紊流中只要时均化的要素不随时间变化而变化的流动，就称为恒定流。
2.瞬时流速、脉动流速、时均流速和断面平均流速的定义及其相关关系怎样？瞬时流速u，为流体通过某空间点的实际流速，在紊流状态下随时间脉动；时均流速，为某一空间点的瞬时流速在时段T内的时间平均值；；脉动流速，为瞬时流速和时均流速的差值，；断面平均流速v，为过水断面上各点的流速（紊流是时均流速）的断面平均值，。
3.紊流时的切应力有哪两种形式？它们各与哪些因素有关？各主要作用在哪些部位？粘性切应力——主要与流体粘度和液层间的速度梯度有关。
主要作用在近壁处。
附加切应力——主要与流体的脉动程度和流体的密度有关，主要作用在紊流核心处脉动程度较大地方。
4.紊流中为什么存在粘性底层？其厚度与哪些因素有关？其厚度对紊流分析有何意义？在近壁处，因液体质点受到壁面的限制，不能产生横向运动，没有混掺现象，流速梯度d u/d y 很大，粘滞切应力τ=μd u/d y仍然起主要作用。
流体力学综合实验思考题答案
食品工程原理流体力学综合实验思考题答案汇总（河南工业大学粮油食品）1、实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有何影响?答：无影响。
因为Q=αA△tm，不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动，由于蒸汽的温度不变，故△tm不变，而α和A不受冷流体和蒸汽的流向的影响，所以传热效果不变2、在计算空气质量流量时所用到的密度值与求雷诺数时的密度值是否一致？它们分别表示什么位置的密度，应在什么条件下进行计算。
答：不一致。
计算空气质量流量时所用到的密度值是冷流体进口温度下对应的密度；求雷诺数时的密度值时是冷流体进出口算术平均温度对应的密度。
3、实验过程中，冷凝水不及时排走，会产生什么影响？如何及时排走冷凝水？如果采用不同压强的蒸汽进行实验，对α关联式有何影响？答：冷凝水不及时排走，附着在管外壁上，增加了一项热阻，降低了传热速率。
在外管最低处设置排水口，若压力表晃动，则及时打开排冷凝水阀门，让蒸汽压力把管道中的冷凝水带走在不同压强下测试得到的数据，将会对α产生影响，因为PV=nRT，P与V是变量，P变化后T也随之改变，T改变后，蒸汽进口处的温度就会改变，△tm也会改变1．在对装置做排气工作时，是否一定要关闭流程尾部的出口阀?为什么?答可以不关闭，因为流量调节阀的作用是调节流量的平衡的，避免压缩空气出现大的波动2．为什么排气？如何检测管路中的空气已经被排除干净?答：若测压管内存有气体，在测量压强时，水柱因含气泡而虚高，使压强测得不准确。
排气后的测压管一端通静止的小水箱中（此小水箱可用有透明的机玻璃制作，以便看到箱内的水面），装有玻璃管的另一端抬高到与水箱水面略高些，静止后看液面是否与水箱中的水面齐平，齐平则表示排气已干净3．以水做介质所测得的λ～Re关系能否适用于其它流体?如何应用?答：可以用于牛顿流体的类比，牛顿流体的本构关系一致。
应该是类似平行的曲线，但雷诺数本身并不是十分准确，建议取中间段曲线，不要用两边端数据。
雷诺数本身只与速度，粘度和管径一次相关，不同流体的粘度可以查表。
北师大 流体力学小结
第二章 思考题
1 流体静压强的特性 2 静止液体中某一点压强，为什么可以从该点前、后 、左、右方向去测量？测压管安装在容器侧壁处，为 什么可以测量液体内部距测压管较远处的静水压强？ 3 静止重力流体等压面有何特性？ 4 质量力只有重力的静止流体的单位质量力为多少？( 坐标轴z与铅垂方向一致且竖直向上) 5 流体静压强有哪几种表示方法？ 6 说明压强与水头，绝对压强与相对压强，负压与真 空值的相互关系； 水力学中真空的概念与物理学中有何区别，真空的大 小程度用什么表示？
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第三章 思考题
1 什么是流体运动的当地加速度？什么是迁移加速度？ 2 拉格朗日法和欧拉法研究流体运动，比较其方法的不同 。 3 什么是迹线？什么是流线？什么是脉线？它们是同一条 线吗？ 4 迹线微分方程与流线微分方程具有相同的形式，说出它 们之间的本质差别。 5 均匀流是否一定为恒定流？非均匀流是否一定为非恒定 流？均匀流和非均匀流，恒定流和非恒定流，两种流体分 类的原则是什么？试举出具体例子。 6 沿河流没置水文站，观测洪水的运行。这种研究流体运 动的方法属于欧拉法还是拉格朗日法？
10
§
小 结
