流体力学计算题复习汇总
流体力学计算题复习
Pz上
gV上
g （ pmg
R)2R
R2
2
l
下半圆筒为
9.8
1000
(
23.72 103 9.8 103
0.5) 2 0.5
0.52 2
2
49.54
kN
Pz下
gV下
g
（ pmg
R)2R
R2 2
l
9.8 103
(
23.72 103 9.8 103
0.5) 2 0.5
0.52 2
曲面上流体静压力计算
pa
Fz B A (a)
pa 延伸面
B Fz A
(b)
2
pa
B B
Fz1
FC
C
Fz2 C
A A
(c)
3
自由液面
自由液面的延长面
A A
B 实压力体
自由液面 A
B
虚压力体
自由液面 A
自由液面 A
C
C
C
B
B
B
4
三.曲面上的静水总压力
大小： F = Fx2 + Fz2
方向： θ = tan1 Fz
Fz
=
ρgV
=
ρg
h2 R
4
R2
b
π 12
10009.831
4
1
= 21.70 kN
Fz A
R水
h1 h2
圆弧钢板AB上所受的水平压力为
Fx
=
ρghc Az
=
ρg
h2
R 2
R
b
B
=
1000
9.8
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；
《流体力学》试题及答案
《流体力学》试题及答案一、选择题（每题5分，共25分）1. 下列哪个选项不属于流体力学的三大基本方程？A. 连续性方程B. 动量方程C. 能量方程D. 牛顿第二定律答案：D2. 在不可压缩流体中，流速和压力之间的关系可以用下列哪个方程表示？A. 伯努利方程B. 欧拉方程C. 纳维-斯托克斯方程D. 帕斯卡方程答案：A3. 下列哪个现象表明流体具有粘性？A. 流体流动时产生涡旋B. 流体流动时产生湍流C. 流体流动时产生层流D. 流体流动时产生摩擦力答案：D4. 在下列哪种情况下，流体的动能和势能相等？A. 静止流体B. 均匀流动的流体C. 垂直下落的流体D. 水平流动的流体答案：C5. 下列哪个因素不会影响流体的临界雷诺数？A. 流体的粘度B. 流体的密度C. 流体的流速D. 流体的温度答案：D二、填空题（每题5分，共25分）6. 流体力学是研究______在力的作用下运动规律的科学。
答案：流体7. 不可压缩流体的连续性方程可以表示为______。
答案：ρV = 常数8. 在恒定流场中，流体质点的速度矢量对时间的导数称为______。
答案：加速度矢量9. 伯努利方程是______方程在不可压缩流体中的应用。
答案：能量10. 流体的湍流流动特点为______、______和______。
答案：随机性、三维性、非线性三、计算题（每题25分，共50分）11. 一个直径为10cm的管道，流体的流速为2m/s，流体的密度为800kg/m³，求管道中流体的流量。
解：流量Q = ρvA其中，ρ为流体密度，v为流速，A为管道截面积。
A = π(d/2)² = π(0.05)² = 0.00785m²Q = 800kg/m³ 2m/s 0.00785m² = 12.44 kg/s答案：管道中流体的流量为12.44 kg/s。
12. 一个直径为20cm的圆柱形储罐，储罐内充满水，水面高度为1m。
流体力学课复习题
流体力学课复习题一、填空题1、流体是一种受任何微小的都会产生连续的物质。
2、牛顿内摩擦定律：，其中的比例系数称为。
3、作用在流体上的力可分为和两类。
4、水力学中，单位质量力是指作用在单位_____ 液体上的质量力。
5、单位质量力的量纲是。
6、对于不同的流体，体积弹性系数的值不同，弹性模量越，流体越不易被压缩。
7、某点处的绝对压强等于该处的减去该处的。
8、某点处的真空等于该处的减去该处的。
9、某点处的相对压强等于该处的减去该处的。
10、根据的大小，粘性流体的流动状态可分为和。
11、根据流体是否有粘性，流体可分为和。
12、根据流动参数随时间的变化，流体流动可分为流动和流动。
13、连续性方程是定律在流体力学上的数学表达形式。
14、总流伯努利方程是在流体力学上的数学表达形式。
15、计算局部阻力的公式为：；计算沿程阻力的公式为：。
16、相似条件包括、和。
17、沿程阻力主要是由于引起的，而局部阻力则主要是由于引起的。
18、连续性方程表示控制体的________守恒。
19、液体随容器作等角速度旋转时，重力和惯性力的合力总是与液体自由面___ _ 。
20、圆管层流中断面平均流速等于管中最大流速的。
二、简答题1、简述液体与气体的粘性随温度的变化规律，并说明为什么？2、请详细说明作用在流体上的力。
3、简述连续介质假说。
4、何谓不可压缩流体？在什么情况下可以忽略流体的压缩性？5、流体静压力有哪两个重要特征？6、不同形状的敞开的贮液容器放在桌面上，如果液深相同，容器底部的面积相同，试问作用于容器底部的总压力是否相同？桌面上受到的容器的作用力是否相同？为什么？7、相对平衡的液体的等压面形状与什么因素有关？8、静力学的全部内容适用于理想流体还是实际粘性流体？或者两者都可？为什么？9、叙述帕斯卡原理，试举例说明它在工程中的应用。
