工程流体力学复习提纲及习题(一)
第1、2章 流体力学复习提纲
第1章 流体力学 1.流体压强的表示方法 表压强=绝对压强-大气压强 真空度=大气压强-绝对压强=-(绝对压强-大气压强) ∴ 表压强=-真空度绝对零压压强的单位：SI 中为Pa ； 压强的几个单位间的换算关系：1atm=760mmHg=10.33mH 2O=1.01325×105Pa 1kgf/cm 2=1at=735.6mmHg=10mH 2O =9.81×104Pa2 .流体的粘性与粘度牛顿粘性定律dydu A F μτ-==:dydu 称为速度梯度。
粘度的单位：在SI 中为Pa.s ；在其它单位制中，用P （泊）和cP （厘泊）。
换算关系： 1Pa.s=10P=1000cP T ↑，μL ↓，μG ↑。
牛顿型流体与理想流体牛顿型流体:服从牛顿粘性定律的流体; 理想流体:流体的粘度μ=0的流体。
3 管中流动 3．1基本概念uA V s =或 管道截面积体积流量==A V u s或管道截面积质量流量==Aw V s s钢管的表示法： Φd 0×δ （mm ） d 0-管子外径，mm ；δ-壁厚，mm 。
管内径d i =d 0-2δ mm3．2 管中稳定流动连续性方程稳定流动情况下，单位时间内流进体系的流体质量等于流出体系的流体质量，即 222111A u A u w s ρρ==对于不可压缩流体，ρ=常数，则2211A u A u Q ==对于圆管，22221144d u d u ππ⨯=⨯即不可压缩流体在圆管内稳定流动时，流速与管道直径的平方成反比。
4 流体流动能量平衡 4．1稳定流动体系的能量平衡4.2 稳定流动体系能量方程（柏努利方程）gZ 1+p 1/ρ+u 12/2+we= gZ 2+p 2/ρ+u 22/2+∑h f (J/kg)gugpz HH fe 22∆+∆+∆=-∑ρ (m)式中:H e =w/g-泵所提供的压头(扬程)，m ； 应用柏努利方程解题要点：1) 根据题意定出上游1-1，截面和下游2-2，截面；2) 两截面均应与流动方向垂直，并且两截面间的流体必须是连续的。
工程流体力学习题课1-第2-3-4章-部分习题解答
2 2 d2
习题3-14解题示意图1
Dr W-X Huang, School of Chemical Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, P.R. China
工程流体力学——习题课(1)——第 2-3-4 章部分习题解答
Fx1 =
y x
H1
D
H2
图 3-26 习题 3-11 附图
1 1 ρ gH1 × ( DL) = × 1000 × 9.8 × 4 × (4 × 10) = 784000 N=784kN 2 2 1 D 1 4 Fx 2 = ρ gH 2 × ( L) = × 1000 × 9.8 × 2 × × 10 = 196000 N=196kN 2 2 2 2
H
h
由此得： H ≥ 122mm + h ≥ 244mm (2) 结合以上正负压操作时结果有：
p / ρ g ≤ h ≤ H − | p| / ρ g
图 3-23 习题 3-8 附图
→ 122mm ≤ h ≤ 178mm
Dr W-X Huang, School of Chemical Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, P.R. China
工程流体力学——习题课(1)——第 2-3-4 章部分习题解答
F1-6
习题 3-8 旋风除尘器如图 3-23 所示，其下端出灰口管段长 H，部分插入 水中，使旋风除尘器内部与外界大气隔开，称为水封；同时要求出灰管内液面 不得高于出灰管上部法兰位置。设除尘器内操作压力 ( 表 压 ) p = −1.2 kPa~ 1.2kPa。 净化空气 (1) 试问管段长 H 至少为多少 mm? (2) 若H=300mm，问其中插入水中的部分h应在 什么范围？(取水的密度 ρ =1000kg/m3) 含尘 解：(1) 正压操作时，出灰管内液面低于管外液 面，高差为 h′ = p / ρ g ；为实现水封，出灰管插入深 度 h 必须大于此高差，即
工程流体力学复习题
一、简答题1．缓变过流断面、缓变流动过流断面在流束或总流中与所有流线都相垂直的横断面。
缓变流动若某过流断面上的流线几乎是相互平行的直线，则此过流断面称为缓变断面，过流断面上的流动称为缓变流动。
2．流管与流束流管在流场中任取一封闭曲线l（非流线），过曲线上各点做流线，所有这些流线构成一管状曲面，称为流管。
流束在流场中取一非流面的曲面S，则过曲面上各点所作流线的总和，称为流束。
3．动能、动量修正系数动能修正因数用真实流速计算的动能与平均流速计算的动能间的比值。
