第一章流体的流动思考简答题

第一章流体的流动思考简答题

1. 什么事连续性假设？质点的含义是什么？答：连续性介质假定是将流体视为无数流体微

团或质点组成的连续介质。流体致电是有大量分子组成的分子集合，在宏观上其几何尺寸很小，但包含足够多的分子，在微观上其尺寸度远大于分子的平均自由程。

2. 不可压缩流体在半径ri的水平管内流动，试写出以duz/dr表示牛顿粘度定律的表达式，

其中r为管中心算起的径向距离坐标，ur为r处的流体流速。答： duz/dr

3．黏性流体在静止时有无剪应力？理想流体在运动时有无剪应力？若流体在静止时无剪应力，是否意味着它们没有黏性？答:(1)黏性流体在静止时无剪应力；（2）理想流体无剪应力；（3）黏性是流体的固有特性，在静止或运动时都有黏性。

4.静压力有什么特性？答：静压力的方向与其作用面相垂直，且在各个方向的数值相同，即

静压力为标量。

5.流体在均匀直管内作定态流动时，其平均数度u沿流程保持定值，并不因摩擦而减速，这

一说法是否正确？为什么？答：不正确。根据连续性方程，流体在直管中向下定态流动时，

其平均流速随管截面积和流体密度而变。但流体不可压缩时，该说法是正确的。

6.在满流的条件下，水在垂直直管中向下定态流动。则对沿管长不同位置处的平均流速而言，

是否会因重力加速度而使下部的速度大于上部的速度？答：不会。

7．在应用机械能衡算方程解题时需要注意哪些问题？答：（1）所选控制面的上下游都应与

流动方向垂直；（2）流体在两截面间应是连续的待求的未知量应在截面上或两截面之间；（3）

截面上的物理量均取截面上的平均值；(4)位压头的基准面应是水平面，且z值是指截面中心

点与基准水平面之间的距离；（5）物理量的单位要一致。

8.雷诺数的物理意义是什么？答：惯性力与黏性力之比。

9.湍流与层流有何不同，湍流的主要特点是什么？答：层流时，流体质点沿流线向下游作规

则的流动，质点之间无宏观混合；流体分子在不同流速的流体层之间作随机热运动产生黏性力——内摩擦力。湍流流动时，质点强烈混合和随机高频脉动；流体层之间由于质点碰撞与

混合所产生的湍流应力，远远大于流体黏性所产生的黏性力；离开壁面的区域，湍流的流速

分布较均匀；而在壁面附近，湍流的速度梯度较大。

10.分别写出描述流体作层流运动时的分子动量传递的通量方程和流体作湍流时涡流动量传

递的通量方程，以及流体与固体壁面之间进行对流动量的传递的速率方程，说明各个方程代

表的物理意义。答:层流： xd(ru) dy 式中， 为分子动量通量， /m2 ；d( ux)

为动量浓度梯度，（kg.m.s-1 ）/( m3 . m2 ); 为动量扩散系数，m2 /s。湍流： r xd(u) dy 式中，式中， r 为分子动量通量， /m2 ； 为动量扩散系数，

- us) 式中，式中， ｓ为

m2 /s。流体—壁面之间的动量传递通量： ｓ u 8 ( u

分子动量通量； u- us为流体的平均动量浓度之差； u/8为流体—壁面间的动量传递系数。

11.试通过流体进行动量传递的机理分析流体流动产生摩擦阻力的原因。答：流体与壁面纸

巾啊传递的动量通量为壁面剪应力 ｓ它反映了 壁面拖曳体层运动的力或流动阻力。但流

体阻力产生的原因是由于流体的内摩擦消耗了机械能。

12.流体在固体壁面上产生边界层分离的必要条件是什么？试通过边界层分离现象分析形体

阻力（局部阻力）产生的原因。 答：边界层分离的必要条件是流体具有黏性和流动过程

中存在逆压梯度。当发生边界层分离时，流体脱离壁面形成回流漩涡，流体质点产生强烈碰

撞与混合，大量消耗流体的机械能，即形成局部阻力。

一、填空

1.理想流体是指的流体。

2.测量流体流量时，随着流体流量的增大，转子流量计两端压力值；板孔流量计两端压差值。3．量纲分析法的目的在于。

4.阻力平方区是指；产生阻力平方区的原因是。

5.速度边界层是指。

6.不可压缩流体在水平管内作定态流动时，流动摩擦阻力所消耗的能量是总机械能中的。

7.不可压缩流体在水平变径管路中流动时，在管径缩小时的截面处，其速度，压力。

8.某设备内的压力表为100KPa，则它的绝对压力为KPa，另一设备内的真空度为400mmHg，则它的绝对压为kPa（当地大气压为101.33kPa）。

9.有三只管组成的并联管路，个支管的长度及摩擦系数均相等，管径比为d1: d2: d3=1:2:3,则三支管的流量比为。

10.从液面恒定的高位槽向常压容器中加水，若将放水管路上的阀门开度关小，则管内水量将。管路的局部阻力将，直管阻力将，管路总阻力。

11.贮罐内装有液体，液面至灌底的高度H。当在灌侧壁的位置开小孔，才能使液体柱的射程最远。

12.用内径为158mm的钢管运输黏度为9.0×10-5m2 /s的油品。若保持油品在管内作层流流动，则最大流速不能超过。

13.如果管内流体流量增大1倍后，其流动形态仍为层流，则流动阻力是原来的倍。

14.流体在湍流的阻力平方区流动，若其他条件不变，其压力降随着管子的相对粗糙度增加而，随着流体的密度增大而。

15.边长为a的正方形截面风道，其当量直径为。

二、选择题

1.空气在内径一定的圆管中作定态流动，若空气的质量流量保持不变，当温度升高时，Re 值将（）A．增大B．减小C．不变D．不确定

２．在流体阻力实验中，以水作为工质所测定的 ＝ｆ（Re,e/d）关系式不适用于（）在直管中的流动。A．空气B。液体乙醇C。牛顿型流体D。非牛顿型流体3.由分支管路向A、B敞口高位槽中运输某液体，若两高位槽中液位恒定，当支路1中的阀门开大时，则两分支管路中的能量损失之差∑hf1-∑hf2将（）A．增大 B.减小 C.不变 D.不确定

下列结论正确的是（） A.液体的黏度随温度的升高而减小； B. 气体的黏度随温度的升高而增大； C.液体的黏度基本不随压力变化； C.气体的黏度随压力增大而减小

5.某并联管路由1、2两个支管组成，该两支路的流体均作层流流动。当d1=2d2, L1=2L2时，则（1）△Pf,1/△Pf,2=( ) A.1/2 B.1/4 C.1 D.4 (2)u1= u2=( ) A.2 B.1/2 C.4 D.1/4 (3)qn，s1/ qn，s2=( ) A.8 B.16

C.4

D.2

6.用离心泵在两个敞口容器间输送液体。若维持两容器的液面高度不变，当关小输送管道的阀门后，管道总阻力（）A．增加； B.减小 C.不变 D.不确定

7.层流与湍流的主要区别是（） A.湍流速度大于层流 B.层流雷诺数小于湍流雷诺数 C.湍流时流通截面积大，层流时流通截面积小 D.层流时流体质点无宏观混合，湍流时流体质点发生高频脉动

8.当流体通过（）时，随着流量的增大，气压差不变。A．孔板流量计 B.文丘里流量计 C.转子流量计

9.在管内流动的完全湍流区，当e/d一定时，因流体内摩擦引起的机械能损失（），摩擦系数 （ ）；在层流区，因内摩擦引起的机械能损失（ ），摩擦系数 （ ）。