工程流体力学简答题演示教学
工程流体力学(第二版)习题与解答
1—3
解： 固定圆盘表面液体速度为零， 转动圆盘表面半径 r 处液体周向线速度速度 vθ s = rω ； 设液膜速度沿厚度方向线性分布，则切应力分布为
图 1-14 习题 1-5 附图
r
z
u
R
r R2 由上式可知，壁面切应力为 τ 0 = −4 m um / R ，负号表示 τ 0 方向与 z 相反；
τ = mm = −4 um
du dr
（2）由流体水平方向力平衡有： p R 2 Dp + τ 0p DL= 0 ，将 τ 0 表达式代入得
8m u L ∆p = 2m R
图 1-16 习题 1-7 附图
1-7 如图 1-16 所示，流体沿 x 轴方向作层状流动，在 y 轴方向有速度梯度。在 t=0 时， 任取高度为 dy 的矩形流体面考察，该矩形流体面底边坐标为 y，对应的流体速度为 u ( y ) ； 经过 dt 时间段后，矩形流体面变成如图所示的平行四边形，原来的 α 角变为 α − dα ，其剪 。试推导表明：流体的 切变形速率定义为 dα /dt （单位时间内因剪切变形产生的角度变化） 剪切变形速率就等于流体的速度梯度，即 dα du = dt dy 解：因为 a 点速度为 u，所以 b 点速度为 u +
V2 pT 1 × 78 =1 − 1 2 =1 − =80.03% V1 p2T1 6 × 20
压缩终温为 78℃时，利用理想气体状态方程可得
∆V = 1 −
1-2 图 1-12 所示为压力表校验器，器内充满体积压缩系数= β p 4.75 × 10−10 m2/N 的油， 用手轮旋进活塞达到设定压力。已知活塞直径 D=10mm，活塞杆螺距 t=2mm，在 1 标准大 气压时的充油体积为 V0=200cm3。设活塞周边密封良好，问手轮转动多少转，才能达到 200 标准大气压的油压（1 标准大气压=101330Pa） 。 解：根据体积压缩系数定义积分可得：
工程流体力学知识点总结.ppt
流动速度小。
2020年6月15日12时27分
流体运动学基础
迹线和流线的差别：
迹线是同一流体质点在不同时刻的位移曲线，与
Lagrange观点对应；
流线是同一时刻、不同流体质点速度向量的包络线，
与Euler观点对应。
例 已知流场速度为
u
q 2
x
2
x
y
2
,
v
q 2
x2
y y2
,
w0
其中q为常数, 求流线方程
法定压力(ISO)单位称为帕斯卡(帕)，符号为Pa， 工程上常用兆帕这个单位来表示压力，
1MPa=106Pa。 1bar 1at(工程大气压)= 1mH2O(米水柱) 1mmHg(毫米汞柱)
2020年6月15日12时27分
流体静力学
5 、等角速旋转容器中液体的相对平衡（重点）
静压强分布
f x 2r cos 2 x
（由上式） 在平衡流体内部，位置势能和压力势能可以相互转化，
但是总能量保持恒定。
流体静压强基本方程式的意义就是平衡流体中的总能 量是一定的。这也是能量守衡与转化定律在平衡流体中的 体现。
2020年6月15日12时27分
流体静力学
4、静压强的表示方法及其单位
（1）、表示方法： 大气压强--标准状态下，海平面上大气所产生的压强。 绝对压强--以绝对真空作为基准所表示的压强； 相对压强--以当地大气压强作为基准所表示的压强。多 数测压仪表所测得的压强是相对压强，故相 对压力也称表压强。 真空度--负的相对压强。
2
yz
p
p x
x
2
yz
பைடு நூலகம்
0
化简得
《工程流体力学》课程综合复习资料
《工程流体力学》综合复习资料一、判断题1、 根据牛顿内摩擦定律，当流体流动时，流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。
2、 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。
强的平均值。
3、 流体流动时，只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。
流体流动时，只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。
4、 在相同条件下，管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。
在相同条件下，管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。
5、 稳定（定常）流一定是缓变流动。
稳定（定常）流一定是缓变流动。
6、 水击产生的根本原因是液体具有粘性。
水击产生的根本原因是液体具有粘性。
7、 长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。
长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。
8、 所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。
所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。
9、 外径为D ，内径为d 的环形过流有效断面，其水力半径为4d D -。
1010、、 凡是满管流流动，任何断面上的压强均大于大气的压强。
是满管流流动，任何断面上的压强均大于大气的压强。
二、填空题1、某输水安装的文丘利管流量计，当其汞、某输水安装的文丘利管流量计，当其汞--水压差计上读数cm h 4=D ，通过的流量为s L /2，分析当汞水压差计读数cm h 9=D ，通过流量为，通过流量为 L/sL/s L/s。
