(完整版)工程流体力学试题

工程流体力学试题

90下：

1.写出流线与迹线的定义，说明它们在什么条件下可以重合。[94上]

流线[p58]：在某一瞬时，该曲线上每一点的速度矢量总是在该点与曲线相切。流体质点运动的轨迹称为迹线。如果是定常流动，积分后得到的流线与时间无关，流线的形状不变。任意流体质点必定沿某一确定的流线运动，其流线与迹线重合。

2.简述流体的连续介质假设（连续性假设）[p4]。

在研究流体的运动时，只要所取的流体微团包含足够的分子，使各物理量的统计平均值有意义，就可以不考虑无数分子的瞬时状态，而只研究描述流体运动的宏观属性。就是说，可以不考虑分子间存在的空隙，而把流体视为由无数连续分布的流体微团所组成的连续介质，这就是

***。

[不考虑流体分子间存在的空隙，

而把流体视为由无数连续分布的流体微团所组成的连续

介质。所谓流体微团，指的是在微观上充分大（和分子运动的尺度相比），在宏观上充分

小的和所研究的问题有关的特征尺寸相比，的分子团。

]

3.简述普朗特混合长度概念的引出及其物理意义。

[p110]在粘性流体的层流流动中，除去流层之间相对滑移引起的摩擦切向应力τv

之外，

还由于流体质点作复杂的无规律运动，在流层之间必然引起动量交换，增加能量损失，从而出现紊流附加切向应力或脉动切向应力τl 。普朗特认为，与气体分子的运动要经过

一段自由行程相类似，某流体微团在和其他流体微团碰撞前也要经过一段路程

l 。此长度

即为普朗特混合长度。τl

与混合长度和时均速度梯度乘积的平方成正比。它的作用方向

始终是在使速度分布更趋均匀的方向上。μl 不是流体的属性，只决定于流体的密度、时

均速度梯度和混合长度。4.

什么叫流函数，在什么条件下存在着流函数？流函数对于不可压缩粘性流体是否存在？[94下]

[p223]：不可压缩流体平面流动的连续方程：

平面流动的流线微分方程：

由这两个方程可以引出一个描绘流场的函数ψ，它的微分形式是：

在流线上d ψ=0，即ψ=常数，在每条流线上函数都有它的常数值，所以称为流函数。存在条件：不可压缩流体的平面流动（不管理想或粘性，有旋或无旋）

。因为在引出这个概

念时，没有涉及流体是粘性的还是非粘性的，也没有涉及流体是有旋的还是无旋的。物理意义：平面流动中流体间单位厚度通过的体积流量等于在两条流线上的流函数之差。

dy

v dx v dy y

dx

x

d

x y y

v x

v y x 0

dx v dy v y x

（二维）平面流动：流体质点在平行的平面上运动，而且所有这些平面的流动状态都相

同，可以只取一个平面。

在某一时间内流体内微团是否旋转将流动类型分为：有旋流动：流体微团的旋转角速度不等于0；无旋流动：流体微团的旋转角速度为0。在无旋流动每一流体微团都满足下列条件：***

涡流比：

5.什么叫流函数？流函数的存在是基于什么假设的结果？流函数对于不可压缩粘性流体是否存在？为什么？写出用流函数的速度表达式（直角坐标系中）。

[94上]

6.在柴油机气缸内存在涡流比N 不等于0的涡流，那么它属于有旋流还是无旋

流，为什么？

涡流比Ω=n D /n ，用于表示气道形成进气涡流的能力。是评价气道旋流强度的无因次参数。

n D 为风速仪测出的转速；n 为假想的发动机转速。Ω本身并不代表气道形成旋流的能力，

它只是反映了结构尺寸一定的风速仪置于规定的位置时，

气缸内一部分气体的运动情况。

其次用风速仪测量

n D 时，受到许多因素的影响，因此它只具有相对比较的价值。稳流实

验台上测得的Ω越高，则压缩终点燃烧室内的涡流也越强。

7.写出紊流运动中的时均速度表达式，说明脉动速度和瞬时速度之间的关系。在内燃机缸内流动研究中如何应用它？在缸内、冷却水道、进排气道内流动的研究中如何求时均速度？[94下]

[p109] 设作紊流运动的流体所在的管道中某点的瞬时轴向速度为v xi ，则在时间间隔Δ

t

内v xi 的平均值称为时均速度

v x ，即

t

xi x

dt

v t

v 0

1对于等截面流量不变的流动来说，只要所取的时间间隔不过短，则时均速度为常数。显然瞬时速度v xi =v x +v x ’。v x ’为脉动速度，即瞬时速度与时均速度之差，它的时均值为零。

在发动机中，时间应与曲轴转角θ对应起来，Δt ～Δθ，dt ～d θ，并且由于内燃机中的

流动都是瞬态的变化过程，Δθ不可取得过大。90：

8.说明温度对液体和气体粘性的影响及原因，指出在压缩终了的发动机气缸内

的空气粘度，包括动力粘度和运动粘度提高了还是降低了（与压缩前相比）？[94下]

[p11] 液体粘度随温度上升而减小，

而气体粘度随温度上升而增大。

液体分子间隙比气体

小得多，分子间引力大得多，是液体粘性的主要因素。当温度上升时，分子间隙增大，吸引力减小，粘度降低。气体分子间引力微不足道，粘性的主要因素是气体分子作混乱运动时不同流层间的能量交换。温度升高，则分子运动剧烈，动量交换越频繁，粘度也越大。

普通压强对流体粘度几乎没有影响，此时可认为粘度只与温度有关。但是在高压作用下，气体和液体的粘度均随压强的增高而增大。压缩终了气缸中空气的动力粘度增加，而运

动粘度却下降，因为压缩过程中气体密度增加更快。**********

9.说明伯努利方程******的应用条件及物理意义。

应用条件：不可压缩理想流体在重力场中的定常流动，同一条流线上不同的点。物理意

义：沿流线单位质量流体的“压强势能+位势能+动能=常数”或“压强水头+位置水头+速度水头=常数，总水头线为平行于基准线的水平线。”（[p215]另一种说法：对于有旋流动，沿同一条流线单位质量流体的位势能、压强势能和动能的总和保持不变；对于无旋

流动，在整个流场中总机械能保持不变）

10.在一元等熵定常的空气流动中，试证明******（空气k=1.4）。

可压缩流体一元定常等熵流动

物理意义：

***

11.在发动机气缸中，涡流比为N（N>0）的运动是有旋流还是无旋流，为什么？

12.说明流体运动是▽2φ=0的物理条件。

φ为势函数，速度势函数对三个坐标的偏导数等于速度在三个坐标轴的分量。***不可压缩流体▽2φ=0[拉普拉斯方程]

不可压缩流体的平面流存在流函数

不可压缩流体的有势流动[平面无旋流]，速度势满足拉普拉斯方程

平面上可将等势线和流线簇构成正交网络，称为流网。

13.雷诺数代表什么意义？[94上]

