工程流體力學(xué)總復(fù)習(xí)

1、 .wd. .wd. .wd.工程流體力學(xué)總復(fù)習(xí)緒論一、流體力學(xué)的研究對(duì)象二、流體的 基本特點(diǎn)三、連續(xù)介質(zhì)模型四、流體力學(xué)的研究方法及其應(yīng)用第一章流體的主要物理性質(zhì)1.1密度、重度和比重1.2作用于流體上的力1.3 流體的壓縮性與膨脹性1.4 流體粘性1.5外表張力和毛細(xì)現(xiàn)象第二章 流體靜力學(xué)2.1流體靜壓強(qiáng)及其特點(diǎn)2.2流體平衡微分方程式2.3 絕對(duì)靜止液流體的壓強(qiáng)分布2.4 相對(duì)靜止流體 2.5平面上液體的總壓力2.6曲面上的總壓力2.7物體在絕對(duì)靜止液體中的受力第三章 流體運(yùn)動(dòng)學(xué) 3.1研究流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法3.1.1拉格朗日法3.1.2歐拉法3.1.3拉格朗日方法與歐拉法的轉(zhuǎn)換3.2流

2、體運(yùn)動(dòng)的 基本概念3.2.1定常與非定常3.2.2跡線和流線3.2.3流管、有效過流截面和流量3.2.4不可壓縮流體和不可壓縮均質(zhì)流體3.2.5流體質(zhì)點(diǎn)的變形3.2.6有旋流動(dòng)和無(wú)旋流動(dòng)第四章 流體動(dòng)力學(xué) 基本方程組4.1 基本概念4.2 質(zhì)量守恒方程連續(xù)性方程4.3 運(yùn)動(dòng)方程4.4 能量方程4.5 狀態(tài)方程第五章 理想流體動(dòng)力學(xué)5.1 理想流體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量方程5.2 理想流體運(yùn)動(dòng)的伯努里方程5.3 理想流體運(yùn)動(dòng)的拉格朗日積分5.4 理想流體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量守恒方程及其應(yīng)用5.5 理想流體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量矩定理及其應(yīng)用第六章 不可壓縮粘性流體動(dòng)力學(xué)6.1運(yùn)動(dòng)微分方程6.2 流動(dòng)阻力及能量損失6.3 兩種流動(dòng)

3、狀態(tài)6.4不可壓縮流體的定常層流運(yùn)動(dòng)6.5雷諾方程和雷諾應(yīng)力6.6 普朗特混合長(zhǎng)理論及無(wú)界固壁上的紊流運(yùn)動(dòng)6.7 園管內(nèi)的紊流運(yùn)動(dòng)第七章 壓力管路水力計(jì)算7.1不可壓縮粘性流體的伯努里方程7.2 沿程阻力和局部阻力7.3 基本管路及其水力損失計(jì)算7.4 孔口和管嘴出流第八章 量綱分析和相似原理8.1 量綱和諧原理8.2 量綱分析法8.3 相似原理8.4模型試驗(yàn)第一章流體的主要物理性質(zhì)1如圖1所示，一圓錐體繞豎直中心軸作等速轉(zhuǎn)動(dòng)，錐體與固體的外錐體之間的縫隙=1mm，其間充滿=0.1Pas的潤(rùn)滑油。錐體頂面半徑R=0.3m,錐體高度H=0.5m,當(dāng)錐體轉(zhuǎn)速n=150r/min時(shí)，求所需旋轉(zhuǎn)力矩。

4、(38.83N.m)解：根據(jù)題意，由幾何關(guān)系得：根據(jù)牛頓切應(yīng)力公式，有；因此，由切應(yīng)力產(chǎn)生的阻力矩有其中剪切微元面積為，故2設(shè)一平壁浸入體積很大的水中，由于存在外表張力，在靠近壁面的地方要形成一個(gè)曲面，如圖8所示。假設(shè)曲面的曲率半徑可以表示成，接觸角和外表張力系數(shù)。試確定平壁附近水面的形狀和最大高度。解：對(duì)液面上任意一點(diǎn)A，設(shè)液面內(nèi)側(cè)壓力為，外側(cè)壓力為，那么在重力場(chǎng)中絕對(duì)靜止流體的絕對(duì)靜壓強(qiáng)為，所以設(shè)，那么有：當(dāng)時(shí)，故；當(dāng)時(shí)，故；當(dāng)時(shí)，即第二章 流體靜力學(xué)3如以下列圖，一液體轉(zhuǎn)速計(jì)由直徑的中心圓筒和重為W的活塞、以及兩直徑為的有機(jī)玻璃管組成，玻璃管與轉(zhuǎn)軸軸線的半徑為R，系統(tǒng)中盛有水銀。試求轉(zhuǎn)動(dòng)

