流体力学 名词解释 简答 判断 计算

2018-11-09 14:55

1.没有粘性的流体是实际流体。 错 2.在静止、同种、不连续流体中,水平面就是等压面。如果不同时满足这三个条件,水

14.非圆管道层流阻力计算时按当量直径计算误差较大。(∨ ) 15.粘性流体的流动一定是有旋流动。(× )

1.流线型物体为何能减少运动阻力?

(3分)

平面就不是等压面。错 16.突扩改渐扩可以减少阻力损失。 3.水箱中的水经变径管流出,若水箱水位保持不变,当阀门开度一定时,

(∨ )

17.温差射流将由于流体密度和环境

答案要点:流线型物体主要减少形状

16.流体静压强的特性是什么?

阻力(即前后压差阻力,就是尾部边界层分离后产生涡旋区压强减小,这个区域与边界接触越大,后面减小的压力越大,产生的压差阻力也越大);因为流线型物体推迟附面层分离,减水流是非恒定流动。错 的差异发生射流弯曲。(∨ ) 4.紊流运动愈强烈,雷诺数愈大,层流边层就愈

18.射流由于沿程不断卷吸导致质量

流体静压强的方向垂直于静压面,并且指向内法线,流体静压腔的大小与作用面的方位无关,只于该点的位置有

厚。错 流量增加。(∨ )

5.Q1=Q2是恒定流可压缩流体总流连。 续性方程。错 6.水泵的扬程就是指它的提水高度。错 7.流线是光滑的曲线,不能是折线,

流线之间可以相交。错 8.一变直径管段,A断面直径是B断面直径的2倍,则B断面的流速是A

断面流速的4倍。 对

9.弯管曲率半径Rc与管径d之比愈大,则弯管的局部损失系数愈大。错 10.随流动雷诺数增大,管流壁面粘

性底层的厚度也愈大。错

1.相似现象可以不是同类物理现象。( × )

2.虹吸管中的水能爬到任意高度。( × )

3.气体粘度通常随温度升高而升高。( ∨ )

4.管内流动入口段与充分发展段流动特征有着较大差别。( ∨ ) 5.理想流体粘度可以不为零。( ∨ )

6.流体做圆周运动不一定是有旋的。(∨ )

7.超音速气体流动流速随断面的加大而减小。(× )

8.欧拉准数体现压力与重力之比。( )

9.雷诺数体现惯性力与粘性力之比。( ∨ )

10.简单并联管路总流量等于各支路流量之和。(∨ )

11.理想流体的伯努利方程体现的是能量守恒。( ∨ )

12.非稳定流动指流动随时间变化。( ∨ )

13.当气体流速很高时,气体流动一般按不可压缩处理。( × )

11.流体力学中三个主要力学模型是

(1)连续介质模型(2)不可压缩流

体力学模型(3)无粘性流体力学模型。

(3分)

12.均匀流过流断面上压强分布服从于

(3分)

13.正方形形断面管道(边长为a),其

水力半径R等于R?a4,当量直径

de等于de?a ( 3分)

14.并联管路总的综合阻力系数S与各分支管综合阻力系数的关系为

11s?s?11s?1。管嘴

2s3与孔口比较,如果水头H和直径d相同,其流速比V

孔口

/V

管嘴

等于?0.97,

0.82流量比Q

孔口

/Q

管嘴

等于?0.60。 0.82

少回流和涡旋作用。

2.解释足球中的香蕉球或乒乓球的旋

球为何飘忽不定?

答案要点:球在运动中旋转时产生旋转面的不同壁面处的空气相对速度不同,根据伯努利方程,速度不同则压

力不同,从而产生非对称的附加压力使球弧线运动,旋转平面不同,非对

称压力位置和方向不同,从而弧线形式和方向也不同。

3.分析汽车在高速公路上高速行驶时

的受力情况及稳定性。

答案要点:汽车高速行驶会受到重力、

浮力、摩擦阻力、形状阻力和升力,阻力会导致汽车速度变慢,或同速能

耗增加,升力会使汽车漂浮不稳,速度越快越不稳,另外如果汽车两侧不对称还会在两侧产生压力差,使汽车偏离航道,难以控制,发生车祸。

4.流体力学知识解释高尔夫球为何表面是粗糙的?