2、运动粘度与动力粘度的关系是、运动粘度与动力粘度的关系是 ，其国际单位是，其国际单位是，其国际单位是 。
3、因次分析的基本原理是：、因次分析的基本原理是： ；具体计算方法分为两种；具体计算方法分为两种；具体计算方法分为两种 。
4、断面平均流速V 与实际流速u 的区别是的区别是 。
5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为、实际流体总流的伯诺利方程表达式为 ，，其适用条件是其适用条件是其适用条件是 。
6、泵的扬程H 是指是指 。
工程流体力学名词解释和简答题_大全
工程流体力学名词解释和简答题_大全(总13页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--一、名词解释1．理想流体：实际的流体都是有粘性的，没有粘性的假想流体称为理想流体。
2．水力光滑与水力粗糙管：流体在管内作紊流流动时（1分），用符号△表示管壁绝对粗糙度，δ0表示粘性底层的厚度，则当δ0＞△时，叫此时的管路为水力光滑管；（2分）当δ0＜△时，叫此时的管路为水力粗糙管。
（2分）3．边界层厚度：物体壁面附近存在大的速度梯度的薄层称为边界层；（2分）通常，取壁面到沿壁面外法线上速度达到势流区速度的99％处的距离作为边界层的厚度，以δ表示。
（3分）1、雷诺数：是反应流体流动状态的数，雷诺数的大小反应了流体流动时，流体质点惯性力和粘性力的对比关系。
2、流线：流场中，在某一时刻，给点的切线方向与通过该点的流体质点的刘速方向重合的空间曲线称为流线。
3、压力体：压力体是指三个面所封闭的流体体积，即底面是受压曲面，顶面是受压曲面边界线封闭的面积在自由面或者其延长面上的投影面，中间是通过受压曲面边界线所作的铅直投影面。
4、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。
5、欧拉法：研究流体力学的一种方法，是指通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法。
6、拉格朗日法：通过描述每一质点的运动达到了解流体运动的方法称为拉格朗日法。
7、湿周：过流断面上流体与固体壁面接触的周界称为湿周。
8、恒定流动：流场中，流体流速及由流速决定的压强、粘性力、惯性力等也不随时间变化的流动。
10、卡门涡街：当流体经绕流物体时，在绕流物后面发生附面层分离，形成旋涡，并交替释放出来，这种交替排列、有规则的旋涡组合称为卡门涡街。
1、自由紊流射流：当气体自孔口、管嘴或条缝以紊流的形式向自由空间喷射时，形成的流动即为自由紊流射流。
12、流场：充满流体的空间。
3、无旋流动：流动微团的旋转角速度为零的流动。
工程流体力学(含实验演示)
工程流体力学（含实验演示）一、选择题 (共26题)1、以下物理量中,量纲与运动粘度相同的是（）A、动力粘度B、粘性力C、压强与时间的乘积D、面积除以时间考生答案：D2、在源环流动中,等势线是（）A、平行直线B、同心圆C、过圆心的半辐射线D、螺旋线考生答案：D3、己知某井筒环形截面管路的内径d1为10cm,外径d2为15cm,则水力半径与之相等的圆形截面的管路半径为（）A、2.5B、5C、7.5D、10考生答案：B4、并联管段AB有3条管线并联,设流量Q1>Q2>Q3,则三段管路水头损失的关系为（）A、B、C、D、考生答案：B5、以下物理量中,量纲与动力粘度相同的是（）A、运动粘度B、粘性力C、密度D、压强与时间的乘积考生答案：D6、在点汇流动中,等势线是（）A、平行直线B、同心圆C、过圆心的半辐射线D、螺旋线考生答案：B7、己知某管路截面为正方形,边长为12cm,其水力半径为（）A、12cmB、6cmC、4cmD、3cm考生答案：D8、理想流体是一种通过简化得到的流体模型,在理想流体中不存在（）A、体积力B、惯性力C、压力D、粘性力考生答案：D9、以下物理量中,量纲与应力相同的是（）A、动力粘度B、总压力C、压强D、表面张力考生答案：C10、在纯环流中,等势线是（）A、平行直线B、同心圆C、过圆心的半辐射线D、螺旋线考生答案：C11、己知某管路截面为正方形,边长为10cm,则其水力半径为（）A、2.5B、5C、7.5D、10考生答案：A12、下列单位中,（）是基本量纲的单位A、米B、牛C、PaD、瓦考生答案：A13、动力粘度系数的单位是（）A、Pa.sB、/sC、s/考生答案：A14、静止流体的点压强值与（）无关A、位置B、方向C、流体的密度考生答案：B15、在缓变流的同一有效截面中,流体的压强分布满足（）A、B、P＝CC、D、考生答案：A16、串联管路AB有3段组成,设水头损失hf1>hf2>hf3,摩阻系数相等,管线长度也相等,中间无流体引入引出,则三段管线的流量之间的关系是（）A、Q1<Q2<Q3B、Q1=Q2=Q3C、Q1>Q2>Q3考生答案：B17、动量方程不可以适用于（）A、粘性流体的的流动B、非稳定流动C、以上两种说法都不对考生答案：C18、N-S方程不可以适用于（）A、不可压缩粘性流体的流动B、不可压缩理想流体的非稳定流动C、不可压缩理想流体的稳定流动D、非牛顿流体的运动考生答案：D19、下列说法中正确的是（）A、液体不能承受压力B、理想流体所受的切应力一定为0C、粘性流体所受的切应力一定为0考生答案：B20、其它条件(流体和管材,管径和管壁厚度等)均相同的情况下,当管路中液体流速增加,则水击压力会（）A、增加B、减小C、不变考生答案：A21、单位时间内,控制体内由于密度变化引起的质量增量等于从控制面（）。
工程流体力学简答题答案
工程流体力学简答题答案
1、工程流体力学是研究物理流体的运动规律以及相关的流体
力学问题的科学。
它涉及流体的流动特性，流体的压力和流速，流体的流动状态，流体的流动机制，流体的热力学特性，流体的流变性等等。