5、角速度與指針下降距離h的關(guān)系。解：在不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)兩液面高差為，根據(jù)等壓面原理，有： 1在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)兩液面高差為，根據(jù)等壓面原理，有： 2中心圓筒減少的液體體積應(yīng)等于兩玻璃管相對(duì)靜止時(shí)增加的液體體積，即 3將式1和式2代入式3得：4矩形閘門AB寬為1.0m，左側(cè)油深h1=1m，水深h2=2m，油的比重為0.795，閘門傾角=60，試求閘門上的液體總壓力及作用點(diǎn)的位置。解：油水界面分界限將閘門AB分為兩局部AE和EB兩局部，見圖示。求閘門AE局部受到油壓的總壓力及其作用點(diǎn)2求油壓作用在閘門EB局部的總壓力及其作用點(diǎn)3求水壓作用閘門EB局部的總壓力及其作用點(diǎn)4求閘門受到的總壓力及其作用點(diǎn)對(duì)A點(diǎn)建設(shè)力矩平衡，

6、那么總壓力的作用點(diǎn)離A點(diǎn)的距離為5一直徑D=0.4m的盛水容器懸于直徑為D1=0.2m的柱塞上。容器自重G=490N，=0.3m。如不計(jì)容器與柱塞間的摩擦，試求：1為保持容器不致下落，容器內(nèi)真空壓強(qiáng)應(yīng)為多大。2柱塞浸沒深度h對(duì)計(jì)算結(jié)果有無(wú)影響。(27.38kPa)解：第三章 流體運(yùn)動(dòng)學(xué)6.一平面勢(shì)流，其勢(shì)函數(shù)，判斷該流動(dòng)是否為不可壓縮流，假設(shè)是求流函數(shù)及加速度表達(dá)式。解:1判斷是否為不可壓縮流體，滿足不可壓縮流體的連續(xù)性方程，該流動(dòng)是不可壓縮流體流動(dòng)。2求流函數(shù)2求加速度表達(dá)式7.一不可壓縮流體的平面勢(shì)流，其流函數(shù)，判斷該流動(dòng)是否無(wú)旋流，假設(shè)是無(wú)旋流那么確定相應(yīng)的勢(shì)函數(shù)及加速度表達(dá)式。解:1判

7、斷流動(dòng)是否無(wú)旋流，為無(wú)旋流。 2勢(shì)函數(shù)3求加速度表達(dá)式第五第 理想流體動(dòng)力學(xué)8.流體在水平面上作平面流動(dòng)，流場(chǎng)的速度分布為：，。不考慮粘度影響，試求流場(chǎng)的壓強(qiáng)分布表達(dá)式。解： 1流體可壓縮性判斷，該運(yùn)動(dòng)流體為不可壓縮流體。2是否穩(wěn)為定流判斷 ， ，該運(yùn)動(dòng)流體為穩(wěn)定流。3是否穩(wěn)為有勢(shì)流判斷，該運(yùn)動(dòng)流體為有勢(shì)流動(dòng)無(wú)旋流動(dòng)。4求流場(chǎng)的壓強(qiáng)分布根據(jù)條件和上面判斷，該流體為不可壓縮理想流體、穩(wěn)定流和無(wú)旋流動(dòng)，那么有：流體在水平面上作平面流動(dòng)，。流場(chǎng)的壓強(qiáng)分布：9.下部水箱重224N，其中盛水重897N，如果此箱放在秤臺(tái)上，受如以下列圖的恒定流作用。問秤的讀數(shù)是多少。2321N解：1求上水箱出口流速和流量根據(jù)題意，有，。那么，2求下水箱出口流速和流量根據(jù)題意，有，。那么，3求上水箱液體流入下水箱速液面時(shí)的速度4求秤的讀數(shù)根據(jù)動(dòng)量定理，液體受到的合外力為：下水箱受到液體的作用力。秤的讀數(shù)為：第七第 壓力管路水力計(jì)算10.如以下列圖，水管直徑，兩斷面相距，