電大流體力學(xué)形成性考核冊(答案2)

1、專業(yè)好文檔作業(yè)2答案（第3章、第4章）第3章一、 選擇題1、流體運(yùn)動的連續(xù)性方程是根據(jù)（c）原理導(dǎo)出的。a、動量守恒 b、質(zhì)量守恒 c、能量守恒 d、力的平衡2、流線和跡線重合的條件為（ c ）a、恒定流 b、非恒定流 c、非恒定均勻流二、判斷題1、以每個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動規(guī)律為研究對象的方法稱為拉格朗日法。 （正確）2、恒定流一定是均勻流。 （錯(cuò)誤）3、渦流是指流體質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動中不繞自身軸旋轉(zhuǎn)的流動。 （正確）4、無旋流就是無渦流。 （正確）5、非均勻流一定是非恒定流。 （錯(cuò)誤）三、簡答題1、述流體運(yùn)動的兩種方法是什么？簡述其內(nèi)容。答：（略）2. 流體微團(tuán)體運(yùn)動分為哪幾種形式? 答： 平移 線變形

2、角變形 旋轉(zhuǎn)變形。3. 寫出恒定平面勢流中流函數(shù)、勢函數(shù)與流速的關(guān)系。（改為：寫出恒定平面勢流中流函數(shù)具有的性質(zhì)，流函數(shù)與流速勢的關(guān)系。）答：流函數(shù)具有的性質(zhì)（1）流函數(shù)相等的點(diǎn)組成的線即流線，或曰，同一流線上個(gè)點(diǎn)的流函數(shù)為常數(shù)。（2）兩流線間的函數(shù)值之差為為單寬流量。（3）平面勢流的流函數(shù)為一個(gè)調(diào)和函數(shù)。答：流函數(shù)與流速勢的關(guān)系（1）流函數(shù)與勢函數(shù)為調(diào)和函數(shù)。（2） 等勢線與等流函數(shù)線正交。4什么是過流斷面和斷面平均流速？為什么要引入斷面平均流速？答：與流線正交的斷面叫過流斷面。過流斷面上點(diǎn)流速的平均值為斷面平均流速。引入斷面平均流速的概念是為了在工程應(yīng)用中簡化計(jì)算。5如圖所示，水流通過由兩

3、段等截面及一段變截面組成的管道，試問：(1)當(dāng)閥門開度一定，上游水位保持不變，各段管中，是恒定流還是非恒定流？是均勻流還是非均勻流？(2)當(dāng)閥門開度一定，上游水位隨時(shí)間下降，這時(shí)管中是恒定流還是非恒定流？(3)恒定流情況下，當(dāng)判別第ii段管中是漸變流還是急變流時(shí)，與該段管長有無關(guān)系？答：（1）是恒定流。、是均勻流，是非均勻流。 （2）管中為非恒定流。 （3）有。管段相當(dāng)長為漸變流，管段較短為急變流。四、計(jì)算題（解題思路）1 恒定二維流動的速度場為 ，其中秒-1。（1）論證流線方程為；（2）繪出c0、1及4m2的流線；（3）求出質(zhì)點(diǎn)加速度的表達(dá)式。解：（1）流線方程為： 代入數(shù)值推導(dǎo) （2）（略

4、） （3）由：代入數(shù)值求解。 代入數(shù)值求解。答案: 2 試檢驗(yàn)下述不可壓縮流體的運(yùn)動是否存在？（1）（2） 解：由連續(xù)性微分方程，=0 流體的運(yùn)動存在,反之流體的運(yùn)動不存在。 答案:（1）代入數(shù)值求解， 流體的運(yùn)動不存在。（2）代入數(shù)值求解，流體的運(yùn)動存在。3 水流從水箱經(jīng)管徑分別為的管道流出，出口流速，如圖所示。求流量及其它管道的斷面平均流速。 解：應(yīng)用連續(xù)性方程（1）流量：4.91 (2) 斷面平均流速 , 。4 如圖鉛直放置的有壓管道，已知d1=200mm，d2=100mm，斷面1-1處的流速v1=1m/s。求（1）輸水流量q；（2）斷面2-2處的平均流速v2；（3）若此管水平放置，輸水

5、流量q及斷面2-2處的速度v2是否發(fā)生變化？（4）圖a中若水自下而上流動，q及v2是否會發(fā)生變化？ 解：應(yīng)用連續(xù)性方程（1） （2）（3）不變。（4）流量不變則流速不變。5 已知某流場的流速勢為，為常數(shù)，試求及。 解： 6. 對于，的平面流動，為常數(shù)。試分析判斷該流動： (1) 是恒定流還是非恒定流？(2) 是均勻流還是非均勻流？(3) 是有旋流還是無旋流？解：應(yīng)用質(zhì)點(diǎn)加速度數(shù)學(xué)表達(dá)式 求解?？磿r(shí)間加速度與遷移加速度判別是恒定流還是非恒定流;是均勻流還是非均勻流。答案: （1）是恒定流。 （2）是非均勻流 （3）用無旋流數(shù)學(xué)表達(dá)式求解，是無旋流第4章一 選擇題1、總流伯努力方程適用于 （a）a