动量修正因数用真实流速计算的动量与以平均流速计算的动量间的比值。
4．水力光滑管和水力粗糙管△：管壁绝对粗糙度，δ：粘性底层厚度。
当δ＞△时，管壁的粗糙突出部分完全淹没在粘性地层中。
此时，粘性底层以外的紊流区域完全不受管壁粗糙度的影响，流体就好像在理想的完全光滑管中流动，这种情况的管内紊流流动称为“水力光滑管”或简称为“光滑管”。
当δ＜△时，管壁的粗糙突起有一部分或大部分暴露在紊流区内。
此时，紊流区中的流体流过管壁粗糙突出部分时将会引起漩涡，造成附加的能量损失，即管壁粗糙度对紊流流动产生影响，这种情况的管内紊流流动称为“水力粗糙管”或简称为“粗糙管”。
5．等压面与压力体等压面在充满平衡流体的空间，连接压强相等的各点所组成的面称为等压面。
等压面有三个特性：等压面就是等势面；等压面与质量力垂直；两种混容的流体分界面为等压面。
压力体由所探究的曲面，通过曲面周界所作的垂直柱面和流体的自由表面（或其延伸面）所围成的封闭体积叫做压力体。
6．系统与控制体系统有限体积的流体质点的集合称为系统。
（不管流体怎样运动，且运动中系统的表面可以不断变形，但流体质点的集合不变，所含有的质量不变。
）控制体取流场中某一确定的空间区域，这个空间区域称为控制体。
（控制体的周界称为控制面。
）7．流线与迹线迹线 流体质点运动的轨迹。
流线 某瞬时在流场中所作的一条空间曲线，该瞬时位于曲线上各点的流体质点的速度在该点与曲线相切。
工程流体力学复习题
第一章流体的力学性质复习思考题❖ 1 流体区别于固体的本质特征是什么？❖ 2 试述流体的连续介质概念。
❖ 3 什么是流体的粘性？流体的动力粘度与运动粘度有什么区别？❖ 4 液体的压缩性与什么因素有关？空气与液体具有一样的压缩性吗？❖ 5 牛顿流体与非牛顿流体有什么区别？❖作业1-3,1-4,1-5,1-10练习题一、选择题1、按流体力学连续介质的概念，流体质点是指A 流体的分子；B 流体内的固体颗粒；C无大小的几何点；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。
2、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。
3、与牛顿内摩擦定律直接有关系的因素是A 切应力与压强；B 切应力与剪切变形速度C 切应力与剪切变形；D 切应力与流速。
4、水的黏性随温度的升高而A 增大；B 减小；C 不变；D 不能确定。
5、气体的黏性随温度的升高而A 增大；B 减小；C 不变；D 不能确定。
6.流体的运动粘度的国际单位是A m 2/s ；B N/m 2；C kg/m ；D N.m/s7、以下关于流体黏性的说法不正确的是A 黏性是流体的固有属性；B 黏性是在运动状态下流体具有抵抗剪切变形速率能力的量度；C 流体的黏性具有传递运动和阻滞运动的双重作用；D 流体的黏性随温度的升高而增大。
8、已知液体中的流速分布u-y 如图1-1所示，其切应力分布为9、以下关于液体质点和液体微团A 液体微团比液体质点大；B 液体微团比液体质点大；C 液体质点没有大小，没有质量；D 液体质点又称为液体微团。
10、液体的粘性主要来自于液体-----------。
A 分子的热运动；B 分子间内聚力；C 易变形性；D 抗拒变形的能力 11.15o 时空气和水的运动粘度为6214.5510/air m s ν-=⨯，621.14110/water m s ν-=⨯，这说明A 、空气比水的粘性大 ；B 、空气比水的粘性小；C 空气与水的粘性接近；D 、不能直接比较。
工程流体力学总复习题
⼯程流体⼒学总复习题⼯程流体⼒学总复习题⼀、名词解释1. .流体：易流动的物质，包括液体和⽓体。
2.理想流体：完全没有黏性的流体。
3.实际流体：具有黏性的流体。
4.黏性：是流体阻⽌发⽣变形的⼀种特性。
5.压缩性：在温度不变的条件下，流体在压⼒作⽤下体积缩⼩的性质。
6.膨胀性：在压⼒不变的条件下，流体温度升⾼时，其体积增⼤的性质。
7. ⾃由液⾯：与⼤⽓相通的液⾯。
8.重度：流体单位体积内所具有的重量。
9.压⼒中⼼：总压⼒的作⽤点。
10.相对密度：某液体的密度与标准⼤⽓压下4℃(277K)纯⽔的密度之⽐。
11.密度：流体单位体积内所具有的质量。
12.控制体：流场中某⼀确定不变的区域。
13.流线：同⼀瞬间相邻各点速度⽅向线的连线。
14. 迹线：流体质点运动的轨迹。
15.⽔⼒坡度：沿流程单位长度的⽔头损失。
16.扬程：由于泵的作⽤使单位重⼒液体所增加的能量，叫泵的扬程。
17.湿周：与液体接触的管⼦断⾯的周长。
18.当量长度：把局部⽔头损失换算成相当某L当管长的沿程⽔头损失时，L当即为当量长度。
19.系统：包含确定不变流体质点的任何集合。
