工程流体力学题及答案

《工程流体力学》试题(一)

一、填空

1．我们所学的流体力学中描述流体运动的方法常采用( )法。

2. 伯努利方程是( )定律在流体力学中的应用。

3．管道的总水力损失等于( )之和。

4．流线是某一瞬时在流场中假想的曲线, 在这条曲线上的各流体质点的速度方向都与该曲线( )。

5．在虹吸管中，压力最低点的数值，不能低于( )，否则液体汽化，从而破坏虹吸现象。

6．等压面上的每一空间点上的单位质量力，必与等压面（）

7．皮托管原理依据是( )，而文丘里流量计(或喷嘴、孔板流量计等) 原理依据则是( )。

8．等压面上任一点的质量力方向是( )等压面。

9．根据雷诺数可以判断流体的流动状态，如管内流动时，Re( )为层流。

10．当流体的流动处于紊流粗糙管区时，其沿程损失系数与（）无关，只与相对粗糙度有关。

11．描述流体运动的方法有拉格朗日法和（）。

12．流场中运动的流体若存在加速度，它包括（）加速度和迁移加速度。

13．紊流流场中流体不仅受到摩擦切应力作用，还受到（）切应力作用。

14．工程上，流体在流管中流动时，雷诺数（）时，流动为层流。15. 流体是由无数的一个紧挨一个的( )组成的稠密而无间隙的连续介质, 这就是流体的( )假设。

16. 不考虑粘性的流体是( )流体, 反之是( ), 符合牛顿内摩擦定律的流体是( )流体, 反之是( )流体。

17. 在平衡流体中, 静压力相等的各点所组成的面称( ), 并且通过每一点的等压面与该点所受的( )力互相垂直。

18. 流线是某一瞬时在流场中假想的曲线, 在这条曲线上的各流体质点的速度方向都与该曲线( ); 涡线是角速度场中一条假想的曲线, 在同一瞬时处在这条曲线上的所有流体质点旋转角速度都与该曲线( )。

二、判断并改错

1．理想流体是指不考虑粘性的流体；不可压缩流体是指忽略密度变化的流体。这两种近似处理和流体连续介质假设一样都是流体力学中主要的力学模型。( 2．质量力只有重力的静止流体，其等压面一定是水平面。( )

3．迹线与流线是两个不同的概念。因此，对于流体的任何流动都不能把两者混为一谈。( )

4．流体都具有黏性，只是大小不同，因此一定都有内摩擦力。（）

5．边界层分离不会出现在减速增压区，只可能出现在加速降压区。（）6．判断流动状态的标准是雷诺数。（）

7．流体作定常流动时，流体的速度不随时间改变，因此加速度等于零。（）8．系统是流体质点的集合，一经划定，其质量、形状和体积将不再变化。（）9．管道入口段以后的流动是各截面速度分布相同的均匀流动。（）

10．临界雷诺数的大小与流体的性质无关。（ ）

11．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。（ ）

12、温度升高时，水的表面张力减小。（ ）

13、温度升高时，空气的粘度减小。（ ）

14、对于可压缩的流体，在定常流动时流线与迹线是重合的。（ ）

15、在相同位置湍流边界层内的壁面切应力比层流的小。（ ）

16、伯努力方程适用于可压缩流体。（ ）

17、雷诺数表征了流体运动的惯性力与粘性力之比值。（ ）

18、流体力学中用欧拉法研究每个质点的轨迹。（ ）

19. 一切流体都是牛顿流体。（ ）

20. 流体静压强的方向不一定垂直于受力面的内法线方向。（ ）

21. 平衡流体等压面微分方程为0Xdx Ydy Zdz ++=（ ）

22. 过水断面都是平面。（ ）

23. 实际流体圆管层流的平均流速是最大流速的一半。（ ）

24. 在紊流状态下，能量损失包括流体层之间的内摩擦力损失和流体层之间相

互混杂、能量交换而引起的附加损失。（ ）

25. 尼古拉茨试验的水力光滑管区阻力系数λ与雷诺数Re 无关。（ ）

26. 只要流体流过的面积的大小和形状不变的过水断面，这种流动称为均匀流

动。（ ）

27. 在质量力只有重力作用下，实际流体微小流束的伯努利方程为 g v p z g v p z 222222211

1++=++γγ （ ） 28. 液体的粘度随温度的升高而降低，随压力的升高而增大。

29. 平衡流体中任意点的静压强值只能由该点的坐标位置来决定，而与该压强

的作用方向无关。即作用于同一点上各方向的静压强大小相等。

30. 若平衡流体在x 、y 、z 方向的单位质量力分别为X =5、Y =4、 Z =3，则

等压面方程为0345=++z y x 。

31. 流线和迹线实质是一回事。

32. 理想流体在有势质量力的作用下作定常流动时，函数)2

(2u p W --ρ的值在任一点上保持不变。

33. 同一水头作用下，出流直径相同的管嘴与孔口，管嘴出流量大于孔口出流量。

34. 实际流体流经水力半径小的过水断面时，流动阻力小。

35．无黏性流体的特征是黏度为常数。

36．流体的“连续介质模型”使流体的分布在时间上和空间上都是连续的。

37．静止流场中的压强分布规律仅适用于不可压缩流体。

38. 实际流体圆管湍流的断面流速分布符合对数曲线规律。

39. 湍流附加切应力是由于湍流元脉动速度引起的动量交换。

40. 尼古拉茨试验的水力粗糙管区阻力系数λ与雷诺数Re 和管长l 有关。

41、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。（ √ ）

42、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。 （ ╳ ）

43、紊流实质上是非恒定流。 （ √ ）

44、液体的粘性是引起液流水头损失的根源。 （ √ ）

45、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。 （ ╳ ）

46、牛顿内摩擦定律只适用于管道中的层流。 （ ╳ ）

47、有压长管道是认为水头全部消耗在沿程水头损失上。 （ √

48、不可压缩液体连续性微分方程0=∂∂+∂∂+∂∂z

u y u x u z y x 只适用于恒定流。 （ ╳ ）

三、选择

1. 温度升高时，液体的粘度( )。

a.升高

b.降低

c.不变

d.时升时降

2. 在重力作用下的液体内部静压强随深度h 按( )变化。

a.直线

b.抛物线

c.对数曲线

d.双曲线

3. 不可压缩理想流体在重力场中作稳定流动的系统中，总能头线是( )，而实

际流体的总能头线是( )。

a.下降

b.上升

c.水平

d.可上可下

【1.1】 按连续介质的概念，流体质点是指：（a ）流体的分子；（b ）流体内

的固体颗粒；（c ）几何的点；（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。

解：流体质点是指体积小到可以看作一个几何点，但它又含有大量的分子，

且具有诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。

（d ）

【1.2】 与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是：（a ）切应力和压强；（b ）切应力

和剪切变形速度；（c ）切应力和剪切变形；（d ）切应力和流速。 解：牛顿内摩擦定律是

d d v y τμ=，而且速度梯度d d v y 是流体微团的剪切变形速度d d t γ，故d d t γτμ=。 （b ）

【1.3】 流体运动黏度υ的国际单位是：（a ）m2/s ；（b ）N/m2；（c ）kg/m ；（d ）

N·s/m2。

解：流体的运动黏度υ的国际单位是/s m 2。 （a ）

【1.4】 理想流体的特征是：（a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无黏性；（d ）