4 总流、过流断面、流量、断面平均流速是实际工程中常 用的概念。 5 恒定流与非恒定流、均匀流与非均匀流、渐变流与急 变流是不同的概念，要理解它们之间的区别和联系。恒定流与 非恒定流是以运动要素是否随时间变化来区分的。均匀流与非 均匀流是以流动过程中运动要素是否随坐标位置（流程）而变 化来区分的，亦可根据流线簇是否是彼此平行的直线来判断。 非均匀流按流线不平行和弯曲程度分为渐变流和急变流。 6 流体连续性方程是根据质量守恒定律导出的，它是流 体运动所必须满足的连续条件，对于不可压缩流体的总流，连 续性方程表示为任意两个过流断面所通过的流量相等， v1A1=v2A2，即过流断面的平均流速与过流断面的面积成反比。
流体力学课后思考题
1、比较拉格朗日法和欧拉法，两种方法及其数学表达式有何不同？①拉格朗日法——以研究单个液体质点的运动过程作为基础，综合所有质点的运动，构成整个液体的运动。
x=x（a，b，c，t）y=y（a，b，c，t）z=z（a，b，c，d）②欧拉法——以考察不同液体质点通过固定的空间点的运动情况作为基础，综合所有空间点上的运动情况，构成整个液体的运动。
Ux=Ux（x，y，z，t）Uy=Uy（x，y，z，t）Uz=Uz（x，y，z，t）2、恒定流和非恒定流、均匀流和非均匀流、渐变流和急变流，各种流动分类的原则是什么？是举出具体的例子。
①按运动要素是否随时间变化分为恒定流和非恒定流；②按流线是否为彼此平行的直线分为均匀流和非均匀流③非均匀流又分为渐变流和急变流。
3、能量损失有几种形式？产生能量损失的物理原因是什么？①沿程阻力损失和局部阻力损失；②物理原因：产生损失的内因：粘滞性和惯性产生损失的外因：固壁对流动的阻滞和扰动。
4、雷诺数有什么物理意义？他为什么能起到判别流态的作用？①雷诺数为水流惯性力和粘滞力量级之比②Re =duρ。
流体的流动型态与流体的流速、密度和粘度、流μ体流动的管径有关，由雷诺数的计算公式可以看出，它是上述诸因素的组合，故可以起到判别流态的作用。
5、为何不能直接用临界速度作为判别流态（层流和紊流）的标准？因为流态不仅和断面平均流速v有关，而且还和管径d、流体的粘性和密度有关。
6、在水箱侧壁上，在相同高度处开设孔径相同的孔口和管嘴各一个，试比较两者的流速和流量的大小。
√2gH，一般情况下α=1.0，ξ=0，v=√2gH 流速：孔口v=√(α+ξ)√2gH，一般情况下α1=1.0，ξ1=0.5，管嘴v1=√(α1+ξ1)v1=0.82√2gH。
故v> v1流量:孔口Q=μA√2gH,μ为流量系数，μ=φε=0.64*0.97=0.62.管嘴Q1=μ1A√2gH,μ1为流量系数, μ1=φε=0.82.由于0.82>0.62，故Q1>Q7、为什么淹没出流孔口计算不必校验是大孔还是小孔？孔口的作用水头是孔口上下游水面的高差，且淹没出流孔口断面上各点作用水头相同，因此淹没出流也就没有大小孔口之分。
《流体力学》课后习题详细解答
1-8解:
或，由 积分得
1-9解:法一：5atm
10atm
=0.537 x 10-9x (10-5) x98.07 x 103= 0.026%
法二： ,积分得
1-10解：水在玻璃管中上升高度
h =
水银在玻璃管中下降的高度
H= mm
第二章流体静力学
2-1解：已知液体所受质量力的x向分量为–a ,z向分量为-g。液体平衡方程为
重心C位于浮心之上，偏心距
沉箱绕长度方向的对称轴y轴倾斜时稳定性最差。浮面面积A=15m2。浮面关于y
轴的惯性矩和体积排量为
定倾半径
可见， >e,定倾中心高于重心，沉箱是稳定的。
第三章流体运动学
3-1解：质点的运动速度
质点的轨迹方程
3-Байду номын сангаас解：
由 和 ,得
故
3-3解：当t=1s时，点A（1,2）处的流速
线速度u = 0r,速度环量
(2)半径r+dr的圆周封闭流线的速度环量为
得
忽略高阶项2 0dr2，得d
（3）设涡量为 ，它在半径r和r+dr两条圆周封闭流线之间的圆环域上的积分为d 。因为 在圆环域上可看作均匀分布，得
将圆环域的面积dA=2 rdr代入该式，得
可解出 =2 + dr/r。忽略无穷小量 dr/r，最后的涡量
沉箱绕长度方向的对称轴y倾斜时稳定性最差。浮面面积A=15m2.浮面关于y轴的惯性矩和体积排量为
定倾半径
可见， ，定倾中心低于重心，沉箱是不稳定的。
(2)沉箱的混凝土体积
沉箱的重量
沉箱水平截面面积
设吃水深度为h,取水的密度 =1000kg/m3.浮力F等于重量G。有
(流体力学)第1～5章思考题解答
(流体力学)第1～5章思考题解答《工程流体力学》思考题解答第1章绪论1.1 答：流体与固体相比，流体的抗剪切性能很差，静止的流体几乎不能承受任何微小的剪切力；在一般情况下，流体的抗压缩性能也不如固体的抗压缩性能强。
液体与气体相比，液体的压缩性与膨胀性均很小，能够承受较大的外界压力，而气体由于压缩性和膨胀性都很大，所以气体不能承受较大的外界压力。