2、工程流体力学的应用范围有：
（1）空气动力学：研究飞机、火箭和其他航空器的空气动力
学特性；
（2）水力学：研究水力发电、水利工程、水污染等；
（3）流体机械：研究离心泵、离心机、涡轮机、螺杆机等；
（4）流体传热学：研究热交换器、热力发电机组、传热管道等；
（5）流体结构力学：研究管道系统的稳定性、管道的耐压性
能等；
（6）流体传质学：研究水处理技术、石油工程、化工工程等。
流体力学简答题及答案
课堂练习---简答：1．写出流线微分方程和迹线微分方程的表达式。
2．写出流体静压特性。
3．水力光滑管和水力粗糙管是怎样定义的？是不是绝对粗糙度较大的管道一定是水力粗糙管？为什么？4．串联管路有哪些特点？并联管路有哪些特点？5．试解释水击现象，说明其危害，试讨论为了避免水击现象的发生可采取哪些措施？6、试说说拉格朗日法和欧拉法在观察流体流动时的不同着眼点在哪。
7、粘性流体伯努力方程的物理意义。
8．描述流体运动的方法主要有哪两种？两种方法的着眼点有何不同？9．流线和迹线是如何定义的？10．当孔口直径为d、孔口距液面深度为H时，如何区分大孔口和小孔口？11.请说名Re数的物理意义。
12.说说什么是当量直径，如何计算。
1．写出流线微分方程和迹线微分方程的表达式。
答： 流线微分方程：z y x v dz v dy v dx ==迹线微分方程：x v dt dx =，y v dt dy =，z v dt dz =2．写出流体静压特性。
答： 1）流体静压强垂直于作用面，方向指向该作用面的内法线方向；2）静止流体中任意一点处流体静压强的大小与作用面的方位无关，即同一点各个方向上的流体静压强均相等。
3．水力光滑管和水力粗糙管是怎样定义的？是不是绝对粗糙度较大的管道一定是水力粗糙管？为什么？答：当层流底层的厚度δ大于管壁的绝对粗糙度∆时，管壁的凹凸不平部分完全被层流底层所覆盖，紊流核心区与凸起部分不接触，流动不受管壁粗糙度的影响，因而流动的能量损失也不受管壁粗糙度的影响，这时的管道称为水力光滑管（3分）。
反之，称为水力粗糙管（1分）。
绝对粗糙度较大的管道不一定是“水力粗糙管”，因为当流速较小时，流动的层流底层厚度δ可能会很大，当δ大于∆时，尽管管道内壁很粗糙，也可能是水力光滑管（换一种说法：当δ＞∆时，不管管子表面有多粗糙，都是水力光滑管）4．串联管路有哪些特点？并联管路有哪些特点？答：串联管路特点：各管段的流量相等；总的水头损失等于各管段水头损失之和； 并联管路特点：总流量等于各管段流量之和；各个支路水头损失相等。
(完整版)流体力学简答题
流体力学1流体的粘滞性（1）流体粘性概念的表述①运动流体具有抵抗剪切变形的能力，就是粘滞性，这种抵抗体现在剪切变形的快慢（速率）上。
②发生相对运动的流体质点（或流层）之间所呈现的内摩擦力以抵抗剪切变形（发生相对运动）的物理特性称为流体的黏性或黏滞性。
③黏性是指发生相对运动时流体内部呈现的内摩擦力特性。
在剪切变形中，流体内部出现成对的切应力，称为内摩擦应力，来抵抗相邻两层流体之间的相对运动。
④粘性是流体的固有属性。
但理想流体分子间无引力，故没有黏性；静止的流体因为没有相对运动而不表现出黏性。
2毛细管现象①将直径很小两端开口的细管竖直插入液体中，由于表面张力的作用，管中的液面会发生上升或下降的现象，称为毛细管现象。
②毛细管现象中液面究竟上升还是下降，取决于液体与管壁分子间的吸引力（附着力）与液体分子间的吸引力（内聚力）之间大小的比较：附着力> 内聚力，液面上升；附着力< 内聚力，液面下降。
③由液体重量与表面张力的铅垂分量相平衡，确定毛细管中液面升降高度h，④为减小毛细管现象引起误差，测压用的玻璃管内径应不小于10mm。
3流体静压强的两个基本特性①静压强作用的垂向性：静止流体的应力只有内法向分量一静压强（静止流体内的压应力）。
②静压强的各向等值性：静压强的大小与作用面的方位无关一静压强是标量函数。
4平衡微分方程的物理意义（1 ）静压强场的梯度p 的三个分量是压强在三个坐标轴方向的方向导数，它反映了标量场p在空间上的不均匀性（inhomogeneity）。
（2）流体的平衡微分方程实质上反映了静止（平衡）流体中质量力和压差力之间的平衡。
（3）静压强对流体受力的影响是通过压差来体现的5测压原理（1）用测压管测量测压管的一端接大气，可得到测压管水头，再利用液体的平衡规律，可知连通的静止液体区域中任何一点的压强，包括测点处的压强。
如果连通的静止液体区域包括多种液体，则须在它们的分界面处作过渡6拉格朗日法：着眼于流体质点，跟踪质点描述其运动历程。
工程流体力学(含实验演示)
A、
液体不能承受压力
B、理想流体所受的切应力一定为0
C、粘性流体所受的切应力一定为0考生答案：B
20、
其它条件（流体和管材,管径和管壁厚度等）均相同的情况下,当管路中液体流速增加,则水击压 力会（）
A、增加
B、减小
C、
不变 考生答案：A
21、 单位时间内,控制体内由于密度变化引起的质量增量等于从控制面（）。
35、 以下流体,适用于N-S方程的是（）
A、粘度不为0的牛顿流体
B、
粘度为0的牛顿流体
C、理想流体
D、假塑性流体 考生答案：ABC
36、
在其它条件不变的情况下,以下因素中会使水击压力增加的有（）
A、管径增加
B、管壁变厚
C、流体密度增加
D、流体密度减少 考生答案：BC
37、 在以下关于压力体的说法中,不正确的有（）
A、平行直线
B、
同心圆
C、
过圆心的半辐射线
D、
螺旋线
考生答案：B
7、 己知某管路截面为正方形,边长为12cm,其水力半径为（）
A、
12cm
B、
6cm
C、
4cm
D、3cm考生答案：D
8、
理想流体是一种通过简化得到的流体模型,在理想流体中不存在（）
A、体积力
B、
惯性力