10、何谓压力体？压力体由哪些面围成的？11、试述文丘里管测量流量的原理，如果通过文丘里管的流量保持不变，试问管道倾斜放置与水平放置的两种情况，测得差压计的液面高差是否会改变？为什么？12、简述沿程阻力系数随雷诺数的变化规律，并画出其趋势图。
流体力学习题集汇总
因此
【1�4】高速水流的压强很低�水容易汽化成气泡�对水工建筑物产生气蚀。拟 将小气泡合并在一起�减少气泡的危害。现将 10 个半径 R1�0.1mm 的气泡合成 一个较大的气泡。已知气泡周围的水压强 po�6000Pa�水的表面张力系数σ� 0.072N/m。试求合成后的气泡半径 R。 【解】小泡和大泡满足的拉普拉斯方程分别是
还可以算得大、小气泡的压强分布为 �
【1�5】一重 W�500N 的飞轮�其回转半径ρ�30cm�由于轴套间流体粘性的影 响�当飞轮以速度ω�600 转/分旋转时�它的减速度ε�0.02m/s2。已知轴套长 L�5cm�轴的直径 d�2cm�其间隙 t=0.05mm�求流体粘度。 【解】�由物理学中的转动定律知�造成飞轮减速的力矩 M�Jε,飞轮的转动惯 量J
流体力学习题集
【1�1】底面积 A�0.2m×0.2m 的水容器�水面上有一块无重密封盖板�板上 面放置一个重量为 G1�3000N 的铁块�测得水深 h�0.5m�如图所示。如果将铁 块加重为 G2�8000N�试求盖板下降的高度Δh。 【解】:利用体积弹性系数计算体积压缩率�
�v / v � �p / E E � np 0 ( p / p0 � B)
p 为绝对压强。 当地大气压未知�用标准大气压 p0 � 1.01325 �10 5 Pa 代替。
p1 � p0 � G1 / A � 1.76325 � 10 5 Pa p2 � p0 � G2 / A � 3.01325 � 10 5 Pa
因 p1 / p0 和 p2 / p0 不是很大�可选用其中任何一个�例如�选用 p2 / p0 来计算 体积弹性系数�
流体力学习题整理资料
1—1 5521.87510 1.6110/1.165m sμυρ--⨯===⨯1—2 解：63992.20.661100.65610Pa s μρυ--==⨯⨯=⨯ 1—3 解：设油层速度呈直线分布 10.1200.005dV Pa dy τμ==⨯= 1-4 解：木板沿斜面匀速下滑，作用在木板上的重力G 在斜面的分力与阻力平衡，即0sin3059.810.524.53n T G N ==⨯⨯= 由dVT Ady μ= 224.530.0010.114/0.40.60.9T dy N s m A dV μ⨯===⨯⨯2-2 解：设P abs0表示液面的绝对压强。
A 点的绝对压强可写成 0g h=abs a p p g z p ρρ+++ 解得0g ()abs a p p z h p ρ=+-+ (){}5330.98109.810000.5 1.5 4.91093.11093.1Pa pa kPa=⨯+⨯⨯-+⨯=⨯=液面的相对压强{}340093.1109.8104900abs a p p p Pa Pa =-=⨯-⨯=- 2-4解：由题意得0a p g h p ρ+= 故 09.8100008510001.339.81000a p p h m m g ρ-⨯-⨯===⨯ 2-9解：(1)闸门形心处得压强为39.8100012450022C a p g h Pa Pa ρ⎛⎫⎛⎫=+=⨯⨯+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭故作用在闸门上的静水总压力()52450023 1.4710c c P p A p ba N N ===⨯⨯=⨯(2)设压力中心的位置在D 点，则D 点在水下的深度为()()33/12323/121 2.82/222313/2C D c c J a ba y y h m m y A bh h a ⎡⎤⨯⎛⎫=+=++=++=⎢⎥ ⎪+⨯⨯+⎝⎭⎣⎦2-10解：(1)设闸门宽度为b 。
当H=1m 时，闸门的压力中心D 在水下的深度()()33/12323/121 2.82/222313/2C D c c J h bh y y H m m y A bh H h ⎡⎤⨯=+=++=++=⎢⎥+⨯⨯+⎣⎦可知，D 点位于距闸门底()31 2.8 1.2D H h y m m +-=+-=(2)当静水压作用点位于门轴上方时，闸门才能在静水压的逆时针力矩作用下自动打开。
流体力学期末考试计算题重点
2.13密闭容器，测压管液面高于容器内液面h =1.8m ，液体的密度为850kg/m 3，求液面压强。
解：0850a a p p gh p ρ=+=+⨯⨯相对压强为：15.00kPa 。
绝对压强为：116.33kPa 。
答：液面相对压强为15.00kPa ，绝对压强为116.33kPa 。
2.14密闭容器，压力表的示值为4900N/m 2，压力表中心比A 点高0.4m ，A 点在水下1.5m ，，求水面压强。
解：0 1.1a p p p g ρ=+-4900 1.110009.807a p =+-⨯⨯5.888a p =-（kPa ）相对压强为： 5.888-kPa 。
绝对压强为：95.437kPa 。
答：水面相对压强为 5.888-kPa ，绝对压强为95.437kPa 。