气体受压时，变形通常会非常明显。
1.2——1.7答：④①④①④④1.8正确。
1.9错误。
第2章流体静力学基础思考题2.1答：C2.2答：D2.3答：不能认为压强是矢量，因为压强本身只是流体内部位置坐标点的函数，与从原点指向该点的方向转角没有关系。
2.4答：测管1和测管2液面与容器中液面0-0不平齐。
测管1液面比测管2液面要高，因为液体1的密度比液体2的密度要小。
2.5答：两个底面上所受的静水总压力相同，而两个秤盘上所称得的重量不相同。
这是因为两个容器内所盛液体的质量不相同，而秤盘上得到的重量取决于容器内液体的质量。
（或两图的压力体不同。
）2.6答：该浮力不会使圆柱绕轴O转动。
根据静水压强的垂直性可以知道，圆柱体上每一个点所受到的压强都垂直与该点并指向圆柱体的轴心，所以，不会对圆柱体产生任何转动的力矩作用。
2.7答：修改后图：油水ABCDEA BBC C相等第3章流体动力学基础3.1 答：Lagrange方法以个别流体质点的运动作为观察对象，综合每个质点的运动来获得整个流体的运动规律，其函数表达式为个别质点运动的轨迹方程。
Euler 方法以流体运动所经过的空间点作为观察对象，观察同一时刻各固定空间点上流体质点的运动，综合不同时刻所有空间点的情况，构成整个流体运动。
3.2 答：流线是表示某一瞬时流动方向的曲线，该曲线上所有各点的流速矢量均与曲线相切。
流线的性质：a. 恒定流时，流线的形状和位置不随时间而改变；b. 恒定流时流体质点运动的迹线与流线重合；c. 除特殊点外，流线不能相交；d. 除特殊点外，流线是不发生转折的光滑曲线（或直线）。
流体力学实验报告思考题答案
流体力学实验报告思考题答案实验三流量测量2、为什么Q计算与Q实际不相等？因为Q计算是在不考虑水头损失情况下，即按理想液体推导的，而实际流体存在粘性必引起阻力损失，从而减小过流能力。
3、本实验中，影响文透利管流量系数大小的参数及因素有哪些？哪个参数最敏感？实验五恒定流能量方程实验1、测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？测压管水头线沿程可升可降，线坡可正可负。
总水头线沿程只降不升，线坡恒为正。
水在流动过程中，依据一定边界条件，动能和势能可相互转换。
2、流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？3、测点2.、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题？测点2、3位于均匀流断面，表明均匀流各断面上，其动水压强按静水压强规律分布。
测点10、11在弯管的急变流断面上，表明急变流断面上离心惯性力对测压管水头影响很大。
4、答案：（1）减小流量、（2）增大喉管管径（3）降低相关管线的安装高程（4）改变水箱中的液体高度管道喉管的测压管水头随水箱水位同步升高，但水箱水位的升高对提高喉管的压强效果不明显。
实验七管道局部阻力系数测定实验产生突扩局部阻力损失的主要部位在突扩断面的后部。
产生突缩水头损失的主要部位是在突缩断面后。
为了减小局部阻力损失，在设计变断面管道几何边界形状时应流线型化或实验八管道沿程阻力系数测定实验1、为什么压差计的水柱差就是沿程水头损失？实验管道向下倾斜安装，是否影响实验结果？在管道中的水头损失直接反应与水头压力，测力水头两端压差就等于水头损失。
不影响实验结果。
但压差计应垂直，如果在特殊情况下无法垂直，可乘以倾斜角度转化值。
3、实际工作中的钢管中的流动，大多为光滑紊流或紊流过渡区，而水电站泄洪洞的流动，大多为紊流阻力平方区，其原因何在？4、管道的当量粗糙度如何测得？5、本次实验结果与莫迪图吻合与否？试分析其原因。
实验九雷诺实验2、雷诺数的物理意义是什么？为什么雷诺数可以用来判别流态？雷诺数等号右边的分子分母部分分别反映了流动流体的惯性力和粘滞力的大小，是惯性力对粘滞力的比值。
流体力学实验思考题解答(全)
流体力学课程实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线 答：测压管水头指γpZ +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。
测压管水头线指测压管液面的连线。
从表的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。
2、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。
答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。
