流体力学期末复习资料(精选.)
课程流体力学复习资料
课程流体力学复习资料一、是非题1、在连续介质假设的条件下，液体中各种物理量的变化是连续的。
(正确)2、管道突然扩大的局部水头损失系数ζ的公式是在没有任何假设的情况下导出的。
(错误)3、均匀缓流只能在缓坡上发生，均匀急流只能在陡坡上发生。
(错误)4、其他条件相同时，实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数。
(正确)5、区分实用堰和宽顶堰，只需关注堰壁厚度δ。
(正确)6、流网存在的充分必要条件是恒定渗流。
(错误)7、牛顿内摩擦定律仅适用于管道中层流情况。
(正确)8、在有压长管道中，水头损失被认为是全部消耗在沿程水头损失上。
(正确)9、在串联长管道中，各管段的水头损失可能相等，也可能不相等。
(正确)10、紊流实际上是一种非恒定流现象。
(正确)二、单项选择题1、静止液体中同一点各方向的压强（）A.数值相等B.数值不等C.仅水平方向数值相等D.铅直方向数值最大2、亚声速流动，是指 __________时的流动。
（）A.等于1 B．等于临界马赫数C．大于1 D．小于13．在研究流体运动时，按照是否考虑流体的粘性，可将流体分为。
A.牛顿流体及非牛顿流体；B.可压缩流体与不可压缩流体；C.均质流体与非均质流体；D.理想流体与实际流体4．混合气体的密度可按照各种气体_____________的百分比数来计算。
（）A.总体积 B．总质量C．总比容 D．总压强在一个储水箱的侧面上、下安装有两只水银U形管测压计(如图二),当箱顶部压强$Po_1 1$个大气压时，两测压计水银柱高之差$\Delta h_1=h_1-h_2=760mm$ (Hg)。
如果顶部再压入一部分空气，使$Po_2=2$个大气压时。
则$\Delta h_2$应为多少？解答过程：已知：$Po_1=1$,$h_1-h_2=760$,$Po_2=2$要求：$\Delta h_2$根据理想气体状态方程，$PV=nRT$,其中P为压强，V为体积，n为摩尔数，R为气体常数，T为绝对温度。
《流体力学》复习资料
一、填空题1、液体的动力粘性系数随温度的而减小，牛顿流体是指切应力与成的流体。
2、欧拉法中，流体的加速度包括和两种，如果流场中时变加速度为零，则称流动为，否则，流动称为。
3、雷诺实验揭示了流体流动存在层流和两种流态，并可用来判别流态。
4、一般管路中的损失，是由和两部分构成，在定常紊流中，沿程水头损失与流速的成，所谓的长管是指比小得多，可以忽略不计。
5、已知三维流场的速度分布为：0vtxu，试求t=0时刻,经过=wy,4,2=+=点（1,1）的流线方程；点（1,1）处的加速为。
6、平面流动速度分布为：22y=，byu-ax=，如果流体不可压缩，试-v-xy求a= ；b= 。
7、子弹在15摄氏度的大气中飞行，如果子弹头部的马赫角为45度，已知音波速度为340m/s子弹的飞行速度为。
8、管道截面的变化、及壁面的热交换，都会对一元可压缩流动产生影响。
9、自由面上的压强的任何变化，都会地传递到液体中的任何一点，这就是由斯卡定律。
10、液体在相对静止时，液体在重力、、和压力的联合作用下保持平衡。
11、从海平面到11km处是，该层内温度随高度线性地。
12、平面壁所受到的液体的总压力的大小等于的表压强与面积的乘积。
13、水头损失可分为两种类型：和。
14、在工程实践中，通常认为，当管流的雷诺数超过，流态属于紊流。
15、在工程实际中，如果管道比较长，沿程损失远大于局部损失，局部损失可以忽略，这种管在水力学中称为。
16、紊流区的时均速度分布具有对数函数的形式，比旋转抛物面要均匀得多，这主要是因为脉动速度使流体质点之间发生强烈的，使速度分布趋于均匀。
17、流体在运动中如果遇到因边界发生急剧变化的局部障碍（如阀门，截面积突变），流线会发生变形，并出现许多大小小的，耗散一部分，这种在局部区域被耗散掉的机械能称为局部水头损失。
18、流动相似指的是两个流动系统所有对应点的对应物理量之比相等，具体地说，就是要满足，、和。
19、自由面上的压强的任何变化，都会地传递到液体中的任何一点，这就是由斯卡定律。
流体力学期末复习资料
1、流体运动粘度的国际单位为m^2/s 。
2、流体流动中的机械能损失分为沿程损失和局部损失两大类。