20.⽔⼒粗糙：当层流底层的厚度⼩于管壁粗糙度时，即管壁的粗糙突起部分或全部暴露在紊流区中，造成新的能量损失，此时的管内流动即为⽔⼒粗糙。
21.压⼒体：是由受压曲⾯、液体的⾃由表⾯或其延长⾯和由该曲⾯的最外边界引向液⾯或液⾯延长⾯的铅垂⾯所围成的封闭体积。
22.长管：可以忽略管路中的局部⽔头损失和流速损失的管路。
23.短管：计算中不可以忽略的局部⽔头损失和流速损失的管路。
24.层流：流动中黏性⼒影响为主，流体质点间成分层流动主要表现为摩擦。
25.紊流：雷诺数⼤于2000的流动，表现的是液体质点的相互撞击和掺混。
26.当量直径：对于⾮圆形的管路，当量直径等于⽔⼒半径的1/4倍。
27.⽔⼒半径：管路的断⾯⾯积与湿周之⽐。
28.等压⾯：⾃由液⾯、受压曲⾯和受压曲⾯各端点向上引⾄⾃由液⾯构成的封闭曲⾯所围成的体积。
32学时工程流体力学复习题与答案
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动力黏性系数(动力粘度) 。
3、作用于流体上的力按其性质可以分为表面力力和质量力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。
13、连续性方程是质量守恒定律在流体力学上的数学表达形式。
14、总流伯努利方程是机械能守恒定律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、相似条件包括几何相似、运动相似和动力相似。
17、沿程阻力主要是由于流体内摩擦力引起的，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？答: 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。
工程流体力学复习题（1）
第一章1. 动力粘性系数与运动粘性系数的关系为____ 。
(A) (B) (C) (D)2. ____的流体称为理想流体。
(A) 速度很小(B) 速度很大(C) 忽略粘性切力(D) 密度不变3. 连续介质假设意味着________ 。
(A)流体分子互相紧连(B) 流体的物理量是连续函数(C) 流体分子间有空隙(D) 流体不可压缩4. 流体的体积压缩系数k 是在____条件下单位压强变化引起的体积变化率。
(A) 等压(B) 等温(C) 等密度5. 空气的体积弹性模数E＝____ 。
(A) (B) (C) (D)6.静止流体____剪切应力。
(A)不能承受(B) 可以承受(C) 能承受很小的(D) 具有粘性时可承受7．对于不可压缩流体，可认为其密度在流场中（）A．随压强增加而增加B．随压强减小而增加C．随体积增加而减小D．与压强变化无关第二章1. 压力体内____ 。
(A) 必定充满液体(B)肯定不会有液体(C)至少部分有液体(D)可能有液体，也可能无液体2. 用一块平板挡水，平板形心的淹深为，压力中心的淹深为，当增大时，。
(A)增大(B)不变(C)减小3. 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____ 。
(A) 正交(B) 斜交(C) 相切4.流体静力学基本方程式zgp+ρ=Const适用于( )。
A.只在重力作用下的平衡流体B.只在重力作用下的均质不可压缩液体C.均质不可压缩流体D.均质可压缩和不可压缩流体5.图示1-1，2-2，3-3三个水平面哪是等压面( )。
A. 1-1是B. 2-2是C. 3-3是D. 都不是第三章1．欧拉法研究____的变化情况。
(A) 每个质点的速度(B) 每个质点的轨迹(C) 每个空间点的流速(D) 每个空间点的质点轨迹2．定常流动中，____ 。
(A) 加速度为零(B) 流动参数不随时间而变(C) 流动参数随时间变化(D) 速度为常数3．流管是在流场里取作管状假想表面，流体流动应是（）A．流体能穿过管侧壁由管内向管外流动B．流体能穿过管侧壁由管外向管内流动C．不能穿过侧壁流动D．不确定4．在同一瞬时，位于流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此流线（）A．相切B．重合C．平行D．相交5．在____流动中，流线和迹线重合。
32学时工程流体力学复习题与答案
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动力黏性系数(动力粘度) 。
3、作用于流体上的力按其性质可以分为表面力力和质量力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。
13、连续性方程是质量守恒定律在流体力学上的数学表达形式。