答案要点:粗糙表面可以延缓边界层

分离,可以降低一半左右的阻力;高

尔夫球升力有一半来自球的自旋,另

一半则来自粗糙表面的凹坑。 5.解释飞机机翼的升力是如何形成的?

答案要点:利用伯努利方程根据机翼的形状对飞机机翼上下速度和压力差

进行分析即可。

15.什么是牛顿流体?什么是非牛顿流体?

满足牛顿内摩擦定律的流体为牛顿流体,反之为非牛顿流体。

(3

分)

17.什么可压缩流体?什么是不可压缩流体?

流体的压缩性和热胀性很小,密度可

视为常数的液体为不可压缩流体,反之为可压缩流体。(3分) 18.什么是力学相似?

原形流动与模型流动在力学上包括三方面的相似,即几何相似、运动相似、动力相似,统称为力学相似。 19.试述泵与风机的工作原理 当叶轮随轴旋转时,叶片间的气体也随叶轮旋转而获得离心力,并使气体从叶片间的出口处甩出。被甩出的气体及入机壳,于是机壳内的气体压强增高,最后被导向出口排出。气体被甩出后,叶轮中心部分的压强降低。外界气体就能使风机的的吸入口通过叶轮前盘中央的孔口吸入,源源不断地输送气体。离心式泵的工作原理也是如此。(3分)

1.如何根据流体力学理论减少流体运

动和物体运行的阻力?

答案要点:减小摩擦阻力措施:减少流体粘度,减少管壁粗糙度,减少管路长度,减小流动速度等;减小形状阻力:保持运动物体流线型,控制雷诺数,流线型进出口,突扩改渐扩或

改为分级突扩,局部损失优化组合,

三通折角改缓等。

2.有压管中水击是如何产生的,水击有何危害和如何避免?

答案要点:管中动量的突变导致管中周期性的压力变化,使得管路受到周

期性压力的作用,从而被破坏。避免

措施减慢阀门关闭时间,管路中装安全瓣。一个周期可以分为四个作用阶

段。

简述边界层分离的原因。 答答答

答::::边界层分离的原因在于逆压强梯度边界层分离的原因在于逆压强梯度边界层分离的原因在于逆压强梯度边界层分离的原因在于逆压强梯度

((((0>dxdp))))作用和物面粘性滞

止效应的共同影作用和物面粘性滞止

效应的共同影作用和物面粘性滞止效应的共同影作用和物面粘性滞止效应

的共同影响响响响,,,,使物面附近的

流体不断减速使物面附近的流体不断

减速使物面附近的流体不断减速使物面附近的流体不断减速,,,,最终由于惯性力不能克服上述阻力而停滞最终由于惯性力不能克服上述阻力而停滞

最终由于惯性力不能克服上述阻力而

停滞最终由于惯性力不能克服上述阻力而停滞,,,,边界层便开边界层便开

边界层便开边界层便开始脱落始脱落始脱落始脱落,,,,即边界层开始分离

即边界层开始分离即边界层开始分离

即边界层开始分离。。。。(2) 判断下述论点的正确性,并说明

理由。 水往何处流取决于总水头

水往何处流取决于总水头水往何处流

取决于总水头水往何处流取决于总水

头。。。。水是不可压缩粘性流体水是不

可压缩粘性流体水是不可压缩粘性流

体水是不可压缩粘性流体,,,,由由由

由不可压缩不可压缩不可压缩不可压

缩粘粘粘粘性流体能量方程性流体能

量方程性流体能量方程性流体能量方

程:::: p+++=++2222222111ρρ 可

知可知可知可知::::不可压缩粘性流

体流动过程会产生阻力损失不可压缩

粘性流体流动过程会产生阻力损失不

可压缩粘性流体流动过程会产生阻力损失不可压缩粘性流体流动过程会产生阻力损失,,,,流动导致总水头减少流动导致总水头减少流动导致总水头减少流动导致总水头减少,,,,两处的总两处的总两处的总两处的总水头满足上式水头满足上式水头满足上式水头满足上式,,,,所以所以所以所以水水水水只能只能只能只能从总水头高处流向总水头低处从总水头高处流向总水头低处从总水头高处流向总水头