3、当压力体与液体在曲面的同侧时，为实压力体。
4、静水压力的压力中心总是在受压平面形心的下方。
5、圆管层流流动中，其断面上切应力分布与管子半径的关系为线性关系。
6、当流动处于紊流光滑区时，其沿程水头损失与断面平均流速的1.75 次方成正比。
7、当流动处于湍流粗糙区时，其沿程水头损失与断面平均流速的2 次方成正比。
8、圆管层流流动中，其断面平均流速与最大流速的比值为1/2 。
9、水击压强与管道内流动速度成正比关系。
10、减轻有压管路中水击危害的措施一般有：延长阀门关闭时间, 采用过载保护，可能时减低馆内流速。
11、圆管层流流动中，其断面上流速分布与管子半径的关系为二次抛物线。
12、采用欧拉法描述流体流动时，流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成。
13流体微团的运动可以分解为：平移运动、线变形运动、角变形运动、旋转运动。
14、教材中介绍的基本平面势流分别为：点源、点汇、点涡、均匀直线流。
15、螺旋流是由点涡和点汇两种基本势流所组成。
16、绕圆柱体无环量流动是由偶极流和平面均匀流两种势流所组成。
17、流动阻力分为压差阻力和摩擦阻力。
18、层流底层的厚度与雷诺数成反比。
19、水击波分为直接水击波和间接水击波。
20、描述流体运动的两种方法为欧拉法和拉格朗日法。
21、尼古拉兹试验曲线在对数坐标中的图像分为5个区域，它们依次为：层流层、层流到紊流过渡区、紊流区、紊流水力粗糙管过渡区、紊流水力粗糙管平方阻力区。
22、绕流物体的阻力由摩擦阻力和压差阻力两部分组成。
二、名词解释1、流体：在任何微小剪力的持续作用下能够连续不断变形的物质2、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。
3、等压面：在流体中，压强相等的各点所组成的面称为等压面。
4、流线：流线是某一瞬时在流场中所作的一条曲线，在这条曲线上的各流体的速度方向都与该曲线相切。
流体力学与流体传动期末考试复习资料
《流体力学与流体传动》课程综合复习资料一、单项选择题1.单作用叶片泵可以通过移动（）改变偏心距来实现变量。
A.转子B.配流盘C.定子环D.泵体答案：C2.外啮合齿轮泵的特点不包含（）。
A.需要单独配油装置B.存在困油现象C.径向力不平衡D.存在流量脉动答案：A3.电液换向阀主阀采用弹簧对中时，导阀需要采用（）中位机能。
A.O型B.M型C.P型D.Y型答案：D4.对于先导式减压阀来说，主阀实现（）作用，导阀实现（）作用。
A.调压，减压B.调压，调压C.减压，调压D.减压，减压答案：C5.调速阀是由（）和节流阀（）组合而成。
A.定差减压阀，串联B.定差减压阀，并联C.定值减压阀，串联D.定值减压阀，并联答案：A6.液压马达的实际输出转速等于（）。
A.实际流量除以排量B.实际转矩除以角速度C.理论流量除以排量D.理论转矩除以角速度答案：C7.液压马达的容积效率等于（）。
A.实际流量比理论流量B.理论流量比实际流量C.实际转矩比理论转矩D.理论转矩比实际流量答案：B8.有两个调定压力分别为5MPa和10MPa的溢流阀串联在液压泵的出口，泵的出口压力为（）。
A.5MPaB.10MPaC.15MPaD.0MPa答案：C9.有两个调定压力分别为5MPa和10MPa的溢流阀并联在液压泵的出口，泵的出口压力为（）。
A.5MPaB.10MPaC.15MPaD.0MPa答案：A10.为平衡重力负载，使运动部件不会因自重二自行下落，宜采用（）顺序阀做平衡阀。
B.内控外泄C.外控外泄D.外控内泄答案：A11.在泵——马达构成的闭式循环中，补油泵的作用在于（）。
A.补充泵的泄漏B.补充马达的泄漏C.补充阀的泄漏D.补充管路的泄漏答案：D12.当节流阀的开口调定后，若其进出口压力相等，则通过其流量为（）。
A.额定流量B.最小稳定流量C.某调定值D.0答案：D13.已知单杆活塞缸两腔作用面积A1=2A2，进油流量为q，则差动连接时进入大腔的流量是（）。
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；
流体力学复习资料
流体力学复习资料流体力学是研究流体（包括液体和气体）的平衡和运动规律的学科。
它在工程、物理学、气象学、海洋学等众多领域都有着广泛的应用。
