一、填空題

2.在現(xiàn)實(shí)生活中可視為牛頓流體的有2iJ和空工等。

3.流體靜壓力和流體靜壓強(qiáng)都是壓力的一種量度。它們的區(qū)別在于：前者是作用在某一面

積上的總壓力;而后者是作用在某一面積上的平均壓強(qiáng)或某一點(diǎn)的壓強(qiáng)。

5.和液體相比，固體存在著抗拉、抗壓和抗切三方面的能力。

7.流體受壓，體積縮小，密度增大的性質(zhì),稱為流體的壓縮性；流體受熱，體積膨脹，

密度減少的性質(zhì),稱為流體的熱脹性。

9.1工程大氣壓等于千帕，等于10m水柱高,等于筵汞柱高。

11.流體靜壓強(qiáng)的方向必然是沿著作用面的內(nèi)法線方向,

17.通過描述物理量在空訶的分布來研究流體運(yùn)動(dòng)的方法稱為歐拉法。

18.流線不能相交(駐點(diǎn)處除外)，也不能是折線，因?yàn)榱鲌?chǎng)內(nèi)任?固定點(diǎn)在同?瞬間只能

有?個(gè)速度向量,流線只能是一條光滑的曲線或直線。

20.液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是極不規(guī)則的，各部分流體相互劇烈摻混,這種流動(dòng)狀態(tài)稱為紊遮。

21.由紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鞯呐R界流速右上工_由層流轉(zhuǎn)變?yōu)樗髁鞯呐R界流速匕，其中匕稱為

上臨界速度,嘰稱為下臨界速度。

23.圓管層流的沿程阻力系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān),且成反比，而和管壁粗糙無關(guān)。

24.根據(jù)2繁榮變化特征，尼古拉茲實(shí)驗(yàn)曲線可分為五個(gè)阻力區(qū)，分別是層流區(qū);臨界區(qū);

紊流光滑區(qū):紊流過渡區(qū)和紊流粗糙區(qū)。

26.速度的?1、勿包或0龍發(fā)生變化而引起的能量損失，稱為局部損失。

27.正方形形斷面管道(迂長為a),其水力半徑R等于A=3，當(dāng)量直徑de等于4.

4

30.層流運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿程阻力系數(shù)'與/(Re)有關(guān)，紊流運(yùn)動(dòng)沿程阻力系數(shù)人在光滑管區(qū)與

/(Re)有關(guān)，在過渡區(qū)與/(Reg有關(guān)，在粗糙區(qū)與八勺有關(guān)。

38.幾何相似是指流動(dòng)空間幾何相似。即形成此空間任意相應(yīng)兩線段夾角相同,任意相應(yīng)線

段長度保持一定的比例。

二、判斷題

1.當(dāng)平面水平放置時(shí)，壓力中心與平面形心重合。對(duì)

2.一個(gè)工程大氣壓等于98kPa,相當(dāng)于10m水柱的壓強(qiáng)。對(duì)

3.靜止液體自由表面的壓強(qiáng)，一定是大氣壓。錯(cuò)

4.靜止液體的自由表面是一個(gè)水平面，也是等壓面。對(duì)

5.當(dāng)靜止液體受到表面壓強(qiáng)作用后，將亳不改變地傳遞到液體內(nèi)部各點(diǎn)。對(duì)

6.當(dāng)相對(duì)壓強(qiáng)為零時(shí)，稱為絕對(duì)真空。錯(cuò)

7.某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)小于一個(gè)大氣壓強(qiáng)時(shí)即稱該點(diǎn)產(chǎn)生真空。對(duì)

8.流場(chǎng)中液體質(zhì)點(diǎn)通過空間點(diǎn)時(shí)，所有的運(yùn)動(dòng)要素不隨時(shí)間變化的流體叫恒定流。對(duì)

9.恒定流時(shí)，流線隨的形狀不隨時(shí)間變化，流線不一定與跡線相重合。錯(cuò)

10.漸變流過水?dāng)嗝嫔蟿?dòng)水壓強(qiáng)的分布規(guī)律可近似地看作與靜水壓強(qiáng)分布規(guī)律相同。對(duì)

11.流線是光滑的曲線，不能是折線，流線之間可以相交。錯(cuò)

