《流體力學(xué)》期末考試復(fù)習(xí)題及參考答案

1、流體力學(xué)復(fù)習(xí)題（課程代碼392348）一、名詞解釋1、雷諾數(shù)參考答案：用于評(píng)價(jià)層流和紊流流態(tài)的指標(biāo)，與過(guò)流斷面平均流速和直徑成正比，與 流體粘度成反比。2、層流參考答案：流體流動(dòng)的流線相互平行的流動(dòng)，其圓管流動(dòng)的雷諾數(shù)小于2000o3、壓差阻力參考答案：流體繞過(guò)物體流動(dòng)的過(guò)程中，物體前后對(duì)稱(chēng)面上作用的壓力差形成的阻力。4、壓力體參考答案：流體作用在曲而上壓力的鉛直分量，是曲而邊界，過(guò)曲面端點(diǎn)做自由水而的 延長(zhǎng)線或自由水而的垂線與自由水而或自由水而的延長(zhǎng)線之間的用合的區(qū)域。5、局部水頭損失參考答案：液體流經(jīng)管道閥門(mén)，彎道，變徑等處引起的流體能雖:的損失。6、短管參考答案：在計(jì)算流動(dòng)損失的過(guò)程中，

2、既要考慮沿程損失，也要考慮局部損失的管道系 統(tǒng)計(jì)算。7、質(zhì)點(diǎn)參考答案：假設(shè)流體為連續(xù)的有質(zhì)量而大小可以忽略不計(jì)的點(diǎn)組成，但每一點(diǎn)又包含大 屋的水分子。8、均勻流參考答案：流道內(nèi)流體的流線平行，過(guò)流斷而相等，流速沿程不變的流動(dòng)。9、水力半徑參考答案：水力半徑是過(guò)流斷而積與濕周的比值。10、流線參考答案：流體在流場(chǎng)中，流體質(zhì)點(diǎn)的速度方向始終相切的曲線11、沿程水頭損失參考答案：流體在流動(dòng)過(guò)程中沿管道長(zhǎng)度方向的摩擦損失12、真空度參考答案：絕對(duì)壓強(qiáng)低于大氣壓的壓強(qiáng)13、紊流參考答案：流體流動(dòng)的過(guò)程中，流速大于臨界流速的流動(dòng)14、實(shí)壓力體參考答案：流體和壓力體均處于二向曲而同側(cè)15、毛細(xì)管現(xiàn)象參考答案

3、：直徑很小的兩端開(kāi)口的細(xì)管豎直插入液體中，由于表而張力的作用，管中的液而會(huì)發(fā)生上升或下降的現(xiàn)象流體力學(xué)復(fù)習(xí)題 第1頁(yè)（共10頁(yè)）二、填空題1、流體的粘性是抬參考答案：流體運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生阻力的性質(zhì)。2、體積流量是描參考答案：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過(guò)過(guò)流斷而的流體質(zhì)疑3、流場(chǎng)中速度等物理量不隨時(shí)間變化的流動(dòng)稱(chēng)為參考答案：恒定流或定常流動(dòng)4、按作用方式，作用在流體上的力分為和-J參考答案：質(zhì)量力和表面力5、當(dāng)流體繞過(guò)一個(gè)物體時(shí)，總阻力由兩部分組成，一是,二是 參考答案：繞流阻力、壓差阻力6、尼古拉茲實(shí)驗(yàn)的五個(gè)階段是指 參考答案：層流、過(guò)渡區(qū)、紊流光滑區(qū)、紊流過(guò)渡區(qū)、紊流粗糙區(qū)7、按雷諾實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來(lái)說(shuō),流體的流動(dòng)可

4、以分為、兩種流態(tài)。參考答案：層流、紊流8、圓管均勻流中，當(dāng)流體處于層流狀態(tài)時(shí)，過(guò)流斷而上的平均流速是該斷而最大流速的J此時(shí)流體的沿程阻力系數(shù)為。參考答案：二分之一、64/Re9、絕對(duì)壓強(qiáng)是抬參考答案：以真空壓強(qiáng)為零點(diǎn)的壓強(qiáng)10、在運(yùn)動(dòng)流體的能星分析中，伯努利方程中的總能量包括、三部分。參考答案：位苣勢(shì)能，壓強(qiáng)勢(shì)能，動(dòng)能11、從流體運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性和能量損失分析的角度看，并聯(lián)管道的特點(diǎn)是和,參考答案：進(jìn)出節(jié)點(diǎn)流量相同，各管段兩端流動(dòng)損失相同12、從流體的靜止和相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，流體的自由表面是。參考答案：等壓而三、簡(jiǎn)述題1、流體靜壓強(qiáng)特性有哪些？參考答案：流體內(nèi)壓力具有各項(xiàng)同性、壓強(qiáng)的方向具有各向等值性

