流体流动思考题

流动

1.层流与湍流的本质区别

是否存在流速u，压强P的脉动性，即是否存在流涕质点的脉动性

2.什么是流涕流动的边界层？边界层分离的条件是什么？

流速降为未受边壁影响流速（来流速度）的99%以内的区域为边界层，即边界影响未及的区域。

流道扩大造成逆压强梯度，逆压强梯度容易造成边界层的分离

边界层分离造成大量漩涡，大大增加机械能消耗

3.动量守恒和机械能守恒应用于流体流动时，二者关系如何？

当机械能守恒定律应用于实际流体时，由于流体的粘性导致机械能的耗损，在机械能恒算式中将出现Hf项，但动量守恒只是将力和动量变化率联系起来，未涉及能量和消耗问题

4.塑性流体

只有当施加的剪应力大于某一临界值（屈服应力）后才开始流动

5.涨塑性

在某一剪切范围内表现出剪切增稠现象，即粘度随剪切率增大而升高

6.假塑性

在某一剪切率范围内，粘度随剪切率增高而下降的剪切稀化现象

7.触变性，震凝性

随τ作用时间延续，du/dy增大，粘度变小。当一定剪应力τ所作用的时间足够长后，粘度达到定态的平衡值，称触变性；反之，粘度随剪切力作用时间延长而增大的行为称震凝性。

8.粘弹性

爬捍效应，挤出胀大，无管虹吸

9.何谓泊谡叶方程？其应用条件有哪些？

△

℘=32μuL/d2

不可压缩流体在直圆管中做定态流动，流动时的阻力损失计算

10.何谓轨线？何谓流线？为什么流线互不相交？

轨线是某一流体质点的运动轨迹，描述的是同一质点在不同时刻的位置（拉格朗日）

流线上各点的切线表示同一时刻各点的速度方向，描述的是同一瞬间不同质点的速度方向（欧拉）

同一点在指定某一时刻只有一个速度

11.动能校正系数α为什么总是大于，等于1？

根据α=

⎰A3

3

u

A

u

1

dA ，可知流体界面速度分布越均匀，α越小。可认为湍流速度分布是均

匀的，代入上式，得α接近于1

12.流体流动过程中，稳定性是指什么？定态性是指什么？

系统对外界扰动的反应

有关运动参数随时间的变化情况

13.因次分析法规化试验的主要步骤

（1）析因实验——寻找影响过程的主要因素

（2）规划试验——减少实验工作量

（3）数据处理——实验结果的正确表达

14.什么是连续性假设？质点的涵义是什么？

假定流体是由大量质点组成的，彼此间没有间隙，完全充满所占空间的连续介质

质点是含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比分子自由程却要大得多

15.描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点？

前者描述同一质点在不同时刻的状态；后者描述空间任意定点的状态

16.粘性的物理本质是什么？为什么温度上升，气体粘度上升，而液体粘度下降？

分子间的引力和分子的热运动

气体分子间距较大，以分子的热运动为主，温度上升，热运动加剧，粘度上升。液体分子间距较小，一分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。

17.静压强有什么特征？

（1）静止流体中任意界面上只受到大小相等，方向相反，垂直于作用面的压力

（2）作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等

（3）压强各向传递

18.为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好？

由静力学方程可以导出△P=H（ρ冷-ρ热）g，所以H增加，压强增加，拔风量大

19.什么叫均匀分布？什么叫均匀流段？

前者指速度分布大小均匀；后者指速度方向平行，无迁移加速度

20.柏努利方程的应用条件有哪些？

重力场下，不可压缩，理想流体做定态流动，流体微元与其他微元或环境没有能量交换时，同一流线上的流体间能量的关系

21.雷诺数的物理意义是什么？

惯性力与粘性力之比

22.何谓水力光滑管？何谓完全湍流粗糙管？

当壁面凸出物低于层流内层厚度，体现不出粗糙度过对阻力损失的影响时，称为水力光滑管。在Re很大，λ与Re无关的区域，称为完全湍流粗糙管。

23.非圆形管的水力当量直径是如何定义的？能否按uπde2 /4计算流量？

定义为4A/Π。不能按该式计算流量

24.在漫流的条件下，水在垂直直管中向下流动，对同一瞬时沿管长不同位子的速度而言，是否会因重力加速度而使下部的速度大于上部的速度？

因为质量守恒，直管内不同轴向位子的速度是一样的，不会因为重力而加快，重力只体现在压强的变化上。

25.是否在任何管路中，流量增大则阻力损失就增大；流量减小则阻力损失就减小？为什么？不一定，具体要看管路状况是否变化。

26.系统与控制体

系统或物系是包含众多流体质点的集合。系统与辩解之间的分界面为系统的边界。系统与外界可以有力的作用与能量的交换，但没有质量交换，系统的边界随着流体一起运动，因而其形状和大小都可随时间而变化。（拉格朗日）

当划定一固定的空间体积来考察问题，该空间体积称为控制体。构成控制体空间界面称为控制面。控制面是封闭的固定界面，流体可以自由进出控制体，控制面上可以有力的作用与能量的交换（欧拉）

27.定态流动

运动空间个点的状态不随时间而变化

28.平均流速

单位时间内流体在流动方向上流经的距离称为流速，在流体流动中通常按流量相等的原则来确定平均流速

29.伯努利方程的物理意义

在流体流动中，位能，压强能，动能可相互转换，但其和保持不变

30.理想流体与非理想流体

前者粘度为零，后者为粘性流体

31.局部阻力当量长度

近似地认为局部阻力损失可以相当于某个长度的直管

32.可压缩流体

有较大的压缩性，密度随压强变化

33.转子流量计的特点

恒流速，恒压差