以下是为大家整理的流体力学复习资料，希望能对大家的学习有所帮助。
一、流体的物理性质1、流体的密度和比容密度（ρ）是指单位体积流体的质量，公式为：ρ ＝ m ／ V 。
比容（ν）则是密度的倒数，即单位质量流体所占的体积，ν ＝ 1／ρ 。
2、流体的压缩性和膨胀性压缩性表示流体在压力作用下体积缩小的性质，通常用体积压缩系数β来衡量，β ＝（1 ／ V）×（dV ／ dp）。
膨胀性是指流体在温度升高时体积增大的特性，用体积膨胀系数α来描述，α ＝（1 ／ V）×（dV ／ dT）。
3、流体的粘性粘性是流体抵抗剪切变形的一种属性。
牛顿内摩擦定律：τ ＝μ×（du ／ dy），其中τ为切应力，μ为动力粘度，du ／ dy 为速度梯度。
二、流体静力学1、静压强的特性静压强的方向总是垂直于作用面，并指向作用面内。
静止流体中任意一点处各个方向的静压强大小相等。
2、静压强的分布规律对于重力作用下的静止液体，其静压强分布公式为：p ＝ p0 ＋ρgh ，其中 p0 为液面压强，h 为液体中某点的深度。
3、压力的表示方法绝对压力：以绝对真空为基准度量的压力。
相对压力：以大气压为基准度量的压力，包括表压力和真空度。
三、流体动力学基础1、流体运动的描述方法拉格朗日法：跟踪流体质点的运动轨迹来描述流体的运动。
欧拉法：通过研究空间固定点上流体的运动参数随时间的变化来描述流体的运动。
2、流线和迹线流线是在某一瞬时，在流场中所作的一条曲线，在该曲线上各点的速度矢量都与该曲线相切。
迹线是流体质点在一段时间内的运动轨迹。
3、连续性方程对于定常流动，质量守恒定律表现为连续性方程：ρ1v1A1 ＝ρ2v2A2 。
4、伯努利方程理想流体在重力作用下作定常流动时，沿流线有：p ／ρ ＋ gz ＋（1 ／ 2）v²＝常量。
流体力学复习资料【最新】
流体力学复习资料1.流体的定义；宏观：流体是容易变形的物体，没有固定的形状。
微观：在静力平衡时，不能承受拉力或者剪力的物体就是流体。
2. 流体的压缩性：温度一定时，流体的体积随压强的增加而缩小的特性。
流体的膨胀性：压强一定时，流体的体积随温度的升高而增大的特性。
3. 黏度变化规律：液体温度升高，黏性降低；气体温度升高，黏性增加。
原因：液体黏性是分子间作用力产生；气体黏性是分子间碰撞产生。
4.牛顿内摩擦定律：运动的额流体所产生的内摩擦力F的大小与垂直于流动方向的速度梯度du/dy成正比，与接触面的面积A成正比，并与流体的种类有关，与接触面上的压强无关。
数学表达式：F=μA du/dy流层间单位面积上的内摩擦力称为切向应力τ=F/A=μdu/dy5.静止流体上的作用力：质量力、表面力。
质量力：指与流体微团质量大小有关并且集中作用在微团质量中心上的力。
表面力：指大小与流体表面积有关并且分布作用在流体表面上的力。
6.重力作用下静力学基本方程：dp=-ρgdz 对于均质不可压缩流体：z+p/ρ=c物理意义：几何意义7. .绝对压强：以绝对真空为基准计算的压强。
P相对压强：以大气压强为基准计算的压强。
P e真空度：某点的压强小于大气压强时，该点压强小于大气压强的数值。
P vP=p a+ρgh p e=p-pa p v=p a-p8.压力提的概念：所研究的曲面（淹没在静止液体中的部分）到自由液面或自由液面的延长面间投影所包围的一块空间体积。
液体在曲面上方叫实压力体或正压力体；下方的叫虚压力体或负压力体。
9. 研究流体运动的两种方法：①拉格朗日法②欧拉法10.定常流动：流体质点的运动要素只是坐标的函数而与时间无关。
非定常流动：流体质点的运动要素既是坐标的函数又是时间的函数。
11. 迹线：指流体质点的运动轨迹，它表示了流体质点在一段时间内的运动情况。
流线：在流场中每一点上都与速度矢量相切的曲线称为流线。
流线是同一时刻不同流体质点所组成的曲线，它给出该时刻不同流体质点的速度方向。
流体力学复习资料
1.迹线：同一质点在不同时刻所占有的空间位置联成的空间曲线称为迹线。
2.定常流动：液体流动时，若流体中任何一点的压力，速度和密度都不随时间变化，则这种流动就称为定常流动。
3.沿程阻力：流体在均匀流段上产生的流动阻力，称为沿程阻力。
4.量纲：量纲是指物理量的性质和类别。
5.体积模量：6.流动相似：两个流动相应点上的同名物理量具有各自固定的比例，则这两个流动就是相似的。