12.一變直徑管段，A斷面直徑是R斷面直徑的2倍，則R斷面的流速是A斷面流速的4倍。

對(duì)

13.彎管曲率半徑Rc與管徑d之比愈大，則彎管的局部損失系數(shù)愈大。錯(cuò)

14.隨流動(dòng)雷諾數(shù)增大，管流壁面粘性底層的厚度也愈大。錯(cuò)

15.水泵的揚(yáng)程就是指它的提水高度。錯(cuò)

16.管嘴出流的局部水頭損失可有兩部分組成，即孔口的局部水頭損失及收縮斷面出突然縮

小產(chǎn)生的局部水頭損失。錯(cuò)

17.當(dāng)流速分布比較均勻時(shí)，則動(dòng)能修正系數(shù)的值接近丁零。錯(cuò)

18.流速分布越不均勻，動(dòng)能修正系數(shù)的值越小。錯(cuò)

19.在水流過水?dāng)嗝婷娣e相等的前提卜，濕周愈大，水力半徑愈小。對(duì)

22.在研究紊流邊界層的阻力特征時(shí)，所謂粗糙區(qū)是指粘性底層的實(shí)際厚度△小于粗糙高度。

對(duì)

23.水泵的安裝高度取決「水泵的允許真空值、供水流量和水頭損失。對(duì)

24.大孔口與小孔口都可認(rèn)為其斷面上壓強(qiáng)、流速分布均勻，各點(diǎn)作用水頭可以認(rèn)為是一常

數(shù)。錯(cuò)

三、簡(jiǎn)答題

1.什么是粘滯性？什么是牛頓內(nèi)摩擦定律？不滿足牛頓內(nèi)摩擦定律的流體是牛頓流體還是

非牛頓流體？

答：粘滯性是當(dāng)流體流溝時(shí)，在流體內(nèi)部顯示出的內(nèi)摩擦力性質(zhì)。

牛頓內(nèi)摩擦定律是：r=半；不滿足牛頓內(nèi)摩擦定律的流體是非牛頓流體。

dy

2.在流體力學(xué)當(dāng)中，三個(gè)主要的力學(xué)模型是指哪三個(gè)？

答：（1）連續(xù)介質(zhì)；（2）無粘性流體；（3）不可壓縮流體。

3.什么是理想流體？

答：理想流體即指無粘性流體，是不考慮流體的粘性的理想化的流體。

4.什么是實(shí)際流體？

答：考慮流體的粘性的流體。

5.什么是不可壓縮流體？

答：不計(jì)流體的壓縮性和熱脹性的而對(duì)流體物理性質(zhì)的簡(jiǎn)化。

6.為什么流體靜壓強(qiáng)的方向必垂直作用面的內(nèi)法線？

答：由于流體在靜止時(shí)，不能承受拉力和切力，所以流體靜壓強(qiáng)的方向必然是沿著作用面的

內(nèi)法線方向。

7.為什么水平面必是等壓面？

答：由于深度相等的點(diǎn)，壓強(qiáng)也相同，這些深度相同的點(diǎn)所組成的平面是一個(gè)水平面，可見

水平面是壓強(qiáng)處處相等的面，即水平面必是等壓面。

8.什么是等壓面？滿足等壓面的三個(gè)條件是什么？

答：在同一種液體中，如吳各處的壓強(qiáng)均相等由各壓強(qiáng)相等的點(diǎn)組成的面稱為等壓面。滿足

等壓面的三個(gè)條件是同種液體連續(xù)液體靜止液體。

12.什么是絕對(duì)壓強(qiáng)和相對(duì)壓強(qiáng)？

答：絕對(duì)壓強(qiáng)：以亳無一點(diǎn)氣體存在的絕對(duì)真空為零點(diǎn)起算的壓強(qiáng)。

相對(duì)壓強(qiáng)：當(dāng)?shù)赝叱痰拇髿鈮簭?qiáng)pa為零點(diǎn)起算的壓強(qiáng)。

14.什么是流線？什么是跡線？流線與跡線的區(qū)別是什么？

答：流線是某一瞬時(shí)在流場(chǎng)中畫出的一條空間曲線，此瞬時(shí)在曲線上任一點(diǎn)的切線方向與

該點(diǎn)的速度方向重合，這條曲線叫流線。

區(qū)別：跡線是流場(chǎng)中流體質(zhì)點(diǎn)在一段時(shí)間過程中所走過的軌跡線。流線是由無究多個(gè)質(zhì)

