工程流体力学简答题.
流体力学简答题
三、简答题1.什么是粘滞性?什么是牛顿内摩擦定律?不满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体还是非牛顿流体?答:粘滞性是当流体流动时,在流体内部显示出的内摩擦力性质。
2.在流体力学当中,三个主要的力学模型是指哪三个?答:(1)连续介质;(2)无粘性流体;(3)不可压缩流体。
3.什么是理想流体?答:理想流体即指无粘性流体,是不考虑流体的粘性的理想化的流体。
4.什么是实际流体?答:考虑流体的粘性的流体。
5.什么是不可压缩流体?答:不计流体的压缩性和热胀性的而对流体物理性质的简化。
6.为什么流体静压强的方向必垂直作用面的内法线?答:由于流体在静止时,不能承受拉力和切力,所以流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。
7.为什么水平面必是等压面?答:由于深度相等的点,压强也相同,这些深度相同的点所组成的平面是一个水平面,可见水平面是压强处处相等的面,即水平面必是等压面。
8.什么是等压面?满足等压面的三个条件是什么?答:在同一种液体中,如果各处的压强均相等由各压强相等的点组成的面称为等压面。
满足等压面的三个条件是同种液体连续液体静止液体。
9.什么是阿基米德原理?答:无论是潜体或浮体的压力体均为物体的体积,也就是物体排开液体的体积。
10.潜体或浮体在重力G和浮力P的作用,会出现哪三种情况?答:(1)重力大于浮力,则物体下沉至底;(2)重力等于浮力,则物体可在任一水深处维持平衡;(3)重力小于浮力,则物体浮出液体表面,直至液体下部分所排开的液体重量等于物体重量为止。
11.等角速旋转运动液体的特征有那些?答:(1)等压面是绕铅直轴旋转的抛物面簇;(2)在同一水平面上的轴心压强最低,边缘压强最高。
12.什么是绝对压强和相对压强?答:绝对压强:以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强。
相对压强:当地同高程的大气压强ap为零点起算的压强。
13.什么叫自由表面?答:和大气相通的表面叫自由表面。
14.什么是流线?什么是迹线?流线与迹线的区别是什么?答:流线是某一瞬时在流场中画出的一条空间曲线,此瞬时在曲线上任一点的切线方向与该点的速度方向重合,这条曲线叫流线。
流体力学简答题
流体力学简答题1.为什么液体的动力粘度u随温度升高二降低,而气体的随温度升高而增加? 答:因为液体分子间的距离很小,分子间的引力即内聚力,是形成粘性的主要因素,温度升高,分子间距离增大,内聚力减小,粘度随之减小;气体分子间的距离远大于液体,分子热运动引起的动量交换,是形成粘性的主要因素,温度升高,分子间热运动加剧,动量交换加大,粘度随之增大。
2.沿程阻力系数分区及影响因素。
答:①层流区。
λ与相对粗糙度ks/d无关,只与雷诺数Re有关。
②层流过渡区。
λ与相对粗糙度ks/d无关,只与雷诺数Re有关。
③水力光滑区。
λ与相对粗糙度ks/d无关,只与雷诺数Re有关。
④紊流过渡区。
λ既与相对粗糙度ks/d 有关,又与雷诺数Re有关。
⑤阻力平方区。
λ只与相对粗糙度ks/d有关,与雷诺数Re无关。
3. 说明一定水头作用下的孔口出流改为同直径的圆柱形外官咀出流后,出流阻力和流量的变化及产生原因。
分析官咀正常工作的基本条件。
答:在孔口断面处接一直径与孔口完全相同的圆柱形短管,其长度L=(3-4)d,这样的短管称为圆柱形外管嘴。
在相同条件下,管嘴的过流能力是孔口的1.32倍。
圆柱形外管嘴在收缩断面处出现了真空,其真空度为0.75H。
这相当于把管嘴的作用水头增大了75%,这就是相同直径、相同作用水头下的圆柱形外管嘴的流量比孔口大的原因。
管嘴正常工作条件是:(1)作用水头H<=9m;(2)管嘴长度L=(3---4)d4.无压管流中,满管时的流量和流速是否达到最大值?为什么?答:不是。
无压圆管均匀流在水深h=0.95d,即充满度ah=0.95时,输水能力最优;在水深h=0.81d,即充满度ah=0.81时,过流速度最大。
因为在水深很小时,水深增加,水面增宽,过流断面面积增加很快,接近管轴处增加最快。
水深超过半管后,水深增加,水面宽减小,过流断面面积增势减慢,在满流前增加最慢。
所以,在满流前,输水能力达到最大值,相应的充满度是最优充满度。
工程流体力学名词解释和简答题_大全
一、名词解释1.理想流体:实际的流体都是有粘性的,没有粘性的假想流体称为理想流体。
2.水力光滑与水力粗糙管:流体在管内作紊流流动时(1分),用符号△表示管壁绝对粗糙度,δ0表示粘性底层的厚度,则当δ0>△时,叫此时的管路为水力光滑管;(2分)当δ0<△时,叫此时的管路为水力粗糙管。
(2分)3.边界层厚度:物体壁面附近存在大的速度梯度的薄层称为边界层;(2分)通常,取壁面到沿壁面外法线上速度达到势流区速度的99%处的距离作为边界层的厚度,以δ表示。
(3分)1、雷诺数:是反应流体流动状态的数,雷诺数的大小反应了流体流动时,流体质点惯性力和粘性力的对比关系。
2、流线:流场中,在某一时刻,给点的切线方向与通过该点的流体质点的刘速方向重合的空间曲线称为流线。
3、压力体:压力体是指三个面所封闭的流体体积,即底面是受压曲面,顶面是受压曲面边界线封闭的面积在自由面或者其延长面上的投影面,中间是通过受压曲面边界线所作的铅直投影面。
4、牛顿流体:把在作剪切运动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。
5、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。
