流体力学习题3电子教案
《流体力学》实验教案(全)word版
《流体力学》实验教案（全）(一)不可压缩流体定常流能量方程(伯努利方程)实验一、实验目的要求：1、掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技术；2、验证流体定常流的能量方程；3、通过对动水力学诸多水力现象的实验分析研究，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性。
自循环伯努利方程实验装置图本实验的装置如图所示，图中：1.自循环供水器；2.实验台；3.可控硅无级调速器；4.溢流板；5.稳水孔板；5 / 456.恒压水箱；7.测压计；8.滑动测量尺；9.测压管； 10.实验管道； 11.测压点； 12.毕托管 13.实验流量调节阀。
三、实验原理：在实验管路中沿水流方向取n个过水截面。
可以列出进口截面(1)至截面(i)的能量方程式（i=2,3,.....,，n)选好基准面，从已设置的各截面的测压管中读出值,测出通过管路的流量,即可计算出截面平均流速ν及动压，从而可得到各截面测管水头和总水头。
四、实验方法与步骤：1、熟悉实验设备，分清各测压管与各测压点，毕托管测点的对应关系。
2、打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流后，检查泄水阀关闭时所有测压管水面是否齐平，若不平则进行排气调平(开关几次）。
3、打开阀13，观察测压管水头线和总水头线的变化趋势及位置水头、压强水头之间的相互关系，观察当流量增加或减少时测压管水头的变化情况。
4、调节阀13开度，待流量稳定后，测记各测压管液面读数，同时测记实验流量(与毕托管相连通的是演示用，不必测记读数)。
5、再调节阀13开度1～2次，其中一次阀门开度大到使液面降到标尺最低点为限，按第4步重复测量。
五、实验结果及要求：1、把有关常数记入表2.1。
2、量测()并记入表2.2。
3、计算流速水头和总水头。
4、绘制上述结果中最大流量下的总水头线和测压管水头线(轴向尺寸参见图2.2，总水头线和测压管水头线可以绘在图2.2上)。
六、结果分析及讨论：1、测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？2、流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？3、测点2、3和测点10 、11的测压管读数分别说明了什么问题？4、试问避免喉管(测点7)处形成真空有哪几种技术措施？分析改变作用水头(如抬高或降低水箱的水位)对喉管压强的影响情况。
电子教案(流体力学)..
绪 论一、课程简介1、课程的研究对象——单元操作 （1）单元操作的概念指在各种化工过程中，遵守同一基本原理，所用设备相似，作用相同，仅发生物理变化过程的那些操作，称为单元操作。
（2）单元操作的特点①所有的单元操作都是物理性操作，只改变物料的状态或物理性质，并不改变化学性质。
②单元操作是化工生产过程中共有的操作，只是不同的化工生产中所包含的单元操作数目、名称与排列顺序不同。
③单元操作作用于不同的化工过程时，基本原理相同，所用的设备也是通用的。
（3）单元操作的分类根据单元操作所遵循的基本规律，分为三类：流体动力过程、传热过程和传质过程。
2、课程性质：本课程是化工类专业学生的专业必修课。
3、课程特点：理论与经验相结合的工程研究方法。
二、单元操作中常用的基本概念和观点 1、物料衡算根据需要人为地划出一个封闭体系，那么有：输入物料=输出物料+（物料损失） 2、 能量衡算 同样对于一个体系有：输入能量=输出能量+（能量损失）在化工生产过程中的能量衡算大多为热量衡算。
3、平衡关系平衡是过程进行的极限状态。
通过讨论平衡关系，我们可以判断过程进行的方向及过程推动力的大小。
4、过程速率 过程速率与过程推动力成正比，与过程阻力成反比。
即：过程阻力过程推动力过程速率5、经济核算 三、单位及单位换算单位可分为二大类：基本单位和导出单位。
（1）基本单位基本单位只有几个，指定的几个独立的物理量。
由于同一物理量在不同的单位制中具有不同的单位和数值，象cm.g.s 制和工程单位制等给人类的计算和交流带来麻烦，为此规定使用统一的“国际单位制”，即SI 制。
SI 制有七个基本单位SI 制有以下两大优点：通用性：自然科学、工程技术以及国民经济中都采用； 一贯性：不需引入比例系数。
（2）导出单位其它物理量利用基本量从物理定律中导出，称为导出量，其单位称为导出单位。
基本单位与导出单位的总和称为单位制。
（3）单位换算经验公式（又称数字公式，根据实验结果整理而得）中各符号只代表物理量的数字部分，而它们的单位必须采用指定的单位。
中国石油大学：流体力学(电子教案)
【掌握】
1、欧拉法及其加速度表达式；
2、流体运动的概念;
3、理想流体运动微分方程（欧拉方程)；
4、缓变流断面及其特性；
5、动能修正系数及其物理意义；
6、节流式流量计基本原理及流量计算公式；
7、驻压强及测速管原理；
8、流动吸力的基本原理；
9、水头线与水力坡降;
10、泵的扬程及功率。
【重点掌握】
习题
2-1
2-10
２-14
*2-15
2-１6
2－19
2－2１
２-22
2-25
＊选做
第三章
流体运动学与动力学基础
(共16学时，
课堂教学14学时，
实验2学时)
一、核心知识点
基本概念,欧拉运动微分方程,连续性方程(质量守恒)，伯努利方程(能量守恒）,动量方程(动量守恒)，方程的应用。
二、教学基本要求
【了解】
２、何谓管路特征曲线？有何用途?