[p88] Re=ρvl/μ=vl/ν。惯性力与粘滞力之比。二流动的粘滞力作用相似，它们的雷诺

数必定相等，这就是粘滞力相似准则，或雷诺准则。雷诺数是流体的密度、速度、粘度

和流道线性尺寸的无量纲综合量，是判别流体流动状态的准则数。代入上下临界速度，

可得上下临界雷诺数。上临界雷诺数在工程上没有实际意义，通常把下临界雷诺数作为

判别层流和紊流的准则，而且一般取圆管的临界雷诺数为2000。

14.简述可压缩流体和不可压缩流体的性质，说明在内燃机的各部分（包括进排

气管道内及气缸内）气体流动的研究中，哪些可处理为不可压缩流体，哪些

必须处理为可压缩流体，为什么？[94上]00000

[p10] 流体的压缩性是流体的基本属性，任何流体都是可压缩的，只是可压缩程度不

同而已。随着压强增高，体积缩小；随着温度升高，体积膨胀。这就是流体的压缩性和

膨胀性。

工程实际问题中是否考虑流体的可压缩性，要视具体情况而定。通常把液体视

为不可压缩流体，就是忽略在一般工程中没有多大影响的微小的体积变化，而把液体的

密度视为常量。但是水击现象、水下爆炸等例外。通常把气体视为可压缩流体，特别在

流速较高、压强变化较大的场合。反之可视为不可压缩流体。

工程实际问题凡是可把其密度视为常数的或者流速不大，压强低的流体，都当作不可压

缩流体来处理，否则作为可压缩流体，例如内燃机进排气管道中的压力波传播问题。但在研

究它们的流通能力时，又当作不可压缩流体。在研究气缸内运动时，也可把密度视为处处均匀，来研究缸内的涡流和挤流等问题，从而把空气当作不可压缩流体来处理。

15.如内燃机气缸内空气作涡流运动时具有切线速度V，沿气缸半径R分布的特

征是外低内高，且遵守V*R=常数，如图所示，说明这种涡流是什么类型的涡流？为什么？[94上]

16.简述卡门涡阶的产生过程及卡门涡阶流量计的工作原理（指流体力学方面）。

粘性流体以较大速度绕过圆柱体流动时，在圆柱体的后半部分压强梯度较大，以至边界

层分离。当雷诺数Re=60时，形成几乎稳定的，非对称的，多少有些规则的，旋转方向

相反的交替旋涡，称为卡门涡街。这两列旋转方向相反的旋涡周期性地均匀交替脱落，

有一定的脱落频率f=Sr*v/d。Sr为斯特劳哈尔数，在大雷诺数下，它近似等于常数0.21。

根据卡门涡街的性质可制成卡门涡街流量计。在管道内与流体流动方向垂直的方向插入

一根圆柱体验测杆，在验测杆下游产生卡门涡街。在Re=1000到1.5X105范围内，Sr基本上等于常数，测得了旋涡的脱落频率，便可由上式求得流速，从而可确定管道内流体

的流量。测定流量的问题归结为求卡门涡街脱落频率的问题。而频率的测量方法有热敏

电阻丝法、超声波束法等。

17.在什么条件下，可把流体运动视为有势运动，用有势运动的观点分析流体的

运动在教学上有何方便之处？

18.说明有旋流动与无旋流动的定义，说明在直喷式柴油机气缸内组织的涡流运

动是有旋流还是无旋流？[94下]

19.判断[94下]

1）只有定常运动流线才会与迹线重合

2）不论理想流体还是粘性流体，涡管强度沿涡管保持不变

3）不可压缩流体无旋流的流函数也满足拉普拉斯方程

4）激波内的气体流动不能再假设为连续介质流动

19.试述两流动现象在力学上的动力相似[92]

91下：

1.[同2]

2.[同8]液体和气体的粘度随温度的变化趋势如何？为什么？内燃机气缸中气

体的粘度在压缩过程中是如何变化的（包括动力粘度和运动粘度）？

3.[同7]

4.[同16]

5.[同17]

90

2. 如图所示，是水平面内流场中的两条流线。试证明v方向的总能量变化率表达

式为：***

3.粘性流体（粘性系数为μ）在压力差作用下，在两平板中流动。雷诺数Re<2000，几何尺寸如图所示，b》h，假如可略去在侧面的粘性作用，试导出流速分布v=v （y）、流量、壁面剪切力的表达式。

4.气流在截面缓慢变化的管道内流动，可近似认为气流沿管轴方向为一维定常等

熵流动。它服从关系式******。全面讨论流速与截面积变化的关系。

6.图中水箱的水位H0保持不变。当连接水箱的管道出口端的闸门突然开放后，

水即由静止转为流动，并逐渐达到恒定流动。如不计流动损失和动能修正，确

定管中流速与时间的关系。已知非恒定流的能量方程为******

1.伯努利方程：不可压缩理想流体在重力场中的一维定常流动的能量方程v2/2+g*z+p/ρ=

常数（沿同一流线积分而得）。

物理意义：不可压缩流体在重力场中作一维定常流动时，沿流线单位质量流体的动能、

位势能、和压强势能之和为常数。

对于单位重力的流体：v2/(2*g)+z+p/(ρ*g)=H

物理意义：不可压缩流体在重力场中作一维定常流动时，沿流线单位重力流体的速度

水头、位置水头、压强水头之和为常数，即总水头线为一平行于基准线的水平线。

2.理想流体运动微分方程：

对于无旋流动，得到欧拉积分：π+P F+v2/2=常数

对于非粘性不可压缩流体或可压缩的正压流体，在有势的质量力作用下作定常无旋流动时，

流场中每一点的单位质量流体质量力的位势能π、压强势能P F和动能v2/2的总和保持不变，而这三种机械能可以相互转换。

对于有旋流动，沿某条流线积分，得伯努利积分。

伯努利方程表示：对有旋流动，沿同一条流线单位质量流体的动能、位势能和压强势能之和为常数；对于无旋流动，在整个流场中保持不变。

3.正压流体：流体可压缩，密度仅与压强有关。存在一个压强函数P F。

常见正压流体：等温流动的可压缩流体：P F+=R*T1*lnp

等熵流动的可压缩流体：P F=(γ/(γ-1))*(p/ρ)

不可压缩流体[ρ=常数]：P F=p/ρ。

4.气体的一维流动[略]

5.流体运动的基本概念及基本方程

流线[p58]：在某一瞬时，该曲线上的每一点的速度矢量总是在该点与曲线相切。

流线的微分方程：p59（3-11）

流管、流束[p59]：在流场内作一本身不是流线又不相交的封闭曲线，通过这样的封闭曲线

上的各点的流线所构成的管状表面成为流管。流管内部的流体成为流束。

系统内流体所具有的某种物理量的总量对时间的随体导数是由两部分组成的：一部分相当于当地导数，等于控制体内该总量的时间变化率；另一部分相当于迁移导数，等于通过静止的控制面单位时间内流进和流出的这种物理量的差值。

积分形式的连续方程[p63]

能量转换和守恒定律：流体系统中能量的时间变化率等于单位时间内质量力和表面力对系统

所作的功加上单位时间外界与系统交换的能量。

伯努利方程[p71]