6、拉格朗日法:通过描述每一质点的运动达到了解流体运动的方法称为拉格朗日法。
7、湿周:过流断面上流体与固体壁面接触的周界称为湿周。
8、恒定流动:流场中,流体流速及由流速决定的压强、粘性力、惯性力等也不随时间变化的流动。
10、卡门涡街:当流体经绕流物体时,在绕流物后面发生附面层分离,形成旋涡,并交替释放出来,这种交替排列、有规则的旋涡组合称为卡门涡街。
1、自由紊流射流:当气体自孔口、管嘴或条缝以紊流的形式向自由空间喷射时,形成的流动即为自由紊流射流。
12、流场:充满流体的空间。
3、无旋流动:流动微团的旋转角速度为零的流动。
15、有旋流动:运动流体微团的旋转角速度不全为零的流动。
6、自由射流:气体自孔口或条缝向无限空间喷射所形成的流动。
17、浓差或温差射流:射流介质本身浓度或温度与周围气体浓度或温度有差异所引起的射流。
工程流体力学简答题答案
工程流体力学简答题答案
1、工程流体力学是研究物理流体的运动规律以及相关的流体
力学问题的科学。
它涉及流体的流动特性,流体的压力和流速,流体的流动状态,流体的流动机制,流体的热力学特性,流体的流变性等等。
2、工程流体力学的应用范围有:
(1)空气动力学:研究飞机、火箭和其他航空器的空气动力
学特性;
(2)水力学:研究水力发电、水利工程、水污染等;
(3)流体机械:研究离心泵、离心机、涡轮机、螺杆机等;
(4)流体传热学:研究热交换器、热力发电机组、传热管道等;
(5)流体结构力学:研究管道系统的稳定性、管道的耐压性
能等;
(6)流体传质学:研究水处理技术、石油工程、化工工程等。
流体力学简答题及答案
课堂练习---简答:1.写出流线微分方程和迹线微分方程的表达式。
2.写出流体静压特性。
3.水力光滑管和水力粗糙管是怎样定义的?是不是绝对粗糙度较大的管道一定是水力粗糙管?为什么?4.串联管路有哪些特点?并联管路有哪些特点?5.试解释水击现象,说明其危害,试讨论为了避免水击现象的发生可采取哪些措施?6、试说说拉格朗日法和欧拉法在观察流体流动时的不同着眼点在哪。
7、粘性流体伯努力方程的物理意义。
8.描述流体运动的方法主要有哪两种?两种方法的着眼点有何不同?9.流线和迹线是如何定义的?10.当孔口直径为d、孔口距液面深度为H时,如何区分大孔口和小孔口?11.请说名Re数的物理意义。
12.说说什么是当量直径,如何计算。
1.写出流线微分方程和迹线微分方程的表达式。
答: 流线微分方程:z y x v dz v dy v dx ==迹线微分方程:x v dt dx =,y v dt dy =,z v dt dz =2.写出流体静压特性。
答: 1)流体静压强垂直于作用面,方向指向该作用面的内法线方向;2)静止流体中任意一点处流体静压强的大小与作用面的方位无关,即同一点各个方向上的流体静压强均相等。
3.水力光滑管和水力粗糙管是怎样定义的?是不是绝对粗糙度较大的管道一定是水力粗糙管?为什么?答:当层流底层的厚度δ大于管壁的绝对粗糙度∆时,管壁的凹凸不平部分完全被层流底层所覆盖,紊流核心区与凸起部分不接触,流动不受管壁粗糙度的影响,因而流动的能量损失也不受管壁粗糙度的影响,这时的管道称为水力光滑管(3分)。
反之,称为水力粗糙管(1分)。
绝对粗糙度较大的管道不一定是“水力粗糙管”,因为当流速较小时,流动的层流底层厚度δ可能会很大,当δ大于∆时,尽管管道内壁很粗糙,也可能是水力光滑管(换一种说法:当δ>∆时,不管管子表面有多粗糙,都是水力光滑管)4.串联管路有哪些特点?并联管路有哪些特点?答:串联管路特点:各管段的流量相等;总的水头损失等于各管段水头损失之和; 并联管路特点:总流量等于各管段流量之和;各个支路水头损失相等。
工程流体力学名词解释和简答题-大全
工程流体力学名词解释和简答题一、名词解释1.理想流体:实际的流体都是有粘性的,没有粘性的假想流体称为理想流体。
2.水力光滑与水力粗糙管:流体在管内作紊流流动时(1分),用符号△表示管壁绝对粗糙度,δ0表示粘性底层的厚度,则当δ0>△时,叫此时的管路为水力光滑管;(2分)当δ0<△时,叫此时的管路为水力粗糙管。
(2分)3.边界层厚度:物体壁面附近存在大的速度梯度的薄层称为边界层;(2分)通常,取壁面到沿壁面外法线上速度达到势流区速度的99%处的距离作为边界层的厚度,以δ表示。
(3分)1、雷诺数:是反应流体流动状态的数,雷诺数的大小反应了流体流动时,流体质点惯性力和粘性力的对比关系。
2、流线:流场中,在某一时刻,给点的切线方向与通过该点的流体质点的刘速方向重合的空间曲线称为流线。
3、压力体:压力体是指三个面所封闭的流体体积,即底面是受压曲面,顶面是受压曲面边界线封闭的面积在自由面或者其延长面上的投影面,中间是通过受压曲面边界线所作的铅直投影面。
4、牛顿流体:把在作剪切运动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。
5、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。
6、拉格朗日法:通过描述每一质点的运动达到了解流体运动的方法称为拉格朗日法。
7、湿周:过流断面上流体与固体壁面接触的周界称为湿周。
8、恒定流动:流场中,流体流速及由流速决定的压强、粘性力、惯性力等也不随时间变化的流动。
10、卡门涡街:当流体经绕流物体时,在绕流物后面发生附面层分离,形成旋涡,并交替释放出来,这种交替排列、有规则的旋涡组合称为卡门涡街。
1、自由紊流射流:当气体自孔口、管嘴或条缝以紊流的形式向自由空间喷射时,形成的流动即为自由紊流射流。
12、流场:充满流体的空间。
3、无旋流动:流动微团的旋转角速度为零的流动。
