电大流体力学期末总复习

期末总复习一、选择题1.堰流流量Q与堰上全水头H0的关系是( ）。

（ａ)1/２次方的关系 (ｂ) 1次方的关系(c）3/2次方的关系 (d)2次方的关系2.理想流体与实际流体的主要区别在于( )。

(a) 是否考虑粘滞性 (ｂ) 是否考虑易流动性(c) 是否考虑重力特性 (d) 是否考虑惯性３．在均质孔隙介质中，渗流流速u与水力坡降Ｊ的几次方成比例（ )。

（ａ）１/2次方（b) １次方(c）３/2次方 (d）2次方4.对于实际流体，总水头线是( )的线。

(a)沿程下降。

(b）沿程升高。

（c）沿程可升可降。

（ｄ)沿程不升不降。

二、判断题判断下列说法是否正确。

若正确在括号内划√，否则划 。

１．动能修正系数与断面流速分布有关。

（）2．临界雷诺数的大小与流体的性质无关。

（ )3．长短是指管道几何长度长的管道。

( )4．谢齐（Chezy）公式适用于紊流粗糙区。

（ )5.按程沿程阻力系数的变化规律，尼古拉滋试验曲线分为三个区。

( )6．对于以重力为主导因素的流动,可按佛劳德准则进行模型设计。

( ）三、简答题1.等压面是水平面的条件有那些?2.流体静压强的有那两个特性？3.明渠均匀流有那些特性？4．说明描述流体运动的两种方法（拉格朗日法与欧拉法)的主要区别。

四、绘图题1． 绘出下面图中平面上相对压强分布图。

2． 绘出下面图中曲面上的压力体图。

五、计算题1.在封闭水箱中,m 5.1=h ,m z 5.0=(如图),压力表读数为４.9K Ｎ/m 2，求A 点和水面压强。

2．圆形有压涵管穿过路基，管长m l 50=，管径m d 0.1=，上下游水位差m H 3=，管路沿程阻力系数03.0=λ，局部阻力系数：进口5.0=e ζ，弯管65.0=b ζ,水下出口0.1=se ζ，求通过流量？H1122路基３．宽为１m的矩形闸门AB，倾角４5°,水深mhmh2,321==,求作用于闸门上的静水压力和作用点。

参考答案一、选择题1.(c)ﻩ２. (a) ﻩ 3. （b)ﻩﻩ4．(ａ）二、判断题1．（√）２.（⨯） 3.(⨯)ﻩ 4．(√）ﻩ５.（⨯）６．（√）三、简答题1．答:①同一介质②连续③质量力只有重力。

2．答：（1）流体静压强方向垂直且指向受压面。

（2）流体静压强大小与受压面方位无关。

3．答: （1)过流断面面积、水深沿程不变。

(2）过流断面平均流速、流速分布不变。

（3)底坡线、总水头线、水面线三线平行。

（４)沿水流方向重力分量与摩擦力平衡。

4.答: 拉格朗日法描述的是质点系法,跟踪流体质点，研究其在空间的运动规律;欧拉法是在空间设点,描述任意空间位置上流体质点的运动规律。

四、绘图题 (略）五、计算题 1. 解:（1)A 点的压强：kpa gZ p p b A 8.95.08.919.4=⨯⨯+=+=ρ(2)水面压强:kpa gh p p A 9.45.18.918.90-=⨯⨯-=-=ρ2． 解:（绘出上下游过流断面1-1、２-2）因为河道较宽，忽略上下游流速的影响,以下游水面为基准面列能量方程：w h H +++=++00000g v d l h H se b e w 2)2(2ζζζλ+++==gv 2)165.0215003.0(2+⨯+= 流速：s m v /936.3381.928.31=⨯⨯=通过流量:s m d v Q /09.34114.3936.34322=⨯==π 3．解：(１）绘出闸门上下游的压强分布图（2）闸门上的合力θρθρsin /2sin /22211h gh bh gh b P -=kN P 65.34)45sin(/228.9121)45sin(/338.9121=⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=（3)闸门上的合力作用中心(对闸门下端之矩）θθρθθρsin /31sin /2sin /31sin /2222111h h gh b h h gh b P l c -=)(sin /6132312h h g b P l c -=θρm l c 79.1)23()45(sin /8.916165.341332=-⨯⨯⨯=m l h c c 27.1)45sin(79.1sin =⨯==θ合力作用中心c h 距闸门下端垂直距离为m 27.1。

4.解：（1）求F ｒ44.07.08.97.026.1=⨯⨯⨯===mm mgh bh Q gh v Fr（2)判断急流还是缓流因为1<Fr所以该水流是缓流期末总复习(2)一、选择题在下列命题中选择出正确的说法，添在括号内。

