华南理工大学xx年流体力学习题及参考答案Word下载.docx
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u?
f(y,z)7、已知不可压缩流体的流速场为?
z,t则流动不属于。
) ?
f(x?
w?
0?
A.非均匀流 B.非稳定流动 C.稳定流动 D.三维流动8、动量方程?
F?
(?
)out?
QV )QVin的适用条件是( )。
A.仅适用于理想流体作定常流动 B.仅适用于粘性流体作定常流动
C.适用于理想流体与粘性流体作定常或非定常流动 D.适用于理想流体与粘性流体作定常流动
9、在重力场中作稳定流动的系统,沿流动方向总水头线维持水平的条件是( )。
A.管道是水平放置的 B.流体为不可压缩流体 C.管道是等径管 D.流体为不可压缩理想流体10、并联管道系统中,其各支管内单位质量流体的能量损失。
A.不相等 B.之和为总能量损失 C.相等 D.不确定11、边界层的基本特征之一是。
A.边界层内流体的流动为层流 B.与物体的特征长度相比,边界层的厚度很小C.边界层厚度沿流动方向逐渐减薄 D.边界层内流体的流动为湍流12、指出下列论点中的错误论点:
A.平行流的等势线与流线相互平行 B.涡流的径向速度为零C.无旋流动也称为有势流动 D.点源的圆周速度为零13、关于涡流有以下的论点,指出其中的错误论点:
( )。
A.以涡束诱导出的平面流动,称为涡流 B.点涡是涡流
C.涡流的流线是许多同心圆 D.在涡流区域速度与半径成正比14、超音速气体在收缩管中流动时,气流速度。
A.逐渐增大 B.不变 C.不确定 D.逐渐减小15、为提高离心泵的允许安装高度,以下哪种措施是不当的?
A.提高流体的温度 B.增大离心泵吸入管的管径
C.缩短离心泵吸入管的管径 D.减少离心泵吸入管路上的管件
参考答案:
二、填空题
1、静止流体中任一点的静压强大小与其作用面在空间的方位无关,与该点位置
相关。
2、理想流体是指不考虑粘性 的流体;
不可压缩流体是指忽略密度变化 的流体。
3、粘性流体沿缓变流流动产生的阻力损失称为沿程阻力损失,在急变流处产生的阻力损失称为局部阻力。
4、调节往复泵流量的方法有:
改变活塞冲程,旁路调节等。
5、造成边界层分离的原因,在于逆压强梯度 作用和物面粘性滞止效应的共同影响。
6、已知某输水管路中,泵的特性曲线方程为H?
40?
10Q,管路的特性曲线方程为He?
28?
10Q,。
4242当输水量为/S时,消耗于阀门调节的水头损失是 m.三、简答题
(1)分别写出理想流体和粘性流体总流的伯努利方程。
比较它们的相同之点和不同之处。
V2p2V1p1gz?
gz?
参考答案:
理想流体的伯努利方程:
212?
2?
22V1p1V2p2?
z?
hw粘性流体总流的伯努利方程:
11222g?
g2g?
g它们的相同之点:
是能量守恒定律在流体流动系统的应用结果;
均适用于不可压缩流体;
反映流动系统中动能、势能、静压能之间的相互关系。
不同之处是:
理想流体伯努利方程表明,理想流体沿流动方向的总水头保持不变;
粘性流体总流的伯努利方程则表明,为了克服粘性阻力,粘性流体沿流动方向的总水头是逐渐减少的。
(2)为何流体静压力的方向总是沿着作用面的内法线方向?
因为:
(1)静止流体不能承受剪力,即τ=0,故p垂直受压面;
(2)因流体几乎不能承受拉力,故p指向受压面。
(3)流体的压缩性指的是什么?
列举出两种反映流体的压缩性的参数。
在工程实际应用中,如何考虑液体和气体的压缩性?