3.7已知速度场x u =2t +2x +2y ，y u =t -y +z ，z u =t +x -z 。
试求点（2，2，1）在t =3时的加速度。
解：x x x x x x y z u u u ua u u u t x y z∂∂∂∂=+++∂∂∂∂ ()()2222220t x y t y z =+++⋅+-+⋅+26422t x y z =++++()2321t x y z =++++ yy y y y xyzu u u u a u u u txyz∂∂∂∂=+++∂∂∂∂()()101t y z t x z =+--+++-⋅12x y z =++-z z z z z x y z u u u ua u u u t x y z∂∂∂∂=+++∂∂∂∂()()12220t x y t x z =++++-+-12t x y z =++++()()3,2,2,12332221134x a =⨯⨯+⨯+++=（m/s 2）()3,2,2,112223y a=++-=（m/s 2）()3,2,2,11324111z a =++++=（m/s 2）35.86a ===（m/s 2）答：点（2，2，1）在t =3时的加速度35.86a =m/s 2。
流体力学试题及答案..(可编辑修改word版)
一、填空题流体力学复习题-----2013 制1、1mmH2O= 9.807 Pa2、描述流体运动的方法有欧拉法和拉格朗日法。
3、流体的主要力学模型是指连续介质、无粘性和不可压缩性。
4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时粘性力与惯性力的对比关系。
5、流量Q1 和Q2，阻抗为S1 和S2 的两管路并联，则并联后总管路的流量Q 为Q= Q1 + Q2，总阻抗S 为。
串联后总管路的流量 Q 为 Q= Q1 =Q2，总阻抗 S 为S1+S2 。
6、流体紊流运动的特征是脉动现行，处理方法是时均法。
7、流体在管道中流动时，流动阻力包括沿程阻力和局部阻力。
8、流体微团的基本运动形式有：平移运动、旋转流动和变形运动。
9、马赫数气体动力学中一个重要的无因次数，他反映了惯性力与弹性力的相对比值。
10、稳定流动的流线与迹线重合。
全11、理想流体伯努力方程z + p + u 2= 常数中，其中 + p 称为 z测压管 水头。
r 2g r12、一切平面流动的流场，无论是有旋流动或是无旋流动都存在 流线，因而一切平面流动都存在 流函数 ，但是，只有无旋流动才存在势函数。
13、雷诺数之所以能判别 流态 ，是因为它反映了惯性力 和 粘性力的对比关系。
14、流体的主要力学性质有 粘滞性 、 惯性 、 重力性、表面张力性 和 压缩膨胀性。
15、毕托管是广泛应用于测量 气体和 水流一种仪器。
16、流体的力学模型按粘性是否作用分为理想气体和 粘性气体 。
作用与液上的力包括 质量力， 表面力。
17、力学相似的三个方面包括 几何相似 、 运动相似与 动力相似 。
18、流体的力学模型是连续介质 模型。
19、 理 想 气 体 伯 努 力 方 程 p +- +u 2中 ，（z 1 - z 2）（ g ） 2p +（z 1 - z 2）（ -g ） 称势 压， u 2p +2压， p +- +u 2称总压（z 1 - z 2）（ g ） 220、紊流射流的动力特征是 各横截面上的动量相等。
流体力学试题及答案4
流体力学试题及答案4一、选择题（每题2分，共10分）1. 流体力学中，描述流体运动的基本概念是（）。
A. 质量B. 密度C. 速度D. 压力答案：C2. 流体静力学基本方程中，描述流体静压力与深度关系的公式是（）。
A. P = ρghB. P = ρgh²C. P = ρgh³D. P = ρg答案：A3. 在不可压缩流体中，连续性方程表明（）。
A. 质量守恒B. 能量守恒C. 动量守恒D. 角动量守恒答案：A4. 流体力学中的雷诺数是用来描述（）。
A. 流体的密度B. 流体的粘度C. 流体流动的层流与湍流状态D. 流体的压缩性答案：C5. 根据伯努利方程，流体在管道中流动时，流速增加会导致（）。
A. 压力增加B. 压力减小C. 温度增加D. 密度增加答案：B二、填空题（每题2分，共10分）1. 流体力学中，流体的粘性系数通常用符号________表示。
答案：μ2. 当流体流动时，如果流体的流线不相交，则该流动称为________流动。
答案：层流3. 流体力学中，流体的惯性力与流体的________和________有关。
答案：密度，速度4. 流体力学中，流体的表面张力是由分子间的________力引起的。
答案：吸引力5. 流体力学中，流体的压缩性是指流体在压力作用下体积的________。
答案：变化三、简答题（每题10分，共20分）1. 简述流体力学中的边界层概念及其重要性。
答案：边界层是指流体在固体表面附近流动时，由于粘性作用，流体速度从零逐渐增加到与主流速度相近的区域。
边界层的存在对流体的流动特性、摩擦阻力和流体的传热、传质等过程有重要影响。
2. 描述流体力学中的能量守恒定律，并给出其数学表达式。
答案：能量守恒定律表明，流体系统中能量的总量在没有外力作用的情况下是守恒的。