气穴（空泡）现象：当流体压强降低到空气分离压，或继续降低到液体的饱和压强以下时，

溶解的气体游离出来，液体汽化，形成气泡。

皮托管[p72]：方程。只要测得某点的总压和静压，就可求出流速。

文丘里管[p73]：方程。由静压管的两个截面的面积可以计算管道的流量。

？？？

管道损失

两类能量损失：沿程、局部

两种流动状态：层流、紊流

管道入口段流动

边界层[p105]：当粘性流体流经固体壁面时，在壁面与主流之间必定有一个流速变化的区域，

在高速流动种这个区域是薄层的，成为边界层。边界层中流动状态有层流与紊流之分。

管道入口段：边界层在管轴处相交，成为充分发展的流动之前的管段称为管道入口段。

由于紊流边界层增厚的速度比层流的大，所有它的管道入口段要短。

紊流流动：时均速度：脉动速度的时均值。

空间各点的时均速度不随时间改变的紊流流动，定常流动，准定常流动

普朗特混合长度

沿程损失系数：尼古拉兹实验：层流区、过渡区、紊流光滑管区、紊流粗糙管过渡区、紊流

粗糙管平方阻力区

莫迪图：层流区、临界区、光滑管区、过渡区

局部损失：虹吸，不能低于饱和压强

水击现象

相似原理和量纲分析：

流动相似条件：凡属同一类的流动，当单值条件相似而且由单值条件中的物理量组成的相似

准则数相等时，这些流动必定相似

同一类：应为相同的微分方程所描述

单值条件：几何条件、边界条件、物性条件、初始条件

单值条件中物理量称为定性量，即决定性质的物理量。由定性量组成的相似准则数称为定性

准则数。被决定量的相似准则数称为非定性准则数。

量纲分析法：

瑞利法：用定性物理量***的某种幂次之积的函数来表示被决定的物理量

π定理：如果一个物理过程涉及到n个物理量和m个基本量纲，则这个物理过程可以用由n 个物理量组成的n-m个无量纲量（相似准则数）的函数关系来描述。这些无量纲量用πi（I=1，2，…，n-m）来表示。

几种不可压缩流体的平面流动

平行流：等速直线运动。流场中各点速度的大小方向等相同。

g*z+p/ρ=常数。忽略ρ时可得φ=常数

点源：无限平面上流体从一点沿径向直线均匀地向各方流出。

点汇：无限平面上流体从各方沿径向直线均匀地流向一点。

等势线---***流函数---***

涡流和点涡

有一涡管强度为*的直线涡束，该涡束好象刚体一样以等角速度绕自身轴旋转。涡束周围的

流体也将绕涡束轴产生环流。假设涡束无限长，可以认为与涡束轴垂直的所有平面上的流动

情况都是一样的，也就是可以作为平面流来处理。这种涡束诱导出的平面流为涡流。涡束外的流动称为旋转势流。[图]速度分布、压强分布。

涡束外刚体沿圆周的流动都是等速的。各圆流速不同。速度沿半径变化率可由斯托克斯公式

求得。涡束的涡通量******若涡束半径趋于0，则称为点涡。

理想气体的有旋流动和无旋流动：

伯努利方程、涡线、涡管、涡通量（涡流强度）

斯托克斯定理：当封闭周线内有涡束时，则沿封闭周线的速度环量等于该封闭周线内所有涡

束的涡通量之和。

汤姆孙定理：正压性的理想流体在有势的质量力作用下，沿任何流体质点组成的封闭周线的

速度环量不随时间而变。

亥姆霍兹第一定理[理想、有旋]：在同一瞬间涡管各截面上的涡通量都相同。正压性的理想

流体在有势的质量力作用下，涡管永远保持由相同流体质点构成的涡管。涡管强度永远不变。

▽Ф2有势流动：不可压缩流体的有势流动，速度势满足拉普拉斯方程，速度势**，速度沿三个坐标轴的分量等于速度势对相应坐标的偏导数。

流函数ψ物理意义[p224]：平面流动中两条流线间单位厚度通过的体积流量等于两条流线上

的流函数之差。[不可压缩流体]

平面流动中流线的微分方程：***

流网：平面上将等势线簇和流线簇构成的正交网络。

雷诺数代表惯性力与粘性力之比。Re**

流体为油时，**为层流状态

流体为空气时，**流动状态可能为紊流状态

若Re<<1，则惯性力与粘性力之比可以忽略

水击现象

6.非刚性涡流势流旋转区

有斯托克斯定理，沿任何圆周流线的速度环量（沿涡束的旋涡强度）等于涡束的涡通量*** 这种涡束诱导的平面流动称为涡流

涡束外的流动称为势流旋转区

7．P278在圆柱体后尾流的卡门涡街中，两列旋转方向相反的旋涡周期性地均匀交替脱落，

有一定的脱落频率n，它与流体的速度成正比，与圆柱体的直径d成反比，即n=s*v/d，式中s为斯特劳哈尔数，它只与雷诺数有关。在大雷诺数下，（>1000），近似为常数，0.21。

根据上述性质可制成卡门涡街流量计。

8.当流体不可压缩，作为有势流动来处理，于是问题归结为拉普拉斯方程中的，只有一个未

知函数，该函数为解析的，数学研究充分，便可根据初始条件和边界条件求解拉普拉斯方程

问题，求Ф，三个速度分量，再根据伯努利方程求出压强分布。

9.涡线是一条曲线，在给定瞬时这条曲线上的每一点的切线与位于该点的流体微团的角速度

的方向重合，即流体微团转动轴体。

涡管：在涡量场中某瞬时取一不是涡线的封闭曲线，通过封闭曲线上每一点作涡线，这些涡线形成管状表面，即涡管，涡管中充满着作旋转运动的流体，即涡束，旋涡强度**

复习重点

第一章

1.

2.连续介质假设

3.表面力、质量力

4.密度[比容]

5.压缩性和膨胀性[压缩系数，体积模量、体胀系数、可压缩流体、不可压缩流体]

6.粘性，牛顿内摩擦定律[动力粘度，运动粘度（动力粘度/密度），粘度的测量，牛顿流

体和非牛顿流体，粘性流体和理想流体]

7.液体表面性质[表面张力、毛细现象]

第二章：流体静力学

1.流体静压强

2.流体平衡微分方程式[力的势函数和有势力，等压面]

3.流体静力学基本方程式[意义]，可压缩流体中压强的变化

4.绝对压强，计示压强，测压计

5.液体的相对平衡

6.静止液体作用在平面上的总压力[大小，作用点]

7.静止液体作用在曲面上的总压力[大小，作用点，压力体]

第三章：流体运动的基本概念和基本方程

1.研究流体流动的方法[欧拉方法，当地加速度，迁移加速度；当地导数，迁移导数]

2.流动的分类[定常、非定常流动；一维、二维、三维流动]

3.迹线与流线

4.流管、流束、流量

5.系统与控制体[输运公式]

6.连续方程[积分形式]

7.动量方程与动量矩方程

8.能量方程

9.伯努利方程[皮托管，文丘里管]

10.沿流线主法线方向速度和压强的变化

11.粘性流体总流的伯努利方程[重力作用下不可压缩粘性流体定常流动任意二缓变流截

面]

第四章相似原理和量纲分析

1.流动的力学相似[流动空间的各对应点上，各对应时刻，表征流动过程的所有物理量各

自互成一定比例；几何、运动、动力]

2.动力相似准则[牛顿相似准则，重力、粘滞力、压力、非定常性、弹性力、表面张力；

相似准则数；雷诺数]

3.流动相似条件

4.近似的模型试验

5.量纲分析法[物理方程量纲一致性原则、瑞利法、pai定理]

第五章管流损失和水力计算

1.管内流动的能量损失[沿程、局部]

2.粘性流体的两种流动状态[层流、紊流；雷诺数]

3.管道入口段中的流动[层流、紊流边界层]

4.圆管中流体的层流流动

5.粘性流体的紊流流动[紊流流动，时均速度和脉动速度；紊流中的切向应力，普朗特混

合长度；圆管中紊流的速度分布和沿程损失]

6.沿程损失的实验研究[尼古拉兹实验、莫迪图]

7.非圆形管道沿程损失的计算[当量直径、水力半径]

8.局部损失[管道截面突然扩大、突然缩小、弯管]

9.综合应用举例[集流器、堰流、虹吸]