7.纲和谐原理：8.湍流：流体质点的远动轨迹是极不规则的，各部分相互混杂，这种流动状态称为紊流。
9.局部阻力：由于流体速度或方向的变化，导致流体剧烈冲击，由于涡流和速度重新分布而产生的阻力。
10.层流：液体层间有规则的流动状态称为层流。
11.渐变流：流线之间的夹角β很小、流线的曲率半径r很大的近乎平行直线的流动。
12.淹没出流：容器中的液体通过孔口出流到另一个充满液体的空间。
13.薄壁孔口：出流流股与孔口接触只有一条周线，这种条件的孔口称为薄壁孔口。
14.动能修正系数：15.流管：在流场内，取任意非流线的封闭曲线L，经此曲线上全部点做流线，这些流线组成的管状流面，称为流管。
简答题1.什么是等压面等压面的条件是什么等压面是指流体中压强相等的各点所组成的面。
只有重力作用下的等压面应满足的条件是：静止、连通、连续均质流体、同一水平面。
2.流线的定义性质。
流线的定义：在某一时刻，个点的切线方向与通过该点的流体质点的流速方向重合的空间去曲线。
流线的性质：a、同一时刻的不同流线，不能相交。
b、流线不能是折线，而是一条光滑的曲线或直线。
c、流线越密处，流速越大，流线越稀处，流速越小。
4.试简要回答缓变流的定义及其两个主要特性。
缓变流（渐变流）：流线之间的夹角β很小、流线的曲率半径r很大的近乎平行直线的流动。
特性：5.试简要阐述局部能量损失的定义及大致分类。
6.简述孔口出流的分类情况。
按孔口直径D和孔口形心在液面下深度H分为大孔口和小孔口；按水头随时间变化，分为恒定出流和非恒定出流；按壁厚，分为薄壁孔口和厚壁孔口；按出流空间状况，分为自由出流和淹没出流。
流体力学考试复习资料
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．空气在温度为290K ，压强为760mmHg 时的密度和容重分别为 1.2a ρ= kg/m 3和11.77a γ=N/m 3。
7．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 。
8．压缩系数β的倒数称为流体的弹性模量 ，以E 来表示9．１工程大气压等于98.07千帕，等于10m 水柱高，等于735.6毫米汞柱高。
10．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。
11．流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。
12．液体静压强分布规律只适用于静止、同种、连续液体。
13．静止非均质流体的水平面是等压面，等密面和等温面。
14．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。
15．在微压计测量气体压强时，其倾角为︒=30α，测得20l =cm 则h=10cm 。
16．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。
17．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。
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。
流体力学备考复习资料
【1.12】一圆锥体绕竖直中心轴作等速转动，锥体与固体的外锥体之间的缝隙δ=1mm ，其间充满μ=0.1Pa ·s 的润滑油。
已知锥体顶面半径R =0.3m,锥体高度H =0.5m,当锥体转速n =150r/min 时，求所需旋转力矩。
解：如图，在离圆锥顶h 处，取一微圆锥体（半径为），其高为。
这里该处速度剪切应力高为一段圆锥体的旋转力矩为其中代入总旋转力矩其中代入上式得旋转力矩【1.13】上下两平行圆盘，直径均为d ，间隙为δ，其间隙间充满黏度为μ的液体。
若下盘固定不动，上盘以角速度旋转时，试写出所需力矩M 的表达式。
解：在圆盘半径为处取的圆环，如图。
其上面的切应力则所需力矩总力矩【1.14】当压强增量=5×104N/m 2时，某种液体的密度增长0.02%。
