流体力学试题及答案

流体力学复习题-----2013制一、填空题1、1mmH2O= 9.807 Pa2、描述流体运动的方法有欧拉法和拉格朗日法。

3、流体的主要力学模型是指连续介质、无粘性和不可压缩性。

4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时粘性力与惯性力的对比关系。

5、流量Q1和Q2，阻抗为S1和S2的两管路并联，则并联后总管路的流量Q为Q= Q1 + Q2，总阻抗S为。

串联后总管路的流量Q为Q= Q1 =Q2，总阻抗S为S1+S2 。

6、流体紊流运动的特征是脉动现行，处理方法是时均法。

7、流体在管道中流动时，流动阻力包括沿程阻力和局部阻力。

8、流体微团的基本运动形式有：平移运动、旋转流动和变形运动。

9、马赫数气体动力学中一个重要的无因次数，他反映了惯性力与弹性力的相对比值。

10、稳定流动的流线与迹线重合。

11、理想流体伯努力方程=++g 2u r p z 2常数中，其中rp z +称为 测压管 水头。

12、一切平面流动的流场，无论是有旋流动或是无旋流动都存在 流线 ，因而一切平面流动都存在 流函数 ，但是，只有无旋流动才存在 势函数。

13、雷诺数之所以能判别 流态 ，是因为它反映了惯性力 和 粘性力 的对比关系。

14、流体的主要力学性质有 粘滞性 、 惯性 、 重力性 、 表面张力性 和 压缩膨胀性 。

15、毕托管是广泛应用于测量 气体和 水流一种仪器。

16、流体的力学模型按粘性是否作用分为 理想气体和 粘性气体 。

作用与液上的力包括 质量力， 表面力。

17、力学相似的三个方面包括 几何相似 、 运动相似 与 动力相似 。

18、流体的力学模型是 连续介质 模型。

19、理想气体伯努力方程2u z -z p 2g 21ργγα+-+））（（中，））（（g 21z -z p γγα-+称 势压 ，2u p 2ρ+ 全压 ， 2u z -z p 2g 21ργγα+-+））（（称总压20、紊流射流的动力特征是 各横截面上的动量相等 。