點(diǎn)組成的，它是表示這無究多個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)在某一固定瞬間運(yùn)動(dòng)方向的曲線。而跡線則是在時(shí)

間過程中表示同??流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的曲線。

O

16.什么是歐拉法？

答：通過描述物理量在空間的分布來研究流體運(yùn)動(dòng)的方法稱為歐拉法。

17.什么是拉格朗日法？

答：通過描述每一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)達(dá)到了解流體運(yùn)動(dòng)的方法。

22.什么是有旋流動(dòng)？什么是無旋流動(dòng)？

答：流體微團(tuán)的旋轉(zhuǎn)角速度不完全為零的流動(dòng)稱為有旋流動(dòng)，流場(chǎng)中各點(diǎn)旋轉(zhuǎn)角速度等于

零的運(yùn)動(dòng)，成為無旋運(yùn)動(dòng)，

24.什么叫流管、流束、過流斷面和元流？

答：在流場(chǎng)內(nèi)，取任意非流線的封閉曲線L,經(jīng)此曲線上全部點(diǎn)做流線，這些流線組成的管

狀流面，稱為流管。流管以內(nèi)的流體，稱為流束。垂直于流束的斷面稱為流束的過流斷面，

當(dāng)流束的過流斷面無限小時(shí)，這根流束就稱為元流。

29.什么是幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似？

答：幾何相似是指流動(dòng)空間幾何相似，即形成此空間任意相應(yīng)兩線段交角相同，任意相應(yīng)

線段長度保持一定的比例，

運(yùn)動(dòng)相似是指兩流動(dòng)的相應(yīng)流線幾何相似，即相應(yīng)點(diǎn)的流速大小成比例，方向相司。

動(dòng)力相似是指要求同名力作用，相應(yīng)的同名力成比例。

四、計(jì)算題

3.寬為1m,長為AB的矩形閘門，傾角為45。，左側(cè)水深h}=3m,右側(cè)水深為=2m0

試用圖解法求作用于閘門上的水靜壓力及其作用點(diǎn)？

［解］壓強(qiáng)分布圖略，根據(jù)圖計(jì)算如F：

=62.3-27.65=34.65kN

176-91

=2.46m

34.65

4.H=04m,閘門可繞C點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。求閘門自動(dòng)打開的水深〃為多少米。

—bh^

［解］故l=J/y.A=—^-------=0.1m

C點(diǎn)是合力作用點(diǎn)的極限點(diǎn)，當(dāng)其高于C點(diǎn)閘門自動(dòng)打開。

,10,%1()_,__

h=—h.2H—=---F0n.5=1.33m

12'212

即〃〉1.33m時(shí)，閘門便自動(dòng)打開。

5.有一圓滾門，長度/=10m,直徑Z)=4m,上游水深司=4m,下游水深H2=2m,

求作用于?圓滾門上的水平和鉛直分壓力。

［解］

=590kN

=920kN

6.一弧形閘門AB,寬b=4m,圓心角8二45。，半徑r=2m,閘門轉(zhuǎn)軸恰與水面齊

平，求作用于閘門的水靜壓力及作用點(diǎn)。

［解］h=廣sin0=亞

1,

P=4/=4x9.807=39.2kN

P=yV=y面積

=22.4kN

P=正+個(gè)=45.2kN

7.油沿管線流動(dòng)，A斷面流速為2m/s,不計(jì)損失，求開口C管中的液面高度。

［解］2”=（當(dāng)X2

d80.1

=4.5m/s

通過B斷面中心作基準(zhǔn)面，寫A、B兩斷面的

能量方程：

=1.86m

過流斷面中點(diǎn)流速u如圖。測(cè)得A點(diǎn)的比壓計(jì)讀數(shù)

A/?=60mm汞柱。(1)求該點(diǎn)的流速u：（2）若管中流體是密度為（）.8g/cn】3的油，A/?仍

不變，該點(diǎn)流速為若干,不計(jì)損失。

2

［解］—+—

y2gy

當(dāng)管中通水時(shí)：

gx12.6xA/?=>/2x9.807x12.6x0.06=3.85m/s

u=j2xgxl6xM=v2x9.807xl6x0.06=4.31m/s

10.直徑為&=700mm的管道在支承水平面上分支為出=500mm的兩支管，A-A斷面

壓強(qiáng)為70kN/n?,管道流量Q=0.6m3/s,兩支管流量相等：（1）不計(jì)水頭損失，求支墩受

水平推力。（2）水頭損失為支管流速水頭的5倍，求支城受水平推力。不考慮螺栓連接的作

用。

［解］匕=2=―——=1.56m/s

A-x(0.7)2

嶺=2=-——=1.53m/s

一42(OS)?