C、压力
D、
粘性力 考生答案：D
9、
以下物理量中,量纲与应力相同的是（）
A、动力粘度
B、总压力
C、压强
D、表面张力 考生答案：C
10、
在纯环流中,等势线是（）
A、平行直线
B、同心圆
工程流体力学教学课件ppt作者工程流体力学习题答案
解：
,,=83.3
求：
，
2-11 绕轴转动的自动开启式水闸，当水位超过时，闸门自动开启。若闸门另一侧的水位，角，试求铰链的位置。
题2-21图
解： （取）
第三章 流体运动学基础
3-1 已知不可压缩流体平面流动的流速场为，，试求在时刻时点处流体质点的加速度。
解：
将代入得：，
3-2 用xx观点写出下列各情况下密度变化率的数学表达式：
基本比例尺之间的换算关系需满足相应的相似准则（如Fr，Re，Eu相似准则）。线性比例尺可任意选择，视经济条件、场地等条件而定。
4-2 何为决定性相似准数？如何选定决定性相似准数？
解：若决定流动的作用力是粘性力、重力、压力，则只要满足粘性力、重力相似准则，压力相似准则数自动满足。
所以，根据受力情况，分别确定这一相似相似流动的相似准则数。
1）假定截面1、2和3上的速度是均匀分布的，在三个截面处圆管的直径分别为、、，求三个截面上的速度。2）当，，，时计算速度值。3）若截面1处的流量，但密度按以下规律变化，即，，求三个截面上的速度值。
题3-4图
解：1） ，，
2） ，，
3） ，
即
即
3-5 二维、定常不可压缩流动，方向的速度分量为，求方向的速度分量，设时，。
1-3 底面积为的薄板在液面上水平移动（图1-3），其移动速度为，液层厚度为，当液体分别为的水和时密度为的原油时，移动平板所需的力各为多大？
题1-3图
解： 水：
，， 原油：
水：
油：
1-4 在相距的两平行平板间充满动力粘度液体（图1-4），液体中有一边长为的正方形薄板以的速度水平移动，由于粘性带动液体运动，假设沿垂直方向速度大小的分布规律是直线。
工程流体力学教学课件ppt作者闻建龙工程流体力学习题+答案（部分）
工程流体力学教学课件ppt作者闻建龙工程流体力学习题+答案（部分）闻建龙主编的《工程流体力学》习题参考答案第一章绪论1-1 物质是按什么原则分为固体和液体两大类的？解：从物质受力和运动的特性将物质分成两大类：不能抵抗切向力，在切向力作用下可以无限的变形（流动），这类物质称为流体。
如空气、水等。
而在同等条件下，固体则产生有限的变形。
因此，可以说：流体不管是液体还是气体，在无论多么小的剪应力（切向）作用下都能发生连续不断的变形。
与此相反，固体的变形与作用的应力成比例，经一段时间变形后将达到平衡，而不会无限增加。
1-2 何谓连续介质假设？引入连续介质模型的目的是什么？在解决流动问题时，应用连续介质模型的条件是什么？解：1753年，欧拉首次采用连续介质作为流体宏观流动模型，即不考虑流体分子的存在，把真实的流体看成是由无限多流体质点组成的稠密而无间隙的连续介质，甚至在流体与固体边壁距离接近零的极限情况也认为如此，这个假设叫流体连续介质假设或稠密性假设。
流体连续性假设是流体力学中第一个根本性假设，将真实流体看成为连续介质，意味着流体的一切宏观物理量，如密度、压力、速度等，都可看成时间和空间位置的连续函数，使我们有可能用数学分析来讨论和解决流体力学问题。
在一些特定情况下，连续介质假设是不成立的，例如：航天器在高空稀薄气体中飞行，超声速气流中激波前后，血液在微血管（1μm）内的流动。
1-3 底面积为25.1m 的薄板在液面上水平移动（图1-3），其移动速度为s m 16，液层厚度为mm 4，当液体分别为C 020的水和C 020时密度为3856m kg 的原油时，移动平板所需的力各为多大？题1-3图解：20℃ 水：s Pa ??=-3101μ20℃，3/856m kg =ρ，原油：s Pa ??='-3102.7μ水： 233/410416101m N u=??=?=--δμτ N A F 65.14=?=?=τ油： 233/8.2810416102.7m N u =??=?'=--δμτ N A F 2.435.18.28=?=?=τ1-4 在相距mm 40=δ的两平行平板间充满动力粘度s Pa ?=7.0μ液体（图1-4），液体中有一边长为mm a 60=的正方形薄板以s m u 15=的速度水平移动，由于粘性带动液体运动，假设沿垂直方向速度大小的分布规律是直线。
工程流体力学简答
当流体在外力作用下，流体微元间浮现相对运动时，随之产生妨碍流体层相对运动的内磨擦力，流体产生内磨擦力的这种性质称为粘性。
这种阻力是由份子间的相互吸引力和份子不规则运动的动量交换产生的阻力组合而成。
(a)份子间吸引力产生的阻力：当相邻两液体层有相对运动时，会引起相邻份子间距的加大。
这种间距的加大会使份子间吸引力明显表现出来，即快速运动的份子层拖动慢速的份子层使其加快运动，而慢速运动的份子层反过来阻滞快速层的运动，这种相互作用的宏观表现为粘性力。
(b)份子不规则运动的动量交换产生的阻力：当流体定向或者不定向流动时，由于份子的不规则运动，分子在层与层间有跳跃迁移，这种跳跃迁移将导致动量交换。
快速层与慢速层的份子相互跃迁进行动量交换，而动量交换的结果将使彼此相互牵制，宏观表现就是粘性力。
液体：低速流动时，不规则运动弱，主要取决于份子间的吸引力;高速流动时，不规则运动增强，变为不规则运动的动量交换引起。
气体：主要取决于份子不规则运动的动量交换。
压强：由于压强变化对份子动量交换影响小，所以气体的粘度随压强变化很小。
而压强加大使份子间距减小，故压强对液体粘性的影响较大。
但低压下压强对液体粘度影响很小。
温度：对于液体，温度升高，份子间距增大，粘度将显著减小；对于气体，温度升高，份子不规则运动加剧，粘度增大。
(1)流体静压强的方向沿作用面的内法线方向。