数学表达式为：ρu(E + p/ρ + gz) = constant，其中ρ是流体密度，u是流体速度，E是单位质量流体的内能，p是压力，g是重力加速度，z是垂直高度。
研究生课程计算流体力学知识点复习题
一、问答题1. 什么是流体？什么是流体微团答：流体：在任何微小剪切力持续作用下连续变形的物质叫做流体（易流动性是命名的由来）。
流体微团(流体质点)：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。
2. 什么是连续介质模型，该模型的引入对流体的研究有何意义？答：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。
3. 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，Zk Yj Xi f ++=4. 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. 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：dy du /μτ=τ ：单位面积上的内摩擦力； dy du ：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；μ ：动力粘度（动力粘滞系数）。
单位N /（m 2·s ）或Pa ·s ，表征单位速度梯度时的切应力；ν ：运动粘度（运动粘滞系数），单位s m 2，ν = μ/ρ。
流体力学期末复习考试计算部分
流体⼒学期末复习考试计算部分三计算题⼀、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2cm 5045?，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s m 2.1=u，油层厚度mm 1=δ，斜⾯⾓C 02ο=θ（如图所⽰），求油的动⼒粘度µ。
δuθ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/m 3,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/m 3,h 1=0.2m,试问⽔银柱⾼度差h 2是多⼤？2．如图所⽰的半园AB 曲⾯，宽度m 1=b，直径m 3=D ，试求曲AB 所受的静⽔总压⼒。
D/2⽔⽔DαOB O A Hp a3. 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 2m kN 9.8=gA ρ的油和2m kN 00.10=gB ρ的盐⽔，差压计内⼯作液体为⽔银。
m 21=h ，m 32=h ，m 8.03=h ，若B 点压强2cm N 20=B p ，求A 点压强A p 的⼤⼩。
M MA B汞h h h γγAB1235. 球形容器由两个半球⾯铆接⽽成，有8个铆钉，球的半径m 1=R，内盛有⽔，玻璃管中液⾯⾄球顶的垂直距离2m . 1=H ，求每个铆钉所受的拉⼒。
流体力学总复习
pB
假设 Ⅰ、Ⅱ管 的存在不 扰动原流 场。
pA
A u
B
uA u uB 0 z A zB
代 入
pA
伯努利方程
u 2 pB 0 2g
u
2 g ( pB p A )
2 gh
例：如图所示，在D=150mm的水管中，装一附有水银压差计的毕 托管，用以测量管轴心处的流速。如果1、2两点相距很近且毕 托管加工良好，水流经过时没有干扰；管中水流平均速度为管 轴处流速的0.84倍。问此时水管中的流量为多少？
d1 v3 (v1 v2 ) d 3 4 m/s
2
u z c0 2g
u p2 u z1 z2 2g 2g p1
2 1 2 2
p
2
理想流体 流线上的 伯努利方 程
z
p
qv A1 1 A2 2
c0
• 元流能量方程的应用举例
即F1的作用点位置在离底1/3h1=2/3m处。 淹没在自由液面下h2深的矩形水闸的形心yc=hc=h2/2。
每米宽水闸右边的总压力为 1 1 2 F2 gh2 9806 4 2 78448 Ｎ 2 2 同理F2作用点的位置在离底1/3h2=4/3m处。
每米宽水闸上所承受的净总压力为 F=F2-F1=78448-19612=58836Ｎ 假设净总压力的作用点离底的距离为h，可按力矩方程 求得其值。围绕水闸底O处的力矩应该平衡，即 h h h F2 h2 F1h1 78448 4 19612 2 1.56 m Fh F F , 3F 3 58836 3 3
作用于总流流段上所有外力 的矢量和
流体力学复习题及答案
流体力学复习题及答案流体力学是一门研究流体（液体和气体）运动规律及其与固体边界相互作用的科学。
以下是一些流体力学的复习题及答案，以帮助学生更好地掌握这门学科的基本概念和计算方法。
一、选择题1. 流体力学中的流体包括哪些类型？A. 液体B. 气体C. 液体和气体D. 固体答案：C2. 流体静压的特点是？A. 随深度线性增加B. 随深度线性减少C. 与深度无关D. 随深度非线性变化答案：A3. 流体的粘性对流动有什么影响？A. 增加流动阻力B. 减少流动阻力C. 无影响D. 取决于流体的密度答案：A二、填空题4. 流体力学中的雷诺数（Re）是无量纲数，用于描述流体流动的_________。