14、总流伯努利方程是机械能守恒定律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、相似条件包括几何相似、运动相似和动力相似。
17、沿程阻力主要是由于流体内摩擦力引起的，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？答: 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。
工程流体力学题及答案
《工程流体力学》试题(一)一、填空1．我们所学的流体力学中描述流体运动的方法常采用( )法。
2. 伯努利方程是( )定律在流体力学中的应用。
3．管道的总水力损失等于( )之和。
4．流线是某一瞬时在流场中假想的曲线, 在这条曲线上的各流体质点的速度方向都与该曲线( )。
5．在虹吸管中，压力最低点的数值，不能低于( )，否则液体汽化，从而破坏虹吸现象。
6．等压面上的每一空间点上的单位质量力，必与等压面（）7．皮托管原理依据是( )，而文丘里流量计(或喷嘴、孔板流量计等) 原理依据则是( )。
8．等压面上任一点的质量力方向是( )等压面。
9．根据雷诺数可以判断流体的流动状态，如管内流动时，Re( )为层流。
10．当流体的流动处于紊流粗糙管区时，其沿程损失系数与（）无关，只与相对粗糙度有关。
11．描述流体运动的方法有拉格朗日法和（）。
12．流场中运动的流体若存在加速度，它包括（）加速度和迁移加速度。
13．紊流流场中流体不仅受到摩擦切应力作用，还受到（）切应力作用。
14．工程上，流体在流管中流动时，雷诺数（）时，流动为层流。
15. 流体是由无数的一个紧挨一个的( )组成的稠密而无间隙的连续介质, 这就是流体的( )假设。
16. 不考虑粘性的流体是( )流体, 反之是( ), 符合牛顿内摩擦定律的流体是( )流体, 反之是( )流体。
17. 在平衡流体中, 静压力相等的各点所组成的面称( ), 并且通过每一点的等压面与该点所受的( )力互相垂直。
18. 流线是某一瞬时在流场中假想的曲线, 在这条曲线上的各流体质点的速度方向都与该曲线( ); 涡线是角速度场中一条假想的曲线, 在同一瞬时处在这条曲线上的所有流体质点旋转角速度都与该曲线( )。
二、判断并改错1．理想流体是指不考虑粘性的流体；不可压缩流体是指忽略密度变化的流体。
这两种近似处理和流体连续介质假设一样都是流体力学中主要的力学模型。
( 2．质量力只有重力的静止流体，其等压面一定是水平面。
工程流体力学复习提纲
工程流体力学复习提纲第一章 绪论1、 三种理想模型：连续介质假说、理想流体、不可压缩流体2、 流体的粘性：牛顿内摩擦实验dydu μAτA T == 3、 作用在流体上的力表面力：法向力和切向力 质量力：重力第二章 流体静力学1、 静水压强的两大特性2、 重力场中流体静压强的分布规律：c p z =γ+相对压强、绝对压强、真空值：a p -=abs p p ；abs v p p -=a p 3、 流体作用在平面壁上的总压力大小：A h P c γ= 方向：垂直指向受压面 作用点：Ay J y y C CC D += 4、 流体作用在曲面壁上的总压力x c x A h P γ=；V P z γ=22P z x P P +=；xz P P anctan =θ第三章 流体动力学基础1、 拉格朗日法、欧拉法的特点2、 欧拉法的基本概念：流线方程：zy x u dz u dy u dx == 3、 连续性方程2211A v A v =4、 恒定总流的伯努利方程w h gvp z g v p z +α+γ+=α+γ+2222222211115、 恒定总流的动量方程()()()⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫β-βρ=β-βρ=β-βρ=∑∑∑1z 12z 2z1y 12y 2y1x 12x 2xv v Q Fv v Q F v v Q F第四章 管路、孔口、管嘴的水力计算1、沿程水头损失：2gv d l h 2f λ=（普遍适用）局部水头损失：2g v h 2j ζ=（普遍适用），特殊地，对于突扩管()2gv v h 221j -= 2、 粘性流动的两种流态：层流、紊流描述雷诺实验 雷诺数：ν=vd Re 流态的判别：2320Re ：层流；2320Re ：紊流；2320Re =：临界流 3、 层流运动沿程阻力系数：Re64=λ 紊流运动沿程阻力系数：尼古拉兹实验曲线 3、 孔口、管嘴出流孔口自由出流：gH A gH A Q 22μεϕ== 孔口淹没出流：gz A gz A Q 22μϕε'='=有97.0='=ϕϕ、62.0='=μμ、64.0=ε，所以μεϕ 。
西南交大流体力学(1-6)复习题纲与课后习题复习详解...