(2)流体静压强的数值与作用面在空间的方位无关，即在任一点的压强不论来自何方均相等。
一．等压面就是等势面。
二．在平衡的流体中，通过每一质点的等压面必与该点所受质量力垂直。
三．两互不相混的液体，当他们处于平衡状态时，其分界面必为等压面。
拉格朗日法研究流场中每一个流体质点的运动， 分析运动参数随时间的变化规律， 然后综合所有的流体 质点，得到整个流场的运动规律。
这个方法可以了解每一个流体质点的运动规律。
欧拉法研究某瞬时整个流场内位于不同位置上的流体质点的运动参数， 然后综合所有空间点， 用以描述 整个流场的运动。
工程流体力学课后习题讲解
解：由题意及图示得：点A处
p0 油H 0.4 9800 p0 1.6 9800
那么， A B A B
H (1.6 0.4) 9800 1.5m 油 9800
又因为在B点处，
Pa 0.5 13.6 9800 p0 2.4 9800
Hg h 745 103 13.6 9800 1.5 104 9800 1
9.929 104 1.5 104 0.98 104
7.449 104 Pa
那么
7.449 104 h 0.56m 13.6 9800
2-5 油罐内装相对密度0.8的油品，下有底水。为测定油深及油面上的压力， 装置如图所示的U形管水银压力计，测得个液面位置如图。试确定油面高 度H及液面压力P0
p Hg h h p / Hg
与z无关，所以不变。 2-16 在一直径D=300mm、高H=500mm的圆柱形容器中注入水至高度 h1=300mm，然后使容器绕其垂直轴旋转。试决定能使水的自由液面到达 容器上部边缘时的转速n1，当转速超过n1时，水开始逸出容器边缘，而抛 物面的顶端将相底部接近。试求能使抛物面顶端碰到容器底时的转数n2。 在容器静止后，水面高度h2将为多少？
解：根据题意和图示可得，由压缩性得
nt
d2
4
PVdp
n
4 PV0 p t D 2
dV V dV P dpV dp
4 4.75 1010 300 106 250 9.8 104 2 103 3.14 0.012
22.24 23圈
17.8cm
得： dCCl4=（30.6-17.8）/8=1.6
《工程流体力学》1 (本科)
《工程流体力学》1 （本科）一、选择题1 连续介质假设意味着（ ）。
A 流体分子相互紧连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2 水的体积弹性模量（ ）空气的体积弹性模量。
A 小于B 近似等于C 大于3 温度升高时，空气的粘性系数（ ）。
A 变小B 变大C 不变4 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5 层流中，沿程水头损失与速度的（ ）次方成正比。
A 1B 1.5C 1.75D 26 在管流中，如果两个截面的直径比为221=d d ，则这两个截面上的雷诺数之比为=21Re Re （）。
A 2B 4C 1/2D 1/47 管道截面突然扩大的局部水头损失=f h （ ）。
A g V V 22221- B g V V 22221+C ()g V V 2221+ D ()g V V 2221-8 马赫数〈Ma （ ）时， 可以忽略压缩性。
A 3B 1C 0.3D 309 当收缩喷管的质量流量达到极大值时，出口处Ma （ ）。
A 1〉B =1C 1〈10 速度势只存在于（ ）。
A 不可压缩流体的流动中B 可压缩流体的定常流动中C 无旋流动中D 二维流动中二 、判断对错题1. 流体的压缩性系数越大，越不易被压缩。
（ ）2. 处于静止的流体其静压强的大小只与作用点的位置有关。
（ ）3. 不可压缩流体沿半径逐渐变大的水平管道流动时，压强越来越小。
（ ）4. 用皮托管测量流速时，需将总压孔的方向与流动方向相垂直。
（ ）5. 水力光滑管是指管道壁面相对粗糙度非常小的管子。
（ ）6. 对于不可压缩流体的一维定常管流，在完全阻力平方区中，沿程损失系数与雷诺数无关。
（ ）7. 气流在渐缩管中做超声速流动时，速度逐渐变小，密度逐渐变大。
（ ）8. 流体微团的运动可分解为线变形运动和角变形运动。
（ ）9. 只要流体质点绕着一定轴做旋转运动，则流动一定是有旋的。
工程流体力学简答题讲课教案
工程流体力学简答题1. 什么是黏性?当温度变化时, 黏性如何变化?为什么？当流体内部存在相对运动时，流体内产生内摩擦力阻碍相对运动的属性。
气体的粘性随温度的升高而升高；液体的粘性随温度的升高而降低。
分子间的引力是形成液体粘性的主要原因。
温度的升高，分子间距离增大，引力减小。
分子作混乱运动时不同流层间动量交换是形成气体粘性的主要原因。
温度的升高，混乱运动强烈，动量交换频繁，气体粘度越大2. 解释：牛顿流体、理想流体牛顿流体：切应力与速度梯度成正比的流体理想流体：没有粘性的流体3.流体静压强的两的特性是什么？流体静压强的方向是作用面内法线方向，即垂直指向作用面。
流体静压强的大小与作用面方位无关，是点坐标的函数4、画出下列曲面对应的压力体。
（4分） ★5. 分别画出下图中曲面A 、B 、C 对应的压力体（6分）6.写出不可压缩粘性流体总流的能量方程式，并说明各项的物理意义和应用条件。
w h z gp a z g p a +++=++22222112112g v 2g v ρρ 2g v 2a 单位重量流体的动能 g p ρ单位重量流体的压能z单位重量流体的位能w h单位重量流体的两断面间流动损失不可压缩粘性流体在重力场中定常流动，沿流向任两缓变流过流断面7. 什么是流线？它有那些基本特性？流场中某一瞬时一系列流体质点的流动方向线。
一般流线是一条光滑曲线、不能相交和转折定常流动中，流线与迹线重合。
8.解释：定常流动、层流流动、二元流动。