答案：惯性力与粘性力的相对重要性5. 根据流体的流动速度和压力分布，流体流动可以分为_________和_________。
答案：层流；湍流三、简答题6. 描述伯努利定理的基本内容。
答案：伯努利定理指出，在理想流体（不可压缩、无粘性）的稳定流动中，沿流线的压力能、动能和势能之和是常数。
7. 什么是流体的压缩性，它对流体流动有什么影响？答案：流体的压缩性是指流体在压力作用下体积变化的能力。
压缩性高的流体在压力变化下体积变化较大，这会影响流体的流动特性，例如在高速流动中可能导致激波的形成。
四、计算题8. 假设有一个水平管道，内径为0.1米，水的流速为2米/秒，求管道内水的雷诺数。
答案：首先，我们需要知道水的密度（ρ）和动力粘度（μ）。
假设水的密度为1000 kg/m³，动力粘度为1.002×10⁻³ Pa·s。
雷诺数的计算公式为：Re = (ρVD) / μ，其中V是流速，D是管道直径。
将已知数值代入公式，得到Re = (1000 × 2 × 0.1) /(1.002×10⁻³) ≈ 199600。
五、论述题9. 论述流体力学在工程应用中的重要性。
《流体力学与流体机械》计算题及答案
1 2
总结词
掌握流体流动阻力和能量损失的计算方法，了解 流体流动过程中阻力和能量的变化规律。
流体流动阻力计算
根据流体流动的雷诺数和流体性质，计算流体在 管道中的流动阻力，包括直管阻力和局部阻力。
3
能量损失计算
根据伯努利方程和流体流动的能量守恒原理，计 算流体在管道中的能量损失，包括沿程损失和局 部损失。
分析流体在流动过程中 的温度变化，以及由此
产生的热能转换。
03
探讨流体流动与热能转 换之间的关系，以及其 对流体机械性能的影响。
05
详细描述
02
计算流体在流动过程中 由于热传导、对流和辐 射等热传递方式而产生
的热量交换。
04
流体流动与化学能转换计算
总结词：计算流体在流动 过程中由于化学反应而产 生的化学能转换。
详细描述
分析流体在流动过程中可 能发生的化学反应，以及 由此产生的化学能转换。
探讨流体流动与化学能转 换之间的关系，以及其在 化工、制药等领域中的应 用。
计算化学反应过程中流体 的能量变化，以及其对流 体机械性能的影响。
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计算流体在流动过程中由于机械能转换 而产生的能量损失或增益。
分析流体在流动过程中所受的阻力，如 摩擦力和局部阻力，对机械能转换的影 响。
详细描述
计算流体在管道中流动时的压力能变化 ，以及由此产生的速度和流量的变化。
流体流动与热能转换计算
总结词：计算流体在流 动过程中由于温度变化
而产生的热能转换。
01
必需汽蚀余量（NPSHr）
泵开始发生汽蚀时，所必须的最低有效汽蚀余量。
有效汽蚀余量（NPSHa）
泵在实际运行中，所实际具有的有效汽蚀余量。
流体力学复习题及答案
流体力学复习题及答案### 流体力学复习题及答案#### 一、选择题1. 流体力学中，流体的连续性方程描述了流体的哪个基本特性？A. 质量守恒B. 动量守恒C. 能量守恒D. 动量与能量守恒答案：A2. 伯努利方程适用于哪种流体流动？A. 可压缩流动B. 无粘性流动C. 稳定流动D. 不可压缩流动答案：D#### 二、填空题1. 流体力学中，雷诺数（Re）是无量纲数，用于表征流体流动的______特性。
答案：惯性力与粘性力之比2. 流体的粘性系数μ在SI单位制中的单位是______。
答案：Pa·s 或kg/(m·s)#### 三、简答题1. 描述流体力学中的纳维-斯托克斯方程，并解释其物理意义。
纳维-斯托克斯方程是描述流体运动的一组非线性偏微分方程，它结合了质量守恒、动量守恒和能量守恒原理。
方程形式如下：\[ \frac{\partial \mathbf{u}}{\partial t} + (\mathbf{u} \cdot \nabla) \mathbf{u} = -\frac{1}{\rho} \nabla p + \nu\nabla^2 \mathbf{u} + \mathbf{f} \]其中，\(\mathbf{u}\) 是流体速度矢量，\(\rho\) 是流体密度，\(p\) 是压力，\(\nu\) 是运动粘性系数，\(\mathbf{f}\) 是单位质量的外力。
该方程描述了流体速度随时间的变化以及由于压力梯度、粘性力和外力作用下的变化。
2. 什么是流体的粘性，它对流体流动有何影响？流体的粘性是指流体内部分子间由于相对运动而产生的内摩擦力。
粘性对流体流动的影响主要表现在：一是增加流体流动的阻力，二是影响流体的层流和湍流状态。
高粘性流体流动阻力大，流动速度慢，而低粘性流体流动阻力小，流动速度快。
粘性还影响流体流动的稳定性，高粘性流体更倾向于形成层流，而低粘性流体则容易形成湍流。
流体力学复习题及答案
流体力学复习题及答案流体力学是研究液体和气体静力学和动力学性质的学科。
它在工程学、物理学和地球科学等领域中起着重要的作用。
在学习流体力学的过程中，复习题是一种非常有效的学习方法。