低处从总水头高处流向总水头低

处。。。。 (3) 粘性流体在管内作湍

流流动时,何为“水力粗糙”? 答答

答答::::当层流底层厚度小于粗糙度

当层流底层厚度小于粗糙度当层流底

层厚度小于粗糙度当层流底层厚度小

于粗糙度δδδδ<<<<εεεε时时时时,,,,管壁粗糙凸出部分暴露在湍流区中管壁粗糙凸出部分暴露在湍流

区中管壁粗糙凸出部分暴露在湍流区

中管壁粗糙凸出部分暴露在湍流区

中,,,,导致导致导致导致流体产生碰

撞流体产生碰撞流体产生碰撞流体产

生碰撞、、、、冲击冲击冲击冲击,,,,

形成漩涡形成漩涡形成漩涡形成漩

涡,,,,增加能量损失增加能量损失增

加能量损失增加能量损失。。。。这种情况称为这种情况称为这种情况称为这种情况称为““““水力粗糙水力粗糙水

力粗糙水力粗糙””””

1.空气流速由超音速过渡到亚音速流时,要经过冲击波。如果在冲击波前,风道中速度v1=660m/s,密度ρ

31

=1kg/m。冲击波后,速度降低至

v1=250m/s。冲击波前后管径相同,且符合连续性方程和质量守恒定律,求:(1)冲击波后的密度ρ2?(2)如果冲击波后压强为100kPa,该处声速为多少(k=1.4)?

解(1)根据质量守恒:

?1v1A?1?v2,A?22不A变

?2??v1/1v2(2)c?kp ?

2.如图,管路由不同直径的两管前后相连接所组成,小管直径dA=0.2m,大管直径dB=0.4m。水在管中流动时,A点压强P2

A=70kN/m,B点压强PB=40kN/m2,B点流速vB为1m/s。试判断水在管中的流动方向,并计算水流经两断面间的水头损失? B 1 A 2题 图

解:连续性方程球vA

?AvAAA??BvBAB,?是不可压流动vABA=vBA=vB(dBAd)2A

取基准面为过A点的水平线

22ZP,vA?,HPAvA?,A?? 2gA=ZA+?+A2g=;22ZPB??,vB2g?,H+PBvB?,B=ZB?+B2g=;?HA?HB,?水由A流向BAB点间的阻力损失为HA-HB=

3.已知不可压缩流体,进口阻力系数

?1?1,出口阻力系数?3?1,

局部突缩系数?2?0.4(对应速度

v2),管长

l1?l2?5m,

d1?0.2m,v1?1m/s,

?1?0.01,

?2?0.02,

d2?0.1m,g=9.8m/s,计算管路

中的阻力损失。[沿程损失:

2h;局部损失:

f??lvd2gv2h;m???2对应速度v2]

2g?1 l1,d1,?1,v1 ?2

l2,d2,?2 ?3

3题 图

由连续性方程得v2= 总阻力损失=总沿程+总局部 总沿程 2hv212f??l11d??l2v212gd?

22gv21v2h2m??12g?(?2??