15、有旋流动:运动流体微团的旋转角速度不全为零的流动。
6、自由射流:气体自孔口或条缝向无限空间喷射所形成的流动。
流体力学名词解释和简答题(完整)
流体⼒学名词解释和简答题(完整)名词解释和问答题⼀、绪论1. 流动性:在微⼩剪⼒作⽤下,连续变形的特性。
2. 连续介质假设:把流体当作是由密集质点构成的、内部⽆空隙的连续体来研究,这就是连续介质假设。
连续介质:由密集质点构成的、内部⽆空隙的连续体。
3. 表⾯⼒:通过直接接触,作⽤在所取流体表⾯上的⼒,简称⾯⼒。
4. 质量⼒:作⽤在所取流体体积内每个质点上,⼤⼩与流体的质量成⽐例的⼒,⼜称体⼒。
5. 惯性⼒:当液体由于受作⽤⼒作⽤使运动状态发⽣改变时,液体由于惯性对外界反抗的⼒。
惯性:是物体保持原有运动状态的性质。
6. 黏性:是流体在运动过程中抵抗剪切变形的能⼒,是产⽣机械能损失的根源。
或,是流体的内摩擦特性。
或,是相邻流层在发⽣相对运动时产⽣内摩擦⼒的性质7. 理想流体:指⽆粘性,动⼒粘度0=µ或运动粘度0=ν的流体。
8. 不可压缩流体:流体的每个质点在运动全过程中,密度不变化的流体。
9. 动⼒黏度:是流体黏性⼤⼩的度量。
10. 纯剪切的胡克定律:弹性体纯剪切时,剪应⼒与剪应变成正⽐。
(1)什么是理想流体为什么要引⼊理想流体的概念简化流动分析。
(2)试从⼒学分析的⾓度,⽐较流体与固体对外⼒抵抗能⼒的差别。
固体⼤部分的⼒都能承受,⽽流体⼏乎不能承受拉⼒,静⽌的流体不能承受剪切⼒。
⼆、流体静⼒学1. 真空度:指绝对压强不⾜当地⼤⽓压的差值,即相对压强的负值。
2. 相对压强:以当地⼤⽓压为基准起算的压强。
3. 绝对压强:以没有⽓体分⼦存在的完全真空为基准起算的压强。
4. 测压管⽔头:gp z ρ+称为测压管⽔头,是单位重量流体具有的总势能。
或位置⾼度(或位置⽔头)与测压管⾼度(压强⽔头)之和。
5. 帕斯卡原理:在平衡状态下,液体任⼀点压强的变化将等值地传到其他各点。
6. 等压⾯:流体中压强相等的空间点构成的⾯(平⾯或曲⾯)。
7. 阿基⽶德原理:液体作⽤于潜体(或浮体)上的总压⼒,只有铅垂向上的浮⼒,⼤⼩等于所排的液体重量,作⽤线通过潜体的⼏何中⼼。
流体力学 简答题
1.什么是粘滞性?什么是牛顿内摩擦定律?不满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体还是非牛顿流体?答:粘滞性是当流体流动时,在流体内部显示出的内摩擦力性质。
牛顿内摩擦定律是:duT Adyμ=;不满足牛顿内摩擦定律的流体是非牛顿流体。
2.在流体力学当中,三个主要的力学模型是指哪三个?答:(1)连续介质;(2)无粘性流体;(3)不可压缩流体。
3.什么是理想流体?答:理想流体即指无粘性流体,是不考虑流体的粘性的理想化的流体。
6.为什么流体静压强的方向必垂直作用面的内法线?答:由于流体在静止时,不能承受拉力和切力,所以流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。
7.为什么水平面必是等压面?答:由于深度相等的点,压强也相同,这些深度相同的点所组成的平面是一个水平面,可见水平面是压强处处相等的面,即水平面必是等压面。
8.什么是等压面?满足等压面的三个条件是什么?答:在同一种液体中,如果各处的压强均相等由各压强相等的点组成的面称为等压面。
满足等压面的三个条件是同种液体连续液体静止液体。
12.什么是绝对压强和相对压强?答:绝对压强:以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强。
相对压强:当地同高程的大气压强为零点起算的压强。
13.什么叫自由表面?和大气相通的表面14.什么是流线?什么是迹线?流线与迹线的区别是什么?答:流线是某一瞬时在流场中画出的一条空间曲线,此瞬时在曲线上任一点的切线方向与该点的速度方向重合,这条曲线叫流线。
区别:迹线是流场中流体质点在一段时间过程中所走过的轨迹线。
流线是由无究多个质点组成的,它是表示这无究多个流体质点在某一固定瞬间运动方向的曲线。
而迹线则是在时间过程中表示同一流体质点运动的曲线。
15.什么是流场?答:我们把流体流动占据的空间称为流场,流体力学的主要任务就是研究流场中的流动。
16.什么是欧拉法?什么是拉格朗日法?答:通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。
通过描述每一质点的运动达到了解流体运动的方法。
工程流体力学简答题
工程流体力学简答题流动的特点:趋向最低能量状态存在流动的条件:分子间作用力较小。
剪切力的作用,可形成速度梯度。
密度:单位容积的流体所具有的质量称为密度,以符号ρ表示。
密度的大小与该种流体的温度与压力有关,即与可压缩性与温度膨胀性有关。
流体的可压缩性:流体受压力作用时发生体积变化的性质称为可压缩性,常用体积压缩系数βe表示。
其物理意义是单位压力变化所造成的流体体积的相对变化率。
流体的温度膨胀性:由温度膨胀系数βt表示。
βt是指单位温度升高值(1℃)所引起的流体体积变化率。
粘性:当流体在外力作用下,流体微元间出现相对运动时,随之产生阻碍流体层相对运动的内摩擦力,流体产生内摩擦力的这种性质称为粘性。
流体内摩擦定理:p16粘性力(粘性内摩擦力)产生的原因:这种阻力是由分子间的相互吸引力和分子不规则运动的动量交换产生的阻力组合而成。
分子间吸引力产生的阻力、分子不规则运动的动量交换产生的阻力液体与气体粘性力产生的主要因素:液体:低速流动时,不规则运动弱,主要取决于分子间的吸引力;高速流动时,不规则运动增强,变为不规则运动的动量交换引起。