本文将为大家提供一些流体力学的复习题及其答案，希望能够帮助大家更好地理解和掌握这门学科。
一、静力学1. 什么是静力学？答：静力学是研究流体在静止状态下的力学性质的学科。
2. 什么是压强？答：压强是单位面积上的力的大小，即单位面积上受到的压力大小。
它的公式为P = F/A，其中P表示压强，F表示作用在面积A上的力。
3. 什么是压力？答：压力是单位面积上的力的大小，即单位面积上受到的压力大小。
压力是压强的另一种表达方式。
4. 什么是液体的压强？答：液体的压强是液体所受到的垂直于其表面的力在单位面积上的大小。
5. 什么是浮力？答：浮力是液体或气体对浸没其中的物体所产生的向上的力。
根据阿基米德原理，浮力等于被浸没物体排开的液体或气体的重量。
二、动力学1. 什么是动力学？答：动力学是研究流体在运动状态下的力学性质的学科。
2. 什么是流体的黏性？答：流体的黏性是指流体内部分子间相互作用所产生的阻碍流体流动的力。
3. 什么是雷诺数？答：雷诺数是描述流体流动状态的无量纲参数。
它的公式为Re = ρvL/η，其中Re表示雷诺数，ρ表示流体密度，v表示流体的速度，L表示特征长度，η表示流体的黏性系数。
4. 什么是流体的黏性系数？答：流体的黏性系数是描述流体黏性大小的物理量。
不同流体的黏性系数不同，例如水的黏性系数比空气的黏性系数大。
5. 什么是流体的黏滞力？答：流体的黏滞力是流体流动时由于黏性而产生的阻碍流体流动的力。
三、流体力学应用1. 什么是伯努利定律？答：伯努利定律是描述流体在不同流速下压力变化的定律。
它的公式为P +1/2ρv^2 + ρgh = 常数，其中P表示压力，ρ表示流体密度，v表示流体速度，g表示重力加速度，h表示流体的高度。
32学时流体力学复习题_答案
32学时流体力学课复习题一、填空题1、流体是一种受任何微小的剪切力作用时都会产生连续变形的物质。
2、牛顿内摩擦定律=μ其中的比例系数称为3、作用于流体上的力按其性质可以分为力和质量力4、水力学中，单位质量力是指作用在单位_质量_ 液体上的质量力。
5、单位质量力的量纲是L/T2。
6、对于不同的流体，体积弹性系数的值不同，弹性模量越大，流体越不易被压缩。
7、某点处的绝对压强等于该处的大气压强减去该处的真空度。
8、某点处的真空等于该处的大气压强减去该处的绝对压强。
9、某点处的相对压强等于该处的绝对压强减去该处的一个大气压。
10、根据粘性的大小，粘性流体的流动状态可分为层流和紊流。
11、根据流体是否有粘性，流体可分为粘性流体和理想流体。
12、根据流动参数随时间的变化，流体流动可分为定常流动和非定常流动。
131415、计算局部阻力的公式为：；计算沿程阻力的公式为：。
16、相似条件包括几何相似、运动相似和动力相似。
17、而局部阻力则主要是由于流动边界局部形状急剧变化引起的。
18、连续性方程表示控制体的__质量_____守恒。
19、液体随容器作等角速度旋转时，重力和惯性力的合力总是与液体自由面_垂直。
20、圆管层流中断面平均流速等于管中最大流速的1/2二、简答题1、简述液体与气体的粘性随温度的变化规律，并说明为什么？: 温度升高时液体的黏性降低，因为液体的粘性主要是分子间的内聚力引起的，温度升高时，内聚力减弱，故粘性降低，而造成气体粘性的主要原因在于气体分子的热运动，温度越高，热运动越强烈，所以粘性就越大2、请详细说明作用在流体上的力。
作用在流体上的力按其性质可分为表面力和质量力，表面力是指作用在所研究流体表面上的力，它是由流体的表面与接触的物体的相互作用差生的，质量力是流体质点受某种力场的作用力，它的大小与流体的质量成正比3、简述连续介质假说。
连续介质假设将流体区域看成由流体质点连续组成，占满空间而没有间隙，其物理特性和运动要素在空间是连续分布的。
工程流体力学计算题集(含答案)
30.(6分)飞机在10000m 高空(T=223.15K,p=0.264bar)以速度800km/h 飞行，燃烧室的进口扩压通道朝向前方，设空气在扩压通道中可逆压缩，试确定相对于扩压通道的来流马赫数和出口压力。
(空气的比热容为C p =1006J/(kg ·K)，等熵指数为k=1.4，空气的气体常数R 为287J/(kg ·K))T 0=T ∞+v C p ∞=+⨯⨯232222315*********21006/.()/()=247.69KM ∞=v a ∞∞=⨯⨯⨯=(/)...80010360014287223150743 P 0=p ∞11221+-⎡⎣⎢⎤⎦⎥∞-k M k k =0.26411412074038214141+-⨯⎡⎣⎢⎤⎦⎥=-.....bar31.(6分)一截面为圆形风道，风量为10000m 3/h ，最大允许平均流速为20m/s ，求：(1)此时风道内径为多少?(2)若设计内径应取50mm 的整倍数，这时设计内径为多少? (3)核算在设计内径时平均风速为多少? 依连续方程（ρ=C ）v 1A 1=v 2A 2=q v(1)v 1π412d q v = d 1=100004360020⨯⨯π=0.42m=420mm (2)设计内径应取450mm 为50mm 的9倍，且风速低于允许的20m/s (3) 在设计内径450mm 时，风速为 v q d m s v 2222441000036000451746==⨯⨯=ππ../ 32.(7分)离心式风机可采用如图所示的集流器来测量流量，已知风机入口侧管道直径d=400mm,U 形管读数h=100mmH 2O ，水与空气的密度分别为ρ水=1000kg/m 3，ρ空=1.2kg/m 3，忽略流动的能量损失，求空气的体积流量q v 。