5、2、簡(jiǎn)述靜止流體中，流體作用在二向曲面上總壓力如何計(jì)算？參考答案：二向曲而上的總壓力可以分解為豎直方向的壓力體的重雖:和水平方向的壓力的合成。合力的大小和方向按矢量合成的原理確定3、簡(jiǎn)述流體流動(dòng)中層流和紊流的區(qū)別？參考答案:層流流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向與流動(dòng)方向平行,紊流流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)雜亂，滾動(dòng)流動(dòng)，損失增加4、在作用水頭相同的情況下，為什么管嘴出流比孔口出流的流量要大？參考答案：管嘴出流比起孔口岀流在作用水頭不變的情況下，管內(nèi)產(chǎn)生一泄的真空度，造成 流量增大流體力學(xué)復(fù)習(xí)題 第1貞（共10頁(yè)）5、沿程水頭損失與局部水頭損失發(fā)生條件和結(jié)果有什么異同？參考答案：沿程水頭損失在管路的直線段產(chǎn)生，而局部損失

6、在管道的閥門(mén)，彎頭，接頭等處 產(chǎn)生。結(jié)果都要發(fā)生能量損失，不同條件時(shí)能量損失不相同6、牛頓流體與非牛頓流體的區(qū) 別是什么？參考答案：牛頓流體符合流體內(nèi)摩擦定律，流體內(nèi)部的內(nèi)摩擦力與接觸面成正比，與速度梯 度成正比。而非牛頓流體不符合。7、什么是流體的壓縮性？液體和氣體的壓縮性有何異同？壓縮性的大小用什么度量？ 參考答案:流體體積隨著壓力變化而變化的性質(zhì)。液體和氣體的壓縮性與壓力變化呈正相關(guān)。 液體壓縮性小，氣體壓縮性大。液體的壓縮性用壓縮系數(shù)或彈性模量表示8、圓管紊流時(shí)液流內(nèi)部由哪幾部分組成？與層流時(shí)相比，其沿程阻力系數(shù)變化有什么不同？ 參考答案：由粘性底層，過(guò)渡層和紊流流核區(qū)組成。層流時(shí)沿程

7、阻力系數(shù)至于雷諾數(shù)有關(guān), 而紊流時(shí)還與管道的內(nèi)壁粗糙度有關(guān)9、靜壓強(qiáng)的大小與液體的體枳有無(wú)關(guān)系？如盛有相同液體的容器，如圖所示，各容器的容 積不同，液體的重量不同，但容器中液體的深度h相同，容器的底而積A相同。試問(wèn)：容器 底面上所受的液體總壓力是否相同？為什么？底而上的靜壓強(qiáng)是否一樣？放置容器的桌面 上所受的壓力是否相同？各為多少？為什么？參考答案：沒(méi)有關(guān)系。由于液體密度不同，總壓力不一樣。底面上的靜壓強(qiáng)也不一樣。桌子 而上的壓力也不相同。面積雖然相同，壓強(qiáng)不同，壓力當(dāng)然也不一樣10、總流連續(xù)性方程VA=匕A?的物理意義是什么？參考答案：在管道系統(tǒng)中，在沒(méi)有分叉和匯流的情況下，管道系統(tǒng)中流入和

8、流出的流體體積 流量相等。11、什么是總水頭和測(cè)壓管水頭？什么是總水頭線和測(cè)壓管水頭線？它們的沿程變化各自有 何特點(diǎn)？為什么？什么是水力坡度和測(cè)壓管坡度？二者在什么情況下相等？參考答案：運(yùn)動(dòng)流體的總水頭由三部分組成，而靜止流體的總水頭由兩部分組成。運(yùn)動(dòng)流體 中總水頭線總是下降的，而測(cè)壓管水頭線不一沱，可以沿程增加或減少。因?yàn)榭偰芰靠偸茄?程減少的。單位長(zhǎng)度上總水頭的損失或測(cè)壓管水頭的損失分別稱(chēng)為水力坡度和測(cè)壓管坡度。 當(dāng)流體處于靜止?fàn)顟B(tài)的時(shí)候，二者相等12、局部水頭損失產(chǎn)生的主要原因是什么？局部阻力系數(shù)：與哪些因素有關(guān)？選用時(shí)應(yīng)注意什么？參考答案：局部損失主要在管道的閥門(mén)和接頭或者彎頭處，流體