气体:主要取决于分子不规则运动的动量交换。
压强和温度对流体粘性的影响:压强:由于压强变化对分子动量交换影响小,所以气体的粘度随压强变化很小。
而压强加大使分子间距减小,故压强对液体粘性的影响较大。
但低压下压强对液体粘度影响很小。
温度:对于液体,温度升高,分子间距增大,粘度将显著减小;对于气体,温度升高,分子不规则运动加剧,粘度增大。
比热容:单位质量流体温度变化1℃时所需交换的热量流体:在任何微小的剪切力的作用下都能够发生连续变形的物质称为流体。
层流:不同层之间的流体质点没有相互混杂,本层的流体质点总是沿着本层流动,流体质点的运动轨迹是一条光滑的曲线,这种流动称为层流。
紊流:流体在流动过程中层与层之间的质点互相混杂,流体质点的运动轨迹杂乱无章。
湿空气:含有水蒸气的空气称为湿空气绝对湿度绝对湿度:每立方米湿空气中所含水蒸气的质量称为湿空气的绝对湿度。
流体力学简答题总结
流体力学简答题总结 Revised by Petrel at 2021简答题1.什么是等压面等压面有什么性质压强相等的点组成的面。
性质:1)等压面与质量力正交。
2)质量力只有重力作用的流体的等压面是水平面。
3)等压面就是等势面。
4)自由液面和液体的交界面是等压面。
2.什么是绝对压强,什么是相对压强?绝对压强是以绝对真空为基准的压强,相对压强是以当地大气压强为基准的压强。
3.压力体的构成是什么如何确定实压力体和虚压力体压力体的构成1)曲面本身。
2)自由液面或自由液面的延长面。
3)曲面边缘向自由液面或自由液面的延长面所引的垂面。
确定实、虚压力体压力体与曲面本身相接处的部分如果有液体存在就是实压力体,压力方向向下;否则为需压力体,压力方向向上。
4.“恒定流与非恒定流”,“均匀流与非均匀流”,“渐变流与急变流”是如何定义的?(1)液体运动时,若任何空间点上所有的运动要素都不随时间而改变,这种水流称为恒定流。
若任何空间点上所有的运动要素随时间发生了变化,这种水流称为非恒定流。
(2)在恒定流中,液流同一流线上液体质点流速的大小和方向均沿程不变地流动,称为均匀流。
当流线上各质点的运动要素沿程发生变化,流线不是彼此平行的直线时,称为非均匀流。
(3)流线接近于平行直线的流动称为渐变流,流线的曲率较大,流线之间的夹角也较大的流动,称为急变流。
5.试用能量方程解释飞机的升力是如何产生的。
答:飞机机翼呈上凸下凹状,当空气流经机翼时,其上侧流速较大,压力较小;下侧流速较小压力较大,从而在机翼上下产生了一个压力差,此即为飞机的升力。
6.用伯努利能量方程解释为什么在炎热的夏天,当火车开动后,车厢里顿时会有风从车厢两侧吹进?答:当火车开动后,车厢内的空气获得一定的流速,该流速远大于火车周围的空气流速。
由伯努利方程Z P\Y V2\2g=C可知,越靠近车厢处,空气的压强就越小。
从而产生了一个指向车厢的压力差。
在此压力差的作用下,空气就经由车窗被吹进了车厢内。
流体力学简答题
流体力学简答题1、简述流体静力学的物理意义并解释流体静压力的含义。
答:1)在同一静止液体中,许多点的测压管水头是相等的,许多的静压水头也是相等的。
在这些点处,单位重量的比位能可以不相等,比压能也可以不相同,但其比位能与比压能可以相互转换,比势能总是相等的。
这就是流体静力学基本方程的几何意义与能量意义,即物理意义。
2)作用在静止流体上的表面力只有沿受压表面内法线方向的压力,称为流体静压力2.什么叫绝对压强?什么叫相对压强?分别有什么特点?以绝对真空或完全真空为基准计算的压强称为绝对压强。
以大气压强为基准计算的压强称为相对压强。
绝对压强恒为正或零,而相对压强可正可负或零。
3.力学相似应该包括哪几个方面?答:应包括三个方面(1)几何相似,即模型流动与实物流动有相似的边界形状,一切对应的线性尺寸成比例;(2)运动相似,即实物流动与模型流动的流线应该几何相似,而且对应点上的速度成比例;(3)动力相似,即实物流动与模型流动应该受同种外力作用,而且对应点上的对应力成比例。
4.定常不可压缩完全扩展段的管中层流具有哪些方面的特点/答:有五方面特点。
(1)只有轴向运动;(2)流体运动定常、不可压缩;(3)速度分布的轴对称性;(4)等径管路压强变化的均匀性;(5)管路中质量力不影响流体的流动性能。
5.什么是表面力?什么是质量力?表面力:大小与物体表面积有关分布作用在流体表面上的力,它是相邻流体或固体作用于流体表面上的力。
质量力:与流体微质量大小有关并且集中作用在微团质量中心上的力6.说出黏性流体运动的伯努利方程221112221//2//2'z p r u g z p r u g h ++=+++中的每一项各具有的能量意义。
答:z 和p/r 分别表示单位重量流体流经某点时所具有的位能(比位能)和压能(比压能),2u /2g 表示单位重量流体流经给定点时的动能(比动能),'1h 是单位重量流体在流动过程中所损耗的机械能(能量损失)。
流体力学简答题
1、什么是流体?流体的三大特性?流体是一种受任何微小剪切力作用都能连续变形的物质易流动性,可压缩性,黏性2、什么是流体的连续介质假设?将流体视为由无数连续分布的流体质点组成的连续介质。
3、什么是不可压缩流体?不可压缩流体是指密度为常数的流体(不存在,任何实际流体都是可以压缩的)4、体积压缩系数、温度膨胀系数如何定义?流体受到的压强增大,则体积缩小,称为流体的压缩性。
在一定的压强下,随着温度上升,流体的体积膨胀,称为流体的膨胀性。
5、什么是流体的黏性?当流体层间发生相对滑移时产生切向阻力的特性,就是流体的黏性。
6、什么是牛顿内摩擦定律?作用在流层上的切向应力与速度梯度成正比,比例系数为流体的动力黏度7、动力黏度与压强、温度有什么关系?液体温度越高动力黏度越小,气体温度越高动力黏度越大。