3)2g?总损失=两者之和。

4.一平板距离另一固定平板0.5mm,两板间充满液体,上板以0.25m/s的速度相对下板移动,板面积为1m2,已知该液体的粘度为0.004Pa.s。试求上板受到的粘性阻力。

答案要点:直接用牛顿内摩擦定律即可。

21.齿轮泵由油箱吸取润滑油,其流量为Q?1.2?10?3m3/s,润

??4?10?5m2/s,油的重度为

??9000N/m3,吸油管长10m,

管径

d?40mm,油泵进口最大

允许真空度为2.5m水柱,求油泵允许的安装高度

H??(15分)

解:建立o-o 1-1断面能

量方程

2 0?0?0?H?p22??v2g?hl (3分)

R4?1.2?10?3e?4Q?dv???4?10?3?4?10?5?955<2320 (2分) 流态为层流

h?lv

l?32?d2 (3分)

2H??p20.00122??v?h.5?9810?16?2gl?29000?2?0.044?9.81

-32?0.4?10?4

?10?0.00129.81??4?0.044 (5分)

=1.85m

(2分)

?F?Q

x?g(v0?v1)?14.5N

R?P262N

1??Fx?407?145?

22.有一圆滚门,长度l=10m,直径

D=4.2m,上游水深H1=4.2m,下游水深

可压缩流体:流体密度随压强变化不能忽略的流体。

H2=2.1m,求作用于圆滚门上的水平和理想流体:没有粘性的流体。 铅直分压力。(15分)

牛顿流体:符合牛顿内摩擦定律的流体。

非牛顿流体:不符合牛顿内摩擦定律的流体。

表面力:作用在隔离体表面上的力,

它在隔离体表面上呈连续分部。

p2x?p11?p2?2?(H1?H2 2)质量力:作用于隔离体内每个液体质

点上的力,其大小与液体的质量成正

12?9.807?10?(4.2?2.1)2?648.7 =kN

比,与加速度有关。

易流动性:静止时不能承受切向力,

运动时抵抗剪切变形的能力。

三大模型:连续介质模型、不可压缩

pz?????Al?278.2360?R2l?12?0.30.32?2.12?l?1018.7模型、理想流体模型。kN

连续介质模型:认为液体中充满一定体积时不留任何空隙,其中没有真空,23.水力清砂高压水枪喷嘴如图所示。也没有分子间隙,认为液体是连续介水枪喷嘴出口直径d质,由此抽象出来的便是连续介质模0=7mm,d1=15mm,

型。

水枪工作水量Q=160升/分。用喷嘴射

不可压缩流体模型:在忽略液体或气流来冲毁铸型芯砂。试确定喷嘴内壁体压缩性和热胀性时,认为其体积保持不变以简化分析,流体密度随压强对水的作用力。(13分) 变化很小,可视为常数的流体。 理想流体模型:连续介质模型和不可压缩模型的总和。 第二章 水静力学

静水压力:静止液体作用在与之接触的表面上的水压力

解:沿管轴x方向所有绝对压强:以毫无一点气体存在的绝外力及动量变化为

对真空为零点起算的压强。

相对压强:以同高程大气压强为零点? 起算的压强。

Fx?p1A1?R??Qg(v2?v1)真空压强:是指绝对压强小于当地大 气压时,P为负值时的状态。

V位置水头:计算点在基准面以上的位1?QA?15.1m/s

1置高度。

22压强水头:测压管液面相对于计算点p1??v12g?p0??v0 2g的高度。

测压管水头:测压管液面相对于基准p221000?9.8121A1??2g(v0?v1)A1?2?9.81(69.5?15.12)A1?407N面的高度。

P1?p1A1?4.07N

静水压强的两特性: 1, 压强方向与作用面内法线方向重合。 2, 静止液

体中任一点静水压强的大小与作用面的方向无关,即,作用于同一点各方

向的静水压强相等。 等压面与质量力正交。

等压面:液体压强相等的各点组成的面。 同种,静止,连续的液体的水平面为等压面。 第三章 水动力学基础

拉格朗日法:把流场中的液体看做是由无数连续质点所组成的质点系,追踪研究每一质点的运动轨迹并加以数学描述,从而求得整个液体运动规律的方法,称拉格朗日法。

欧拉法:直接从流场中每一固定空间点的流速分布入手,建立速度、加速度等运动要素的数学表达式,来获得整个流场的运动特性。

恒定流:流场各空间点上一切运动要素均不随时间变化的流动。 流线:表示某一瞬时流体各质点运动趋势的曲线,曲线上任一点的切线方向与该点的流速方向重合。(对欧拉法的描绘)