（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。
（3）在测压管5中，自水面向下深度为0∇-∇=H AP γ的一段水注亦为真空区。
这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为0∇-∇=H AP γ。
3、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。
答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。
4、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算γθσd h cos 4=式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。
常温（C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。
水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。
于是有dh 7.29=()mm d h 单位均为、 一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。
《流体力学》课后习题答案详解
习题【1】1-1 解：已知：120t =℃，1395p kPa '=，250t =℃ 120273293T K =+=，250273323T K =+= 据p RT ρ=，有：11p RT ρ'=，22p RT ρ'= 得：2211p T p T '='，则2211323395435293T p p kPa T ''=⋅=⨯=1-2 解：受到的质量力有两个，一个是重力，一个是惯性力。
重力方向竖直向下，大小为mg ；惯性力方向和重力加速度方向相反为竖直向上，大小为mg ，其合力为0，受到的单位质量力为01-3 解：已知：V=10m 3，50T ∆=℃，0.0005V α=℃-1根据1V V V Tα∆=⋅∆，得：30.000510VVV Tα∆=⋅⋅∆=⨯⨯1-4 解：已知：419.806710Pa p '=⨯，52 5.884010Pa p '=⨯，150t =℃，278t =℃得：1127350273323T t K=+=+=，G ＝mg自由落体： 加速度a ＝g2227378273351T t K =+=+=根据mRTp V=，有：111mRT p V '=，222mRT p V '=得：421251219.8067103510.185.884010323V p T V p T '⨯=⋅=⨯='⨯，即210.18V V = 体积减小了()10.18100%82%-⨯=1-5 解：已知：40mm δ=，0.7Pa s μ=⋅，a =60mm ，u =15m/s ，h =10mm根据牛顿内摩擦力定律：uT Ayμ∆=∆ 设平板宽度为b ，则平板面积0.06A a b b =⋅=上表面单位宽度受到的内摩擦力：1100.70.06150210.040.01T A u b N b b h b μτδ-⨯-==⋅=⨯=--/m ，方向水平向左下表面单位宽度受到的内摩擦力： 2200.70.061506300.010T A u b N b b h b μτ-⨯-==⋅=⨯=--/m ，方向水平向左平板单位宽度上受到的阻力：12216384N τττ=+=+=，方向水平向左。
流体力学实验思考题解答
流体力学实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γpZ +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。
测压管水头线指测压管液面的连线。
从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。
2、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。
答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表1.1）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。
（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。
（3）在测压管5中，自水面向下深度为0∇-∇=H AP γ的一段水注亦为真空区。