10.管道水力计算[简单管道、串联管道、并联管道、分支管道、管网]

11.液体的出流[薄壁孔口定常出流（收缩系数、流速系数、流量系数）、外伸管嘴（厚壁空

口）定常出流、各种管嘴的出流系数、薄壁空口非定常出流]

12.水击现象[描述、水击压强、直接间接水击，减弱措施]

13.气穴和气蚀[p155]

第六章气体的一维流动[气体的一维定常流动]

1.微弱扰动的一维传播声速马赫数

2.气流的特定状态和参考速度速度系数[滞止状态、极限状态、临界状态、速度系数]

3.正激波[激波的形成和厚度、正激波的传播速度***公式、正激波前后气流参数的关系波

阻的概念]

4.变截面管流[定比热完全气体的一维定常绝能等熵流；气流速度与通道截面的关系：喷

管（收缩喷管、缩放喷管），扩压器]

5.等截面摩擦管流（一维定常绝能流）[范诺线、绝热摩擦管流的计算、摩擦造成的壅塞

现象]

6.等截面换热管流（定比热非粘性完全气体等截面定常管流的纯T0变化过程）[瑞利线、

换热管流的计算]

第七章理想流体的有旋流动和无旋流动

1.微分形式的连续方程[可压缩流体非定常三维流动微分形式的连续方程>可压缩定常+不

可压缩定常或非定常]

2.流体微团运动的分解有旋流动和无旋流动[移动、转动和变形运动]

3.理想流体的运动微分方程[欧拉方程、兰姆方程：判断有旋或无旋]

4.欧拉积分式和伯努利积分式[非粘性的不可压缩流体和可压缩的正压流体] 伯努利方程

5.理想流体流动的定解条件[起始条件、边界条件]

6.涡线涡管涡束涡通量

7.速度环量斯托克斯定理

8.汤姆孙定理亥姆霍兹旋涡定理[正压性理想流体有势力作用、三]

9.有势流动速度势和流函数流网[无旋流动=有势流动]

10.几种简单的不可压缩流体的平面流动[平行流、点源和点汇、涡流和点涡]

11.几种简单的平面无旋流动的叠加[点汇和点涡—螺旋流、点源和点汇—偶极流]

12.平行流绕过圆柱体无环流的平面流动

13.平行流绕过圆柱体有环流的平面流动库塔—儒可夫斯基公式

14.叶栅的库塔—儒可夫斯基公式

15.库塔条件

第八章粘性流体绕过物体的流动

1.不可压缩粘性流体的运动微分方程（纳维—斯托克斯方程）[p252]

2.不可压缩粘性流体的层流流动[环形管道中流体的定常层流流动、平行平板间流体的定

常层流流动、流体动力润滑]

3.边界层的基本概念[表面，0-->与来流同数量级]

4.层流边界层的微分方程

5.边界层的动量积分关系式

6.边界层的位移厚度和动量损失厚度

7.平板的层流边界层的近似计算

8.平板的紊流边界层的近似计算[平板的层流边界层与紊流边界层的重大差别]

9.平板的混合边界层的近似计算

10.曲面边界层的分离现象

11.绕过圆柱体的流动卡门涡街

12.物体的阻力阻力系数

13.边界层的控制

14.雷诺数很小时绕过静止圆求的定常平行流

15.自由淹没射流[原形截面轴向对称射流]

第九章气体的二维流动

1.微弱扰动在空间的传播马赫锥

2.微弱扰动波[膨胀波、微弱压缩波、气流折转角的计算]

3.斜激波

4.激波的反射和相交[激波在平直壁面上的反射、异侧激波的相交、同侧激波的相交、激波

在自由边界上的反射]

5.激波与边界层的相互干扰[激波入射到层流边界层上、激波入射到紊流边界层上、物面内

折转处激波与边界层的干扰、尖劈前缘边界层对激波的影响]

ensure

vt. 保证, 担保, 使安全, 保证得到v. 确保, 确保, 保证

insure

vt. 给...保险v. 确保

assure

vt. 断然地说, 确告, 保证, 担保保证;确信；使放心保险；人寿保险

reassure

vt. 使...安心, 再保证, 使...恢复信心, 打消...的疑虑;安慰；使安心

It be +形容词/过去分词that ……

Advisable asked better commanded desirable essential imperative Important insisted necessary ordered preferred recommended requested required suggested urgent vital

同位语从句：名词+that ……

Advice demand importance insistence motion necessity order preference proposal recommendation request requirement significance suggestion understanding

特殊结构的虚拟语气

would rather/sooner/just as soon that ……（过去时）

lest ……结构+（should）+动词原形

but for/but that结构

effect and cause

1.begin with a statement of the effect

2.explain the causes (or reasons for) that effect

3.conclude what has caused the effect

the cause of n be

the reason for n be

cause

result in

lead to

be caused by

due to

therefore

so

as a result

as a consequence

accordingly

consequently

because of this

thus

hence

for this reason

because

as

Since

Now that

Because of

On account of

As a result of

Owing to

《工程流体力学》考试试卷及答案解析

《工程流体力学》复习题及参考答案 整理人:郭冠中内蒙古科技大学能源与环境学院热能与动力工程09级1班 使用专业:热能与动力工程 一、名词解释。 1、雷诺数 2、流线 3、压力体 4、牛顿流体 5、欧拉法 6、拉格朗日法 7、湿周 8、恒定流动 9、附面层 10、卡门涡街11、自由紊流射流 12、流场 13、无旋流动14、贴附现象15、有旋流动16、自由射流 17、浓差或温差射流 18、音速19、稳定流动20、不可压缩流体21、驻点22、 自动模型区 二、就是非题。 1.流体静止或相对静止状态的等压面一定就是水平面。 ( ) 2.平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。 ( ) 3.附面层分离只能发生在增压减速区。 ( ) 4.等温管流摩阻随管长增加而增加,速度与压力都减少。 ( ) 5.相对静止状态的等压面一定也就是水平面。 ( ) 6.平面流只存在流函数,无旋流动存在势函数。 ( ) 7.流体的静压就是指流体的点静压。 ( ) 8.流线与等势线一定正交。 ( ) 9.附面层内的流体流动就是粘性有旋流动。 ( ) 10.亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加,速度增加,压力减小。( ) 11.相对静止状态的等压面可以就是斜面或曲面。 ( ) 12.超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加,速度减小,压力增加。( ) 13.壁面静压力的压力中心总就是低于受压壁面的形心。 ( ) 14.相邻两流线的函数值之差,就是此两流线间的单宽流量。 ( ) 15.附面层外的流体流动时理想无旋流动。 ( ) 16.处于静止或相对平衡液体的水平面就是等压面。 ( ) 17.流体的粘滞性随温度变化而变化,温度升高粘滞性减少;温度降低粘滞性增大。 ( ) 18.流体流动时切应力与流体的粘性有关,与其她无关。 ( ) 三、填空题。 1、1mmH2O= Pa 2、描述流体运动的方法有与。 3、流体的主要力学模型就是指、与不可压缩性。 4、雷诺数就是反映流体流动状态的准数,它反映了流体流动时 与的对比关系。 5、流量Q1与Q2,阻抗为S1与S2的两管路并联,则并联后总管路的流量Q