普通压强对流体黏度几乎无影响,但在高压作用下,气体液体的黏度均随压强升高而增大。
8、什么是理想流体?理想流体是指黏度为零的流体。
实际流体都是有黏性的。
9、如何计算肥皂泡内的压强?4*表面张力系数/曲率半径。
1、什么是质量力、表面力,二者有何关系?指作用在所研究的流体体积表面上的力,它是由与流体相接触的其它物体(流体或固体)的作用产生的是指作用于流体内部每一流体质点上的力,它的大小与质量成正比。
2、流体静压强有什么特性?特性一:流体静压强的方向总是和作用面相垂直且指向该作用面,即沿着作用面的内法线方向。
特性二:在静止流体内部任意点处的流体静压强在各个方向都是相等的。
处于平衡状态的流体,单位质量流体所受的表面力分量与质量力分量彼此相等。
3、流体静力学基本方程的适用条件和物理意义?适用条件:质量力只有重力,不可压缩流体物理意义:在静止的不可压缩均质重力流体中,任何一点的位势能和压强势能之和为常数,即总静能头保持不变。
4、达朗贝尔原理在静力学中有何应用?附加一个方向与速度方向相反的惯性力5、什么是物体受到的总压力?即作用在平面上的液体总压力为一假想以平面面积为底,以平面形心淹深为高的柱体的液重。
(完整版)流体力学简答题
流体力学1流体的粘滞性(1)流体粘性概念的表述①运动流体具有抵抗剪切变形的能力,就是粘滞性,这种抵抗体现在剪切变形的快慢(速率)上。
②发生相对运动的流体质点(或流层)之间所呈现的内摩擦力以抵抗剪切变形(发生相对运动)的物理特性称为流体的黏性或黏滞性。
③黏性是指发生相对运动时流体内部呈现的内摩擦力特性。
在剪切变形中,流体内部出现成对的切应力,称为内摩擦应力,来抵抗相邻两层流体之间的相对运动。
④粘性是流体的固有属性。
但理想流体分子间无引力,故没有黏性;静止的流体因为没有相对运动而不表现出黏性。
2毛细管现象①将直径很小两端开口的细管竖直插入液体中,由于表面张力的作用,管中的液面会发生上升或下降的现象,称为毛细管现象。
②毛细管现象中液面究竟上升还是下降,取决于液体与管壁分子间的吸引力(附着力)与液体分子间的吸引力(内聚力)之间大小的比较:附着力>内聚力,液面上升;附着力<内聚力,液面下降。
③由液体重量与表面张力的铅垂分量相平衡,确定毛细管中液面升降高度h,④为减小毛细管现象引起误差,测压用的玻璃管内径应不小于10mm。
3流体静压强的两个基本特性①静压强作用的垂向性:静止流体的应力只有内法向分量—静压强(静止流体内的压应力)。
②静压强的各向等值性:静压强的大小与作用面的方位无关—静压强是标量函数。
4平衡微分方程的物理意义(1)静压强场的梯度p 的三个分量是压强在三个坐标轴方向的方向导数,它反映了标量场p在空间上的不均匀性(inhomogeneity)。
(2)流体的平衡微分方程实质上反映了静止(平衡)流体中质量力和压差力之间的平衡。
(3)静压强对流体受力的影响是通过压差来体现的5测压原理(1)用测压管测量测压管的一端接大气,可得到测压管水头,再利用液体的平衡规律,可知连通的静止液体区域中任何一点的压强,包括测点处的压强。
如果连通的静止液体区域包括多种液体,则须在它们的分界面处作过渡6拉格朗日法:着眼于流体质点,跟踪质点描述其运动历程。
工程流体力学简答题
1.什么是黏性?当温度变化时,黏性如何变化?为什么?当流体内部存在相对运动时.流体内产生内摩擦力阻碍相对运动的属性。
气体的粘性随温度的升高而升高;液体的粘性随温度的升高而降低。
分子间的引力是形成液体粘性的主要原因。
温度的升高.分子间距离增大.引力减小。
分子作混乱运动时不同流层间动量交换是形成气体粘性的主要原因。
温度的升高.混乱运动强烈.动量交换频繁.气体粘度越大2.解释:牛顿流体、理想流体牛顿流体:切应力与速度梯度成正比的流体理想流体:没有粘性的流体3.流体静压强的两的特性是什么?流体静压强的方向是作用面内法线方向.即垂直指向作用面。
流体静压强的大小与作用面方位无关.是点坐标的函数5 .分别画出下图中曲面A 、B 、C 对应的压力体(6分)6 .写出不可压缩粘性流体总流的能量方程式.并说明 各项的物理意义和应用条件。
a v 2 p a v 2 p , 1 1 + —1 + Z - 2 2 + T- + Z + h 2g P g 1 2g p g 2 上单位重量流体的动能 2g 能断面间流动损失P 单位重量流体的压P gz 单位重量流体的位能 h 单位重量流体的两4、画出下列曲面对应的压力体。
(4分)★▽不可压缩粘性流体在重力场中定常流动.沿流向任两缓变流过流断面7.什么是流线?它有那些基本特性?流场中某一瞬时一系列流体质点的流动方向线。
一般流线是一条光滑曲线、不能相交和转折定常流动中.流线与迹线重合。
8.解释:定常流动、层流流动、二元流动。
定常流动:运动要素不随时间改变层流流动:流体分层流动.层与层之间互不混合。
二元流动:运动要素是两个坐标的函数。
9.解释:流线、迹线流线:流场中某一瞬时.一系列流体质点的平均流动方向线。
曲线上任意一点的切线方向与该点速度方向一致。
迹线:流场中一时间段内某流体质点的运动轨迹。
10.描述流动运动有哪两种方法.它们的区别是什么?欧拉法.以流体空间点为研究对象拉格朗日法:以流体质点为研究对象11.什么是量纲?流体力学中的基本量纲有哪些?写出压强、加速度的量纲。
流体力学简答题(知识要点)
流体力学简答题(知识要点)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?进口附近断面上的流速分布较均匀,流速梯度主要表现在管壁处,故近壁处切应力很大,流动所受的阻力也很大,至使流速渐减。
管中心处流速梯度很小,t小,阻力很小,使流速增大。