3、长管的水力计算通常有哪几类问题?计算方法和步骤各如何？
４、串并联管路及其水力特征。
5、何谓管路综合阻力系数？何谓作用水头？如何确定综合阻力系数？
６、孔口和管嘴各有何特点?有什么区别？流量系数、流速系数、收缩系数的物理意义如何？它们之间成怎样的关系？
７、水击现象产生的物理原因是什么？
二、教学基本要求
【了解】
1、势函数;
2、巴斯加定律；
3、物体在液体中的潜浮原理。
【掌握】
1、流体静压力的概念及其两个特性;
2、流体平衡微分方程及其积分式；
3、等压面及其方程、性质；
4、几种质量力作用下的流体平衡(相对平衡问题)。
【重点掌握】
建环《流体力学》课程教案
《流体力学》课程教案（建筑环境与设备工程专业）第一章绪论1．本章的教学目标及基本要求本章为绪论，涉及到流体的定义、作用在流体上的力、流体的基本物理性质和流体的力学模型。
通过本章的教学，要求学生了解流体力学在本学科及相关工程技术领域内的地位和作用，掌握流体与固体的典型区别，连续介质模型、不可压缩流体和理想流体的定义，了解流体的主要物理性质；掌握流体的受力分析方法，能够正确应用牛顿内摩擦定律分析解决液膜条件下流体的运动及及其与固体间的相互作用问题。
2．本章各节教学内容（列出节名）及学时分配本章教学内容分2单元，每单元2学时单元1：流体力学在本学科中的地位和作用，流体的定义与特点，，作用在流体上的力;流体的惯性, 流体的粘性；习题1-1, 4单元2：流体的粘性，压缩性与膨胀性, 不可压缩流体和理想流体的概念，流体的连续介质模型；习题1-7，8，123．本章教学内容的重点和难点本章的重点是：本章的教学任务是让学生初步建立起流体及流体力学的基本概念，重点放在流体与固体的本质区别，描述流体的基本模型及流体的主要物理性质。
本章的难点是：熟练、正确进行受力分析；正确运用牛顿内摩擦定律分析求解液膜条件下流体的运动及及其与固体间的相互作用问题。
4. 本章教学内容的深化和拓宽；介绍不可压缩流体的概念及其工程应用意义，说明粘性的外部特性与内部特性的区别。
5．本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题；本章涉及到较多的物理基本概念，注意时刻提醒学生从最基本的物理现象出发去理解和把握物理概念，在受力分析及应用过程中注意结合以往课程的内容和知识，帮助学生逐步建立将所学知识与工程实际应用相结合的思维习惯。
教学方式以课堂教学为主。
6．本章的主要参考书目；●屠大燕主编·流体力学与流体机械·北京：中国建筑工业出版社，1999●刘鹤年编·水力学·北京：中国建筑工业出版社，1999●李玉柱苑明顺编·流体力学·北京：高等教育出版社，1998●汪兴华·工程流体力学习题集·北京：机械工业出版社，1983●周光炯等编·流体力学·第2版·北京：高等教育出版社，2000●潘文全·工程流体力学·北京：清华大学出版社，1988●Vennard J K and R L Street. Elementary Fluid Mechanics. 6th ed. New York: JohnWiley & Sons,1982●Clayton T.Crowe, Donald F. Elger and John A. Roberson. Engineering Fluid Mechanics.7th ed. New York: John Wiley & Sons,2001●山东工学院东北电力学院·工程流体力学·北京：电力工业出版社，1980●陈卓如主编·工程流体力学·北京：高等教育出版社，19927．本章的思考题和习题等。
流体力学教案第3章流体运动学基础
第三章 流体运动学基础§3—1研究流体流动的方法一、基本概念场－设在空间的某个区域内定义了标量函数或矢量函数，则称定义了相应函数的空间区域为场。
如果研究的是标量函数则称此场为标量场；如果研究的是矢量函数，则称之为矢量场；如果同一时刻场内各点函数的值都相等，则称此场为均匀场，反之为不均匀场，如果场内函数不依于时间，即不随时间改变，则称此场为定常场，反之称为不定常场。
场的分类如下：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧密度场压力场标量场力场速度场矢量场 流场―充满运动流体的场称为流场。
二、研究流体运动的欧拉法欧拉法―欧拉法是通过下列两个方面来描述整个流场情况的：（1）在空间固定点上流体的各种物理量（如速度、压力）随时间的变化。
（2）在相邻的空间点上这些物理量的变化 1、速度表示法欧拉法是以流场中每一空间位置作为描述对象，描述在这些位置上流体的物理参数随时间的变化。
显然，同一时刻，流体内部各空间点上流体质点的速度可以是不同的，即V是（x, y, z ）的函数。
同一空间点上，不同时刻，流体质点的速度也是不同的。
即V又是t 的函数。
另一方面x , y , z 又可以看作是流体质点的坐标，而流体质点的坐标又是时间的函数。