9、流向發(fā)生變化，產(chǎn)生能量損 失。局部阻力系數(shù)與管道的構(gòu)造有關(guān)。選用時(shí)考慮減少能量損失為宜流體力學(xué)復(fù)習(xí)題 第1頁(yè)（共10頁(yè)）13、虹吸管出流的條件是什么？參考答案：堰頂髙于上游水而的髙差不能太大而上下游水面的髙差不需足夠。14、伯努利方程的實(shí)質(zhì)說(shuō)明了什么？參考答案：在伯努利方程中，流體的流經(jīng)管道的時(shí)候，會(huì)發(fā)生能量損失，下游位麗斷而上的 總能量總是小于上有斷面的總流量，而能量損失的發(fā)生是流體與邊壁摩擦和閥門(mén)，彎頭等處 的紊流所引起的。15、已知某液體的運(yùn)動(dòng)粘度為4.5×10 6m7s,比重為0.86,問(wèn)其密度和動(dòng)力粘度各為多少？參考答案：根據(jù)題意，可知： = vp = 4.5 XlO-6X

10、 0.86 = 3.87× IO-6 m2 / S16、溫度為Ooe的空氣，以5m./s的速度在直徑為IoOnlm的圓管中流動(dòng)，試確泄英流態(tài)？（空氣的運(yùn)動(dòng)粘度為1.37×105 m7s）Vd 5x0 1參考答案：按照雷諾數(shù)的怎義，Re = = 137l0-5 = 36496ms > 2000四、計(jì)算題1、兩平行平板的間距Z = Imml其中充滿(mǎn)汕，當(dāng)兩板間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度u = .2ms時(shí),作用于板上的切應(yīng)力為4OTV772,試求油的粘性系數(shù)“。 參考答案：解：按照牛頓內(nèi)摩擦泄律公式：dudy 4000 ×l×103 = , LI = - = 3.3

11、3dydu1.2 2、如圖所示虹吸管總長(zhǎng)L=20壩頂中心前管長(zhǎng)AL=Iolib 管內(nèi)徑d = 0. 30 m,壩頂 中心與上游水面高差h： = 4 m,二水而落差h： = 4 m,設(shè)沿程阻力系數(shù) = 0.03 ,虹 吸管進(jìn)口局部阻力系數(shù)J = 0.8,岀口局部阻力系數(shù)-=1.0,三個(gè)45。折管的局部阻 力系數(shù)為0.3,試求虹吸管的吸水流量Q。參考答案：解：如圖所示，取上游水而和下游渠道的水而的為控制斷而，建立伯努利方程,0 + 0+h：二 0 + 0 + 0 +Hw = - + © +7 +33)- d 2g2g4 二(0. 03× + 0. 8 + 1. 0+3×

12、;0. 3) × 0.32gV = 4. 08 m/s虹吸管吸收流量為：Q = VA = 4. 08 × X= 0. 288 m7s43、如圖所示匯流叉管。已知流雖Qi = 1.5 InVs, Q2 = 3.0m3s,過(guò)流斷而33的而積為As = O.3m2,求斷而3 3的平均流速。參考答案：解：根據(jù)分叉管分流的原理，管道3的流量為Q5 = Q= - Q1 = 3.0-1.5= 1.5 M3/ S 已知斷面3的而積，故斷面3-3的平均流速為：V3 = Q5 / A3 = 1. 5 / 0. 3 = 5 M/s4、引水管道從水塔中引水，如圖所示。水塔的截而積很大，水位恒泄。已

13、知管道宜徑d = 200 InnK水頭H = 4.5 m,引水流 Q = 100 LS<>求水流的總水頭損失。12參考答案：解：由伯努力方程可知:PI = 0,兒=0, Zl =HP2 = 0, V2 3.1 & % 0Zl = v； 2g + hwhw = Z 處 / 2g = 4.5 3.1 * / 2 X 9.8 = 4.5 0.52 = 3.98m流體力學(xué)復(fù)習(xí)題第1頁(yè)(共10頁(yè))5、有一水平噴嘴，如圖所示，Dl =20Omm和0=10Omlm噴嘴進(jìn)口水的絕對(duì)壓強(qiáng)為345kPa, 出口為大氣，Pa=IO3.4kPa,岀口水速為22ns<>求固定噴嘴法蘭螺栓

14、上所受的力為多少？ 假泄為不可壓縮左常流動(dòng)，忽略摩擦損失。解：螺栓上所受的力等于水對(duì)噴嘴的作用力,與噴嘴對(duì)水的作用力大小相等方向相反設(shè)噴嘴對(duì)水的作用力為R取噴嘴入口、出口和噴嘴壁而為控制而，列控制體內(nèi)水的動(dòng)量方程：PClV (v2 -Vl) = PA - PlAl ÷ R(a)又由連續(xù)性方程：QV =VIA =V2A2(b)解(a), (b)可得：/? =-7171. 76 (N)則，螺栓上所受得力為7171.76 N6、水的密度為IOOOkgnr 2L水的質(zhì)量和重量是多少?參考答案：解：2L水的體積為：2×10 3 ms / s質(zhì)咼為：m = P × V = 1