直至形成一定的流速梯度及切应力,使各部分流体的能耗与能量补充平衡。
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,可对时均流动和脉冲分别加以研究。
紊流中只要时均化的要素不随时间变化而变化的流动,就称恒定流。
紊流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密度梯度有关。
主要在近壁处。
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出脉动程度较大地方。
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?紊流时断面上流层的分区和流态分区有何区别?粘性底层,紊流核心:粘性、流速分布与梯度;层流、紊流:雷诺数紊流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du/dy很大,粘滞切应力t仍然起主要作用。
粘性底层很薄,但对能量损失很大。
圆管紊流的流速如何分布?粘性底层:线性分布,紊流核心处:对数或指数管径突变的管道,当其他条件相同时,若改变流向,在突变处所产生的局部水头损失是否相等?为什么?不等,固体边界不同,如突扩与突缩局部阻力系数与哪些因素有关?选用时应该注意什么?固体边界的突变情况、流速;局部阻力系数应与所选取的流速相对应。
如何减小局部水头损失?让固体边界趋于流线型边界层内是否一定是层流?影响边界层内流态的主要因素有哪些?否,有层流、紊流边界层;粘性、流速、距离边界层分离是如何形成的?如何减小尾流的区域?因压强沿流动方向增高,以及阻力的存在,使得边界层内动量减小,形成边界层的分离。
流体力学简答题总结
流体力学简答题总结简答题1.什么是等压面?等压面有什么性质?压强相等的点组成的面。
性质:1)等压面与质量力正交。
2)质量力只有重力作用的流体的等压面是水平面。
3)等压面就是等势面。
4)自由液面和液体的交界面是等压面。
2.什么是绝对压强,什么是相对压强?绝对压强是以绝对真空为基准的压强,相对压强是以当地大气压强为基准的压强。
3.压力体的构成是什么?如何确定实压力体和虚压力体?压力体的构成1)曲面本身。
2)自由液面或自由液面的延长面。
3)曲面边缘向自由液面或自由液面的延长面所引的垂面。
确定实、虚压力体压力体与曲面本身相接处的部分如果有液体存在就是实压力体,压力方向向下;否则为需压力体,压力方向向上。
4.“恒定流与非恒定流”,“均匀流与非均匀流”,“渐变流与急变流”是如何定义的?(1)液体运动时,若任何空间点上所有的运动要素都不随时间而改变,这种水流称为恒定流。
若任何空间点上所有的运动要素随时间发生了变化,这种水流称为非恒定流。
(2)在恒定流中,液流同一流线上液体质点流速的大小和方向均沿程不变地流动,称为均匀流。
当流线上各质点的运动要素沿程发生变化,流线不是彼此平行的直线时,称为非均匀流。
(3)流线接近于平行直线的流动称为渐变流,流线的曲率较大,流线之间的夹角也较大的流动,称为急变流。
5.试用能量方程解释飞机的升力是如何产生的。
答:飞机机翼呈上凸下凹状,当空气流经机翼时,其上侧流速较大,压力较小;下侧流速较小压力较大,从而在机翼上下产生了一个压力差,此即为飞机的升力。
6.用伯努利能量方程解释为什么在炎热的夏天,当火车开动后,车厢里顿时会有风从车厢两侧吹进?答:当火车开动后,车厢内的空气获得一定的流速,该流速远大于火车周围的空气流速。
由伯努利方程Z+P\Y+V2\2g=C可知,越靠近车厢处,空气的压强就越小。
从而产生了一个指向车厢的压力差。
在此压力差的作用下,空气就经由车窗被吹进了车厢内。
7.总流能量方程的物理意义是什么?试说明方程中各项的物理意义?答:总流的能量方程表述为:Z1+P1\Y+a1V12\2g=Z2.....它的物理意义是:水流只能从总机械能大的地方流向总机械能小的地方。
流体力学填空、判断、简答题(2学分)
一、填 空 题1.流体力学中三个主要力学模型是(1)连续介质模型(2)不可压缩流体力学模型(3)无粘性流体力学模型。
2.在现实生活中可视为牛顿流体的有水和空气等。
3.流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。
它们的区别在于:前者是作用在 某一面积上的总压力;而后者是作用在某一面积上的平均压强或某一点的压强。
4.均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。
5.和液体相比,固体存在着抗拉、抗压和抗切三方面的能力。
6.流体受压,体积缩小,密度增大的性质,称为流体的压缩性;流体受热,体积膨胀,密度减少的性质,称为流体的 热胀性。
7.压缩系数β的倒数称为流体的 弹性模量,以 E 来表示。
8.1工程大气压等于 98.07 千帕,等于10m 水柱高,等于735.6mm 汞柱高。
9.静止流体任一边界上压强的变化,将等值地传到其他各点(只要静止不被破坏),这就是水静压强等值传递 的帕斯卡定律。
10.流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。
11.液体静压强分布规律只适用于静止、同种、连续液体。
12.静止非均质流体的水平面是等压面,等密面和等温面。
13.测压管是一根玻璃直管或U 形管,一端连接在需要测定的容器孔口上,另一端开口,直接和大气相通。
14.在微压计测量气体压强时,其倾角为︒=30α,测得20l =cm 则h=10cm 。
15.作用于曲面上的水静压力P 的铅直分力z P 等于其压力体内的水重。