求此液体的体积r d h Rr h H =()Rv h r h H ωω==()vRh r H ωτμμδδ==d h 2Rh H ωμπδ=2d cos hr θtan r h θ=2302tan d ()d cos HR M M h h h H πμωθHδθ⋅==⎰⎰rad/s 7.15602150s,Pa 1.0=⨯=⋅=πωμωr d r ()r r ωτμδ=()d 2M r τπ=32d d r rr r rπμωδ=42232d d 32d dd M M r r πμωπμωδδ===⎰⎰p ∆习题.121图弹性模量。
解：液体的弹性模量【1.15】一圆筒形盛水容器以等角速度绕其中心轴旋转。
试写出图中A(x,y,z)处质量力的表达式。
解：位于处的流体质点，其质量力有 惯性力重力（Z 轴向上）故质量力的表达式为【2.12】试决定图示装置中A 、B 两点间的压强差。
已知h 1=500mm ，h 2=200mm ，h 3=150mm ，h 4=250mm ，h 5=400mm ，酒精γ1=7 848N/m 3，水银γ2=133 400 N/m 3，水γ3=9 810 N/m 3。
流体力学复习资料
流体力学复习资料流体力学是物理学的一个分支，研究流体的运动、变形以及与力的相互作用。
在工程学中，流体力学是非常重要的学科，涉及到各种工程领域，如航空航天、船舶、汽车等。
本文将为读者提供一份流体力学的复习资料，帮助读者巩固和加深对流体力学的理解。
一、流体介绍1. 流体的定义：流体是指物质的一种状态，具有无定形、变形受力作用而容易发生流动的特点。
2. 流体的分类：流体分为液体和气体两种，液体具有一定的体积和形状，气体没有固定的体积和形状。
3. 流体力学假设：流体力学研究中常常使用一些假设，如连续介质假设、理想流体假设等，这些假设在分析流体力学问题时起到了简化计算的作用。
二、流体静力学1. 压力：压强是衡量流体压力的物理量，定义为单位面积上的垂直作用力。
介绍了压强的定义、单位以及压强的计算公式。
2. 压强的传递：介绍了帕斯卡定律，即在静态流体中，压力在各个方向上是等同的，不会随着距离的改变而改变。
3. 浮力：浮力是物体在液体中受到的向上的力，由于压强的不均匀分布造成的。
介绍了浮力的计算公式、性质以及浮力与物体浸没的关系。
三、连续介质力学1. 流体运动的描述：介绍了流体的质点法和连续介质法两种描述流体运动的方法，以及它们的适用范围和优缺点。
2. 流体的速度场和加速度场：介绍了速度场和加速度场的概念，以及它们与流体流动的关系。
3. 质量守恒定律：质量守恒定律是流体力学中的基本定律，表明在流体运动中质量是守恒的。
介绍了质量守恒定律的数学表达式和应用。
四、流体动力学1. 动量守恒定律：动量守恒定律是流体力学中的另一个基本定律，表明在流体运动中动量是守恒的。
介绍了动量守恒定律的数学表达式和应用。
2. 流体的雷诺数：雷诺数是描述流体流动状态的一个重要参数，可以用来判断流体是否属于层流还是湍流。
介绍了雷诺数的计算方法和不同数值范围的流动状态。
3. 能量守恒定律：能量守恒定律是流体力学中的另一个基本定律，表明在流体运动中能量是守恒的。
流体力学期末复习重点
第1章 绪论
二、 基本公式 流体的体积压缩率
δV V k δp
流体的体积模量
1 δp K k δV V
第1章 绪论
二、基本公式 体膨胀系数
δV V v δT
牛顿粘性应力公式
运动粘度
dvx dy
第2章 流体静力学
一、基本概念 正压流体 绝对压强 计示压强 真空 等压面 等势面 流体的相对平衡 流体的压力中心 浮力
二、基本公式 1 2 声速 c d
d p
完全气体的声速
马赫数 速度系数
c RT
v Ma c
v M ccr
第7章 流体运动学和动力学基础
一、基本概念 有旋流动 无旋流动 涡线 涡管 涡束 涡通量 速度环量 斯托克斯定理 汤姆孙定理 亥姆霍兹第一定理 亥姆霍兹第二定理（涡管守恒定理） 亥姆霍兹第三定理（涡管强度守恒定理） 速度势 有势流动 流函数 流网
2 1 2 2 2 1 2 2
第4章 相似原理和量纲分析
一、基本概念 流体力学相似 几何相似 运动相似 动力相似 牛顿数Ne 牛顿（动力）相似准则 弗劳德数Fr 重力相似准则 雷诺数Re 粘滞力相似准则 欧拉数Eu 压力相似准则
第4章 相似原理和量纲分析
一、基本概念 柯西数Ca 弹性力相似准则 量纲 基本量纲 导出量纲 无量纲量 物理方程的量纲一致性原则
pe p pa gh
第2章 流体静力学
二、基本公式 静止液体作用在平面上的总压力
总压力的大小
FP dFP ghc A