迹线:某一质点在某一时段内的运动轨迹。(对拉格朗日法的描绘) 流管:在垂直于流动方向的平面上,过流场中任意封闭的微小曲线上的点作流线所形成的管状面称为流管。 过流断面:流束上与流线正交的横断面称为过流断面。

元流:元流指过流断面无限小时流管及内部的流体。

总流:总流是过流断面为有限大小的流管及内部的流体。

一元流:运动要素是一个空间坐标的函数的流动。

二元流:运动要素是二个空间坐标的函数的流动。

三元流:运动要素是三个空间坐标的函数的流动。

均匀流:各流线为平行直线的流动。 渐变流:各流线接近与平行直线的流动。

急变流:各流线不是平行直线的流动。 均匀流和渐变流断面压强分布:过水断面上的压强服从于水静力学分布规律。

能量方程的应用条件:1,恒定流,2,不可压缩液体,3,质量力只有重力,4,两过水断面须选在均匀流或渐变流区段上,但两过水断面间可以有急变

流存在。5,两过水断面除了水头损失外,无能量流入或流出,6,沿程流量不变。

第四章 水流阻力和水头损失 沿程阻力:当限制流动的固体边界,使液体做均匀流动时,水流阻力只有沿程不变的切应力,称为沿程阻力。 沿程水头损失:由于沿程阻力做功所引起的水头损失。

局部水头损失:在边界急剧变化的区域,由于漩涡区的出现和速度分布的改组,水流阻力大大增加,形成比较集中的能量损失。

层流:液体质点在流动时互不掺混而分层有序的流动。

紊流:流速增大,流层逐渐不稳定,质点互相掺混,流体质点运动轨迹极不规则的流动。

流态判别准则:临界雷诺数 紊流脉动与时均化

紊流的脉动:紊流中,由于液体质点具有随机性的互相掺混,质点间不断发生动量交换,因此导致各空间点的速度、压强等运动要素随时间做不规则的变化的现象。

脉动:紊流中,某空间点的瞬时速度随时间不断变化,但却是围绕某一平均值不断跳动,这种跳动称为脉动。 瞬时速度是时均流速和脉动速度的代数和。 紊流切应力是粘性切应力和惯性切应力之和。

尼古拉兹实验:对圆管有压流进行了系统的沿程阻力系数和断面流速分布的测定。 层流区 临界过渡区 紊流光滑区都只与Re有关 紊流过渡区与Re和K/d都有关。 紊流粗糙区(阻力平方区)只与K/d有关。 二次流:当实际流体经过弯管流动时,流动方向的改变不仅使弯管的内侧和外侧可能出现旋涡区,还会产生与主流方向正交的流动,称为二次流。 层流底层和紊流核心

当量粗糙度:指和工业管道粗糙区入值相等的同直径尼古拉兹粗糙管的糙粒高度。

莫迪图:工业管道入值的计算曲线(工业管道实验曲线)。 第五章 明渠流动 明渠流动:指具有自由表面的水流在河、渠等水道中流动。

渠道底坡:渠道底线的坡度称为底坡。 渠道顺(正)/平(零)/逆(负)坡:

渠底线高程沿程降低/水平/上升。 (非)棱柱形渠道:凡是断面形状及尺寸沿程不(改)变的长直渠道。 明渠均匀流特征:1,明渠均匀流断面平均流速、水深沿程不变。2,明渠均匀流总水头线、测压管水头线与渠道底线互相平行。