由伯努利方程0+0+0=p gρ+0+v g 22得v=-2p ρ由静力学方程p+ρ水gh=0⇒p=-ρ水gh 代入 得 v=22980701100012ghρρ水=⨯⨯⨯...=40.43m/s q v =v •=⨯⨯=ππ44043404508223d m s .(.)./33.(7分)要为某容器底部设计一个带水封的疏水管，结构如图示：容器内部的压强值，最高时是表压强p e =1500Pa,最低时是真空值p v =1200Pa,要求疏水管最高水位应低于容器底部联接法兰下a=0.1m ，最低水位应在疏水管口上b=0.2m(水密度ρ=1000kg/m 3，重力加速度g=9.8m/s 2)求：(1)疏水管长度L 。
流体力学总题库内部吐血整理
3 / 20
试求容器中水的绝对压强和真空。
pab 水g(h2 h1)=p1 p1+Hg g(h2 h3 )=p2 =pa
因此，联立上述方程，可得：
pab =pa Hg g(h2 h3)+水g(h2 h1) =101325 135509.8 (1.611)+10009.8 (1.61 0.25)=33.65 kPa 因此，真空压强为： pe =pa pab =101325-33650=67.67 kPa
4
h2
(13)
得
h2
H 2
0.5 2
0.25m
12、图 2-56 所示为一圆筒形容器，高 H=0.7m，半径 R=0.4m，内装体积 V=0.25m3 的水，圆筒中心通大气，顶盖的质量 m=5kg。试求当圆通绕中心轴以角速度 w=10rad/s 旋转时顶盖螺栓的受 力 F。 解：
圆筒容器旋转时，易知筒内流体将形成抛物面，并且其内部液体的绝对压强分布满足方程：
d δ
n L
2.在温度不变的条件下，体积为 由流体压缩系数计算公式可知：
的水，压强从
增到
，体积减少了
，试求水的压缩率。
3.某种油的运动黏度是 4.28x10∧-7 ㎡/s，密度是 ρ=678kg/m³，试求其动力黏度。
解:油的运动黏度 v=4.28x10∧-7 ㎡/s。ρ=678kg/m³
v=u/p 得 u=pv=4.28x10*-7x678=2.9x10∧-4Pa.s 4.(习题 1-8)
化简可得：
h=
(pA
pB )+水g（H A
H
）
B
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ur
r
F dt d mv
uur
ur
2Q2 dt v2 1Q1 dt v1
Fdt d mv
Q体积流量 Q质量流量
1 1'
Q 动量流量
v 1dt
A1
2
A2
2'
v2dt
ur
uur ur ur
uur
ur
F 2
2Q2
v2
1
F1 v1
动量方程为：
1 O
2
F2
v2 2 FR'x
FR'y
x
Q(2v2 cos450 1v1) p1A1 p2 A2 cos450 FRx
Q(2v2 sin 450 0) 0 p2 A2 sin 450 FRy
于是可得
FRx p1A1 p2 A2 cos450 Q(2v2 cos450 1v1)
恒定流动量方程
恒定流动量方程主要作用是解决作用力问题，特别是流体 与固体之间的总作用力。
动量定律：作用于物体的冲量，等于物体的动量增量。
Fdt d mv
d
m
dt
F
质点系动量的变化率，等于作用于质点系上各外力的矢量和。
1
1. 动量方程的推导
现以恒定总流的一段为例，取1和2两个渐变流断面间的流 体为研究对象，两断面间流段1-2在dt时间后移动到1’-2’。
p1 1v12 2v22 g 2g 2g
3
1 d1=0.15m
d 3=0.075m
30 o
v3
3 y
(整令因理：忽得略：1阻力1p,1而不2 计v122水2头v12损失由)题意知1 vv12=v3=1d20=0m.51om/s，2则2v2 0
x
p1
v22
v12 2
y
解 ① 欲求水流对弯管的作用力，
可先求得弯管对水流的反作用力。
取渐变流过水断面 1-1 和 2-2 以及管内壁所围封闭曲面内的液
1
F1 v1
2
F2
v2 2 FR'x
体作为研究对象。
1 O
FR'y
x
Q(2v2 cos450 1v1) p1A1 p2 A2 cos450 FRx
V1
Q A
Q
4
D12
1.8 3.14 1.52
1.02m/s
4
V2
Q A2
1.8 3.14 12
2.29m/s
4
求1-1断面和2-2断面上动水总压力以管轴中心线为基准 面取1、2断面的能量方程：
（取 a1=a2 =1)
解题步骤
z1
p1
a1v12 2g
z2
p2
0.0785m3/s
Q3
v3
d32 4
10 1 3.14 0.0752 4
0.0442m3/s
由有分流情况恒定总流的连续性方程知：
Q1=Q2+Q3=0.0785+0.0442=0.1227m3/s
所以
v1
Q1
1 4
d12
0.1227 4 3.14 0.152