15、000 ×2×10 3 = 2 Kg重量為：Mg = 2 × 9.8 = 19.6 kgm7s7、鉛直放置的矩形平板閘門(mén)如圖所示。已知h=2m, H = 3m,寬度B = 1.2m,求總壓力及其作用點(diǎn)位置。(提示：)1=)2、+如7: IXC=聖7ycA12 H參考答案：解：根據(jù)閘門(mén)上的壓強(qiáng)分布圖，可知作用在閘門(mén)上的壓強(qiáng)分布圖的體枳就是閘門(mén)上作用的流 體總壓力：I(IoooX9.8×2÷10x9.8×5)×3 = 102900根據(jù)總壓力作用點(diǎn)的位置可分析得到，yD =兒+如7: ABH土 =2.712123.5 +2.73.

16、5× 1.2x3=3. 7Im所以總壓力作用點(diǎn)的位置為（0, 3.71） 8、如圖所示匯流叉管。已知流量Qi = 1.5 InVs, Q2 = 3.0m3s,過(guò)流斷面33的而積為As = O.3m2,求斷而3-3的平均流速。流休力學(xué)復(fù)習(xí)題第1頁(yè)（共10頁(yè)）參考答案：解：根據(jù)分叉管分流的原理，管道3的流量為Q5 = Q： - Qi = 3.0-1.5= 1.5 M3/ S 已知斷面3的而積，故斷面3-3的平均流速為：V5 = Q5 / A3 = 1. 5 / 0. 3 = 5 M/s9、水管直徑d =10 cm,管中流速V =1 vzs,水溫為10°C,查表得 =1. 31

17、× 10m7s,試 判別流態(tài)；又流速為多少時(shí)，流態(tài)將發(fā)生變化？參考答案：解：由雷諾數(shù)泄義知：VdRe =1×O.11.3I×1O"6 =76335V因?yàn)?Re>2000所以為紊流流態(tài)Vd若 Re= 一 = 2000KlJV = 200Or = 2OOOXL31X1O-/O.1 = 2.62X1O,五、單項(xiàng)選擇題1、靜止流體中存在：（a）壓應(yīng)力：（b）壓應(yīng)力和拉應(yīng)力：（C）壓應(yīng)力和切應(yīng)力；（d）壓應(yīng)力、拉應(yīng)力和切應(yīng)力。（）參考答案：a2、某點(diǎn)的真空度為65000MPa,當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?.1 MPa,該點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為：（a） 65000 Pa;（b） 5

18、5000 MPa： （C） 35000 MPa； （d） 165OOOMPaO （）參考答案：C3、均勻流是：（a）當(dāng)?shù)丶铀俣葹榱悖海╞）遷移加速度為零；（C）向心加速度為零；（d）合加速度為零。（）參考答案：b4、粘性流體總水頭線沿程的變化是：（a）沿程下降；（b）沿程上升：（C）保持水平：（d）前三種情況都有可能。（）參考答案：a5、在圓管流中，層流的斷而流速分布符合：（a）均勻規(guī)律：（b）直線變化規(guī)律：（C）拋物線規(guī)律；(d)對(duì)數(shù)曲線規(guī)律。()參考答案：C6、比較在過(guò)流斷而的而積相等的條件下方形管道的流量Ql和園管的流Q2: (a) Ql>Q2;(b) Qi<Q2; (C)

19、Qi=Q2; (d)不定.()參考答案：b7、長(zhǎng)管并聯(lián)管道各并聯(lián)管段的：(a)水頭損失相等；(b)水力坡度相等；(C)總能量相等;(d)通過(guò)的流量相等.()參考答案：a8、對(duì)于同樣的壓力增量，(),其體積變化率愈大，比較容易壓縮。(a)體積彈性系數(shù)E值愈小的流體：(b)體積彈性系數(shù)E值愈大的流體：(C)體積彈性系數(shù)E值不變的流體：(d)與彈性模量無(wú)關(guān) 參考答案：a9、凡是滿(mǎn)足()平衡微分方程的質(zhì)量力必然是有勢(shì)質(zhì)量力。(a)不可壓縮流體；(b)可壓縮流體；(C)理想流體：(d)運(yùn)動(dòng)流體參考答案：C10、在平衡的流體中，作用于任意一點(diǎn)的質(zhì)量力必泄()通過(guò)該點(diǎn)的等壓而。(a)平行于：(b)垂直于： (C)以任意角度相交于：(d) 45度相交參考答案：b11、所謂穩(wěn)泄流場(chǎng)，是指流場(chǎng)中流體質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)參量不隨()而變化。(a)時(shí)間和空間坐標(biāo)：(b)空間坐標(biāo)： (C)時(shí)間； (d)速度參考答案：C1 V212、根據(jù)達(dá)希一威斯巴赫公式血=-可知，計(jì)算沿程阻力的主要任務(wù)是如何確左