正常水深:明渠均匀流时的水深称为正常水深。

水力最优端面:是指当渠道底坡i,壁面粗糙系数n及过流面积A大小一定时,使渠道通过流量最大的那种断面形状称为水力最优断面。 第八章 渗流

渗流:流体在空隙介质中的流动称为渗流。

透水性:透水性是指岩土允许水透过的性能。透水性的好坏主要取决于空隙的大小和多少,也和空隙的形态和分布有关。透水性的定量指标是渗透系数。渗透系数越大,表示透水性能就越强。

渗流模型:流体和空隙介质所占据的渗流空间场,其边界形状和边界条件均维持不变,但略去渗流区内全部颗粒骨架,设想渗流区全部空间被流体所充满,吧渗流的运动要素作为全部空间场的连续函数来研究,其中的渗透流量、渗流阻力和渗透压力与实际渗流完全相同,但流速是不同的。 完全井:井底直达不透水层的井。 非完全井:井底未达到不透水层的井。

自流井:在承压含水层中汲取承压水的井。

潜水井:位于潜水含水层中汲取潜水的井。

地下水位降深:地下水经过渗流后的水位下降的高度。

集水廊道的影响范围:在x>=L的地区地下水天然水位不受集水廊道抽水的影响,则称L为集水廊道的影响范围。 平均水力坡度:J=H-h/L 渗流达西定律的适用范围:雷诺数在1-10之间。 裘布依假设和公式:1,各点的渗流方向水平,2,在同一过水断面上,各点渗流流速相等。

几何相似:几何相似是指两个流动流场的几何形状相似,即模型和原型对应长度成比例,对应角相等。 运动相似:运动相似是指两个流动的

速度场相似,即两个流动的对应时刻对应点的速度方向相同,速度大小成比例。

动力相似:动力相似指两个流动对应点处质点所受同名力F的方向相同,大小成比例。

牛顿相似准则:两相似流动的牛顿数相等

雷诺准则:两流动的粘性力相似时,原型与模型的雷诺数相等。雷诺数反映了惯性力与粘性力之比。 佛汝德准则:两流动的重力相似时,原型与模型的佛汝德数相等。 欧拉准则:两流动的动水压力相似时,原型与模型的欧拉数相等。 量纲齐次性原理:凡是正确反映客观规律的物理方程,其各项的量纲必须是一致的,这就是量纲齐次性原理,也叫因次和谐性原理。

不可压缩流体:在忽略液体或气体压缩性和热胀性时,认为其体积保持不变以简化分析,流体密度随压强变化很小,可视为常数的流体。 相对压强:以同高程大气压强Pa为零点起算的压强。

恒定流:流场中所有空间点上一切运动要素均不随时间变化的流动。 一元流:运动要素是一个空间坐标的函数的流动。

沿程水头损失:由于沿程阻力做功所引起的水头损失。

正常水深:明渠均匀流时的水深称为正常水深。

完全井:井底直达不透水层的井。 力学相似:动力相似指两个流动对应点处质点所受同名力F的方向相同,大小成比例。

因次和谐性/量纲齐次性:凡是正确反映客观规律的物理方程,其各项的量纲必须是一致的,这就是量纲齐次性原理,也叫因次和谐性原理。 雷诺准则:两流动的粘性力相似时,原型与模型的雷诺数相等。

1.什么是粘滞性?什么是牛顿内摩擦定律?不满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体还是非牛顿流体?

答: 粘滞性是当流体流动时,在流体内部显示出的内摩擦力性质。 牛顿内摩擦定律是:

T??Adudy ;不满足牛顿内摩

擦定律的流体是非牛顿流体。 2.在流体力学当中,三个主要

的力学模型是指哪三个?答:(1)连续介质;(2)无粘性流体;(3)不可压缩流体。

3.什么是理想流体?答:理想流体即指无粘性流体,是不考虑流体的粘性的理想化的流体。 6.为什么流体静压强的方向必垂直作用面的内法线?