这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为0∇-∇=H AP γ。
3、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。
答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。
4、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。
常温（C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。
水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。
于是有一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。
另外，当水质不洁时，σ减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角θ较大，其h 较普通玻璃管小。
流体力学实验思考题解答
流体力学实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γpZ +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。
测压管水头线指测压管液面的连线。
从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。
2、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。
答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表1.1）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。
（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。
（3）在测压管5中，自水面向下深度为0∇-∇=H AP γ的一段水注亦为真空区。
这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为0∇-∇=H AP γ。
3、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。
答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。
4、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算γθσd h cos 4= 式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。
常温（C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。
水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。
于是有dh 7.29= ()mm d h 单位均为、 一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。
北航流体力学实验报告思考题全解答(雷诺实验、不可压缩流体定常流动量定律实验、能量方程实验)
【北航流体力学实验报告思考题全解答】（雷诺实验、不可压缩流体定常流动量定律实验、不可压缩流体定常流动能量方程实验）BUAA39051222搜集不可压缩流体恒定流能量方程实验1.测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？测压管水头线（P-P）沿程可升可降，线坡J P可正可负。
而总水头线（E-E）沿程只降不升，线坡J 恒为正，即J>0。
这是因为水在流动过程中，依据一定边界条件，动能和势能可相互转换。
测点5至测点7，管收缩，部分势能转换成动能，测压管水头线降低，Jp>0。
测点7至测点9，管渐扩，部分动能又转换成势能，测压管水头线升高，J P<0。
而据能量方程E1=E2+h w1-2, h w1-2为损失能量，是不可逆的，即恒有h w1-2>0，故E2恒小于E1，（E-E）线不可能回升。
(E-E) 线下降的坡度越大，即J越大，表明单位流程上的水头损失越大，如图2.3的渐扩段和阀门等处，表明有较大的局部水头损失存在。