第一章 绪论
§1.1 本章导学 本章主要介绍工程流体力学的研究内容及相关概念。 1.流体 自然界中容易流动的物质称为流体，它包括液体和气体。从形态上看，流体与固体的主要区别在于固 体具有固定的形状，而流体则随容器而方圆。从力学分析的角度看，固体一般可承受拉、压、剪、扭，而 流体则几乎不能承受拉力，处于静止状态的流体还不能抵抗剪力，即流体在很小的剪力作用下将发生连续 不断的变形。至于气体与液体的差别则主要在于气体容易压缩，而液体难于压缩，另外液体能形成自由表 面而气体不能。 2.流体连续介质模型 流体连续介质模型假定流体是由质点（或微团）毫无间隙的组成，其物理性质各向同性，且在空间和 时间上具有连续性，因此可采用数学中的连续函数作为分析工具。 工程流体力学在研究流体运动时， 由于只研究外力作用下的机械运动规律， 而流体分子除稀薄气体外， 相互间一般是极为密集的，因此将流体视为连续介质既有必要又有可能。 3.流体的主要物理性质 流体的主要物理性质主要包括惯性（密度、重度） 、黏滞性（黏度）和压缩性等。其中，表征惯性的 密度 和重度 是大家较为熟悉的，主要掌握 与 的关系 g 及影响因素，应熟记在常温下，淡水 的密度 1000kg / m 和重度 9800N / m 。
原 1.035原 原 0.035 原 原
2
此时动力粘度 增加了 3.5% 1-5． 两平行平板相距 0.5mm， 其间充满流体， 下板固定， 上板在 2N/m 的压强作用下以 0.25m/s 匀速移动， 求该流体的动力粘度。 [解] 根据牛顿内摩擦定律，得
工程流体力学基础知识
工程流体力学复习题第一章 流体的力学性质1、连续介质（概念）、假设（质量分布、运动、内应力连续））2、流体的主要物理性质（a ）分类（固、液、气各自特点）（b ）流动性（c ）可压缩性和膨胀性（d ）粘性（牛顿内摩擦定律、液体和气体（温度、压力））（e ）表面张力（润湿和不润湿）3、牛顿流体和非牛顿流体第二章 流体运动学基本概念1、流动分类（流体性质、流动状态、流动空间的坐标数目）2、描述流体运动的两种方法（a ）拉格朗日法和欧拉法基本思路 （b ）质点导数()v v tv ∇⋅+∂∂ （c ）迹线和流线的意义及其求解（()()()t z y x v dtdz t z y x v dt dy t z y x v dt dx z y x ,,,,,,,,,,,===，zy x v dz v dy v dx ==） 3、有旋流动和无旋流动（概念及其基本性质）涡量的连续性方程()0≡⨯∇⋅∇=Ω⋅∇v、速度场有势的充要条件是流动无旋等第三章 流体静力学1、作用在流体上的力（质量力和表面力）2、流体静止时质量力必须满足的条件3、有势质量力场中静止流体的分界面上，既是等压面也是等势面。
4、静止的正压流场，其质量力必然有势；反之，质量力有势，非正压流场不可能处于静止状态，处于静止状态的必然是正压流场。
5、重力场静止液体的压力分布和物体受力（0p gh p +=ρ、k gV F ρ=）第四章 流体流动基本原理1、系统和控制体的定义和区别2、输运公式定义及其表达式（系统质量、动量、能量变化率）3、质量守恒方程（a ）定义（()0=∂∂+⋅⎰⎰⎰⎰⎰CVCS dV t dA n v ρρ ，质量流量()dA n v ⋅ρ、质量通量()n v v⋅=ρθρc o s ）（b ）特殊形式的应用（012=∂∂+-tm q q CV m m ，稳态、不可压缩） 4、动量守恒方程 （a ）定义（()⎰⎰⎰⎰⎰∑∂∂+⋅=CVCS dV v t dA n v v F ρρ ，动量流量） （b ）应用5、能量守恒方程（a ）定义（b ）伯努利方程（简化条件、公式2222121122gz v p gz v p ++=++ρρ（理想不可压缩流体稳态流动）第五章 不可压缩流体的一维层流流动1、常见边界条件（固壁-流体、液体-气体、液体-液体）2、流动条件说明（稳态、不可压缩、一维、层流、充分发展流动）3、狭缝流动（概念、产生流动的因素——压差流、剪切流）4、管内流动分析（切应力和速度分布规律）5、降膜流动分析第六章 流体流动微分方程——连续性方程和运动方程（了解）1、连续性方程()()()0=∂∂+∂∂+∂∂+∂∂z v y v x v t z y x ρρρρ不可压缩流体0=⋅∇v2、运动方程（以应力表示的运动方程→引入牛顿流体本构方程→N －S 方程）第八章 流体力学的实验研究方法1、流动相似（几何相似、运动相似、动力相似的定义和应用）2、相似准则（至少四个相似准数及其物理意义、计算应用）3、量纲分析（常见物理量的量纲、基本量纲（M 、L 、T ）、量纲分析方法：瑞利（Rayleigh ）方法和白金汉姆（Buckingham ）方法）第九章 管内流体流动1、流态的判定（指标、层流、过渡流、湍流）2、圆管内充分发展的层流流动（阻力损失、阻力系数）3、湍流的半经验理论（布辛聂斯克涡粘性假设、普朗特混合长度理论、壁面附近湍流的三个区域）4、圆管内充分发展的湍流流动（光滑管、粗糙管（水力光滑管、过渡型圆管、水力粗糙管）沿程阻力系数）5、圆管内流体流动的速度分布6、沿程阻力损失的计算7、圆管进口段流动分析8、非圆形截面管内的流体流动（水力当量直径的计算）参考公式 哈密尔顿算子k z j y i x ∂∂+∂∂+∂∂=∇ 速度梯度()k z u j y u i x u u u grad ∂∂+∂∂+∂∂=∇= 流体的散度()z A y A x A A A div z y x ∂∂+∂∂+∂∂=⋅∇= 旋度 ()k