工程流体力学(一)试题库

2009 年 秋季学期 工 程 流 体 力 学 题号 一 二 三 四 五 六 总分 分数 班号 学号 姓名 一、解释下列概念：（20分） 1. 连续性介质模型、粘性、表面力、质量力 2. 等压面、压力体、流线、迹线 简述“流体”的定义及特点。 3. 恒定流动、非恒定流动、牛顿流体、正压流体 简述 Euler “连续介质模型”的内容及引入的意义。 4.动能修正因数、动量修正因数、水力半径、当量直径 简述“压力体”的概念及应用意义。 5. 有旋运动、无旋运动、缓变流动、急变流动 .简述研究“理想流体动力学”的意义。

二.简答题（10分） 1.流体粘性产生的原因是什么？影响流体粘性的因素有哪些？ 2.粘性的表示方法有几种？影响流体粘性的因素有哪些？ 3.举例说明等压面在静力学计算中的应用 4. 举例说明压力体在静力学计算中的应用 说明静止流体对曲面壁总作用力的计算方法 三．推导题（30分） 1试推导:流体在直角坐标系中非恒定可压缩流体连续性微分方程式为： 2．试推导粘性流体应力形式的运动微分方程 2．试从粘性流体应力形式出发推导粘性流体的运动微分方程（N-S 方程） 4. 由恒定流动、不可压缩流体流体微小流束的伯努利方程出发，推求粘性流体总流的伯努利方程，并指出其使用条件。 5.推求粘性不可压缩流体作恒定流动时的动量方程式 试证明在不可压缩流体的缓变过流断面上有: z+p/ρg=c 1.试证明：粘性流体的动压强为 四、已知某流速场速度分布为 ,,x y z v yz t v xz t v xy =+=+= 10 d V dt ρ ρ+?=u v g ()1 3 xx yy zz p σσσ=- ++

工程流体力学(试题)

《工程流体力学》综合复习资料 一、判断题 1、 根据牛顿内摩擦定律，当流体流动时，流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。 2、 一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压 强的平均值。 3、 流体流动时，只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。 4、 在相同条件下，管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。 5、 稳定（定常）流一定是缓变流动。 6、 水击产生的根本原因是液体具有粘性。 7、 长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。 8、 所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。 9、 外径为D ，内径为d 的环形过流有效断面，其水力半径为 4 d D -。 10、 凡是满管流流动，任何断面上的压强均大于大气的压强。 二、填空题 1、某输水安装的文丘利管流量计，当其汞-水压差计上读数cm h 4=?，通过的流量为 s L /2，分析当汞水压差计读数cm h 9=?，通过流量为 L/s 。 2、运动粘度与动力粘度的关系是 ，其国际单位是 。 3、因次分析的基本原理是： ；具体计算方法分为两种 。 4、断面平均流速V 与实际流速u 的区别是 。 5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为 ， 其适用条件是 。 6、泵的扬程H 是指 。 7、稳定流的动量方程表达式为 。 8、计算水头损失的公式为 与 。 9、牛顿内摩擦定律的表达式 ，其适用范围是 。 10、压力中心是指 。 三、简答题 1、 稳定流动与不稳定流动。 2、 产生流动阻力的原因。 3、 串联管路的水力特性。 4、 如何区分水力光滑管和水力粗糙管，两者是否固定不变？ 5、 静压强的两个特性。 6、 连续介质假设的内容。 7、 实际流体总流的伯诺利方程表达式及其适用条件。 8、 因次分析方法的基本原理。 9、 欧拉数的定义式及物理意义。 10、 压力管路的定义。 11、 长管计算的第一类问题。 12、 作用水头的定义。 13、 喷射泵的工作原理。 14、 动量方程的标量形式。 15、 等压面的特性。

工程流体力学课后习题(第二版)答案

第一章 绪论 1-1．20℃的水2.5m 3 ，当温度升至80℃时，其体积增加多少？ [解] 温度变化前后质量守恒，即2211V V ρρ= 又20℃时，水的密度3 1/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 32 1 125679.2m V V == ∴ρρ 则增加的体积为3 120679.0m V V V =-=? 1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度ν增加15%，重度γ减少10%，问此时动力粘度μ增加多少（百分数）？ [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+== 原原原μρν035.1035.1== 035.0035.1=-=-原 原 原原原μμμμμμ 此时动力粘度μ增加了3.5% 1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02 y hy g u -=，式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。 [解] μρ/)(002.0y h g dy du -= )(002.0y h g dy du -==∴ρμ τ 当h =0.5m ，y =0时 )05.0(807.91000002.0-??=τ Pa 807.9= 1-4．一底面积为45×50cm 2，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。

[解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时，等速下滑 y u A T mg d d sin μθ== 001 .0145.04.062 .22sin 8.95sin ????= = δθμu A mg s Pa 1047.0?=μ 1-5．已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律y u d d μ τ=，定性绘出切应力沿y 方向的分布图。 [解] 1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。已知导线直径0.9mm ，长度20mm ，涂料的粘度μ=0.02Pa ．s 。若导线以速率50m/s 拉过模具，试求所需牵拉力。（1.O1N ） [解] 2 53310024.51020108.014.3m dl A ---?=????==π y u u u u y u u y ττ= 0y ττy 0 τττ=0 y

工程流体力学试题及答案1

一\选择题部分 （1）在水力学中，单位质量力是指（答案：c ） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力； d、单位重量液体受到的质量力。 （2）在平衡液体中，质量力与等压面（答案：d） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b （4）水力学中的一维流动是指（答案：d ） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（答案：b） a、8； b、4； c、2； d、1。 （6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于答案：c a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区（7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为答案：c a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m （8）在明渠中不可以发生的流动是（答案：c ） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（答案：b）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为答案：b a、缓流； b、急流； c、临界流； （11）闸孔出流的流量Q与闸前水头的H（答案：d ）成正比。 a、1次方 b、2次方 c、3/2次方 d、1/2次方 （12）渗流研究的对象是（答案：a ）的运动规律。 a、重力水； b、毛细水； c、气态水； d、薄膜水。 （13）测量水槽中某点水流流速的仪器有答案：b a、文丘里计 b、毕托管 c、测压管 d、薄壁堰 （14）按重力相似准则设计的水力学模型，长度比尺λL=100，模型中水深为0.1米，则原型中对应点水深为和流量比尺为答案：d a、1米，λQ =1000； b、10米，λQ =100；

工程流体力学全试题库完整

水力学练习题及参考答案 一、是非题(正确的划“√”，错误的划“×) 1、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。（√） 2、图中矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合。(×) 3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。(×) 4、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的，当 Fr＞1为急流。 (√) 5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。（×） 6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。（×） 6、达西定律适用于所有的渗流。（×） 7、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。（√） 8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。 (√) 9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。 (√) 10、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。（×） 11、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。(√) 12、陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。 (√) 13、在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。 (×) 14、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等，但底坡不同，因此它们 的正常水深不等。 (√) 15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。（√） 16、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。(×) 17、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。 (√) 18、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。 (×) 19、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。（√） 20、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。(×) 21、缓坡上可以出现均匀的急流。 (√) 22、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50 kPa。 (√) 24、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。 (√) 25、水深相同的静止水面一定是等压面。 (√) 26、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。（×） 27、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。(√) 28、陡坡上可以出现均匀的缓流。 (×) 29、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。 (√) 30、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。 (×)