定常流动：运动要素不随时间改变层流流动：流体分层流动，层与层之间互不混合。
二元流动：运动要素是两个坐标的函数。
9.解释：流线、迹线流线：流场中某一瞬时，一系列流体质点的平均流动方向线。
曲线上任意一点的切线方向与该点速度方向一致。
迹线：流场中一时间段内某流体质点的运动轨迹。
10. 描述流动运动有哪两种方法，它们的区别是什么？欧拉法，以流体空间点为研究对象拉格朗日法：以流体质点为研究对象11. 什么是量纲？流体力学中的基本量纲有哪些？写出压强、加速度的量纲。
流体力学名词解释和简答题
名词解释和问答题一、绪论1．连续介质假设：把流体当作是由密集质点构成的、内部无空隙的连续体来研究，这就 是连续介质假设。
或 连续介质：由密集质点构成的、内部无空隙的连续体。
（2009年1月）（2004年10月）2．表面力：通过直接接触作用在所取流体表面上的力。
（2008年10月）3．质量力：作用在流体内每个质点上，大小与流体质点质量成正比的力。
（2006年10月）4. 粘性：是流体在运动过程中抵抗剪切变形的能力，是产生机械能损失的根源。
或粘性是流体的内摩擦特性。
或相邻流层在发生相对运动时产生内摩擦力的性质。
（2009年10月）（2005年1月）（2001年10月）5．理想流体：指无粘性，动力粘度0=μ或运动粘度0=ν的流体。
（2003年10月）6.不可压缩流体：流体的每个质点在运动全过程中，密度不变化的流体。
（2010年10月）（1）什么是理想流体？为什么要引入理想流体的概念？（2）试从力学分析的角度，比较流体与固体对外力抵抗能力的差别。
二、流体静力学1．真空度：指绝对压强不足当地大气压的差值，即相对压强的负值。
（2006年10月）（2004年1月）（2002年10月）2．相对压强：以当地大气压为基准起算的压强。
（2007年10月）（2006年1月）（2005年10月）3．绝对压强：以没有气体分子存在的完全真空为基准起算的压强。
4．测压管水头：g pz ρ+称为测压管水头，是单位重量流体具有的总势能。
或，位置高度(或位置水头)与测压管高度(压强水头)之和。
（2008年1月）（2005年1月）5．帕斯卡原理：在平衡状态下，液体任一点压强的变化将等值地传到其他各点。
6．等压面：流体中压强相等的空间点构成的面(平面或曲面)。
7．阿基米德原理：液体作用于潜体（或浮体）上的总压力，只有铅垂向上的浮力，大小等于所排的液体重量，作用线通过潜体的几何中心。
（2007年1月）（1）简述静止流体中应力的特性。
（2）何为压力体？压力体的作用是什么？如何确定压力体？（3）试述液体静力学基本方程C gp z =+ρ及其各项的物理和几何意义？ 三、流体动力学1．流线：表示某时刻流动方向的曲线，曲线上各质点的速度矢量都与该曲线相切。
244#——工程流体力学
《工程流体力学》1 （专科） 一、 选择题1. 关于流体的粘性，以下说法不正确的是（C ）。
A 形成流体粘性的原因是分子间的引力和流体分子的热运动B 压强增加，粘性增大C 液体的粘性随温度的增加而增加D 气体的粘性随温度的增加而增加 2. 流线和迹线重合的是哪种流动？（ A ）A. 定常流动B. 非定常流动C. 不可压缩流动D. 无粘性流动 3. 连续方程表示控制体的（ ）A. 能量守恒B. 动量守恒C. 流量守恒D. 质量守恒 4. 文丘里流量计用于测量（ D ）A. 点速度B. 压强C. 密度D. 流量 5. 如果空气气流速度为s m 100，温度为10℃，则=Ma （ B ）A. 1.5776B. 0.2966C. 0.3509D. 0.1876 6. 当收缩喷管的质量流量达到极大值时，出口处的Ma （ ）A. 1〉B. 1=C. 1〈D. ∞= 7. 边界层的流动分离（ C ）A. 只可能发生于层流边界层B. 只可能发生于紊流边界层C. 在层流边界层和紊流边界层中均有可能发生D. 或者在层流边界层发生或者在紊流边界层发生8. 对于一条固定管道，是光滑管还是粗糙管，与下列哪个因素有关（ ） A. 粘性底层的厚度 B. 管壁的粗糙度 C. 雷诺数 D. 前三者之和 9. 连续性方程适用于（ ）A. 理想流体B. 粘性流体C. 理想流体和粘性流体D. 都不适用10. 应用动量方程求流体对物体的合力时，进、出口的压强应使用（ ） A. 绝对压强 B. 计示压强 C. 大气压 D. 真空度 二、填空题1. 等压面的重要性质是________等压面永远与质量力正交________。
2. 作用在流体上的力可以分为___质量力_______和_____表面力_____。
3. 液柱式测压计是根据流体__静力学基本____方程，利用液柱高度直接测量压强。
4．描述流体的运动常用____拉格朗日____法和__欧拉___法。
工程流体力学期末考试及答案
工程流体力学期末考试及答案工程流体力学期末考试及答案工程流体力学是涉及流体动力学、流体力学基础知识、流体静力学等多个方面的学科。
以下是本次工程流体力学期末考试的部分试题及答案，旨在帮助读者更好地掌握流体力学的基本概念和方法。
1、基础知识问题：请简要解释以下两个概念： a) 流量：在单位时间内，通过某一截面积的物质量或能量。
b) 推力：使物体运动或阻止其运动的力。
答案：a) 流量是指在单位时间内，通过某一截面积的物质量或能量。
它是一个重要的流体力学参数，反映了流体在管道中的流动能力。
流量的大小与流体密度、速度和管道截面积有关。
b) 推力是指使物体运动或阻止其运动的力。
在流体力学中，推力主要由流体对物体运动方向上的压力差产生，如在水坝或涡轮机中，由于水压力的作用产生推力，使水轮机旋转。
2、流体动力学问题：请简述伯努利定理的基本内容，并说明其在工程实践中的应用。