y v x v j x v z v i z A y A A A rot x y z x y z ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-∂∂=⨯∇= gu D L g u D L u D g R Lu g p h m m m m f 2Re 642648222===∆=ρμρμρ g u D L u u g u D L u g R L g p h m m m m f 2828222*2200⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==∆=ρτρτρ 012=∂∂+-tm q q CV m m ()⎰⎰⎰⎰⎰∑∂∂+⋅=CV CS dV v t dA n v v F ρρ()()()⎰⎰⎰⎰⎰∑⨯∂∂+⋅⨯=CVCS dV v r t dA n v v r M ρρ ()∙∙∙+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++∂∂+⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=-⎰⎰⎰⎰⎰μρρW dV gz v u t dA n v gz v h W Q CV CS s 2222。
工程流体力学复习资料及答案
工程流体力学复习资料一、判断题1、一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强的平均值。
√2、所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。
×3、外径为D，内径为d的环形过流有效断面，其水力半径为4dD。
√4、流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。
（×）5、相对静止状态的等压面一定也是水平面。
（×）6、相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。
（√）7、处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。
（×）8、流体的粘滞性随温度变化而变化，温度升高粘滞性减少；温度降低粘滞性增大。
（×）9、任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强（错误）10、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。
错误11、粘滞性是液体产生水头损失的内因。
答案：正确12、液体的粘度随温度的升高而降低，随压力的升高而增大。
√13、平衡流体中任意点的静压强值只能由该点的坐标位置来决定，而与该压强的作用方向无关。
即作用于同一点上各方向的静压强大小相等。
√14、流线和迹线实质是一回事。
ⅹ15、实际流体流经水力半径小的过水断面时，流动阻力小。
ⅹ16、尼古拉茨试验的水力粗糙管区阻力系数λ与雷诺数Re有关。
ⅹ17、串联管路的总水头等于各管段水头损失之和。
√18、紊流的沿程水头损失fh与流速v成正比。
（×）19、绝对压强可正可负。
而相对压强和真空压强则恒为正值。
（×）20、当温度升高时液体的动力粘度系数μ一般会升高。
×21、对于静止流体来说，其静压力一定沿着作用面内法线方向。
√22、欧拉法是以研究个别流体质点的运动为基础，通过对各个流体质点运动的研究来获得整个流体的运动规律。
×23、流线和迹线一定重合。
×24、通常采用雷诺数作为判断流态的依据。
√25、串联管路各管段的流量相等√26、从层流过渡到湍流和从湍流过渡到层流的临界雷诺数是相同的×27、 并联管路各管段的水头损失不相等×28、 液体的粘度随温度的升高而降低，随压力的升高而增大。
《流体力学》复习提纲1023培训资料
《流体力学》复习提纲20111023《流体力学》复习提纲 学习重点——四个基本： 基本概念（术语）、基本原理（方法）、基本方程（公式）、基本计算（应用） 复习思考题；自测题；习题 第一章 绪论 基本要求❖ 理解流体的主要物理性质，特别是粘滞性和牛顿内摩擦定律；❖ 理解连续介质假设和流体质点的概念；❖ 理解理想流体和实际流体、可压缩流体和不可压缩流体的概念； ❖ 掌握作用在流体上的质量力、表面力的概念和表示方法。
1-1 流体力学的任务及其发展简史1、流体力学的主要研究内容①流体在外力作用下，静止与运动的规律；②流体与边界的相互作用。
流体力学研究流体的宏观运动规律，是宏观力学的一个独特分支。
2、流体力学的研究方法和数学方法（1）研究方法：①理论分析（Theoretical analysis ）；②实验研究（Experimental study ）；③数值模拟（Numerical simulation ）。
（2）数学方法（Mathematical method ）：①矢量分析(vector analysis)；②场论（Field theory ）。
1-2 流体的主要物理力学性质（力学模型）1、流体的基本特性—流动性①流体（气体和液体）区别于固体的主要物理特性是易于流动。
②流体几乎不能承受拉力，没有抵抗拉伸变形的能力。
③流体能承受压力，具有抵抗压缩变形的能力。
④流体不能承受集中力，只能承受分布力。
⑤运动流体具有抵抗剪切变形的能力，这种抵抗体现在限制剪切变形的速率而不是大小上，这就是流体的粘滞性。