A
总压力的作用点
xD xC ICy xC A
流体力学资料复习整理
流体复习整理资料第一章 流体及其物理性质1.流体的特征——流动性:在任意微小的剪切力作用下能产生连续剪切变形的物体称为流体。
也可以说能够流动的物质即为流体。
流体在静止时不能承受剪切力，不能抵抗剪切变形。
流体只有在运动状态下，当流体质点之间有相对运动时，才能抵抗剪切变形。
只要有剪切力的作用，流体就不会静止下来，将会发生连续变形而流动。
运动流体抵抗剪切变形的能力（产生剪切应力的大小）体现在变形的速率上，而不是变形的大小（与弹性体的不同之处）。
2.流体的重度：单位体积的流体所的受的重力，用γ表示。
g 一般计算中取9.8m /s 23.密度：=1000kg/，=1.2kg/，=13.6，常压常温下，空气的密度大约是水的1/8003. 当流体的压缩性对所研究的流动影响不大，可忽略不计时，这种流体称为不可压缩流体，反之称为可压缩流体。
通常液体和低速流动的气体（Ｕ<70m ／s ）可作为不可压缩流体处理。
4.压缩系数：弹性模数：21d /d pp E N m ρβρ==膨胀系数：）（K /1d d 1d /d TVV T V V t ==β5.流体的粘性：运动流体内存在内摩擦力的特性（有抵抗剪切变形的能力），这就是粘滞性。
流体的粘性就是阻止发生剪切变形的一种特性，而内摩擦力则是粘性的动力表现。
温度升高时，液体的粘性降低，气体粘性增加。
6.牛顿内摩擦定律： 单位面积上的摩擦力为：3/g N m γρ=p V V p V V p d d 1d /d -=-=β21d 1d /d d p V m NV p pρβρ=-=h U μτ=内摩擦力为： 此式即为牛顿内摩擦定律公式。
其中：μ为动力粘度，表征流体抵抗变形的能力，它和密度的比值称为流体的运动粘度ν τ值既能反映大小，又可表示方向，必须规定：公式中的τ是靠近坐标原点一侧(即t -t 线以下)的流体所受的内摩擦应力，其大小为μ du/dy ，方向由du/dy 的符号决定，为正时τ与u 同向，为负时τ与u 反向，显然，对下图所示的流动，τ＞0， 即t —t 线以下的流体Ⅰ受上部流体Ⅱ拖动，而Ⅱ受Ⅰ的阻滞。
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1、流体运动粘度的国际单位为m^2/s 。
2、流体流动中的机械能损失分为沿程损失和局部损失两大类。
3、当压力体与液体在曲面的同侧时，为实压力体。
4、静水压力的压力中心总是在受压平面形心的下方。
5、圆管层流流动中，其断面上切应力分布与管子半径的关系为线性关系。
6、当流动处于紊流光滑区时，其沿程水头损失与断面平均流速的1.75 次方成正比。
7、当流动处于湍流粗糙区时，其沿程水头损失与断面平均流速的2 次方成正比。
8、圆管层流流动中，其断面平均流速与最大流速的比值为1/2 。
9、水击压强与管道内流动速度成正比关系。
10、减轻有压管路中水击危害的措施一般有：延长阀门关闭时间, 采用过载保护，可能时减低馆内流速。
11、圆管层流流动中，其断面上流速分布与管子半径的关系为二次抛物线。
12、采用欧拉法描述流体流动时，流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成。
13流体微团的运动可以分解为：平移运动、线变形运动、角变形运动、旋转运动。
14、教材中介绍的基本平面势流分别为：点源、点汇、点涡、均匀直线流。
15、螺旋流是由点涡和点汇两种基本势流所组成。
16、绕圆柱体无环量流动是由偶极流和平面均匀流两种势流所组成。
17、流动阻力分为压差阻力和摩擦阻力。
18、层流底层的厚度与雷诺数成反比。
19、水击波分为直接水击波和间接水击波。
20、描述流体运动的两种方法为欧拉法和拉格朗日法。
21、尼古拉兹试验曲线在对数坐标中的图像分为5个区域，它们依次为：层流层、层流到紊流过渡区、紊流区、紊流水力粗糙管过渡区、紊流水力粗糙管平方阻力区。
22、绕流物体的阻力由和两部分组成。
二、名词解释1、流体：在任何微小剪力的持续作用下能够连续不断变形的物质2、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。
3、等压面：在流体中，压强相等的各点所组成的面称为等压面。