于计算断面平均流速和断面上的压力； ③ ∑F是作用在被截取的液流上的全部外力之和，外力应包
括质量力（通常为重力），以及作用在断 面 上 的压力和 固体边界对液流的压力及摩擦力； ④ 在初步计算中，可取动量修正系数β=1.0；
⑤ 当液流有分流或汇流的情况，可由与推导有分、汇流 时的连续性方程类似的方法，写出其动量方程。
6.947m/s
3
1 d1=0.15m
d 3=0.075m
30 o
v3
3 y
v1
5o
x
1
d2=0.1m
20
2 v2
因管路水平放置，故可以以管轴线所在的平面为基准面；
并取渐变流断面1-1断面、2-2断面以及3-3断面，射流出口
断面上近似为大气压强，故有P2＝P3=0，写1-1断面到2-2断面
间水流的伯诺里方程为
P2 p2A2 398 0.785 312KN
解题步骤
取1-1与2-2断面水体作为控制体，坐标方向如图示。 沿x轴方向取动量方程
（设 1=2 =1)
Fx Q(2v2 1v1)
P1-P2 -R x
9.8 9.8
1.8(2.29
1.02)
R x P1-P2 -1.81.27 705312 2.285 391.715KN
1Q1
v1
F dt 2Q2 v2 dt 1Q1 v1 dt
ur F
2Q2
uur v2
1Q1
ur v1
m
dt
2.公式说明：
将物质系统的动量定理应用于流体时，动量定理的表 述形式是：对于恒定流动，所取流体段（简称流段，它 是由流体构成的）的动量在单位时间内的变化，等于单 位时间内流出该流段所占空间的流体动量与流进的流体 动量之差；该变化率等于流段受到的表面力与质量力之 和，即外力之和。
分布的，以动量修正系数a0修正。 a0定义为实际动量和按照平均流速计算的动量的比值。即：
u2dA u2dA
a0 A Qv
A
Av2
（3-13-1）
a0取决于断面流速分布的不均匀性。不均匀性越大， a0越大，一般取a0 =1.05
工程计算中取a0=1。动量方程式改写为：
F d mv a022Q2 v2 a011Q1 v1
即轴向推力为 391.715KN，方向与 R x相反。
例 管路中一段水平放置的等截面弯管，直径d =200mm，弯
角为 450（如图）。管中1-1断面的平均流速 v1＝4m/s，其形 心处的相对压强 p1= 98KN/m2。若不计管流的水头损失，求 水流对弯管的作用力FRx和FRy。（坐标轴x与y如图所示）。
FRy 3077
2 1000 0.126 4 2
2 2532N 2
水流对弯管的作用力FRx与FRy分别与F’Rx与F’Ry，大小 相等，方向相反。
例 主管水流经过一非对称分岔管，由两短支管射出，管路
布置如图3.37所示，出流流速v2与v3均为10m/s，主管和两支管 在同一水平面内，忽略阻力。
这就是恒定流动量方程式。
5
ur
uur
ur
F a022Q2 v2 a011Q1 v1 （3-13-2）
3.适用条件：恒定流
过水断面为均匀流或渐变流过水断面
无支流的汇入与分出。
如图所示的一分叉管路，
ρQ1
1
动量方程式应为：
1
v1
2
ur
uur
ur
ur
F 022Q2v2 033Q3v3 011Q1v1
1000 102
6.947 2
25869.6N/m2
F1
p1 A1
p1
1 4
d12
25869.6
1 3.14 0.152 4
456.92N
B. 计算作用力：
取1-1，2-2，3-3断面间的水体作为研究对象。该水体所受 的表面力为1-1断面的压力F1，(2-2断面及 3-3 断面均为大气压 强P2=P3=0 )，以及管壁对水流的反作用力 F’Rx及F’Ry 如图示， 质量力为该水体的重力，垂直于管路平面。
a2v22 2g
hw
0 400 1.022 0 p2 2.292 0
9.8 2 9.8
2 9.8
p2 40.8 0.053 0.268 40.585m
p2 40.585 9.8 398KN / m2
总压力 P1 p1A1 4001.765 705KN
Q(2v2 sin 450 0) 0 p2 A2 sin 450 FRy
②作用于该段液流表面的表面力 y 有断面1-1和2-2上的压力，可以
用断面形心处的压强作为断面
1
平均压强，因而断面上的总压力 为：
F1 v1
F1 p1A1
1
O
F2 p2 A2
2
F2
v2 2 FR'x
FRy p2 A2 sin 450 Q2v2 sin 450
式中：
Q
1 4
d
2v1
y
2
F2
1 3.14 0.22 4 4
1
F1 v1
v2 2 FR'x
0.126m3/s
1 O
FR'y
x
由于上两式中p2和v2还未知，
因而还需配合应用连续性方程和伯诺里方程求解。
1
v1
1 (a)
（a）有分流的情况
2 v2
2
3
3
v
3
(Q2 (Q2
2v2 2v2
x y
Q33v3x Q33v3 y
Q11v1x ) Q11v1y )
Fx Fy
(Q22v2z Q33v3z Q11v1z ) Fz
1
例题1
图示有一水电站压力水管的渐变段，直径 D1为1.5米， D2为1米，渐变段起点压强 p1 为 400KN / m2 （相对压强）， 流量Q为 1.8m3/s ，若不计水头损失，求渐变段镇墩上 所受的轴向推力为多少（不计摩擦力）？