答案：伯努利定理指出，在理想不可压缩流体中，沿着平行且在同一方向上，任何高度相同的两点，速度相等，压强降低。
在工程实践中，伯努利定理可用于分析飞机机翼的设计，解释为何机翼在空气中能够产生升力。
3、流体静力学问题：请解释浮力原理，并说明其在工程实践中的应用。
答案：浮力原理指出，浸没在流体中的物体，受到一个垂直向上且与物体体积成正比的力，称为浮力。
浮力的大小等于物体所排开的流体的重量。
在工程实践中，浮力原理广泛应用于船舶设计、水坝设计等。
4、工程应用问题：请说明涡轮机的工作原理，并阐述其在工程实践中的应用。
答案：涡轮机是一种将流体动能转化为机械能的设备。
它由一系列的旋转叶片组成，当流体流经叶片时，叶片受到流体的冲击力而旋转，将流体的动能转化为旋转机械能。
涡轮机在工程实践中广泛应用于发电厂、航空发动机等。
以上是本次工程流体力学期末考试的部分试题及答案，希望对读者掌握流体力学基本知识有所帮助。
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工程流体力学简答题1. 什么是黏性?当温度变化时, 黏性如何变化?为什么？当流体内部存在相对运动时，流体内产生内摩擦力阻碍相对运动的属性。
气体的粘性随温度的升高而升高；液体的粘性随温度的升高而降低。
分子间的引力是形成液体粘性的主要原因。
温度的升高，分子间距离增大，引力减小。
分子作混乱运动时不同流层间动量交换是形成气体粘性的主要原因。
温度的升高，混乱运动强烈，动量交换频繁，气体粘度越大2. 解释：牛顿流体、理想流体牛顿流体：切应力与速度梯度成正比的流体理想流体：没有粘性的流体3.流体静压强的两的特性是什么？流体静压强的方向是作用面内法线方向，即垂直指向作用面。
流体静压强的大小与作用面方位无关，是点坐标的函数4、画出下列曲面对应的压力体。
（4分） ★5. 分别画出下图中曲面A 、B 、C 对应的压力体（6分）6.写出不可压缩粘性流体总流的能量方程式，并说明各项的物理意义和应用条件。
w h z gp a z g p a +++=++22222112112g v 2g v ρρ 2g v 2a 单位重量流体的动能 g p ρ单位重量流体的压能z单位重量流体的位能w h单位重量流体的两断面间流动损失不可压缩粘性流体在重力场中定常流动，沿流向任两缓变流过流断面7. 什么是流线？它有那些基本特性？流场中某一瞬时一系列流体质点的流动方向线。
一般流线是一条光滑曲线、不能相交和转折定常流动中，流线与迹线重合。
8.解释：定常流动、层流流动、二元流动。
定常流动：运动要素不随时间改变层流流动：流体分层流动，层与层之间互不混合。
二元流动：运动要素是两个坐标的函数。
9.解释：流线、迹线流线：流场中某一瞬时，一系列流体质点的平均流动方向线。
曲线上任意一点的切线方向与该点速度方向一致。
迹线：流场中一时间段内某流体质点的运动轨迹。
10. 描述流动运动有哪两种方法，它们的区别是什么？欧拉法，以流体空间点为研究对象拉格朗日法：以流体质点为研究对象11. 什么是量纲？流体力学中的基本量纲有哪些？写出压强、加速度的量纲。
物理量单位的种类，长度、时间、质量、压强ML-1T-2，加速度LT-212.在量纲分析中，∏定理的内容是什么？如果一物理过程涉及n个物理量，包含m个基本量纲，则该过程一定可以用n个物理量组成的n-m 个无量纲∏来描述。
，14. 对于给定的管道，水力光滑管是否可以变为水力粗糙管？为什么？可以。
粘性底层的厚度大于绝对粗糙度，水力光滑。
粘性底层的厚度小于绝对粗糙度，水力粗糙。
对给定管道，粘性底层的厚度随雷诺数变化。
速度增大，Re 增大，粘性底层的厚度变小，水力光滑变为水力粗糙。
15.解释管道水力计算中的两个概念：水力光滑管、短管水力光滑管：粘性底层的厚度大于管壁的绝对粗糙度，凹凸不平淹没在粘性底层中，流体主流感受不到管壁粗糙的影响，就像在光滑的管中流动。
短管：水力计算中，局部损失占有相当比例，不能忽略的管道系统。
16. 流体在管内流动的流动损失有哪两种？是如何产生的？计算公式如何？沿程损失；发生在缓变流动中，由于流体的粘性摩擦； g v d l h f 22λ=局部损失；发生在急变流动中，由于流体的碰撞、速度调整、产生漩涡；g v h j 22ς=17. 写出当量直径与当量管长的定义公式 。
X A de 4= d l e λς= 18. 什么是紊流？圆管中的紊流流动由哪几部分构成？流体质点作复杂不规则运动，相互干扰和掺混。
粘性底层、紊流核心区和过渡区19. 尼古拉兹试验曲线中，流体的流动可以分为几个区域？各区的沿程损失系数有何特点？五个层流区 λ=f(Re)过渡区 不稳定，实验点分散 λ=f(Re)紊流光滑管区 λ=f(Re)紊流粗糙管过渡区 λ=f(Re ，ε/d)紊流粗糙管平方阻力区 λ=f(ε/d)20. 什么是水击？如何减小水击作用力？管内有压流动，由于外界某种原因，引起流速突然变化，从而局部压强突然变化，压力波在管内往复波动，引起管道振动的现象。
延长操作时间；降低管长、减小管壁厚度、增大管径、减小管壁弹性模量、保护措施21. 证明：层流时沿程能量损失h f 与管内流体的平均流速v 的一次方成正比。
g v d l d g v d l vd g v d l g v d l h f 2642642Re 642222ρμνλ====22. 流体在圆管内层流流动，速度分布、切应力分布有何特点？（画图并说明）切应力线性分布，管道中心最小，为零。
速度抛物线分布，管道中心最大，平均流速是最大流速的一半23. 当流动处于紊流粗糙管区时，雷诺数增大，沿程阻力系数是否增大，沿程阻力损失是否增大？为什么？雷诺数增大，沿程阻力系数不增大，只与相对粗糙度有关。
沿程阻力损失增大。
雷诺数增大，速度增大。
