32学时工程流体力学复习题与答案

32学时流体力学课复习题

一、填空题

1、流体是一种受任何微小的剪切力作用时都会产生连续变形的物质。

2、牛顿内摩擦定律=μ其中的比例系数称为动力黏性系数(动力粘度) 。

3、作用于流体上的力按其性质可以分为表面力力和质量力

4、水力学中，单位质量力是指作用在单位_质量_ 液体上的质量力。

5、单位质量力的量纲是L/T2。

6、对于不同的流体，体积弹性系数的值不同，弹性模量越大，流体越不易被压缩。

7、某点处的绝对压强等于该处的大气压强减去该处的真空度。

8、某点处的真空等于该处的大气压强减去该处的绝对压强。

9、某点处的相对压强等于该处的绝对压强减去该处的一个大气压。

10、根据粘性的大小，粘性流体的流动状态可分为层流和紊流。

11、根据流体是否有粘性，流体可分为粘性流体和理想流体。

12、根据流动参数随时间的变化，流体流动可分为定常流动和非定常流动。

13、连续性方程是质量守恒定律在流体力学上的数学表达形式。

14、总流伯努利方程是机械能守恒定律在流体力学上的数学表达形式。

15、计算局部阻力的公式为：；计算沿程阻力的公式为：。

16、相似条件包括几何相似、运动相似和动力相似。

17、沿程阻力主要是由于流体内摩擦力引起的，而局部阻力则主要是由于流动边界局部形状急剧变化引起的。

18、连续性方程表示控制体的__质量_____守恒。

19、液体随容器作等角速度旋转时，重力和惯性力的合力总是与液体自由面_垂直。

20、圆管层流中断面平均流速等于管中最大流速的1/2

二、简答题

1、简述液体与气体的粘性随温度的变化规律，并说明为什么

答: 温度升高时液体的黏性降低，因为液体的粘性主要是分子间的内聚力引起的，温度升高时，内聚力减弱，故粘性降低，而造成气体粘性的主要原因在于气体分子的热运动，温度越高，热运动越强烈，所以粘性就越大

2、请详细说明作用在流体上的力。

作用在流体上的力按其性质可分为表面力和质量力，表面力是指作用在所研究流体表面上的力，它是由流体的表面与接触的物体的相互作用差生的，质量力是流体质点受某种力场的作用力，它的大小与流体的质量成正比

3、简述连续介质假说。

连续介质假设将流体区域看成由流体质点连续组成，占满空间而没有间隙，其物理特性和运动要素在空间是连续分布的。从而使微观运动的不均匀性、离散性、无规律性与宏观运动的均匀性、连续性、规律性达到了和谐的统一。（宏观无限小微观无限大）

4、何谓不可压缩流体在什么情况下可以忽略流体的压缩性

除某些特殊流动问题，工程实际中将液体看作是密度等于常数的不可压缩流体，当气体的速度小于70m/s 且压力和温度变化不大时也可近似地将气体当作不可压缩流体处理

5、流体静压力有哪两个重要特征

特征一：在平衡的流体中，通过任意一点的等压面，必与该点所受的质量力互相垂直。

特征二：当两种互不相混的液体处于平衡时，它们的分界面必为等压面。

6、不同形状的敞开的贮液容器放在桌面上，如果液深相同，容器底部的面积相同，试问作用于容器底部的总压力是否相同桌面上受到的容器的作用力是否相同为什么

容器底部的总压力=液体压强x面积，而压强由液深决定（同种液体），所以作用于容器底部的总压力相同；

桌面上所受力是整个储有液体容器的重力，桌面上受到的容器的作用力因容器总重量不同而不同。

本题目也有漏洞：不同形状的敞开的贮液容器，体积关系不能确定，其总重量不一定相同或也不一定不同。

7、相对平衡的液体的等压面形状与什么因素有关

质量力（在平衡点流体中，通过任意一点的等压面必须与该店所受的质量力互相垂直）

8、静力学的全部内容适用于理想流体还是实际粘性流体或者两者都可为什么

流体处于静止或相对静止状态时，各流体质点间没有相对运动，速度梯度等于零，切向应力也等于零，这样流体的粘性就显现不出来了

9、叙述帕斯卡原理，试举例说明它在工程中的应用。

帕斯卡定律：加在密闭液体任一部分的压强能够大小不变的被液体向各个方向传递

公式：P1=P2即F1／S1（F为施加的力）＝F2／S2（S指大小活塞的面积）

应用：千斤顶，液压机，液压制动

10、何谓压力体压力体由哪些面围成的

由于液体重量产生对物体表面压力的体积称为压力体

压力体①所论曲面；②过曲面周界上一切点的铅垂线所构成的曲面；③与液面重合的水平面。

12、简述沿程阻力系数随雷诺数的变化规律，并画出其趋势图。

尼古拉兹实验揭示了沿程阻力系数λ的变化规律,文字表述或数学公式表述.

层流:;水力光滑区:;过渡粗糙区:

粗糙区(阻力平方区) : .

14、在串联管道、并联管道中，各管段的流量和能量损失分别满足什么关系

串联管路的特点：各条管路中的流量相等，等于总流量；各管的水头损失之和等于管路的总损失。

并联管路的特点：各条管路中的流量之和，等于总流量；各管的水头损失之相等，等于管路的总损失。

15、简述水力光滑管和水力粗糙管的定义。一根确定的管子是否永远保持为水力光滑管或水力粗糙管为什么

水力光滑管：在紊流中存在层流底层，当层流底层厚度δl＞5Δ时，粗糙高度几乎全被层流底层淹没管壁对紊流区流体的影响很小，这与流体在完全光滑的管道中流动类似，这种情况的管子叫做水力光滑管。

水力粗糙管：当层流底层厚度δl＜Δ时，管壁上几乎所有的凸峰都暴露在紊流中，紊流去的流体质点与凸峰相互碰撞，阻力增加，此时的管子叫做水利粗糙管。

16、简单叙述沿程阻力和局部阻力的定义，试分析产生这两种损失的原因。

沿程阻力：再过流断面沿程不变的均匀流道中所受的流动阻力{流体与壁面的摩擦产生}

沿程损失原因:由于流体与壁面的摩擦而产生的.

局部阻力:流体在流动过程中由于方向改变或速度改变以及经过管件而产生的阻力

局部损失的原因:因流体与壁面的冲击和流体的质点之间的碰撞而形成的