工程流体力学试题含答案

《工程流体力学》复习题及参考答案 一、名词解释。 1、雷诺数 2、流线 3、压力体 4、牛顿流体 5、欧拉法 6、拉格朗日法 7、湿周 8、恒定流动 9、附面层 10、卡门涡街11、自由紊流射流 12、流场 13、无旋流动14、贴附现象15、有旋流动16、自由射流 17、浓差或温差射流 18、音速19、稳定流动20、不可压缩流体21、驻点 22、自动模型区 二、是非题。 1.流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。（） 2.平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。（） 3.附面层分离只能发生在增压减速区。（） 4.等温管流摩阻随管长增加而增加，速度和压力都减少。（） 5.相对静止状态的等压面一定也是水平面。（） 6.平面流只存在流函数，无旋流动存在势函数。（） 7.流体的静压是指流体的点静压。（） 8.流线和等势线一定正交。（） 9.附面层内的流体流动是粘性有旋流动。（） 10.亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度增加，压力减小。（） 11.相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。（） 12.超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度减小，压力增加。（） 13.壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。（） 14.相邻两流线的函数值之差，是此两流线间的单宽流量。（） 15.附面层外的流体流动时理想无旋流动。（） 16.处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。（） 17.流体的粘滞性随温度变化而变化，温度升高粘滞性减少；温度降低粘滞 性增大。（） 18.流体流动时切应力与流体的粘性有关，与其他无关。（） 三、填空题。 1、1mmH2O= Pa 2、描述流体运动的方法有和。 3、流体的主要力学模型是指、和不可压缩性。 4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时

大学工程流体力学实验-参考答案

流体力学实验思考题 参考答案 流体力学实验室二○○六年静水压强实验1．同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？测压管水头指z p ，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面内的测压管水头线是一根水平线。 2．当p B 0 时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。 p B 0 ，相应容器的真空区域包括以下三个部分： （1）过测压管2 液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而 言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占区域，均为真空区域。 （2）同理，过箱顶小不杯的液面作一水平面，测压管 4 中，该平面以上的水体亦为真 空区域。 （3）在测压管5 中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区域。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4 液面高于小水杯液面高度相等。3．若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0 。 最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5 油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h和h0 ，由式w h w 0h0 ，从而求得0 。4．如测压管太细，对于测压管液面的读数将有何影响？ 设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算 式中，为表面张力系数；为液体容量；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。常温的水， 0.073N m ，0.0098N m3。水与玻璃的浸润角很小，可以认为cos 1.0。 于是有 h 29.7 d （h 、d 均以mm 计） 一般来说，当玻璃测压管的内径大于10 mm时，毛细影响可略而不计。另外，当水质 不洁时，减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机下班玻璃作测压管时，浸润角较大，其h 较普通玻璃管小。如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时，互相抵消了。 5．过C 点作一水平面，相对管1、2、5 及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面？哪一部分液体是同一等压面？ 不全是等压面，它仅相对管1、2 及水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面。因为只有全部具有下列5 个条件的平面才是等压面：（1）重力液体；（2）静止；（3）连通；（4）连通介质为同一均质液体；（5）同一水平面。而管5 与水箱之间不符合条件（4），相对管5 和水箱中的液体而言，该水平面不是水平面。

工程流体力学试题库

工程流体力学试题库 工程流体力学试题一、单项选择题(每小题1分，共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字 母填在题后的括号内。 1.气体温度增加，气体粘度( ) A.增加 B.减小 C.不变 D.增加或减小 2.某单位购买了一台提升汽车的油压升降机(如图一所示)，原设计操纵方法是:从B管进高压油，A管排油时平台上升(图 一的左图);从A管进高压油，B管排油时平台下降。在安装现场工人不了解原 设计意图，将A、B两管联在一起成为 C管(图一的右图)。请你判断单靠一个C管通入高压油或排油，能操纵油压机 升降吗?你的判断:( ) A.可以 B.不能动作 C.能升不能降 D.能降不能升 3.在一个储水箱的侧面上、下安装有两只水银U形管测压计(如图二)，当箱顶部压强p=1个大气压时，两测压计水银柱高0之差?h=h-h=760mm(Hg)，如果顶部再压入一部分空气，使p=2个大气压时。则?h应为( ) 120 A.?h=-760mm(Hg) B.?h=0mm(Hg)

C.?h=760mm(Hg) D.?h=1520mm(Hg) .流体流动时，流场各空间点的参数不随时间变化，仅随空间位置而变，这种流动称为( ) 4 A.定常流 B.非定常流 C.非均匀流 D.均匀流 5.在同一瞬时，流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线( ) A.重合 B.相交 C.相切 D.平行 6.下列说法中，正确的说法是( ) A.理想不可压均质重力流体作定常或非定常流动时，沿流线总机械能守恒 B.理想不可压均质重力流体作定常流动时，沿流线总机械能守恒 C.理想不可压均质重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒 D.理想可压缩重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒 7.当圆管中流体作层流流动时，动能修正系数α等于( ) A.1 B.2 C.3 D.2000 8.如图所示，容器若依次装着水与汽油，假定二者均为理想流体，且H=常数，液面压强为大气压，则从管口流出的水与汽油之间的速度关系是( )

流体力学实验思考题解答(全)

流体力学课程实验思考题解答 （一）流体静力学实验 1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γ p Z + ，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测 压管水头线指测压管液面的连线。从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2、 当0

工程流体力学历年试卷及答案[精.选]

一、判断题 1、 根据牛顿内摩擦定律，当流体流动时，流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。 2、 一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强的平均 值。 3、 流体流动时，只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。 4、 在相同条件下，管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。 5、 稳定（定常）流一定是缓变流动。 6、 水击产生的根本原因是液体具有粘性。 7、 长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。 8、 所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。 9、 外径为D ，内径为d 的环形过流有效断面，其水力半径为4 d D -。 10、 凡是满管流流动，任何断面上的压强均大于大气的压强。 二、填空题 1、某输水安装的文丘利管流量计，当其汞-水压差计上读数cm h 4=?，通过的流量为s L /2，分析 当汞水压差计读数cm h 9=?，通过流量为 L/s 。 2、运动粘度与动力粘度的关系是 ，其国际单位是 。 3、因次分析的基本原理是： ；具体计算方法分为两种 。 4、断面平均流速V 与实际流速u 的区别是 。 5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为 ， 其适用条件是 。 6、泵的扬程H 是指 。 7、稳定流的动量方程表达式为 。 8、计算水头损失的公式为 与 。 9、牛顿内摩擦定律的表达式 ，其适用范围是 。 10、压力中心是指 。 一、判断题 ×√×√× ×××√× 二、填空题 1、 3 L/s 2、 ρμν=，斯(s m /2 ) 3、 因次和谐的原理，п定理 4、 过流断面上各点的实际流速是不相同的，而平均流速在过流断面上是相等的 5、 22222212111 122z g v a p h g v a p z +++=++-γγ，稳定流，不可压缩流体，作用于流体上的质量力只有重力，所取断面为缓变流动 6、 单位重量液体所增加的机械能 7、 ∑?=F dA uu cs n ρ