答:由于流体在静止时,不能承受拉力和切力,所以流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。

7.为什么水平面必是等压面?答:由于深度相等的点,压强也相同,这些深度相同的点所组成的平面是一个水平面,可见水平面是压强处处相等的面,即水平面必是等压面。

8.什么是等压面?满足等压面的三个条件是什么?答: 在同一种液体中,如果各处的压强均相等由各压强相等的点组成的面称为等压面。满足等压面的三个条件是同种液体连续液体静止液体。

12.什么是绝对压强和相对压强?答: 绝对压强:以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强。相对压强:当地同高程的大气压强 为零点起算的压强。 13.什么叫自由表面? 和大气相通的表面 14.什么是流线?什么是迹线?流线与迹线的区别是什么? 答: 流线是某一瞬时在流场中画出的一条空间曲线,此瞬时在曲线上任一点的切线方向与该点的速度方向重合,这条曲线叫流线。 区别:迹线是流场中流体质点在一段时间过程中所走过的轨迹线。流线是由无究多个质点组成的,它是表示这无究多个流体质点在某一固定瞬间运动方向的曲线。而迹线则是在时间过程中表示同一流体质点运动的曲线。 15.什么是流场?答:我们把流体流动占据的空间称为流场,流体力学的主要任务就是研究流场中的流动。 16.什么是欧拉法?什么是拉格朗日法?答:通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。

通过描述每一质点的运动达到了解流体运动的方法。 18.什么是恒定流动?什么是非恒定流动?

答: 动平衡的流动,各点流速不随时间变化,由流速决定的压强、粘性力也不随时间变化,这种流动称之为恒定流动反之为非恒定流动。

19.什么是沿程损失?答: 在沿程不变的管段上,流动阻力沿

程也基本不变,称这类阻力为沿程阻力,克服沿程阻力引起的能量损失为沿程损失。

20.什么是局部损失?答:在边壁急剧变化的区域,阻力主要地集中在该区域中及其附近,这种集中分布的阻力称为局部阻力。克服局部阻力的能量损失为局部损失。 21.什么叫孔口自由出流和淹没出流?

答: 在容器侧壁或底壁上开一孔口,容器中的液体自孔口出流到大气中,称为孔口自由出流。如出流到充满液体的空间,则称为淹没出流。 22.什么是有旋流动?什么是无旋流动?

答: 流体微团的旋转角速度不完全为零的流动称为有旋流动,流场中各点旋转角速度等于零的运动,成为无旋运动。

23.在流体力学中,拉格朗曰分析法和欧拉分析法有何区别? 答: 拉格朗曰法着眼于流体中各质点的流动情况跟踪每一个质点观察与分析该质点的运动历程然后综合足够多的质点的运动情况以得到整个流体运动的规律。

欧拉法着眼于流体经过空间各固定点时的运动情况它不过问这些流体运动情况是哪些流体质点表现出来的也不管那些质点的运动历程因此拉格朗曰分析法和欧拉分析法是描述流体的运动形态和方式的两种不同的基本方法 。

24.什么叫流管、流束、过流断面和元流?

答:在流场内,取任意非流线的封闭曲线L,经此曲线上全部点做流线,这些流线组成的管状流面,称为流管。流管以内的流体,称为流束。垂直于流束的断面称为流束的过流断面,当流束的过流断面无限小时,这根流束就称为元流。

25、两种流态:层流:分层有规则的流动状态 雷诺数Re=vd/v小于2000 紊流:液体质点的运动轨迹是极不规则的,各部分流体相互剧烈掺混的流动状态雷诺数Re=vd/v大于2300

29.什么是几何相似、运动相似和动力相似?

答: 几何相似是指流动空间几何相似,即形成此空间任意相应两线段交角相同,任意相应线段长度保持一定的比例。

运动相似是指两流动的相应流线几何相似,即相应点的流速大小成比例,方向相同。

动力相似是指要求同名力作用,相应的同名力成比例。

30.要保证两个流动问题的力学相似所必须具备的条件是什么?