21、流体的牛顿内摩擦定律的表达式 s ⋅+=-pa dydu u ；τ ，u 的单位为pa.s 。

27、流体流动的状态分为 层流和 紊流 。

二、判断题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。

（ √ ）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。

（ ╳ ）3.当管流过水断面流速按抛物线规律分布时，管中水流为紊流。

（ ╳ ）4.紊流实质上是非恒定流。

（ √ ）5.液体的粘性是引起液流水头损失的根源。

（ √ ）6.尼古拉兹试验是研究管道沿程水头损失随雷诺数和相对粗糙度的变化关系的试验。

（ ╳ ）7.牛顿内摩擦定律只适用于管道中的层流。

（ ╳ ）8.有压长管道是认为水头全部消耗在沿程水头损上。

（ √ ）9.串联长管道各管段水头损失可能相等，也可能不相等。

（ √ ）10.不可压缩液体连续性微分方程 只适用于恒定流。

（ ╳ ）11.理想流体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的流体。

（ √ ）12.自由液面是水平面。

（×）13.粘滞性是引起流体运动能量损失的根本原因。

（ √ ）14.直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。

( × )15.圆管层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。

( √ )16.牛顿内摩擦定律仅适用于牛顿流体。

( √ )17.静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。

( √ )18.层流也一定是均匀流。

（×）19.15℃时水的[动力]粘度小于20℃时水的[动力]粘度。

（ ⨯ ）20.恒定流时的流线与迹线二者重合。

（ √ ）21.有压管道的测压管水头线只能沿程降低。

（ ⨯ ）22.工业管道的沿程摩阻系数λ在紊流粗糙区随eR 增加而增加 。

( ⨯ )23.均匀流的同一过水断面上，各点流速相等。

（ ⨯ ）24.直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。

（√）25.水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。

(×)26.水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。

(√)27.牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。

(×)28.静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。

（√）29.静止水体中,某点的真空压强为50kPa ，则该点相对压强为-50 kPa 。

(√)30.水深相同的静止水面一定是等压面。

(√)31.恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。

（×）32.紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。

(√)33.静水压强的大小与受压面的方位无关。

(√)34.恒定总流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。

（×）35.不可压缩液体连续性微分方程0=∂∂+∂∂+∂∂zu y u x u z y x 只适用于 恒定流。

（ ╳）三、选择题 1、按连续介质的概念，流体质点是指 D 。

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、一下哪种流体为非牛顿流体 C 。

A 、空气B 、清水C 、血液D 、酒精3、绝对压强P abs 、相对压强p 、真空值p v 、当地大气压强a p 之间的关系是 C 。

A 、P abs =p+ p vB 、p= P abs +a pC 、p v =a p - P abs4、圆管层流过流断面的流速分布为 C 。

A 、均匀分布B 、对数曲线分布C 、二次抛物线分5、一下那些概念属于欧拉法 A 。

A 、流线B 、迹线C 、液体质点D 、液体微6、圆管紊流粗糙区的沿程摩阻系数λ B 。

A 、与雷诺数Re 有关B 、与管壁相对粗糙度d∆有关 C 、与Re 和d∆有关 D 、与和管长l 有关 7、速度V 、长度l 、时间t 的无量纲组合是 D 。

A 、lt vB 、vl tC 、2vt lD 、vtl 8、圆管断面直径由d 1突然扩大到d 2，若将一次扩大改为两级扩大，则该扩大的局部水头损失 A 。

A 、减小B 、不变C 、增大9、在圆管流动中，层流的断面速度分布符合 C 。

A 、均匀规律B 、直线变化规律C 、抛物线变化规律D 、对数曲线规律10、流线与迹线通常情况下 C 。

A 、能相交也能相切B 、仅能相交不能相切C 、仅能相切不能相交D 、既不能相交也不能相切11、速度v ，密度ρ，压强p 的无量纲集合是 D 。

A 、v pρ B 、p v ρ C 、p v 2ρ D 、2v p ρ12、雷诺数代表的是 D 之比。

A 、惯性力与压力B 、惯性力与重力C 、惯性力与表面张力D 、惯性力与粘性力13、一维流动中，“截面积大处速度小，截面积小处速度大”成立的条件是 D 。

A 、理想流体B 、粘性流体C 、可压缩流体D 、不可压缩流体14、静水中斜置平面壁的形心淹没深h c 与压力中心淹没深h D 的关系是 B 。

A 、大于B 、小于C 、等于D 、无规律15、有一变直径管流，小管直径d 1，大管直径d 2=2d 1，则两断面雷诺数的关系是 D 。

A 、21e 21e R R = B 、21e e R R = C 、21e 5.1e R R = D 、21e 2e R R =16、下列流体哪个属于牛顿流体 A 。

A 、汽油B 、纸浆C 、血液D 、沥青四、名词解释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流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。

-----流线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。

-----迹线7、湿周：过流断面上流体与固体壁面接触的周界称湿周。

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。

9、流场：充满流体的空间。

10、无旋流动：流动微团的旋转角速度为零的流动。

11、贴附现象：贴附现象的产生是由于靠近顶棚流速增大静压减少，而射流下部静压大，上下压差致使射流不得脱离顶棚。

12、有旋流动：运动流体微团的旋转角速度不全为零的流动。

五、计算题1、如图所示，一水平射流冲击光滑平板，流量为，，直径为密度00d ,ρQ 求：①平板所受的冲击力。

②流量Q1和Q2、建立如图所示的坐标：设平板对水流的冲击力为R （方向与x 轴正方向相同），如图中所示：射流出口速度：2020044d v d Q Q ππ== 由于平板是光滑的，所以仅有法向力，由动量方程（x 轴方向）得：R=流出动量-流入动量=θρθρsin sin (00000V Q V Q =--）=2020d sin 4πθρQ 所以平板所受冲击力大小与R 相等，方向相反。

由连续性方程可得：Q0=Q1+Q2-------①由于射流是水平方向，且置于大气中，所以压力能不变，能量损失不计，由能量方程得：210222120v v v g2v g 2v g 2v ====，得 平板切线方向（y 轴方向）无摩擦力，∑=0F 满足动量守恒；即；0=θρρρcos v v v 002211Q Q Q --）（ 化简得：θcos 021Q Q Q =-------------②联立方程①②解得：）θcos 1(2101+=Q Q ）θcos 1(2102-=Q Q2、、如下图所示：水箱侧壁接出一根由两段不同管径所组成的管道，已知m m 100d m m 200d 21==，，两管短长均为L=m 10m 50=H ，，沿程阻力系数,2.0,3.0,01.0===B A εελ求：管道中水的流量、流速.选取水平面为截面1-1，出口处为断面2-2，由伯努利方程知：g v B g v A g v g v d l g v p z g v 222d l 222p z 222122221121222011εελλγγ++++++=++ 连续性方程可知：2211A v A v = 所以41d 212221==d v v 所以gv g v g v g v 242.023.02410001005001.0210002005001.0g 2v 0000102121212121++++++=++所以m 51.1v 1=/s,所以==124v v m 04.6/s=⨯⨯⨯===51.1)1000200(14.34141212111v d V A Q π0.0473m /s。