16.通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。
17.通过描述每一质点的运动来研究流体运动的方法称为拉格朗日法。
18.流线不能相交(驻点处除外),也不能是折线,因为流场内任一固定点在同一瞬间只能有一个速度向量 ,流线只能是一条光滑的 曲线或直线。
19.静压、动压和位压之和以z p 表示,称为总压。
20.液体质点的运动是极不规则的,各部分流体相互剧烈掺混,这种流动状态称为 紊流。
21.由紊流转变为层流的临界流速k v 小于由层流转变为紊流的临界流速kv ',其中k v '称为上临界速度,k v 称为下临界速度。
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1. 什么是黏性?当温度变化时, 黏性如何变化?为什么?当流体内部存在相对运动时,流体内产生内摩擦力阻碍相对运动的属性。
气体的粘性随温度的升高而升高;液体的粘性随温度的升高而降低。
分子间的引力是形成液体粘性的主要原因。
温度的升高,分子间距离增大,引力减小。
分子作混乱运动时不同流层间动量交换是形成气体粘性的主要原因。
温度的升高,混乱运动强烈,动量交换频繁,气体粘度越大2. 解释:牛顿流体、理想流体牛顿流体:切应力与速度梯度成正比的流体理想流体:没有粘性的流体3.流体静压强的两的特性是什么?流体静压强的方向是作用面内法线方向,即垂直指向作用面。
流体静压强的大小与作用面方位无关,是点坐标的函数4、画出下列曲面对应的压力体。
(4分) ★5. 分别画出下图中曲面A 、B 、C 对应的压力体(6分)6.写出不可压缩粘性流体总流的能量方程式,并说明各项的物理意义和应用条件。
w h z gp a z g p a +++=++22222112112g v 2g v ρρ 2g v 2a 单位重量流体的动能 g p ρ单位重量流体的压能z单位重量流体的位能w h单位重量流体的两断面间流动损失不可压缩粘性流体在重力场中定常流动,沿流向任两缓变流过流断面7. 什么是流线?它有那些基本特性?流场中某一瞬时一系列流体质点的流动方向线。
一般流线是一条光滑曲线、不能相交和转折定常流动中,流线与迹线重合。
8.解释:定常流动、层流流动、二元流动。
定常流动:运动要素不随时间改变层流流动:流体分层流动,层与层之间互不混合。
二元流动:运动要素是两个坐标的函数。
9.解释:流线、迹线流线:流场中某一瞬时,一系列流体质点的平均流动方向线。
曲线上任意一点的切线方向与该点速度方向一致。
迹线:流场中一时间段内某流体质点的运动轨迹。
10. 描述流动运动有哪两种方法,它们的区别是什么?欧拉法,以流体空间点为研究对象拉格朗日法:以流体质点为研究对象11. 什么是量纲?流体力学中的基本量纲有哪些?写出压强、加速度的量纲。
物理量单位的种类,长度、时间、质量、压强ML-1T-2,加速度LT-212.在量纲分析中,∏定理的内容是什么?如果一物理过程涉及n个物理量,包含m个基本量纲,则该过程一定可以用n个物理量组成的n-m个无量纲∏来描述。
,14. 对于给定的管道,水力光滑管是否可以变为水力粗糙管?为什么?可以。
粘性底层的厚度大于绝对粗糙度,水力光滑。
粘性底层的厚度小于绝对粗糙度,水力粗糙。
对给定管道,粘性底层的厚度随雷诺数变化。
速度增大,Re 增大,粘性底层的厚度变小,水力光滑变为水力粗糙。
15.解释管道水力计算中的两个概念:水力光滑管、短管水力光滑管:粘性底层的厚度大于管壁的绝对粗糙度,凹凸不平淹没在粘性底层中,流体主流感受不到管壁粗糙的影响,就像在光滑的管中流动。
短管:水力计算中,局部损失占有相当比例,不能忽略的管道系统。
16. 流体在管内流动的流动损失有哪两种?是如何产生的?计算公式如何?沿程损失;发生在缓变流动中,由于流体的粘性摩擦; g v d l h f 22λ=局部损失;发生在急变流动中,由于流体的碰撞、速度调整、产生漩涡;g v h j 22ς=17. 写出当量直径与当量管长的定义公式 。
X Ad e 4= d l e λς=18.什么是紊流?圆管中的紊流流动由哪几部分构成?流体质点作复杂不规则运动,相互干扰和掺混。
粘性底层、紊流核心区和过渡区19. 尼古拉兹试验曲线中,流体的流动可以分为几个区域?各区的沿程损失系数有何特点?五个层流区λ=f(Re)过渡区不稳定,实验点分散λ=f(Re)紊流光滑管区λ=f(Re)紊流粗糙管过渡区λ=f(Re,ε/d)紊流粗糙管平方阻力区λ=f(ε/d)20. 什么是水击?如何减小水击作用力?管内有压流动,由于外界某种原因,引起流速突然变化,从而局部压强突然变化,压力波在管内往复波动,引起管道振动的现象。
延长操作时间;降低管长、减小管壁厚度、增大管径、减小管壁弹性模量、保护措施21. 证明:层流时沿程能量损失h f 与管内流体的平均流速v 的一次方成正比。
g v d l d g v d l vd g v d l g v d l h f 2642642Re 642222ρμνλ====22. 流体在圆管内层流流动,速度分布、切应力分布有何特点?(画图并说明)切应力线性分布,管道中心最小,为零。
速度抛物线分布,管道中心最大,平均流速是最大流速的一半23. 当流动处于紊流粗糙管区时,雷诺数增大,沿程阻力系数是否增大,沿程阻力损失是否增大?为什么?雷诺数增大,沿程阻力系数不增大,只与相对粗糙度有关。
沿程阻力损失增大。
雷诺数增大,速度增大。
g v d l h f 22λ=24. 什么是紊流?紊流速度如何表示?式中各符号的含义如何?写出紊流时均速度u 的定义式。
紊流:流体质点作复杂不规则运动,流体质点相互干扰、掺混。