⑥流体在静止时不能承受剪切力、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，发生连续变形而流动。
作用在流体上的剪切力不论多么微小，只要有足够的时间，便能产生任意大的变形。
2、流体质点概念和连续介质假设（1）流体质点概念①宏观（流体力学处理问题的尺度）上看，流体质点足够小，只占据一个空间几何点，体积趋于零。
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流体力学标准化作业（二）——流体静力学本次作业知识点总结1. 流体静压强的特性流体静压强有两个重要特性：（1）大小性；（2）方向性。
2. 流体平衡的一般方程（1）流体平衡微分方程（欧拉平衡微分方程）101010p X x p Y y p Z z ρρρ⎧∂-=⎪∂⎪⎪∂-=⎨∂⎪⎪∂-=⎪∂⎩（2）欧拉平衡微分方程的全微分()dp Xdx Ydy Zdz ρ=++（3）等压面衡微分方程0Xdx Ydy Zdz ++= 或 0B f dl ⋅=等压面是压强相等的空间点构成的面（平面或曲面），有两个重要性质：①等压面与质量力正交；②等压面与等势面重合，即0dp dU ρ==。
3. 重力场中流体静压强的分布规律（1）流体静力学基本方程重力场中，液体的位置水头与压强水头之和等于常数p z c gρ+= 如果液面的压强为0p ，则液深h 处的压强为0p p gh ρ=+（2）绝对压强、相对压强和真空度本书的压强p 一律指绝对压强，单位是2N/m 或Pa 。
如果p 高于当地大气压a p ，则a p p p '=-称为相对压强，也称为表压强或计示压强。
如果p 低于当地大气压a p ，则v a p p p =-称为真空压强，即真空度。
4. 静止液体作用在平面上的总压力（1）解析法总压力的大小： C C P gh A p A ρ==总压力的方向：总压力的方向垂直于受压的平面总压力的作用点： C D C C J z z z A=+ （2）图算法图算法的步骤是：先绘出压强分布图，总压力的大小等于压强分布图的面积S乘以受压面的宽度b ，即P Sb =总压力的作用线通过压强分布图的形心，作用线与受压面的交点就是总压力的作用点。
※压强分布图是在受压面承压的一侧，以一定比例尺的矢量线段表示压强大小和方向的图形，是液体压强分布规律的几何图示。
对于通大气的开敞容器，液体的相对压强，沿水深直线分布，只要把上、下两点的压强用线段绘出，中间以直线相连，就得到压强分布图。
绘制压强分布图时应注意矢量线段的大小和方向。
5. 静止液体作用在曲面上的总压力作用在二维曲面上的静水总压力的计算分成水平方向分力和铅垂方向分力。
水平方向的分力：x C x C x P gh A p A ρ==铅垂方向的分力：z P gV ρ=静水总压力的大小与方向：P =arctan z xP P θ= ※ 压力体是由三种曲面所围成的体积：①受压曲面本身（压力体的底面）。
②受压曲面相自由液面或兹自由面的延长面上投影形成的投影面（压力体的顶面）。
③受压曲面的边界向自由液面或其延长面投影时形成的柱面（压力体的侧面）。
随曲面承压位置的不同，压力体可分为实压力体和虚压力体。
当液体和压力体在曲面的同侧时，z P 向下，此时的压力体为实压力体。
当液体和压力体在曲面的异侧时，z P 向上，此时的压力体为虚压力体。
正确地识别压力体可以使铅垂方向的总压力的计算得到简化。
对于复杂曲面，压力体应分段计算，然后迭加。
标准化作业(2)——静力学基本方程一、选择题1. 某点的真空度为65000Pa ，当地大气压为0.1MPa ，该点的绝对压强为（ ）。
A .65000PaB .55000PaC .35000PaD .165000Pa2. 流体处于平衡状态的必要条件是（ ）。
A .流体无黏性B .流体粘度大C ．质量力有势D .流体正压。
3. 金属测压计的读数为（ ）。
A .绝对压强pB .相对压强p 'C .当地大气压a pD .a p p '-4. 如图1所示，封闭盛水容器壁上装有一U 形水银测压计，若A-A 为水平面，则1、2、3点的压强关系为( )。
A .321p p p ==B .321p p p <<C .321p p p >>D .321p p p <>5. 图2所示封闭盛水容器内的水面绝对压强85kPa p =，中间细玻璃管两端开口。
试问当既无空气通过细玻璃管进入容器，又无水进入细玻璃管时，玻璃管应伸入水下的深度h =( )m 。
A .0.85B .1.33C .8.5D .1.5图1 图26. 在平衡液体中质量力恒与等压面( )。
A .重合 B.平行 C .相交 D .正交7. 在重力作用下静止液体中，等压面是水平面的条件是( )。
A .同一种液体B .相互连通C .不连通D .同一种液体，相互连通8. 圆形水桶盛满液体，顶部及底部用环箍紧，顶箍与底箍所受张力之比为（ ）。
A .21；B ．1.0；C ．2；D ．3。
9. 绝对压强p ，相对压强p '，真空度V p ，当地大气压a p 之间的关系是（ ）。
A .V p p p '=+B .a p p p '=+C .v a p p p =-D .v a p p p '=+10. 图3所示容器内盛有两种不同的液体，密度分别为1ρ，2ρ，则有( )。
A .gp z g p z B B A A 11ρρ+=+ B .gp z g p z C C A A 21ρρ+=+ C .gp z g p z D D B B 21ρρ+=+ D ．g p z g p z C C B B 21ρρ+=+ 11.图4容器内盛有两种不同的液体()12ρρ<，则图中测压管内液体高度h =( )。