因此： x = x ( t ) y = y ( t ) z = z ( t )),,,(),,,(),,,(t z y x w w t z y x t z y x u u ===υυ故：V =V(x , y , z, t )同理：),,,(t z y x p p =),,,(t z y x ρρ=2、流体质点的加速度流体质点的加速度为：tVa d d =则：z u w y u x u u t u t z z u t y y u t x x u t u t u a x ∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=∂∂⋅∂∂+∂∂⋅∂∂+∂∂⋅∂∂+∂∂==υd d z w y x u t t a y ∂∂+∂∂+∂∂+∂∂==υυυυυυd d zw w y w x w u t w t w a z ∂∂+∂∂+∂∂+∂∂==υd d 用矢量表示为： V V tVt V a)(d d ∇⋅+∂∂==其中yk y j x i ∂∂+∂∂+∂∂=∇ 为哈密顿算式。
流体力学部分练习题及答案PPT学习教案
会计学
1
理想流体伯努力方程 常测数压中管 ，
其中 称为 重合 水头。
稳粘定性力流动的流流态线与迹
惯性 力
线 。p
（z1
- z2）（
g）
u 2 2
雷诺数之所以能判别 ，
p
（z1 u
z
2
2）（
）
g
p
是因为它反映了 和 2
势压
p
（z1
- z2）（
g）
u 2 2
的对比关系。
边界层内流体流动与粘性底层流体流动都属于层流。 渐变流任意两个过流断面的 静水压X强可以用测压管来测量，而动水压强则不能用测压管来测量。
X
X
X
第2页/共41页
在位置高度相同，管径相同的 同一X 管道的两断面上，其势能、
动能都相等。
运动水流的测压管水头线可以 沿程上升，也可以沿程下降。
对
在均匀流中，任一过流断面上 X 的流体动压强X呈静压强分布特
常数，而且断面上各点的平均动能
av2
2g 相同。
问题：一等直径水管，A-A为过流断面，B-B为水平面，1, 2, 3, 4为
面
C
上各点，各点的运动物理量有以下关系：
A.
B.
C.
D.
28
第27页/共41页
问题:如图所示管路系统中流体作实际运动，恒定。圆管等直径
，则下述判断正确的是A：
A.该管路系统上点3和5的测压管水头相等； C.该管路系统上点1的动水压强 p1= g水h1； B.该管路系统上点7的测压管水头大于6点的测压管水头； D.该管路系统上点2 和 8 的动水压强 p1= p8= pa。
中国农业大学_848工程流体力学_教案3
（一）斯特劳哈（ Strouhal ）相似准数 S r l vt
运动相似是建立在几何相似基础上的，在尺度比例系数一定的情况下，运动相似只要确 定时间比例系数 t 就可以了，所以运动相似也称为时间相似，几何相似也称为空间相似。这 样， 其他一些运动学物理量的比例系数均可表示为尺度比例系数和时间比例系数的不同组合， 例如，加速度比例系数 a 和角速度比例系数 可以表示为
a l t2
t1
（ 4-4 ） 运动粘度系数、流量都具有运动学的量纲，因此运动粘度比例系数 、流量比例系数 q 可以分别表示为
p l2 t1 m
qp qm
1 3 l t
q
（ 4-5 ）
三、动力相似
动力相似是指原型流动和模型流动中对应点上作用着同名的力，各同名力的方向相同且 具有同一比例。设 F 为力比例系数
F
Fp Fm
（ 4-6 ）
力比例系数也可写成
2 2 2 F m a ( 3 l )(l t ) l v
同样，可以写出其它力学量的比例系数，如力矩 M 、功率 P 、压强 p 、动力粘度 的比 例系数可分别表示为
（ 4-7 ）
M
( Fl ) p ( Fl ) m
x p l x m ; t p t t m ; p m ;
y p l y m
z p l z m p p p pm ; f p f fm
v xp v v xm ; v yp v v yxm ; v zp v v zm
xp xm
第四章 相似理论与量纲分析
在一些流动问题的研究中，单纯采用理论分析的方法难以解决问题，必须借助实验手段 来研究流体运动规律的物理本质。工程流体力学中的实验主要有两种：一种是探索性的观察 实验；另一种是工程性的模型实验。实验研究与理论分析、数值计算一样都是求解流体力学 问题必不可少的手段，实验既是发展理论的依据也是检验理论的准绳。 借助相似理论，我们既可以采用水和空气进行实验，而把实验结果应用于一些不便进行 实验的流体，如氢气，水蒸汽，油等；也可以按照实际流动尺寸制作缩小或放大模型进行模 型实验， 从而减少实验费用。而借助量纲分析方法可以对某一流动现象中若干变量进行组合， 选择能方便操作和测量的变量进行实验，这样可以大幅度减少实验工作量，而且使实验数据 的整理和分析变得比较容易。因此相似理论和量纲分析不仅在流体力学实验有许多应用，而 且也广泛地应用于其他工程领域的研究中。