u u u '+= 瞬时值、时均值、脉动值 t udt u t ∆=⎰∆025. 理想不可压缩流体绕流叶型时为什么会产生升力?下表面流体绕过后缘点时速度高、压强低,流向上表面的后驻点时,气流发生分离,产生逆时针的漩涡,叶型上必然同时产生一强度相等、方向相反的顺时针漩涡。
由于漩涡产生,后驻点向后缘点移动,形成下游的启动涡和叶型上的附着涡。
顺时针漩涡使上层速度加快、压强降低;下层速度减小,压强增高。
上下表面的压强差对叶型产生了升力。
26.粘性流体绕流物体的阻力可分为哪两种?如何减小?摩擦阻力、压差阻力(形状阻力)为减小摩擦阻力,使该物体的层流边界层尽可能延长,或使层流边界层转变紊流边界层的转变点尽可能往后推移。
为减小压差阻力,使边界层分离点尽量后移。
27.试解释:对于圆球,在Re≈3510⨯时,绕流阻力系数急剧下降的原因。
边界层由处于紊流,分离点后移,漩涡区显著减小,压差阻力大大降低,虽然摩擦阻力有所增加,但总阻力大幅降低。
28. 边界层有何特点?发生边界层分离的必要条件是什么?很薄;沿流动方向逐渐增厚;速度梯度大;层流、紊流两种流态;粘性力不可忽略;压强等于外边界上的压强。
减速增压粘性流体29.理想的不可压缩流体绕流翼型,产生升力的原因是什么?下表面流体绕过后缘点时速度高、压强低,流向上表面的后驻点时,气流发生分离,产生逆时针的漩涡,叶型上必然同时产生一强度相等、方向相反的顺时针漩涡。
由于漩涡产生,后驻点向后缘点移动,形成下游的启动涡和叶型上的附着涡。
顺时针漩涡使上层速度加快、压强降低;下层速度减小,压强增高。
上下表面的压强差对叶型产生了升力。
30.若要将亚声速气流加速为超声速气流,管道截面积应如何变化?先收缩后扩大vdv Ma A dA )1(2-= 亚音速:Ma <1,dv >0,dA <0超音速:Ma >1,dv >0,dA >031. 讨论超音速气流经过膨胀波与压缩波后气流的速度、压强及温度的变化规律。
超音速气流经过膨胀波:速度增加、压强降低、温度 降低超音速气流经过压缩波:速度减低、压强、温度升高32. 气体等熵流动中,什么是滞止状态?什么是极限状态?什么是临界状态?滞止状态:等熵流动变化到速度为零极限状态:等熵流动变化到速度最大临界状态:等熵流动变化到速度等于当地声速33. 亚声速气流通过渐缩喷管出口马赫数最大为多少?为什么?亚音速:Ma <1,渐缩dA <0v dv Ma A dA )1(2-= 成立, dv >0, 加速至音速,马赫数最大为134. 简要说明微弱扰动波在静止、亚声速、声速、超声速气流中传播的特点。
微弱扰动波在静止气流中传播无界微弱扰动波在亚声速气流中传播无界微弱扰动波在声速气流中传播有界,半个空间微弱扰动波在超声速气流中传播有界,马赫锥35.若想将气流加速,通道的截面积应如何变化? v dv Ma A dA )1(2-=亚音速:Ma<1,dv>0,dA<0 收缩超音速:Ma>1,,dv>0,dA>0 扩大36、请说出:牛顿流体、重力流体、不可压缩流体、理想流体、正压性流体这样五个概念的定义。
牛顿流体:切应力与速度梯度成正比的流体。
重力流体:质量力只有重力的流体。
不可压流体:密度保持不变的流体。
理想流体:没有粘性的流体正压性流体:密度只随压强变化的流体37、什么是虹吸现象?虹吸流动的动力是什么?虹吸现象:流体自动地从高位液面,经过高于液面的管道流向低位液面的现象。
动力为高低液面的高度差。
38、现象一:1940年美国华盛顿州,一座悬索桥在19m/s的风中倒塌。
现象二:火车开过时,必须远离,否则有被卷入的危险。
试用所学的流体力学知识解释这两个现象。
现象一:卡门涡街。
流体绕过圆柱或钝形物体,当雷诺数到达某一值时,物体尾部出现对称交错排列的漩涡组合。
卡门涡街的振动频率与物体的频率合拍,共振,造成破坏。
现象二。
伯努利方程(能量方程)。
动能增加,压能降低,负压(真空),卷入。
39、流体在圆管内紊流流动,在截面上,1、2、3分别表示什么区域?水力光滑管是如何定义的?水力光滑管的沿程损失系数有何特点?粘性底层,过渡区,紊流核心区。
粘性底层的厚度大于管壁的绝对粗糙度,凹凸不平淹没在粘性底层中,流体就像在光滑的管仲流动一样,这样的管道称水力光滑管,沿程损失系数只与雷诺数有关。
40、画出下列曲面所对应的压力体,并标曲面所受垂直分力的方向。
1、41、液体在一粗细不匀的水平管中稳定流动,压强计中水银液面能否出现如图高度差?若能,其流动方向如何,为什么?若不能,其原因又何在?能,从右往左流动根据压力计,右侧压强大;根据连续性方程,右侧速度大。
右侧能量高于左侧,从右往左流动。
42、在风洞中做流体绕流圆球试验,当4104Re ⨯=时,绕流阻力系数0.45C D =。
若在圆球前部加一细丝,同一雷诺数下,测得阻力系数为0.2C D =。
试问阻力系数迅速减小的原因。
)球,高雷诺数下,压差阻力为主。
若在圆球前部加一细丝,流动紊流,紊流掺混作用,边界层分离点后移,压差阻力变小。
虽然摩擦阻力有所增加,但总阻力大大变小。
、43、名词解释:当量直径;当量长度;激波当量直径:4倍的有效截面积与湿周的比当量长度:局部损失等值折合成某一长度上的沿程损失,该长度称当量长度。
激波:强压缩波44、从力学角度,流体的定义是什么?流体的基本物理属性有哪些?在任何微小剪切力作用下,都能连续变形的物体流动性,粘性,压缩性、膨胀性、惯性45.什么是流线?流线是否可以相交或转折?不可压理想流体平面流动,沿弯曲流线切线方向与主法线方向,如速度变大,压强分别如何变化?流场中一系列流体质点的流动平均方向线,曲线上任意一点的切线方向与该点速度方向一致。
一般不能相交转折,速度为零的点和无穷大的点除外。