工程流体力学习题及答案

工程流体力学习题及答案（1） 1 某种液体的比重为3，试求其比容。 （答：3.3×10-4米3/公斤） 2 体积为5.26米3的某种油，质量为4480公斤，试求这种油的比重、密度与重度。 （答：0.85；851公斤/米3；8348牛/米3） 3 若煤油的密度为0.8克/厘米3，试求按工程单位计算的煤油的重度、密度与比容。 （答：800公斤力/米3；81.56公斤力·秒2/米4；1.25×10-3米3/公斤力） 4 试计算空气在温度t=4℃，绝对压力P=3.4大气压下的重度、密度与比容。 (答：42.4牛/米3；4.33公斤/米3；0.231米3/公斤） 5 试计算二氧化碳在温度为t=85℃，绝对压力P=7.1大气压下的重度、密度与比容。 （答：104牛/米3；10.6公斤/米3；0.09厘米3/公斤 ） 6 空气在蓄热室内于定压下，温度自20℃增高为400℃，问空气的体积增加了多少倍？ （答：1.3倍） 7 加热炉烟道入口烟气的温度900=t 入℃，烟气经烟道及其中设置的换热器后，至烟道出 口温度下降为500=t 出℃，若烟气在0℃时的密度为28.10 =ρ公斤/米3，求烟道入口与出口处烟气的密度。 （答：298.0=ρ人公斤/米3；452.0=ρ出 公斤/米3） 8 试计算一氧化碳在表压力为0.3大气压、温度为8℃下的重度。 （答：15.49牛/米3） 9 已知速度为抛物线分布，如图示 y=0，4，8，12，17厘米处的速度梯度。又若气体的绝 对粘性系数为1013.25-?=μ牛·秒/米3，求以上各处气体的摩擦切应力。 9 题图 10 夹缝宽度为h ，其中所放的很薄的大平板以定速v 移动。若板上方流体的粘性系数为μ，

工程流体力学试题库

六、根据题目要求解答下列各题 1、图示圆弧形闸门AB(1/4圆), A 点以上的水深H ＝1.2m ，闸门宽B =4m ，圆弧形闸门半径R =1m ，水面均为大气压强。确定圆弧形闸门AB 上作用的静水总压力及作用方向。 解：水平分力 P x =p c ×A x =74.48kN 铅垂分力 P y =γ×V=85.65kN, 静水总压力 P 2= P x 2+ P y 2, P=113.50kN, tan = P y /P x =1.15 ∴ =49° 合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。 2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径d ＝0.8m ，长 l =50 m ，两个 30 。 折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系 数λ=0.024，上下游水位差 H =3m 。若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量Q 。 解： 按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道的计算断面建立能量方程 g v R l h H w 2)4(2 ∑+==ξλ 计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数 9.10.15.022.0 , m 2.04/=++?==== ∑ξχ d A R 将参数代入上式计算，可以求解得到 /s m 091.2 , m /s 16.4 3 ===∴ vA Q v 即倒虹吸管通过的流量为2.091m 3/s 。 3、某水平管路直径d 1=7.5cm ，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径d 2=2.0cm 。用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p =49kN /m 2，管路流速v 1=0.706m/s 。求水流对喷嘴的水平作用力F (可取动量校正系数为1) 解：列喷嘴进口断面1—1和喷嘴出口断面2—2的连续方程：

最新大学工程流体力学实验-参考答案

最新大学工程流体力学实验-参考答案 参考答案 流体力学实验室 二○○六年 静水压强实验 1．同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 测压管水头指γp z +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面内的测压管水头线是一根水平线。 2．当0?B p 时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。 0?B p ，相应容器的真空区域包括以下三个部分： （1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占区域，均为真空区域。 （2）同理，过箱顶小不杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。 （3）在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区域。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。 3．若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。 最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h 和0h ，由式00h h w w γγ= ，从而求得0γ。 4．如测压管太细，对于测压管液面的读数将有何影响？ 设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算 式中，σ为表面张力系数；γ为液体容量；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。常温的水，m N 073.0=σ，30098.0m N =γ。水与玻璃的浸润角θ很小，可以认为0.1cos =θ。于是有 d h 7.29= （h 、d 均以mm 计） 一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。另外，当水质不洁时，σ减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机下班玻璃作测压管时，浸润角θ较大，其h 较普通玻璃管小。

工程流体力学复习解析及试题3解析

一、判断题 1、 根据牛顿内摩擦定律，当流体流动时，流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。 2、 一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压 强的平均值。 3、 流体流动时，只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。 4、 在相同条件下，管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。 5、 稳定（定常）流一定是缓变流动。 6、 水击产生的根本原因是液体具有粘性。 7、 长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。 8、 所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。 9、 外径为D ，内径为d 的环形过流有效断面，其水力半径为4 d D -。 10、 凡是满管流流动，任何断面上的压强均大于大气的压强。 二、填空题 1、某输水安装的文丘利管流量计，当其汞-水压差计上读数cm h 4=?，通过的流量为 s L /2，分析当汞水压差计读数cm h 9=?，通过流量为 L/s 。 2、运动粘度与动力粘度的关系是 ，其国际单位是 。 3、因次分析的基本原理是： ；具体计算方法分为两种 。 4、断面平均流速V 与实际流速u 的区别是 。 5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为 ， 其适用条件是 。 6、泵的扬程H 是指 。 7、稳定流的动量方程表达式为 。 8、计算水头损失的公式为 与 。 9、牛顿内摩擦定律的表达式 ，其适用范围是 。 10、压力中心是指 。 一、判断题 ×√×√× ×××√× 二、填空题 1、 3 L/s 2、 ρ μν=，斯(s m /2) 3、 因次和谐的原理，п定理 4、 过流断面上各点的实际流速是不相同的，而平均流速在过流断面上是相 等的 5、 22222212111 122z g v a p h g v a p z +++=++-γγ，稳定流，不可压缩流体，作用于流体上的质量力只有重力，所取断面为缓变流动 6、 单位重量液体所增加的机械能 7、 ∑?=F dA uu cs n ρ 8、 g V d l h f 22λ=，g V h j 22 ξ=

(完整版)工程流体力学习题集及答案

第1章 绪论 选择题 【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 γ τμ=。 （b ） 【1.3】 流体运动黏度υ的国际单位是：（a ）m 2 /s ；（b ）N/m 2 ；（c ）kg/m ；（d ）N·s/m 2 。 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 ）符合RT p =ρ 。 解：不考虑黏性的流体称为理想流体。 （c ） 【1.5】当水的压强增加一个大气压时，水的密度增大约为：（a ）1/20 000；（b ） 1/1 000；（c ）1/4 000；（d ）1/2 000。 解：当水的压强增加一个大气压时，其密度增大约 95d 1 d 0.51011020 000k p ρ ρ -==???= 。 （a ） 【1.6】 从力学的角度分析，一般流体和固体的区别在于流体：（a ）能承受拉力，平衡时 不能承受切应力；（b ）不能承受拉力，平衡时能承受切应力；（c ）不能承受拉力，平衡时不能承受切应力；（d ）能承受拉力，平衡时也能承受切应力。 解：流体的特性是既不能承受拉力，同时具有很大的流动性，即平衡时不能承受切应力。 （c ） 【1.7】下列流体哪个属牛顿流体：（a ）汽油；（b ）纸浆；（c ）血液；（d ）沥青。 解：满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 （a ） 【1.8】 15C o 时空气和水的运动黏度6215.210m /s υ-=?空气，621.14610m /s υ-=?水，这说明：在运动中（a ）空气比水的黏性力大；（b ）空气比水的黏性力小；（c ）空气 与水的黏性力接近；（d ）不能直接比较。 解：空气的运动黏度比水大近10倍，但由于水的密度是空气的近800倍，因此水的黏度反而比空气大近50倍，而黏性力除了同流体的黏度有关，还和速度梯度有 关，因此它们不能直接比较。 （d ） 【1.9】 液体的黏性主要来自于液体：（a ）分子热运动；（b ）分子间内聚力；（c ）易变形 性；（d ）抗拒变形的能力。解：液体的黏性主要由分子内聚力决定。 （b ）