流体力学第一章
水的黏度与温度的关系
精品课件
31
温度 （℃）
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240
106
（Pa·s） 17.09 18.08 19.04 19.97 20.88 21.75 22.60 23.44 24.25 25.05 25.82 26.58 27.33
薄气体力学的研究成果，制造出航天飞机，建立太空站，实
现了人类登月的梦想。精源自课件6流体力学电子教案 7
排水量达50万吨以 上的超大型运输船
时速达200公 里的新型艇
它们的设计都建立在水动力学，船舶流体力学的基础之上。
精品课件
7
在空气动力学的研究成果的基础上
流体力学电子教案 8
人类研制出2-3 倍声速的战斗机
此次事件由于空气动力学和结构分析不严密所致。以
后所有的桥梁，无论是整体还是局部，都必须通过严格的数
学分析和风洞测试。
精品课件
12
流体力学电子教案 13
大型水利枢纽工程，超高层建筑，大跨度桥梁等的设计 和建造离不开水力学和风工程。
精品课件
13
流体力学电子教案 14
当然，流体力学需要进一步发展，需要与其他工程交 叉，这样会给人类的生存和生活质量的提高提供更大的帮助 。
(μ=0)时，内摩擦力等于零。
在流体力学中还常引用动力黏度与密度的比值，称为运动
黏度，用符号ν表示，即
式中ν—运动黏度，m2/s。
精品课件
30
流体力学电子教案 31
温度 （℃）
0 5 10 15 20 25 30 35
《流体力学》实验教案(全)
《流体力学》实验教案（一）word版一、实验目的1. 理解流体力学的基本概念和原理；2. 掌握流体力学实验的基本方法和技能；3. 培养观察现象、分析问题和解决问题的能力。
二、实验原理1. 流体的定义和分类；2. 流体静力学基本方程：帕斯卡定律、压力与深度关系；3. 流体动力学基本方程：连续性方程、伯努利方程。
三、实验器材与步骤1. 实验器材：流体容器、压力计、流量计、尺子、计时器等；2. 实验步骤：（1）检查器材是否完好，确保实验安全；（2）根据实验要求，设置流体容器和测压、测流量的设备；（3）开始实验，记录初始数据；（4）改变实验条件，观察并记录数据；（5）分析实验数据，验证流体力学原理。
四、实验注意事项1. 严格遵守实验规程，确保人身和设备安全；2. 保持实验环境的整洁和安静；3. 准确记录实验数据，避免误差；4. 实验过程中发现问题，及时报告实验指导教师。
五、实验报告要求1. 报告内容：实验目的、原理、器材、步骤、数据、分析等；2. 报告格式：Word文档，清晰，简洁明了，数据准确；3. 报告截止时间：实验结束后一周内提交。
《流体力学》实验教案（二）word版六、实验目的1. 学习流体流动的数值模拟方法；2. 掌握计算流体力学（CFD）基本原理；3. 培养运用现代技术手段分析流体力学问题的能力。
七、实验原理1. 数值模拟的基本概念；2. 计算流体力学基本方程：纳维-斯托克斯方程、能量方程；3. 湍流模型：κ-ε模型、LES模型等。
八、实验器材与步骤1. 实验器材：计算机、CFD软件；2. 实验步骤：（1）安装并熟悉CFD软件；（2）根据实验要求，设置流体参数和计算区域；（3）导入几何模型，划分网格；（4）选择适当的湍流模型，设置边界条件和初始条件；（5）进行数值计算，观察并分析计算结果。
九、实验注意事项1. 遵守实验规程，确保计算机安全和数据存储；2. 合理选择计算参数，避免计算资源浪费；3. 认真观察计算过程，及时记录重要信息；4. 实验过程中发现问题，及时与实验指导教师沟通。
最新流体力学--第3章习题学习资料精品课件
解： 确定流动类型(lèixíng)，计算雷诺数
4 Q 4 1700
vd23 .1 4 0 .2 2 361 0m 5 0 /s
Rev d11.7 5 50 1.20 61.9 1150
计算(jìsuàn)边界雷诺数
8
8
R 1 e 2.9 6 8 d 72.9 6 8 0 2 .10 5 7 0 100 1 .9 6 1 0 150 0
第二十六页，共48页。
列1-1面和C面的伯努利方程，基准面取为通过 (tōngguò)C面中心的水平面
h1h22 vg 2(12 dl)2 vg 2
代入数据(shùjù)得到20.5
第二十七页，共48页。
4. 水从直径d，长L的铅垂管路流入大气中，水箱中 液面高度为h，管路局部阻力可忽略(hūlüè) 沿程阻 力系数为λ。 （1）求管路起始断面A处压强。 （2）h等于多少时，可使A点的压强等于大气压。
A. 增加； B. 减小； C. 不变； D. 不定。
第十页，共48页。
例2. 长度l=1000m，内径d=200mm的普通镀锌钢管，用 来输送运动粘度ν=0.355×10-4m2/s的重油，已经测得其 流量Q=0.038m3/s，问其沿程水头(shuǐtóu)损失为多少 ？（△=0.2mm）