2.流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？有如下二个变化：（1）流量增加，测压管水头线（P-P）总降落趋势更显著。
这是因为测压管水头，任一断面起始时的总水头E及管道过流断面面积A为定值时，Q增大，就增大，则必减小。
而且随流量的增加阻力损失亦增大，管道任一过水断面上的总水头E相应减小，故的减小更加显著。
（2）测压管水头线（P-P）的起落变化更为显著。
因为对于两个不同直径的相应过水断面有式中为两个断面之间的损失系数。
管中水流为紊流时，接近于常数，又管道断面为定值，故Q增大，H亦增大，（P-P）线的起落变化就更为显著。
3.测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题？测点2、3位于均匀流断面（图2.2），测点高差0.7cm，H P=均为37.1cm（偶有毛细影响相差0.1mm），表明均匀流同断面上，其动水压强按静水压强规律分布。
测点10、11在弯管的急变流断面上，测压管水头差为7.3cm，表明急变流断面上离心惯性力对测压管水头影响很大。
北航流体力学实验报告思考题全解答免费下载(雷诺实验、不可压流体定常流动量实验、能量方程实验)
北航流体力学实验报告思考题全解答（雷诺实验、不可压缩流体定常流动量定律实验、不可压缩流体定常流动能量方程实验）BUAA39051222搜集不可压缩流体恒定流能量方程实验1.测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？测压管水头线（P-P）沿程可升可降，线坡J P可正可负。
而总水头线（E-E）沿程只降不升，线坡J 恒为正，即J>0。
这是因为水在流动过程中，依据一定边界条件，动能和势能可相互转换。
测点5至测点7，管收缩，部分势能转换成动能，测压管水头线降低，Jp>0。
测点7至测点9，管渐扩，部分动能又转换成势能，测压管水头线升高，J P<0。
而据能量方程E1=E2+h w1-2, h w1-2为损失能量，是不可逆的，即恒有h w1-2>0，故E2恒小于E1，（E-E）线不可能回升。
(E-E) 线下降的坡度越大，即J越大，表明单位流程上的水头损失越大，如图2.3的渐扩段和阀门等处，表明有较大的局部水头损失存在。
2.流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？有如下二个变化：（1）流量增加，测压管水头线（P-P）总降落趋势更显著。
这是因为测压管水头，任一断面起始时的总水头E及管道过流断面面积A为定值时，Q增大，就增大，则必减小。
而且随流量的增加阻力损失亦增大，管道任一过水断面上的总水头E相应减小，故的减小更加显著。
（2）测压管水头线（P-P）的起落变化更为显著。
因为对于两个不同直径的相应过水断面有式中为两个断面之间的损失系数。
管中水流为紊流时，接近于常数，又管道断面为定值，故Q增大，H亦增大，（P-P）线的起落变化就更为显著。
3.测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题？测点2、3位于均匀流断面（图2.2），测点高差0.7cm，H P=均为37.1cm（偶有毛细影响相差0.1mm），表明均匀流同断面上，其动水压强按静水压强规律分布。
测点10、11在弯管的急变流断面上，测压管水头差为7.3cm，表明急变流断面上离心惯性力对测压管水头影响很大。
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绪论
1.流体与固体的物理性质都有哪些区别，什么是流体的易流动性？ 答：固体：形状、体积固定，能够承受拉、压、弯、剪、扭等外力，在外力作用下产生相应形变； 液体：体积固定，形状不定，不能承受拉力，具有表面张力；具有易流动性 气体：体积、形状都不固定，压缩性、膨胀性较大，不具有表面；具有易流动性。 流体的易流动性：静止的流体在微小切向力作用下将发生连续不断的变形（相对运动） ，直到切向力 消失为止的特性。 2、液体与气体的物理性质都有哪些区别？ 答：宏观上： 气体密度小，流动性好，易压缩； 液体密度较气体大，流动性不如气体好，不易压缩。 微观上： 气体分子能够非常自由地振动和平动， 液体分子间距小、作用力较大，液体分子有振动和平动，但不如气体分子自由度大。 3、什么是流体微团，连续介质模型，该模型的引入对流体的研究有何意义？ 答：流体微团(流体质点)：在研究流体的机械运动中所取的最小流体单元，它的体积无穷小却又包含无数 多个流体分子。 连续介质模型：认为流体是由无数质点（流体微团）组成、质点之间没有空隙、连续地充满其所占据 空间的连续体。 物理意义：将流体看成是连续介质，描述流体运动的各物理要素可用连续函数来表征，从而利用微积 分的方法研究流体的受力和运动规律。 4、作用在流体上的力分为哪些、表达式，各有何特点？ 答：根据力的作用方式不同，作用在流体上的力分为质量力(体积力)和表面力（面积力） 。 质量力：是作用在流体每一个质点（或微团）上与受作用流体的质量成正比的力，常采用单位质量力 的坐标分量来表示，