4、流线：流线是某一瞬时在流场中所作的一条曲线，在这条曲线上的各流体的速度方向都与该曲线相切。
5、流管：过流管横截面上各点作流线，则得到充满流管的医术流线簇6、迹线：流场中某一质点的运动轨迹。
7、控制体：假定平面边界内流动是定常的，并忽略质量力，在边界层的任一处，取单位宽度，沿边界层长度为dx的微元断。
8、压力管路：在一定压差下，流体充满全管的流动管路。
9、有旋流动：在流体流动中，如果流场中有若干处微元团具有绕过其自身轴线的旋转运动，则称为有旋流动。
10、层流底层：粘性流体在管道中做紊流流动时，管壁上的流速为零，从管壁起的流速将从零迅速增大，在紧贴管壁的一极薄层内，速度梯度很大，黏性摩擦很大，黏性摩擦切应力其主要作用，处于层流状态，称为层流底层11、紊流核心：距管壁稍远出有一黏性摩擦切应力和紊流附加切应力同时起作用的薄层，称之为过渡区，之后发展称为完全紊流。
，称之为紊流核心。
12、光滑管：管壁粗糙度对流动不起任何影响，流体好像在完全光滑的管道中流动一样。
这种情况下的管道称为光滑管。
13、粗糙管：当流体流过凸出部分是，在凸出部分后面将引起漩涡，增加了能量损失，管壁粗糙度对紊流流动发生影响。
14、边界层：边界层是高雷诺数绕流中紧贴物面的粘性力补课忽略的流动薄层。
15、定常流动：流体中任一点的流体质点的流动参数均不随时间变化，而只最空间点位置不同而变化的流动。
水和空气等粘度很小的流体，在大雷诺数下绕物体流动时，黏性对流动的影响仅限于紧贴物体壁面的薄层中，而这一薄层外黏性影响很小，完成可以忽略不计。
16、沿程压强损失：17、沿程水头损失：18、入口段：19、充分发展段三、单项选择题（选择正确答案的字母填入括号）１、流体的密度与( D )有关。
Ａ、流体种类、温度、体积等Ｂ、温度、压力、体积等Ｃ、流体种类、压力、体积等Ｄ、流体种类、温度、压力等２、流体的动力黏度与( A )有关。
Ａ、流体种类、温度、压力等Ｂ、流体种类、温度、体积等Ｃ、流体种类、压力、体积等Ｄ、温度、压力、体积等３、理想流体是指( C )。
Ａ、平衡流体Ｂ、运动流体Ｃ、忽略粘性的流体Ｄ、忽略密度变化的流体４、流体静压强的作用方向为( D)。
Ａ、垂直受压面Ｂ、平行受压面Ｃ、指向受压面Ｄ、垂直指向受压面5、在流体力学中，单位质量力是指作用在单位（D ）流体上的质量力。
Ａ、重量Ｂ、体积Ｃ、面积Ｄ、质量6、相对压强的计量基准为( C )。
Ａ、绝对真空Ｂ、标准大气压Ｃ、当地大气压Ｄ、液面压强7、在平衡液体中，质量力恒与等压面( B )。
Ａ、重合Ｂ、正交Ｃ、相交Ｄ、平行8、已知不可压缩流体的速度场为则该流动为( B )。
Ａ、一维流动Ｂ、三维流动Ｃ、二维流动Ｄ、均匀流9、过流断面是指与( C )的横断面。
Ａ、迹线正交Ｂ、流线斜交Ｃ、流线正交Ｄ、迹线斜交10、在恒定流中，流线与迹线( D )。
Ａ、相交Ｂ、正交Ｃ、平行Ｄ、重合11、非恒定流动中，流线和迹线：（ C ）。
Ａ、一定重合B、一定不重合Ｃ、特殊情况下可以重合Ｄ、一定正交12、一维流动的连续方程成立的条件是：（ A ）Ａ、不可压缩流体Ｂ、粘性流体Ｃ、可压缩流体Ｄ、理想流体13、伯努利方程中表示：（ B ）。
Ａ、单位质量流体所具有的机械能B、单位重量流体所具有的机械能Ｃ、单位体积流体所具有的机械能Ｄ、通过过流断面流体的总机械能14、关于水流流向的正确说法是（B ）。
Ａ、水一定是从高处往低处流Ｂ、水一定是从机械能大处往机械能小处流Ｃ、水一定是从测压管水头高处往测压管水头低处流Ｄ、水一定是从流速大处往流速小处流15、毕托管是一种测量( D )的仪器。
Ａ、压强Ｂ、断面平均流速Ｃ、流量Ｄ、点流速16、均匀流过流断面上各点的（ B ）等于常数。
17、文丘利管是一种测量( A )的仪器。
Ａ、流量Ｂ、压强Ｃ、密度Ｄ、点流速18、若在同一等径长直管道中用不同流体进行实验，当流速相等时，其沿程水头损失在( D )是相同的。
Ａ、层流区Ｂ、紊流光滑区Ｃ、紊流过渡区Ｄ、紊流粗糙区19、雷诺数的物理意义在于它反映了( D )的比值。
Ａ、重力与粘滞力Ｂ、惯性力与粘滞力Ｃ、惯性力与重力Ｄ、重力与压力20、若圆管内水流为层流运动，则有( C )。
21、已知某圆管流动的雷诺数，则该管的沿程阻力系数( A )。
Ａ、0.032Ｂ、0.064Ｃ、0.128Ｄ、0.25622、圆管层流流动，断面流速为( B ) 分布。