解： 确定(quèdìng)流动类型，计算雷诺数
L
第三十三页，共48页。
解：管路输送功率为：
∴ 输送流量
N Qh Q 2 H
3
Q 3N 310001000 1.2 m3 s
2H 21000 9.81127.4
沿程水头损失
hf
H 3
l
d
v2 2g
l d
1 4Q 2
《流体力学》实验教案(全)
《流体力学》实验教案（一）word版一、实验目的1. 理解流体力学的基本概念和原理；2. 掌握流体力学实验的基本方法和技能；3. 培养观察、分析和解决问题的能力。
二、实验原理1. 流体的定义和分类；2. 流体力学的守恒定律：质量守恒定律、动量守恒定律；3. 流体的粘滞性和湍流。
三、实验设备与材料1. 流体容器；2. 流量计；3. 压力计；4. 流速计；5. 粘度计；6. 计算机及数据采集系统。
四、实验内容与步骤1. 流体容器中的静压和动压测量；2. 流体流动的粘滞性实验；3. 流体流动的湍流实验；4. 流量计和流速计的使用；5. 数据采集与处理。
五、实验报告要求1. 实验目的、原理、设备与材料介绍；2. 实验步骤与过程描述；3. 实验数据的采集与处理；4. 实验结果分析与讨论；5. 实验结论。
《流体力学》实验教案（二）word版六、实验目的1. 学习使用流量计和流速计；2. 研究流体流动的连续性方程；3. 探究流体流动的伯努利方程。
七、实验原理1. 流体流动的连续性方程：质量守恒定律在流体流动中的应用；2. 伯努利方程：流体流动中的能量守恒定律。
八、实验设备与材料1. 流体容器；2. 流量计；3. 压力计；4. 流速计；5. 计算机及数据采集系统。
九、实验内容与步骤1. 流量计和流速计的使用方法；2. 流体流动的连续性方程实验；3. 流体流动的伯努利方程实验；4. 数据采集与处理；5. 实验结果分析与讨论。
十、实验报告要求1. 实验目的、原理、设备与材料介绍；2. 实验步骤与过程描述；3. 实验数据的采集与处理；4. 实验结果分析与讨论；5. 实验结论。
《流体力学》实验教案（三）word版十一、实验目的1. 研究流体流动的阻力与压力损失；2. 学习使用压力计测量流体压力；3. 分析流体流动中的摩擦阻力。
十二、实验原理1. 流体流动的阻力与压力损失：摩擦阻力和局部阻力；2. 达西-魏斯巴赫方程：描述流体流动中压力损失的公式。
流体力学第3版教学设计
流体力学第3版教学设计课程目标本课程旨在使学生掌握流体式样的基本原理和方法，了解与流体力学分析相关的应用领域，并掌握流体力学中的数学方法和计算工具。
教学内容本课程的教学内容主要包括以下方面：第一部分：流体的基本概念和性质1.流体的定义，流体和固体的区别2.流体的物理性质，如密度、粘性、表面张力等3.流体的流动，包括无旋流和旋转流第二部分：流体力学数学基础1.流体静力学理论，如重力、压力、浮力等2.流体动力学理论，如伯努利方程、连续性方程等3.微分形式的流体动力学方程，包括Navier-Stokes方程第三部分：应用领域1.流体力学在航空航天、汽车和海洋工程等领域的应用2.流体力学在生物医学领域的应用，如血液流动、呼吸等教学方法本课程采用以教师为主导，以学生为中心的教学模式，强调理论与实践相结合的教学方法。
1.理论教学：通过教师讲解、讲授教材视频、教学案例讲解等方式，掌握流体力学基本理论和模型建立方法。
学生通过听课、做笔记等方式学习知识。
2.实践教学：通过实验、模拟和计算等方式，培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。
学生通过实验、模拟和计算等方式，掌握流体力学相关操作技能和解决问题的方法。
3.课堂互动：通过课堂讨论、学生报告等方式，促进师生之间的互动和学生的参与度。
教学评估为了评估学生的学习效果，本课程将采用以下方式进行评估：1.作业评估：学生需要按时完成课程作业并提交给教师，教师将对其进行评估。
2.课堂表现评估：学生需要积极参与课堂讨论，教师将对其参与度、思维深度等方面进行评估。
3.考试评估：学生需要参加期中考试和期末考试，教师将对其理论和实践能力进行评估。
教材主要教材：《流体力学》第三版，作者：Franz Durst。
参考教材：1.王大鹏等，流体力学，机械工业出版社，2016年。
2.米哈依尔. 米亚索舍诺，不可压缩流体力学导论，电子工业出版社，2018年。
3.郑庆文等，数值流体力学，高等教育出版社，2014年。
流体力学-第1-2-3-4-5章部分习题-解答PPT优秀课件
y
x
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axu u xv u y4050 42004ayu x vv y v40 312 108
Fluid Mechanics and Machinery 流 体 力 学 与 流 体 机 械