A .21h h +B .21h h 21ρρ+C .21h h +21ρρD .21h h 12ρρ+ 二、填空题 1. 相对压强的起算基准是 。
2. 若某盛水封闭容器内液面的绝对压强为kPa 8.58，则水面下m 4处的相对压强为 kPa ，或 O m H 2，或 个工程大气压。
3. 均质连续静止液体的等压面为 。
4. 液体随容器做等角速度旋转时，重力和惯性力的合力总是与液体自由表面 。
5. 图5所示左边开口测压管和右边真空测压管的水柱高度之差约为 。
三、判断题1. 流体静压强的方向沿着受力面的法线方向。
( )2. 测压管通常用于测量小于0.2工程大气压的压强。
( )3. 连通管中的任一水平面都是等压面。
( )4. 当平面水平放置时，压力中心与平面形心重合。
( )5. 静止流场中的压强分布规律既适用于理想流体，也适用于黏性流体。
( )6. 一个工程大气压等于98kPa ,相当于10m 水柱的压强。
( )7. 静止流体内各点的测压管水头等于常数。
( )8. 相对压强恒为正值，而绝对压强和真空压强则可正可负。
( )9. 若x 、y 、z 方向的单位质量力ααsin 0cos a g f f a f z y x --==-=；；，则等压面方程为c z a g x a =++⋅)sin (cos αα。
( )10. 静止液体自由表面的压强，一定是大气压。
( ) 图3图4 图5四、计算题1. 图6所示为两点压强差的两种压差计，其中下部为U 形水银压差计，上部为倒U 形管空气压差计，试证明h H ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=1－水水银ρρ。
图6 2.试确定图7所示装置中,A B 两点间的压强差。
已知1500mm h =，2200mm h =，3150mm h =，4250mm h =，5400mm h =，酒精317848N /m γ=，水银32133400N /m γ=，水339810N/m γ=。
图7 3. 图8所示水压机的大活塞直径5.0=D m ，小活塞直径2.0=d m ，25.0=a m ，0.1=b m ，4.0=h m ，试求当外加压力200=P N 时，A 块受力为多少？（活塞重量不计）图8标准化作业(3)——平面壁上的总压力一、选择题1. 静止液体作用在平面上的总压力A p F C p =，这里C C gh p ρ=为( )。
A. 受压面形心处的绝对压强B. 受压面形心处的相对压强C. 压力中心处的绝对压强D. 压力中心处的相对压强2. 如图1所示，4个开口盛水容器的底面积A 和盛水高度h 均分别相同，但由于其形状不同，故4个盛水容器所盛水量却各不相同。
试问作用在各容器底面上的静水总压力大小关系为( )。
A.4p p3p2p1F F F F >>>B.4p p3p2p1F F F F <<<C.4p p3p2p1F F F F >><D.4p p3p2p1F F F F ===图13. 倾斜放置平板的形心淹没深度C h 与静水压力中心D h 的关系为C h （ ）D h 。
A .＞B .＝C .＜D .不确定4. 图2所示的矩形闸门仅在上游受静水压力作用，若该闸门绕中心轴旋转某一角度α，则旋转前后作用在闸门上的静水总压力大小关系为( )。
A .后前p p F F <B .后前p p F F =C .后前p p F F > D.后前p p F F ≥5. 一铅直矩形闸门如图3所示，已知m 0.11=h ，m 0.22=h ，m 5.1=b ，则作用在闸门上的静水总压力为( )kN 。
A.78.8B.98.8C.58.8D.68.8图2 图3 4. 垂直放置的矩形平板闸门，闸前水深3m ，静水总压力P 的作用点到水面的距离为（ ）。
A. 1.0mB. 1.5mC. 2.0mD. 2.5m二、判断题1. 只有作用在规则平面上的静水总压力才等于受压面形心处的压强与受压面面积的乘积。
（ ）2. 作用在壁面上流体静压力的铅值分力z F 等于曲面上方压力体体积的液重。
( )3. 当平面水平放置时，压力中心与平面形心重合。
( )4 .连通管中的任一水平面都是等压面。
( )5.压力中心不一定在形心之下。
( )三、绘出图4所示AB 壁面上的相对压强分布图。
图4四、计算题1. 有一倾斜矩形闸门如图5，其宽度m 2=b ，倾斜角60=α，铰链中心A 位于水面以上m 1=h ，水深m 3=H 。
设闸门自重N 10196.05⨯=G ，求闸门开启时所需铅垂向上的拉力T 。
图52. 图6所示矩形平板闸门AB ，一侧挡水，已知长m 2=l ，宽m 1=b ，形心点水深m 2=C h ，倾角 45=α，闸门上缘A 处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力T 。
图6 3. 如图7所示，矩形闸门AB 宽m 1=b ，左侧油深m 11=h ，水深m 22=h ，油的比重为0.795，闸门倾角60=α，试求闸门上的液体总压力及作用点的位置。
图74. 图8所示表示一个两边都承受水压的矩形水闸，如果两边的水深分别为12m h =、m 42=h ，试求每米宽度水闸上所承受的净水总压力及作用点的位置。
图85. 图9所示矩形闸门已知a 及h ，求证1415H a h >+时，闸门可自动打开。