流体在一定温度下,体积随压强增大而缩小的特性称为流体的压缩性。
22反映流体的压缩性的参数有:
压缩系数、体积模量、音速。
一般而言,液体的压缩性很小,但当压强变化很大时,应考虑液体密度的变化;
气体的压缩性很大,但在流速不太高,压强变化较小的情况下,可将气体视为不可压缩流体。
四、计算题1、当压强增加5×
104Pa时,某种液体的密度增长%,求该液体的体积模量。
解:
M?
V?
dM?
Vd?
dV?
0
V?
dVd?
11?
1E?
dp?
5?
104?
108Pa?
dV1d?
%Vdp
x2?
2x?
4y2、已知某不可压缩流体平面流动的速度分布规律为:
2xy?
2y?
判断说明该流动是否连续?
是否无旋?
并求出流函数。
2,?
2?
x?
y?
0?
y满足连续性方程,所以流动连续。
4,?
2y?
4?
y所以流动有旋。
4y?
x2y?
2y2?
f(x)
f?
(x)?
0,f(x)?
C令C=0,则流函数为
2y2
3、图示离心泵管路系统,将常压下20℃的水从低位槽抽到高位槽,已知输送水量:
Q=36m3/h,吸入管直径100mm,吸入管长10m(含局部阻力的当量长度),摩擦系数λ1=。
排出管直径75mm,排出管长50m(含局部阻力的当量长度),摩擦系
3
数λ2=。
常压下,20℃水的密度可取1000kg/m。
泵的效率为55%。
求:
泵的轴功率N为多少kw?
泵入口处的真空表读数应该是多少Pa?
33
Q=36m/h=/s
(1)泵的轴功率N泵吸入管内的流速为:
Vi?
4Q4?
/s22?
d1?
泵压出管内的流速为
Vo?
V1(d121002)?
()?
/sd275在断面1-1和2-2之间列伯努利方程,并移项整理得
P?
P1u2?
u1He?
(z2?
z1)?
hf1?
g2gP2?
P1?
0,(z2?
7m?
gu2?
u1?
0,222l1?
le1Vil2?
le2Vo?
(?
1)?
2)=?
+泵入口处的真空表读数取1-1、B断面列伯努利方程:
V12p1Vi2p?
z1?
zB?
B?
B2g?
g0?
2l?
lV1e1ih)f1?
1d12g
)?
=已知:
一个水平放置的90o弯管输送水4、
d1=150mm,d2=75mm
p1=×
105Pa,Q=/s
水流对弯管的作用力大小和方向。
V1?
解:
Q4Q?
/s2A1?
d1Q4Q?
/s2A2?
d2
V2?
取1-1、2-2两断面列伯努利方程
p1V12p2V22?
2g?
2g所以,对选取的控制体列动量方程:
p2?
p1?
V1?
V22?
105Pa2x方向:
p1A1?
Rx?
Q(0?
V1)y方向:
Ry?
p2A2?
Q(V2?
0)
N所以,Rx?
366322R?
3786NRy?
958N
arctgRyRx?
所以,水流对弯管壁的作用力为R的反作用力R'
=-3786N,大小相等,方向相反。
5、大容器压缩空气灌中的压缩空气,经一收缩喷管向大气喷出,设喷嘴出口处的大气绝对压为,温度为25℃,流速为234m/s,试求压缩空气灌中的温度和压强。
p101330?
/kgRT287?
(273?
5)kpV2k ?
RT0代入已知数据,得
k?
1?
2k?
287T0?
1解得T0?
305K
1p0?
p(0)k?
140kPaT2786、如图,水箱中的水通过直径为d,长度为l,沿程阻
力系数为λ的立管向大气中泄水,问h多大时,立管排出的流量Q与h无关?
在水箱液面与出水口断面间列伯努利方程:
V2h?
l?
hf
2glV2hf?
d2gV?
h?
l1?
d2gd?
d?
2g2?
ldQ?
4dV?
4d?
l
所以,当h?
d?
时,Q与h、l无关。
1d12g
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