作业： 2-5-3,已知速度场，进行运动分析 21
uxx2byy2,uyx2byx2
du i vxy 0
xy 1 M(x=1,y=1,t=0)
Fluid Mechanics and Machinery 流 体 力 学 与 流 体 机 械
15
2. 迹线 ( t 是变量 ) dxxt,dyyt
dt
dt
齐次方程 d xx d xd tln xtc
齐次方程通解 dtx齐xetc Aet
试探特解 x a b t d x a ,d x x t a b t t dtdt
线变形率
x
ux x
(x22by2x)2y,
y
uy y
2bxy (x2y2)2
ux b y2 -x2 y (x2 y2 )2
uy x
b(x2y2-yx22)2
角变形速率
uxyuyx 2bxy22 yx2 2
旋转角速度
z
1(uy 2 x
ux y
)0
kb/(2xy2)
流线
d xd y d x d y ux uy ky kx
本构关系不同，流体的应力与应变率成比例关系 固体的应力与应变成比例关系。
1-2 量纲与单位是同一概念吗？
答：不是同一概念。量纲是单位的类别。单位是量纲的 基础，单位分国际单位制、工程单位制和英制等。
Fluid Mechanics and Machinery 流 体 力 学 与 流 体 机 械
流体力学3ppt课件
1）仅在重力作用下，静止流体中某一点的静水压强 随深度按线性规律增加。
2）仅在重力作用下，静止流体中某一点的静水压强 等于表面压强加上流体的容重与该点淹没深度的乘积。
当容器敞开时，液面压强po为大气压强pa，则方程为：
p pa h
3）水平面是等压面
§2—3 压强的计算基准和量度单位 p21
一、压强的两种计算基准 绝对压强(Absolute Pressure): 是以绝对真空状态下的压强(绝对零压强)为基准计量的压强，以p'(p abs )表示；
p pA a109 48 .861.07个 工 程 大 气 压
A点相对压强为：
pA6.860.07个 工 程 大 气 压
p a 98
3、用液柱高度表示：
（1）用水柱高表示： A点绝对压强为： A点相对压强为：
（2）用水银柱高表示：
hp A10 9 4 ..8 8610.7m H 2O
hp A69.8 .860.7mH2O
想一想
1、若人所能承受的最大压力为1274KPa (绝对 压强)，则潜水员的极限潜水深度为多少？
2、潜水员在海水(ρ=1030kg/m3)中50m深处承受 的压强是多少？
§2－4 液柱测压计 p24
测量流体的压强是工业上普遍的要求。 常用的测压计有弹簧金属式、电测式和液柱式三种 液柱式测压计：直观、方便、经济
总压力方向：与作用面垂直并指向作用面。 压力中心(低于形心)：根据合力矩定理：
PyD ydP si n y2dA
A
yDsiP nJxyJcxAycyJccA
惯性矩
Jx yc yc2A
p28 (2-5-2)
yD
yc
Jc yc A
流体力学泵与风机 电子教案
流体力学泵与风机电子教案授课时间周次星期节次课题:流体力学的研究对象和任务教学目标:掌握流体力学的研究对象和任务以及流体的主要力学性质，了解流体力学的应用情况。
教学重难点:流体力学的研究对象，流体的主要力学性质教学方法: 讲授法，实例法教具:黑板，粉笔，教案时间分配:一、复习回顾5分钟;二、新课引入5分钟;三、新课讲解75分钟;四、小结5分钟;五、作业10分钟。
教学过程: 第一节概述一、流体力学的研究对象和任务流体力学的研究对象是流体。
流体包括液体和气体。
流体力学的任务是研究流体静止和运动时的宏观力学规律，并运用这些规律解决工程技术中的问题。
它是力学学科的一个组成部分。
流体力学由两个基本部分组成:一是研究流体静止规律的流体静力学;二是研究流体运动规律的流体动力学。
二、流体力学的应用流体力学在暖通与空调和燃气工程中得到广泛的应用，是一门重要的专业基础课程。
在供热、空气调节、燃气输配、通风除尘等工程中都是以流体作为工作介质、通过流体的各种物理作用对流体的流动有效地加以组织来实现的。
三、单位采用国际单位制，基本单位是:长度用米(m);时间用秒(s);质量用千克 (kg);力为导出单位，采用牛顿(N)。
由于我国长期使用工程单位，实际工作遇到的某些量仍然用工程单位表示。
第二节流体的主要力学性质一、流体的基本特征流体区别于固体的基本特征是流体具有流动性。
流动性使流体的运动具有以下特点:第一，流体的形状是由约束它的边界形状决定的，不同的边界必将产生不同的流动。
因此，流体流动的边界条件是对流体的运动有重要影响的外因。
第二，流体的运动和流体的变形联系在一起。
当流体运动时，其内部各质点之间有着复杂的相对运动，所以流体的变形又与其力学性质密切相关。
二、流体的主要力学性质(一)惯性和重力特性 (1(惯性:是物体维持原有静止或运动状态的能力。
表征物体惯性大小的是质量，质量愈大惯性就愈大。