f Xi Yj Zk
表面力：是作用在所考察的流体（或称分离体）表面上与受作用流体的表面积成正比的力，常用单位 面积上表面力，分为切向力τ （内摩擦力）和法向力 p（压强）来表示。 5、什么是流体的粘性,粘性有何特征？ 答：流体的粘性：流体内部相邻质点间或流层间存在相对运动时，在其接触面上会产生内摩擦力（内力） 以反抗（阻碍）其相对运动的性质。 粘性的特征：粘性是流体的固有属性，粘性阻碍或延缓液体相对运动的过程而不能消除，静止流体的 粘性无法表现表现。 6、流体粘性的产生原因和主要影响因素是什么，液体和气体的粘性变化有何不同？ 答：产生的原因：流体分子间的内聚力和碰撞（布朗运动） 。 影响因素：温度（主要） 、压强、流速、杂质含量等。 液体和气体的粘性变化的不同：气体粘性随温度升高而增大；气体粘性的决定因素是分子不规则运动 的动量交换产生的阻力，温度升高动量交换加剧、内聚力下降，由于前者增加的幅度大于后者减少的幅度 因此粘性随温度升高而增大。 液体粘性随温度升高而减小：液体粘性的决定因素是分子的内聚力，温度升高液体分子间距增大，动 量交换加剧、内聚力下降，由于前者增加的幅度小于后者减少的幅度，因此液体粘性随温度升高而增大。 7、牛顿内摩擦定律及其各项含义是什么？描述流体粘性的物理参数及其关系是什么？ 答：牛顿内摩擦定律： du / dy
：单位面积上的内摩擦力；
du dy ：速度梯度，表示速度大小沿垂直于速度方向 y 的变化率，单位为 s-1；
1
。单位 N /（ m2·s）或 Pa·s，表征单位速度梯度时的切应力； ：动力粘度（动力粘滞系数）
：运动粘度（运动粘滞系数） ，单位 m s ， = /ρ。
8、流体力学中所定义的流体力学模型有哪些，各模型的概念、物理意义是什么？ （连续介质模型、不可压缩流体模型、理想流体模型、一元流动模型、 ） 答：流体力学模型： （1）连续介质模型：将流体认为是充满其所占据空间无任何间隙的质点所组成的连续 体。连续介质模型是对物质结构的简化，使我们不再考虑复杂的微观分子运动，只考虑在外力 作用下的宏观机械运动，并且在流体的研究中可以运用连续函数的数学分析工具。 （2）无粘性流体（理想流体）模型：不考虑流体的粘性。无粘性流体（理想流体）模型是 对流体物理性质的简化。 （3）不可压缩流体模型：不考虑流体的压缩性和热涨性，认为其密度为常熟的流体。不可 压缩流体模型是对流体物理性质的简化。 （4）一元流动模型：流场中流体的运动参数仅是空间坐标一个坐标分量的函数，如元流。 9、什么是液体的汽化压强，它与温度的关系如何？ 答：在液体自由表面上，汽化和凝结同时存在，当这两个过程达到动态平衡时，宏观的气化现象停止，此 时液体表面上的气体压强称为饱和蒸汽压强，或汽化压强。 液体的汽化压强随温度的升高而增大。 10、什么是流体的压缩性和热胀性，液体和气体的压缩性和热胀性有何不同？ 答：流体的压缩性：流体受压，体积缩小，密度增大的性质。 流体的热涨性：流体受热，体积膨胀，密度减小的性质。 液体的压缩性和热涨性很小，通常忽略不计，当水击、热水采暖时要考虑； 气体的压缩性和热涨性显著，当气体流速小于 68m/s 时，流动过程中压强和温度变化较小，可认为其 密度为常熟。 11、液体的表面张力及其表现，哪些物理过程需要考虑该因素？ 答：表面张力：由于分子间的吸引力，在自由表面上的液体分子受到指向液体内部的合力，该微小拉力称 为表面张力。 需考虑该因素的物理过程： （1）液体的毛细管现象； （2）水滴和气泡的形成的研究； （3）液体的雾化研究； （4）气液两相流的传热与传质的研究。
第二章
流体静力学
P A
1、静水压强的定义及其特性，静水压强函数的特点是什么？ 答：静水压强定义：作用在静止液体微元面积ΔA 上的静压力ΔP，与作用面积ΔA 的比值 p 均静水压强；当面积ΔA 无限缩小到 a 点时，其比值的极限值为 a 点的静压强。 特性： （1）静水压强的方向为垂直并指向受作用面（与受作用面的内法线方向一致） ； （2）某点静水压强的大小和受压面方位无关（作用于某点上的静水压强沿各方向大小都相等） 。 静水压强函数的特点：连续介质的平衡液体内，任一点静止液体压强仅是空间坐标的连续函数而与受 压面的方位无关。即 p=p(x,y,z)。 2、欧拉液体平衡微分方程的综合表达式，说明什么物理意义？ 答：欧拉平衡微分方程综合表达式： dp