答:如果两个同一类的物理现象,在对应的时空点上,各标量物理量的大小成比例,各向量物理量除大小成比例外,且方向相同,则称两个现象是相似的。要保证两个流动问题的力学相似,必须是两个流动几何相似,运动相似,动力相似,以及两个流动的边界条件和起始条件相似。 38、尼古拉兹实验曲线 第1区——层流区,λ=f(Re),λ=64/Re。 第2区——层流转变为紊流的过渡区,λ=f(Re)。 第3区——水力光滑管区,紊流状态,Re>3000,λ=f(Re)。 第4区——由“光滑管区”转向“粗糙管区”的紊流过渡区,λ=f(Re,Δ/d)。 第5区——水力粗糙管区或阻力平方区,λ=f(Δ/d)。水流处于发展完全的紊流状态,水流阻力与流速的平方成正比,故又称阻力平方区。

1、流体静力学:流体静力学是研究流体处于静止或相对静止状态下的力学规律。

2、表面张力:由于分子间的吸引,在液体的自由表面上能够承受极其微小的张力,这种张力称为表面张力。

3、表面力:表面力是通过直接接

触,施加在接触面上的力。

4、质量力:作用在隔离体内每个流体质点上的力称为质量力。

5、等压面:压强相等的空间点构成

的面称为等压面。

6、绝对压强:以无分子存在的或虽存在但处于绝对静止状态下的压强为起算点,所表示的压强为绝对压强。

7、相对压强:以当地同高程的大气压强为起算点,所表示的压强为相对压强。 8、

9、真空度:当绝对压强小于当地大气压强时,用其差值的绝对值表示,

通常称为真空度。

10、当地加速度(时变加速度):同一空间点,由与时间的变化而形成的加速度。

11、迁移加速度(位变加速度):固定时间,由于空间的变化而形成的加速度。

12、恒定流:在流场中,任意空间位置上运动参数都不随时间而改变,这种流动称为恒定流。 13、非恒定流:在流场中,任意空间位置上只要存在某一运动参数是时间函数,这种流动称为非恒定流。 14、流管:在流场中任意取一非流线的封闭曲线,通过该曲线上的每一点作流线,这些流线所构成的封闭管状曲面称为流管。

15、过流断面:在流束上作与流线(流速方向)正交的横截面称为过流断面。

16、元流:当流束的过流断面为微

元时,该流束称为元流。 17、总流:由无数元流组成的流束,断面上各点的运动参数一般不相

等。

18、均匀流:在任何时刻,流体质点的流速不随空间位置的变化而变,这种流场称为均匀流。

19、水头线:是恒定总流各断面沿

流能量变化的曲线。

20、总水头:是过流断面上单位重

量三个能量之和,一般用H表示。

21、沿程阻力(摩擦阻力):流体在

流动的过程中,边界无变化的均匀流流断上,产生的流动阻力称为沿程阻力,或称为摩擦阻力。 22、沿程阻力损失(水头损失):沿程阻力的影响造成流体的流动过程中的能量损失称为沿程阻力损失,或称为水头损失。

23、局部阻力(局部损失):发生在流动边界有急变的流域中,能量的损失主要集中在该流域及其附近的流域,这种集中发生的能量损失称为局部阻力或局部损失。 24、当量粗糙度:用直径相同、均处在紊流粗糙区、λ值相同的人工管道的粗糙度ks。定义为工业管道的粗糙度。

25、短管:指管道的总水头损失中,沿程水头损失和局部水头损失均占相当的比例,在进行水力计算时均不能忽略的管路。

26、(短管)自由出流:若短管中的液体经出口流入大气,水股四周受大气作用,则流动为自由出流。 27、(短管)淹没出流:若短管中的液体经出口流入下游自由表面以下的液体中,则称为淹没出流。 28、长管:指管流的流速水头和局部水头损失的总和与沿程水头损失相比很小,在计算时可忽略不计,或可将其按沿程水头损失的某一百分数进行估算的管路。

29、简单管路:指管径沿程不变,

没有分支管,因而流量也不变的管路。


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