2(重力特性:流体受地球引力作用的特性，称为重力特性。
流体力学教案单元三
学习必备欢迎下载单元三流体流动的阻力损失课题一概述1、重点、难点重点：层流和紊流以及判断层流和紊流的方法、雷诺数、层流沿程阻力损失的计算、水力光滑管与水力粗糙管、层流底层、尼古拉兹实验、局部阻力损失的计算、当量长度、管网的水力计算难点：雷诺数的物理意义、圆管内的层流的流动规律、紊流的速度分布规律、管网的水力计算2、内容一黏性流体流动的两种状态一、雷诺实验雷诺实验装置如图所示，1为尺寸足够大的水箱，实验过程中，通过溢流板7来保持水箱水位恒定。
5为颜色水瓶，当开其下部阀门6时，着色液体进入水平玻璃管，实验过程中观察着色流束的流动状态。
（1）微开启调节阀门，这时玻璃管中的着色流束呈清晰的细直线状，如图（a）所示。
该流动状态表明，流体质点仅沿管轴方向运动，流体质点间互相不掺混，这种流动状态称为层流。
（2）调节阀3逐渐开大，当流速增大到一定数值时，着色流束开始振荡处于不稳定状态，如图（b）所示。
这种流动状态称为临界状态，管道中的平均速度称为临界速度。
（3）继续开大调节阀3，使管中的流速大于临界流速。
这时，着色流束从细管中流出后，流经很短的一段距离后便与周围流体相混，如图（c）所示。
这说明流体质点在沿管轴方向运动时，也存在径向运动，流体质点间互相掺混，作无规则的运动，这种流动状态称为紊流（或湍流）。
雷诺实验表明：①当流速大于上临界流速时为紊流；当流速小于下临界流速时为层流；当流速介于上、下临界流速之间时，可能是层流也可能是紊流，这与实验的起始状态、有无扰动等因素有关，不过实践证明，是紊流的可能性更多些。
②在相同的玻璃管径下用不同的液体进行实验，所测得的临界流速也不同，黏性大的液体临界流速也大；若用相同的液体在不同玻璃管径下进行试验，所测得的临界流速也不同，管径大的临界流速反而小。
由此得出以下三个概念：层流、紊流、过渡状态 （1）、层流：流体质点平行向前推进，各层之间无掺混。
主要以粘性力为主，表现为质点的摩擦和变形。
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流体力学习题3
第三章 流体动力学基础
复习思考题
1．比较拉格朗日法和欧拉法，两种方法及其数学表达式有何不同？
2．什么是流线？流线有哪些不要性质，流线和迹线有无重合的情况？
3．总流连续性方程1122v A v A =的物理意义是什么？
4．何谓均匀流及非均匀流？以上分类与过流断面上流速分布是否均匀有克关系？
5．何谓渐变流，渐变哪些有哪些重要性质？引入渐变流概念，对研究流体运动有什么实际意义？
6．动能校正系数α及动量校正系数β的物理意义是什么？
7．说明总流伯努力利方程2
21112221222w p v p v z z h g g g g
ααρρ++=+++各项的物理意义和几何意义。
8．应用总流伯努力利方程解题时，在所取过流断面上，不同点单位重量液体具有的机械能是否相等？
9．结合公式的推导，说明总流伯努力利方程的适用条件。
10．结合公式推导，说明总流动量方程2211()F Q v v ρββ=-∑适用条件。
习 题
选择题（单选题）
3-1 恒定流是：
（a）流动随时间按一定规律变化；
（b）流场中任意空间点的运动要素不随时间变化；（c）各过流断面的流速分布不同；
（d）各过流断面的压强相同。
3-2 非恒定流是：
（a）əu/ət=0；
（b）əu/ət≠0；
（c）əu/əS=0；
（d）əu/əS≠0。
3-3 一元运动是：
（a）均匀流；
（b）速度分布按直线变化；
（c）运动参数是一个空间坐标和时间变量的函数；（d）限于直线运动。
3-4 均匀流是：
（a）当地加速度为零；
（b）迁移加速度为零；
（c）向心加速度为零；
（d）合加速度为零。
3-5 变直径管的直径d1=320mm，
d2=160mm，流速v1=1.5m/s，v2为：
（a）3 m/s；
（b）4 m/s；
（c）6m/s；
（d）9 m/s。
3-6 一等直径水管，A-A为过流断面，B-B为水平面，1、2、3、4为面上各点，各点的运动物理量有以下关系：
（a）p1=p2；
（b）p3= p4；
（c）z1+p1/ρg= z2+p2/ρg；
（d）z3+p3/ρg= z4+p4/ρg。
3-7 伯努利方程中z+p/ρg+αv2/2g表示：
（a）单位重量流体具有的机械能；
（b）单位质量流体具有的机械能；
（c）单位体积流体具有的机械能；
（d）通过过流断面流体的总机械
能。
3-8 水平防止的渐扩管如图所示，如
忽略水头损失，断面形心点的压强有
以下关系：
（a）p1>p2；
（b）p1=p2；
（c）p1<p2；
（d）不定。
3-9 粘体流体总水头线沿程的变化是：
（a）沿程下降；
（b）沿程上升；
（c）保持水平；
（d）前三种情况都有可能。
3-10 粘体流体测压管水头线的沿程的变化是：