1. 流体中粘性摩擦力的大小与（）无关。

(a）两流层间速度差（b）流体种类（c) 流层的接触面积(d) 接触面压力2.理想流体与实际流体的主要区别在于( )。

(ａ) 是否考虑粘滞性 (b) 是否考虑易流动性(ｃ) 是否考虑重力特性（ｄ) 是否考虑惯性3．均匀流特征不包括( ）。

（a)流线平行（b) 过流断面上符合静水压强分布(ｃ) 流速及流速分布流程不变 (d) 流速缓慢4. 圆管层流中断面平均流速等于管中最大流速的（）。

（a）1／2 (b） 1/3 (ｃ） 2/3 （ｄ) 1/４二、判断题１．恒定流一定是均匀流。

( ）２.静压强大小与受压面方位无关。

（ )3．无论流体作何种运动,水平面都是等压面。

( )4．真空压强是指没有大气存在时的压强。

( ）5.总流伯努利能量方程只适用于恒定流。

( ）6．动量修正系数与速度平方成正比。

（）三、简答题1.写出流场中流体质点加速度的表达式，并说明其各项的意义。

K的关系。

2.试根据尼古拉兹试验，说明紊流各区沿程阻力系数 与Re和d3.薄壁小孔口恒定自由出流，流量Q与孔口全水头Ｈ0是几次方的关系?4.写出明渠均匀流形成的条件？四、绘图题1．绘出下面图中平面上相对压强分布图。

２. 绘出下面图中曲面上的压力体图。

五、计算题1． 如图所示，一端封闭的容器中装有水，求A,B,Ｃ三点的相对压强。

2. 水泵系统如图，管径mm d 200=,流量为s m Q /1.03=，吸水管与压水管的总长为3０m ，沿程阻力系数02.0=λ;吸水管设有带阀门的莲蓬头0.2=阀ζ,所有弯头3.0=弯ζ，两水面高差m z .10=,求水泵扬程。

（２2分)ﻬ3.有一矩形底孔闸门,高m h 3=，宽m b 2=，上游水深m h 61=,下游水深m h 52=，求作用于闸门上的静水压力和作用点。

（１6分）4．检验xy z y x z y u y x u y x ++-=+=+=)(4u ,2 ,2z 22不可压缩流体运动是否存在？（1０分）ﻬ期末总复习(２)参考答案一、选择题1.（ｄ） ２.(a ） 3．（d)ﻩﻩ4.(a ）。

二、判断题1.(⨯)2.（√) ３．(⨯） 4.(⨯） ５．（√) 6．(⨯） 三、简答题 （每小题 ３分，共12分)1. 答:⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫∂∂+∂∂+∂∂+∂∂==∂∂+∂∂+∂∂+∂∂==∂∂+∂∂+∂∂+∂∂==z u u y u u x u u t u dt du a z u u y u u x u u t u dt du a zu u y u u x u u t u dt du a z z z y z x z z y y z y y y x y y y x z x y x x x x x以上三式中等号右边第一项t u x ∂∂、t u y ∂∂、tu z∂∂表示在每个固定点上流速对时间的变化率，称为时变加速度(当地加速度）。

等号右边的第二项至第四项之和z u u y u u x u u x z x y x x∂∂+∂∂+∂∂、z u u y u u x u u y z y y y x ∂∂+∂∂+∂∂、zu u y u u x u u z z z y z x ∂∂+∂∂+∂∂是表示流速随坐标的变化率,称为位变加速度（迁移加速度）。

因此，一个流体质点在空间点上的全加速度应为上述两加速度之和。

2．答： (1） 紊流光滑区(Re)3f =λ （2） 紊流过渡区)/(Re,4d K f =λ （3） 紊流粗糙(阻力平方）区)/(5d K f =λ３． 答： Q 与H ０１/2成比例。

4． 答： （1）恒定流。

（２)长直棱柱形渠道，糙率n 不变。

（3）无支流汇入、流出。

(4）渠道顺坡。

四、绘图题 (答略）2. 绘出下面图中曲面上的压力体图。

(答略）五、计算题 1. 解:（1）A 点的相对压强:kN gh p p A 4.2938.9100-=⨯⨯-=-=ρ(2)B 点的相对压强:00==p p B（3)C 点的相对压强:kN gh p p C 6.1928.9100=⨯⨯+=+=ρ2. 解:（1)管中流速s m d Q v /18.32.01.04422=⨯==ππ （２)列1-1到2-２能量方程gvd l g v g v g p z H g v g p z 22)(222222222111λζζζρρ++++++=+++出口弯阀（10分) (3）求扬程m g v d l z z H 25.138.9218.3)2.03002.00.13.00.2(102)(22212=⨯++++=+++-=λζζ弯阀(8分)3.解:(１）绘出闸门上下游的压强分布图（2)闸门上的合力h gh h h g bh gh h h g b P ])([2])([22211ρρρρ+--+-=kN P 8.583]58.91)35(8.91[223]68.91)36(8.91[22=⨯⨯⨯+-⨯-⨯⨯⨯+-⨯=(3）闸门上的合力作用中心（对闸门下端之矩）上游压强分布图上底边长4.29)36(8.91)(11=-⨯⨯=-=h h g a ρ 上游压强分布图下底边长8.5868.9111=⨯⨯==gh b ρ下游压强分布图上底边长6.19)35(8.91)(22=-⨯⨯=-=h h g a ρ 下游压强分布图下底边长4958.9122=⨯⨯==gh b ρ)22(3)222()22(2)11(3)112()11(2b a b a h h b a b b a b a h h b a b P h c +++-+++= 2)]222()112[(61h b a b a bP h c +-+=m h c 5.13)]496.192()8.584.292[(628.5812=⨯+⨯-+⨯=合力作用中心c h 距闸门下端为m 5.1。

或直接用解析法求解。

4．解:（1)不可压缩流体连续方程0=∂∂+∂∂+∂∂zu y u x u zy x (2)方程左面项x x u x4=∂∂ y yu y 4=∂∂)(4y x zu z+-=∂∂ （2)方程左面=方程右面，符合不可压缩流体连续方程，故运动存在。