6、、恒定流 b、非恒定流 c、可壓縮流體2、總水頭線與測壓管水頭線的基本規(guī)律是： （ a ）（c）a、總水頭線總是沿程下降的 b、總水頭線總是在測壓管水頭線的上方c、測壓管水頭線沿程可升可降 d、測壓管水頭線總是沿程下降的二 判斷題 1、n-s方程為理想流體運(yùn)動的微分方程。 （ 正確 ）2、畢托管是量測流體電流速的一種儀器。 （ 正確 ）三 簡答題1. 說明總流能量方程中各項(xiàng)的物理意義。：（略）2. 寫出實(shí)際流體恒定元流的伯努利方程和實(shí)際流體恒定總流的伯努利方程，并指出他們的區(qū)別？ 3 應(yīng)用恒定總統(tǒng)能量方程時(shí)，為什么把過流斷面選在漸變流段或均勻流段？ 答：因?yàn)榻⒑愣偭鞯牟匠虝r(shí)，把作為常

7、數(shù)提到積分號外面，只有漸變流斷面或均勻流斷面的 。4 在寫總流能量方程時(shí)，過流斷面上的代表點(diǎn)、基準(zhǔn)面是否可以任意選?。繛槭裁?？答：可以。因?yàn)闈u變流斷面或均勻流斷面的 。5 關(guān)于水流流向問題有如下一些說法：“水一定由高處向低處流”；“水是從壓強(qiáng)大向壓強(qiáng)小的地方流”；“水是從流速大的地方向流速小的地方流”。這些說法是否正確？為什么？如何正確描述？答：（1）“水一定由高處向低處流”，（不對），對明渠水流是對的，對有壓管流不一定。 “水是從壓強(qiáng)大向壓強(qiáng)小的地方流” （不對），在有壓管流中常常有從壓強(qiáng)小向壓強(qiáng)大的地方流的現(xiàn)象。 （2）正確描述時(shí)，流體的運(yùn)動方向總是由單位重量流體能量大的位置流向單位重量流

8、體能量小的位置。（不能單從位能或壓能一個(gè)角度比較）6 總流的動量方程為，試問：（1）中包括哪些力？（2）如果由動量方程求得的力為負(fù)值說明什么問題？答：（1）一般為表面力、重力，（慣性力、摩擦力、彈性力含在待求的力中了） （2）求得的力為負(fù)值說明原假設(shè)的力的方向不對，反向即可。四、計(jì)算題（解題思路）1在一管路上測得過流斷面1-1的測壓管高度為1.5m，過流面積a1為0.05m2；過流斷面2-2的面積a2為0.02m2；兩斷面間水頭損失為；管中流量q為20l/s；z1為2.5m，z2為2.6m。試求斷面2-2的測壓管高度。（提示：注意流動方向）。（改為1.6m與圖相符）解: 能量方程可以求解位能、

9、壓能、流速與能量損失。求測壓管高度即求壓強(qiáng)，自然要想到用能量方程。 向未知情況下 ，流動方向可以假定。 先求出 列能量方程求解答案：= -2.289mh2o (1流向2) ; = -1.473 mh2o (2流向1)2. 如圖所示，從水面保持恒定不變的水池中引出一管路，水流在管路末端流入大氣，管路由三段直徑不等的管道組成，其過水面積分別是a1=0.05m2，a2=0.03m3，a3=0.04m2，若水池容積很大，行近流速可以忽略（v00），當(dāng)不計(jì)管路的水頭損失時(shí)，試求：（1）出口流速v3及流量q；（2）繪出管路的測壓管水頭線及總水頭線。 解: (1) 因?yàn)椴挥?jì)管路的水頭損失,此題為理想流體的流

10、動。 因?yàn)槭抢硐肓黧w，作用水頭完全轉(zhuǎn)化為動能。 先解出第3條管中斷面平均流速，在求流量。 答案： （2）繪出管路的測壓管水頭線及總水頭線步驟： 因?yàn)槭抢硐肓黧w，不計(jì)水頭損失，故總水頭線為水平。 計(jì)算各段流速水頭 。 總水頭線下方減去1個(gè)流速水頭得測壓管水頭線。（測壓管水頭線及總水頭線圖，略）3如圖一管路，a、b兩點(diǎn)的高差z1m，點(diǎn)a處直徑da=0.25m，壓強(qiáng)pa=7.84n/cm2，點(diǎn)b處直徑db=0.5m，壓強(qiáng)pb4.9n/cm2，斷面平均流速vb1.2m/s。判斷管中水流方向。解: 判斷管中水流方向,，要從單位重量流體總的機(jī)械能考慮，總是單位重量流體總的機(jī)械能大的位址向單位重量流體總的機(jī)