（a）沿程下降；
（b）沿程上升；
（c）保持水平；
（d）前三种情况都有可能。
计算题
3-11 已知流场u x=2t+2x+2y，u y=t－y+z，u z=t+x－z。
求流场中x=2，y=2，z=1的点在t=3时的加速度（m/s）。
（35.86m/s2）
3-12 已知流速场u x=xy3，u y=－1/3y3，u z=xy，试求：
（1）点（1，2，3）之加速度；（13.06m/s2）
（2）是几元流动？
（3）是恒定流还是非恒定流；
（4）是均匀流还是均匀定流？
3-13已知平面流动的速度分布为u x=a，u y=b，其中a、b为常数。
求流线方程并画出若干条y>0时的流线。
（(b/a)x-y=C）
3-14 已知平面流动速度分布为u x=－cy/（x2+y2），u y= cx/（x2+y2），其中c为常数。
求流线方程并画出若干条流线。
（x2+y2=C）
3-15已知平面流动的速度场为u=（4y－6x）t i+（6y－9x）t j。
求t=1时的流线方程并绘出x=0至x=4区间穿过x轴的4条流线图形。
（1.5x-y=C）
3-16 水管的半径r0=30mm，力量Q=401L/s ，已知过流断面上的流速分布为u=u max （y/r0）1/7。
式中：u max是断面中心点的最大流速，y为距管壁的距离。
试求：（1）断面平均流速；
（2）断面最大流速；
（3）断面上等于平均流速的点距管壁的距离。
（145.08cm/s；177.65cm/s；
0.726cm/s；）
3-17 不可以压缩流体对下面的运动是否满走连续性条件？
（1）u x=2x2+y2，u y=x3－x（y2－2y）
（2）u x=xt+2y，u y=xt2－yt
（3）u x=y2+2xz，u y=－2yz－x2yz，u z=1/2x2z2+x3y4（(1)不连续；(2)连续；(3)连续）
3-18 已知不可压缩流体平面流动在y方向的流速分量为u y=y2－2x+2y，求速度在x 方向的分量u x。
（μx=-(2xy+2x)+f(y)）
3-19 水管直径50mm，末端的阀门关闭时，压力表读值为21kN/m2，阀门打开后读值降至5.5 kN/m2，如不计水头损失，求通过的流量。
（10.9L/s）
3-20 水在变直径竖管中流动，已知粗管直径d1=300mm，流速v1=6m/s。
为使两断面的压力表读值相同，试求细管直径（水头损失不计）。
（d2=0.24m）
3-21 一变直径的管段AB，d A=0.2m，d B=0.4m，高差∆h=1.5m，今测得
p A=30kN/m2，p B=30kN/m2，B点断面平均流速v B=6m/s。
试判断水在管中的流动方向。
（流向B-A）
3-22 用水银压差计测量水管中的某带内流速u，如读值∆h=60mm，求该点流速。
（3.85m/s）
3-23 为了测量石油管道的流量，安装文丘里流量计，管道直径d1=200mm，流量计喉管直径d2=100mm，石油密度ρ=850kg/m3，流量计流量系数μ=0.95。
现测得水银压差计读数h p=150mm。
问此时管中流量Q多大？（51.1L/s）
3-24 水箱中的水从一扩散短管流到大气中。
直径d1=100mm，该处绝对压强p1=0.5大气压，直径d2=150mm。
求水头H。
水头损失不计。
（1.23m）
3-25 离心式通风机用集流器A从大气中吸入空气。
直径
d=200mm处，接一根细玻璃管，管的下端插入水槽中。
已知管
中的水上升H=150mm，求每秒钟吸入的空气量Q。
空气的密度
ρ为1.29kg/m3。
（1.499m3/s）
3-26 一吹风装置，进、排风口都直通大气，管径d1= d2=1m，
d3=0.5m。
已知排风口风速v3=40m/s空气的密度ρ=1.29kg/m3，
不计压强损失。
试求风扇前、后的压强p1和p2。
（p labs=97935.5Pa；p zabs=98967.5Pa）
3-27 水由喷嘴射出，已知流量Q=0.4m3/s，主管只D=0.4m，喷口直径d=0.1m，水头损失不计。
求作用在喷嘴上的力。
（143.3kN）
3-28水平方向射流，流量Q=36L/s，流速v=30m/s，受垂直于射流轴线方向的平板的阻挡，截去流量Q1=12 L/s，并引起射流其余部分偏转，不计射流在平板上的阻力，试求射流的偏转角及对平板的作用力。
（30°；456.6kN）
3-29 矩形断面的平底渠道，其宽度B=2.7m，渠底在某断面处抬高0.5m，抬高前的水深为2m，抬高后的水面降低0.15m，如忽略边壁和底部阻力。
试求：
（1）渠道的流量；
（2）水流对底坎的推力R。
（8.483m3/s；22.45kN）
3-30 闸下出流，平板闸门宽b=2m，闸前水深h1=4m，闸后水深h2=0.5m，出流量
Q=8m3/s，不计摩擦阻力。
试求水流对闸门的作用力，并与按静水压强分布计算的结果相比较。
（98.35kN）。