g v d l h f 22λ=24. 什么是紊流？紊流速度如何表示？式中各符号的含义如何？写出紊流时均速度u 的定义式。
紊流：流体质点作复杂不规则运动，流体质点相互干扰、掺混。
u u u '+= 瞬时值、时均值、脉动值 t udt u t∆=⎰∆025. 理想不可压缩流体绕流叶型时为什么会产生升力？下表面流体绕过后缘点时速度高、压强低，流向上表面的后驻点时，气流发生分离，产生逆时针的漩涡，叶型上必然同时产生一强度相等、方向相反的顺时针漩涡。
由于漩涡产生，后驻点向后缘点移动，形成下游的启动涡和叶型上的附着涡。
顺时针漩涡使上层速度加快、压强降低；下层速度减小，压强增高。
上下表面的压强差对叶型产生了升力。
26．粘性流体绕流物体的阻力可分为哪两种？如何减小？摩擦阻力、压差阻力（形状阻力）为减小摩擦阻力，使该物体的层流边界层尽可能延长，或使层流边界层转变紊流边界层的转变点尽可能往后推移。
为减小压差阻力，使边界层分离点尽量后移。
27.试解释：对于圆球，在Re≈3510⨯时，绕流阻力系数急剧下降的原因。
边界层由处于紊流，分离点后移，漩涡区显著减小，压差阻力大大降低，虽然摩擦阻力有所增加，但总阻力大幅降低。
28. 边界层有何特点？发生边界层分离的必要条件是什么？很薄；沿流动方向逐渐增厚；速度梯度大；层流、紊流两种流态；粘性力不可忽略；压强等于外边界上的压强。
减速增压粘性流体29.理想的不可压缩流体绕流翼型，产生升力的原因是什么？下表面流体绕过后缘点时速度高、压强低，流向上表面的后驻点时，气流发生分离，产生逆时针的漩涡，叶型上必然同时产生一强度相等、方向相反的顺时针漩涡。
由于漩涡产生，后驻点向后缘点移动，形成下游的启动涡和叶型上的附着涡。
顺时针漩涡使上层速度加快、压强降低；下层速度减小，压强增高。
上下表面的压强差对叶型产生了升力。
30．若要将亚声速气流加速为超声速气流，管道截面积应如何变化？先收缩后扩大 vdv Ma A dA )1(2-= 亚音速：Ma ＜1，dv ＞0，dA ＜0超音速：Ma ＞1，dv ＞0，dA ＞031. 讨论超音速气流经过膨胀波与压缩波后气流的速度、压强及温度的变化规律。
超音速气流经过膨胀波：速度增加、压强降低、温度 降低超音速气流经过压缩波：速度减低、压强、温度升高32. 气体等熵流动中，什么是滞止状态？什么是极限状态？什么是临界状态？滞止状态：等熵流动变化到速度为零极限状态：等熵流动变化到速度最大临界状态：等熵流动变化到速度等于当地声速33. 亚声速气流通过渐缩喷管出口马赫数最大为多少？为什么？亚音速：Ma ＜1，渐缩dA ＜0vdv Ma A dA )1(2-= 成立， dv ＞0， 加速至音速，马赫数最大为134. 简要说明微弱扰动波在静止、亚声速、声速、超声速气流中传播的特点。
微弱扰动波在静止气流中传播无界微弱扰动波在亚声速气流中传播无界微弱扰动波在声速气流中传播有界，半个空间微弱扰动波在超声速气流中传播有界，马赫锥35.若想将气流加速，通道的截面积应如何变化？ vdv Ma A dA )1(2-= 亚音速：Ma ＜1，dv ＞0，dA ＜0 收缩超音速：Ma ＞1，，dv ＞0，dA ＞0 扩大36、请说出：牛顿流体、重力流体、不可压缩流体、理想流体、正压性流体这样五个概念的定义。
牛顿流体：切应力与速度梯度成正比的流体。
重力流体：质量力只有重力的流体。
不可压流体：密度保持不变的流体。
理想流体：没有粘性的流体 正压性流体：密度只随压强变化的流体37、什么是虹吸现象？虹吸流动的动力是什么？虹吸现象：流体自动地从高位液面，经过高于液面的管道流向低位液面的现象。
动力为高低液面的高度差。
38、现象一：1940年美国华盛顿州，一座悬索桥在19m/s 的风中倒塌。
现象二：火车开过时，必须远离，否则有被卷入的危险。
试用所学的流体力学知识解释这两个现象。
现象一：卡门涡街。
流体绕过圆柱或钝形物体，当雷诺数到达某一值时，物体尾部出现对称交错排列的漩涡组合。
卡门涡街的振动频率与物体的频率合拍，共振，造成破坏。
现象二。
伯努利方程（能量方程）。
动能增加，压能降低，负压（真空），卷入。
39、流体在圆管内紊流流动，在截面上，1、2、3分别表示什么区域？水力光滑管是如何定义的？水力光滑管的沿程损失系数有何特点？粘性底层，过渡区，紊流核心区。
粘性底层的厚度大于管壁的绝对粗糙度，凹凸不平淹没在粘性底层中，流体就像在光滑的管仲流动一样，这样的管道称水力光滑管，沿程损失系数只与雷诺数有关。
40、画出下列曲面所对应的压力体，并标曲面所受垂直分力的方向。
1、41、液体在一粗细不匀的水平管中稳定流动，压强计中水银液面能否出现如图高度差？若能，其流动方向如何，为什么？若不能，其原因又何在？能，从右往左流动根据压力计，右侧压强大；根据连续性方程，右侧速度大。
右侧能量高于左侧，从右往左流动。
42、在风洞中做流体绕流圆球试验，当4Re⨯=时，绕流阻力系数410=。
若在圆球前部加一细丝，同一雷诺数下，测得阻力系数为C0.45D=。
试问阻力系数迅速减小的原因。
）0.2CD球，高雷诺数下，压差阻力为主。
若在圆球前部加一细丝，流动紊流，紊流掺混作用，边界层分离点后移，压差阻力变小。
虽然摩擦阻力有所增加，但总阻力大大变小。
、43、名词解释：当量直径；当量长度；激波当量直径：4倍的有效截面积与湿周的比当量长度：局部损失等值折合成某一长度上的沿程损失，该长度称当量长度。
激波：强压缩波44、从力学角度，流体的定义是什么？流体的基本物理属性有哪些？在任何微小剪切力作用下，都能连续变形的物体流动性，粘性，压缩性、膨胀性、惯性45.什么是流线？流线是否可以相交或转折？不可压理想流体平面流动，沿弯曲流线切线方向与主法线方向，如速度变大，压强分别如何变化？流场中一系列流体质点的流动平均方向线，曲线上任意一点的切线方向与该点速度方向一致。