11、械能曉得的地方。（1）計(jì)算a點(diǎn)與b點(diǎn)單位重量流體總的機(jī)械能。（2）比較a點(diǎn)與b點(diǎn)單位重量流體總的機(jī)械能的大小。 答案：從a流向b 。4在水平安裝的文丘里流量計(jì)上，直接用水銀壓差計(jì)測出水管與喉部壓差h為20cm，已知水管直徑為10cm，喉部直徑為5 cm，當(dāng)不計(jì)水頭損失時(shí)，求通過流量q。解: 可以直接用公式求解，也可以流能量方程推導(dǎo)公式求解。 答案：5為將水庫中水引至堤外灌溉，安裝了一根直徑d為15cm的虹吸管（如圖），當(dāng)不計(jì)水頭損失時(shí)，問通過虹吸管的流量q為多少？在虹吸管頂部s點(diǎn)處的壓強(qiáng)為多少？解: 此題屬理想流體的水力計(jì)算，作用水頭轉(zhuǎn)化為動能。 s點(diǎn)處的壓強(qiáng)進(jìn)考慮位能、動能壓能之間的轉(zhuǎn)化。

12、（1）列上游水面到管出口間的能量方程求流量， （2）列上游水面到s點(diǎn)處的能量方程求s點(diǎn)處的壓強(qiáng)，6一平板閘門寬b為2m，當(dāng)通過流量q為8m3/s時(shí)閘前水深h為4m，閘孔后收縮斷面水深hc為0.5m，求作用于平板閘門上的動水總壓力（不計(jì)摩擦力）。解: 此題為用動量方程求解作用力。因?yàn)榱髁课粗?，涉及到連續(xù)性方程、能量方程、動量方程這三大方程的聯(lián)合應(yīng)用。 （1）取控制面（脫離體）（上游過流斷面與c-c斷面之間）（2）畫出相對壓強(qiáng)分布圖，全面并分析、計(jì)算外力（上游過流斷面壓力p1 ，c-c斷面壓力p2 ，重力沿水流方向的分力為0，設(shè)平板閘門對水的動水總壓力為r ，方向向左。（3）因?yàn)榱髁课粗攘心芰糠?/p>

13、程求流速。（4）列出的能量方程由兩個(gè)未知量，用連續(xù)性方程消掉1個(gè)未知量。求出流量、流速。（5）列動量方程求解作用力。答案：作用于平板閘門上的動水總壓力r= 93.5 , 方向向右。7如圖溢流壩，上游斷面水深h1=1.5m，下游斷面水深h2=0.6m，略去水頭損失；求水流對2m壩寬（垂直紙面）的水平作用力。注：上、下游河床為平底，河床摩擦力不計(jì)，為方便計(jì)算取=1000kg/m3，g=10m/s2。解: 此題與上題解完全相同。答案：r= 3.46 , 方向向右。winger tuivasa-sheck, who scored two tries in the kiwis 20-18 semi-fi

14、nal win over england, has been passed fit after a lower-leg injury, while slater has been named at full-back but is still recovering from a knee injury aggravated against usa.both sides boast 100% records heading into the encounter but australia have not conceded a try since josh charnleys effort in

15、 their first pool match against england on the opening day.aussie winger jarryd hayne is the competitions top try scorer with nine, closely followed by tuivasa-sheck with eight.but it is recently named rugby league international federation player of the year sonny bill williams who has attracted the

16、 most interest in the tournament so far.the kiwi - with a tournament high 17 offloads - has the chance of becoming the first player to win the world cup in both rugby league and rugby union after triumphing with the all blacks in 2011.id give every award back in a heartbeat just to get across the li

17、ne this weekend, said williams.the (lack of) air up there watch mcayman islands-based webb, the head of fifas anti-racism taskforce, is in london for the football associations 150th anniversary celebrations and will attend citys premier league match at chelsea on sunday.i am going to be at the match

18、 tomorrow and i have asked to meet yaya toure, he told bbc sport.for me its about how he felt and i would like to speak to him first to find out what his experience was.uefa hasopened disciplinary proceedings against cskafor the racist behaviour of their fans duringcitys 2-1 win.michel platini, pres

19、ident of european footballs governing body, has also ordered an immediate investigation into the referees actions.cska said they were surprised and disappointed by toures complaint. in a statement the russian side added: we found no racist insults from fans of cska. baumgartner the disappointing new

20、s: mission aborted.the supersonic descent could happen as early as sunda.the weather plays an important role in this mission. starting at the ground, conditions have to be very calm - winds less than 2 mph, with no precipitation or humidity and limited cloud cover. the balloon, with capsule attached

21、, will move through the lower level of the atmosphere (the troposphere) where our day-to-day weather lives. it will climb higher than the tip of mount everest (5.5 miles/8.85 kilometers), drifting even higher than the cruising altitude of commercial airliners (5.6 miles/9.17 kilometers) and into the

22、 stratosphere. as he crosses the boundary layer (called the tropopause),e can expect a lot of turbulence.the balloon will slowly drift to the edge of space at 120,000 feet ( then, i would assume, he will slowly step out onto something resembling an olympic diving platform.they blew it in 2008 when t

23、hey got caught cold in the final and they will not make the same mistake against the kiwis in manchester.five years ago they cruised through to the final and so far history has repeated itself here - the last try they conceded was scored by englands josh charnley in the opening game of the tournament.that could be classed as a weakness, a team under-cooked - but i have been impressed by the kangaroos focus in their games since then.they have been concentrating on the sort of stuff that wins you tough, even contests -