Ａ、线性Ｂ、抛物线Ｃ、双曲线Ｄ、对数23、圆管紊流流动，断面流速为( D ) 分布。
Ａ、线性Ｂ、抛物线Ｃ、双曲线Ｄ、对数24、根据尼古拉兹实验成果知，紊流过渡区的沿程阻力系数与( C )有关。
25、有压管道的管径d与相应的水力半径d/R之比( D )。
Ａ、1Ｂ、2Ｃ、3Ｄ、426、同一管道的粘性底层厚度随雷诺数的增加而( B )。
Ａ、增加Ｂ、减小Ｃ、不变Ｄ、难以确定27、长管水力计算的特点是( B )。
28、短管水力计算的特点是( D )。
29、当流动处于紊流水力光滑管区时，沿程损失与平均流速的（ C ）次方成正比。
Ａ、1 Ｂ、2Ｃ、1.75Ｄ、0.530、圆管紊流流动过流断面上的切应力分布为：（C ）。
Ａ、管壁处为零，向管轴线线性增大Ｂ、在过流断面上为常量Ｃ、管轴线处为零，且与半径成正比Ｄ、按抛物线分布31、若圆管内水流为紊流运动，则有( C )。
32突然扩大管段的局部水头损失（B）。
33、沿程压强损失是( C )。
Ａ、单位质量流体的沿程损失Ｂ、单位重量流体的沿程损失Ｃ、单位体积流体的沿程损失Ｄ、以平均流速计算的沿程损失34、下列关于长管水力计算的说法中，不正确的有( B )。
Ａ、串联管路的总水头损失等于各支路的水头损失之和Ｂ、串联管路的总流量等于各支路的流量之和Ｃ、并联管路各支路的水头损失相等Ｄ、并联管路两节点间的总水头损失等于各支路的水头损失35、在恒定流的动量方程中，不应包括( D )。
Ａ、压力Ｂ、重力Ｃ、惯性力Ｄ、粘滞力36、从本质上讲，紊流应属于（ B ）。
Ａ、恒定流Ｂ、非恒定流Ｃ、均匀流Ｄ、渐变流• D四、问答题1、写出理想流体微元流束伯努利方程式，指出其中各项的物理意义，并给出该方程式的适用条件。
答：Z+P／各项物理意义：第一项Z表示单位质量流体所具有的位势能；第二项表示单位质量流体的压强势能；第三项V^2/2g表示单位质量流体具有的动能。
适用范围：理想的不可压缩均质流体在质量力作用下做定常流动，并沿同一流线（或微元流束）2、写出两过流断面间无分流或汇流，但有能量输入或输出的实际流体总流伯努利方程，并简述其应用条件答：适用范围：重力作用下不可压缩粘性流体定常流动的任意两个缓变流的有效截面，至于两个有效截面之间是否有缓变流则无关系。
3、何为水击（水锤）现象，减小水击危害的措施。
答：工业水管中流动着有一定压强的水，当管道中的阀门迅速关闭时，水受阻而流苏突然变小，水的惯性是局部压强突然升高。
这种突然升高的压强首先出现在紧贴阀门上游的一层流体中，而后迅速的向上游传播，并在一定条件下发射回来，产生往复波动，这种现象为水击现象。
减小水击的措施（1）延长阀门关闭时间，可避免产生直接水击，也可减小间接水击、（2） 采用过载保护，在可能产生水击的管道中设置蓄能器，调压塔或安全阀等以减缓冲水压强（3） 可能时减低管内流速，缩短管长，使用弹性好的管道。
4、边界层有哪些基本特征？边界层内沿厚度，存在很到的流速梯度5、简述产生局部水头损失的原因，并写出用于计算管路突然扩大的局部水头损失的公式 。
6、一般情况下，流体微团的运动可分解为哪几种运动 ？7、管道水力计算采用的基本公式有哪几个？8、简述曲面边界层的分离现象。
9、尼古拉兹试验曲线将流动分为几个区？各区的沿程阻力系数与什么有关？10、管道水力计算的任务是什么？ 答：4、写出不可压缩均质实际流体的运动微分方程（即纳维——斯托克斯方程），为什么说此方程是不可压缩均质流体的普遍方程。
五、计算、分析题（每题8分）1、在盛有汽油的容器的底上有一直径mm d 152=的圆阀，该阀用绳系于直径mm d 1201=的圆柱形浮子上（如图1所示）。
设浮子及圆阀的总质量g m 110=，汽油相对密度75.0，绳长mm Z 120=，问圆阀将在油面高度H 为多少时开启?（图1） 解：04)(42221≥---gH d mg Z H g d ρπρπ04)(212221≥---Z d m H d d ρπρππ)(135)(135.012.0015.012.012.0750)015.012.0(101104)(42222232221212221mm m Z d d d d d mH ==⨯-+⨯-⨯⨯=-+-≥-πρππ2、图2所示为绕铰链O 转动的倾斜角ο60=α的自动开启式水闸，当水闸一侧的水位II=2m ，另一侧的水位m h 4.0=时，闸门自动开启，试求铰链至水闸下端的距离x 。