工程流体力学试题与答案3

一、判断题( 对的打“√”，错的打“×”，每题1分，共12分) 1．无黏性流体的特征是黏度为常数。 2．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。 3．静止流场中的压强分布规律仅适用于不可压缩流体。 4．连通管中的任一水平面都是等压面。 5. 实际流体圆管湍流的断面流速分布符合对数曲线规律。 6. 湍流附加切应力是由于湍流元脉动速度引起的动量交换。 7. 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。 8. 并联管路中总流量等于各支管流量之和。 9. 声速的大小是声音传播速度大小的标志。 10.在平行平面缝隙流动中，使泄漏量最小的缝隙叫最佳缝隙。 11.力学相似包括几何相似、运动相似和动力相似三个方面。 12.亚声速加速管也是超声速扩压管。 二、选择题（每题2分，共18分） 1．如图所示，一平板在油面上作水平运动。已知平板运动速度V=1m/s ，平板与固定边界的距离δ=5mm ，油的动力粘度μ＝0.1Pa ·s ，则作用在平板单位面积上的粘滞阻力 为（ ） A ．10Pa ； B ．15Pa ； C ．20Pa ； D ．25Pa ； 2. 在同一瞬时，位于流线上各个流体质点的速度方向 总是在该点与此流线（ ） A ．相切； B ．重合； C ．平行； D ．相交。 3. 实际流体总水头线的沿程变化是： A ．保持水平； B ．沿程上升； C ．沿程下降； D ．前三种情况都有可能。 4．圆管层流，实测管轴上流速为0.4m/s ，则断面平均流速为（ ） A ．0.4m/s B ．0.32m/s C ．0.2m/s D ．0.1m/s 5．绝对压强abs p ，相对压强p ，真空度v p ，当地大气压a p 之间的关系是： A ．v abs p p p +=； B ．abs a v p p p -=； C ．a abs p p p +=； D ．a v p p p +=。 6．下列说法正确的是： A ．水一定从高处向低处流动； B ．水一定从压强大的地方向压强小的地方流动；

工程流体力学考试试卷及答案解析

《工程流体力学》复习题及参考答案 整理人：郭冠中内蒙古科技大学能源与环境学院热能与动力工程09级1班使用专业：热能与动力工程 、名词解释。 1、雷诺数 2、流线 3、压力体 4、牛顿流体 5、欧拉法 6、拉格朗日法 7、湿周8、恒定流动9、附面层10、卡门涡街11、自由紊流射流 12、流场13、无旋流动14、贴附现象15、有旋流动16、自由射流 17、浓差或温差射流18、音速19、稳定流动20、不可压缩流体21、驻点22、 自动模型区 、是非题。 1. 流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。（） 2. 平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。（） 3. 附面层分离只能发生在增压减速区。（） 4. 等温管流摩阻随管长增加而增加，速度和压力都减少。（） 5. 相对静止状态的等压面一定也是水平面。（） 6. 平面流只存在流函数，无旋流动存在势函数。（） 7. 流体的静压是指流体的点静压。（） 8. 流线和等势线一定正交。（） 9. 附面层内的流体流动是粘性有旋流动。（） 10. 亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度增加，压力减小。（） 11. 相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。（） 12. 超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度减小，压力增加。（） 13. 壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。（） 14. 相邻两流线的函数值之差，是此两流线间的单宽流量。（） 15. 附面层外的流体流动时理想无旋流动。（） 16. 处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。（） 17. 流体的粘滞性随温度变化而变化，温度升高粘滞性减少；温度降低粘滞性增大。 （） 18. 流体流动时切应力与流体的粘性有关，与其他无关。（）三、填空题。 1、1mm2O= Pa

工程流体力学试题三(试题参考)

5 三、说明下列概念（共20分） 1.什么是流线和迹线？它有哪些基本特征？（5分） 答：流线是同一时刻流场中连续各点的速度方向线。（1分） 迹线就是流体质点运动的轨迹。（1分） 流线两个特点：1）非定常流动时，流线的形状随时间改变；定常流动时，不随时间改变此时，流线与迹线重合。（1.5分））2）流线是一条光滑的曲线，流线之间不能相交，如果相交，交点速度比为零。（1.5分） 2.简述伯努利方程 =const 的物理意义和几何意义。（5分） 答：物理意义：在符合限定条件下，单位重量流体的机械能(位能、压力能和动能)可以互相转化，但 总和不变。（1分） 几何意义：在符合限定条件下，沿同一流线的总水头是个常数。（1分） 总机械能不变，并不是各部分能量都保持不变。三种形式的能量可以各有消长，相互转换，但总量不会增减。（2分） 水头线：将各项水头沿程变化的情况用几何的方法表示出来。理想流体恒定元流的总水头线是水平的。（1分） 3.有旋流动、无旋流动 有旋流动：流体微团的旋转角速度不等于零的流动称为有旋流动。（2分） 无旋流动：流体微团的旋转角速度等于零的流动称为无旋流动。（2分） 4.流动相似条件（6分） 答：1）有相同的微分方程（2分） 2）单值条件相似（2分） 3）由单值条件中的物理量的相似准则数相等（2分） 四. 推求突然扩大能量损失计算公式（20分） 解：如图，由连续性方程解： （4分）得： （ 2分） 由动量方程： （4分） 列伯努利方程： g v g p g v g p 222 22211+=+ρρ （4分） （4分） 即 （2分） 五、如图所示，有一圆柱滚门，长度l=10m ，直径D=4m ，上游水深H 1=4m ，下游水深H 2=2m ，求作用于圆柱滚门上的水平和铅垂方向的分压力。（12分） 2211v A v A ρρ=21 21v A A v = 12 12v A A v =)()(121212211v v q A A p A p A p V -=-+-ρg v A A g v A A v v g h j 2)1(2)1()(212221*********-=-=-=g v g v h j 22222211ξξ==

流体力学实验思考题解答

流体力学实验思考题解答 （一）流体静力学实验 1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γ p Z + ，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测 压管水头线指测压管液面的连线。从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2、 当0

浙大工程流体力学试卷及答案

2002-2003学年工程流体力学期末试卷 一、单选题（每小题2分，共20分） 1、一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下 4.2米处的测压管高度为2.2m，设当地压强为 98KPa，则容器内液面的绝对压强为水柱。 (a) 2m (b)1m (c) 8m (d)-2m 2、断面平均流速υ与断面上每一点的实际流速u 的关系是。 (a)υ =u (b)υ >u (c)υ

(a) 2300 (b)3300 (c)13000 (d) 575 9、已知流速势函数，求点（1，2）的速度分量为。 (a) 2 (b) 3 (c) -3 (d) 以上都不是 10、按与之比可将堰分为三种类型：薄壁堰、实用堰、宽顶堰 (a)堰厚堰前水头 (b) 堰厚堰顶水头 (c) 堰高堰前水头 (d) 堰高堰顶水头 二、简答题（共24分） 1．静水压强的特性(6分) 2．渐变流的定义及水力特性(6分) 3．边界层的定义及边界层中的压强特性(6分) 4．渗流模型简化的原则及条件(6分) 三、计算题（共56分） １、(本小题14分) 有一圆滚门，长度L=10m，直径D=4m，上游水深H1=4m，下游水深H2=2m，求作用在圆滚门上的水平和铅直分压力。 题1图题2图 2、(本小题12分) 设导叶将水平射流作的转弯后仍水平射出，如图所示。若已知最大可能的支撑力为F，射流直径为d，流体密度为 ，能量损失不计，试求最大射流速度V1。 3、(本小题16分) 由水箱经变直径管道输水，H=16m，直径 d =d3=50mm，d2=70mm，各管段长度见图，沿程阻 1 力系数，突然缩小局部阻力系数