〃2=P\=7°kN/ni2

寫能顯方程式：

=3080+139=3219A'=3.219kN

當(dāng)記入損失時(shí)：

p2=64.15kN/nr

同理

Rx=35.24kN

11.油在管中以u(píng)=1m/s的速度流動(dòng)，油的密度/9=920kg/m\/=3m,d=25mm水銀

壓差計(jì)測(cè)得"二9cm,試求（1）油在管中的流態(tài)？（2）油的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)〃？（3）若保

持相同的平均流速反向流動(dòng)，壓差計(jì)的讀數(shù)有什何變化？

［解］（1）若為層流：

0.09x12680x9.8x(2.5產(chǎn)xlCT4

/==0.79xl0^nr/s

32x3x920

“…口r0廿cvd1x0.025_

校核是否為層流Rc=—=-------------7=316

u0.79x10-4

所以為層流。

（3）若倒流:

則下端壓強(qiáng)大于上端壓強(qiáng)，〃仍為9cm。

12.油的流量Q=77cn?is,流過直徑,/=6mm的細(xì)管，在/=2m長的管段兩端水銀壓差

計(jì)讀數(shù)〃=3Ucm,油的密度0=9OOkg/m3,求油的〃和u值。

［解］設(shè)若為層流

77

V=-----------------7=2.72m/s

0.785x(0.6尸

n2/s

ud2.72x0.006

驗(yàn)證：=1897(2(X)0

Re=L>8.6x10-6

故為層流。

14.一隔板將水箱分為A、B兩格，隔板上有直徑4=40mm的薄壁孔口，如題下圖，B

箱底部有一直徑的圓柱形管嘴，管嘴長A箱水深乜=3m恒定不變。（1）分析

出流恒定條件（”2不變的條件）。（2）在恒定出流時(shí)，B箱中水深”2等于多少？（3）水

箱流量。為何值？

［解1（1）0=。2時(shí)，"2恒定不變。

（2）/=0,1加=3?44,,為管嘴出流，4為

5

空孔口出流，取//,=0.6

/72=2.941/1.59=1.85m

(3)2=〃?A?12g(H「HJ=0.6x?x0.042x72^x1.15=0.358x10-2m3/s

15.某誘導(dǎo)器的靜壓箱上裝有圓柱形管嘴，管徑為4mm,長度/=2=0.02,從

管嘴入口到出口的局部阻力系數(shù)￡7=0.5,求管嘴的流速系數(shù)和流量系數(shù)(見圖5-4圖)。

［解］/>34d為短管出流。故

16.如上題，當(dāng)管嘴外空氣壓強(qiáng)為當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)時(shí)，要求管嘴出流流速為30m/s.此時(shí)靜

壓箱內(nèi)應(yīng)保持多少壓強(qiáng)？空氣密度為夕=L2kg/m3。

［解］

△p—p0—pu=p0-0=Poo即靜壓箱中相對(duì)壓強(qiáng)為1.08kN/nr

18.水從A水箱通過直徑為10cm必=3m保持不變。

(1)B水箱中無水時(shí)，求通過孔口的流量。

(2)B水箱水面高程”2=2m時(shí)，求通過孔口的流量。

(3)A箱水面壓力為2000Pa,Y=3m時(shí)，而B水箱水面壓力為0,”2=2m時(shí)，求通

過孔口的流量。

［解］

(1)e=?A?y/lgH,=0.62X1X0.12X72^X3=3.72XIO_2m3/s

(2)e=A-^-V2^(//1-//2)=0.62xl^x0.12x72^xl=2.16x10-2m:7s

(3)Q=〃?“2g［(3+a)-(2+0)］=().62Wux0.12xJ2gx(3.02-2)

=0.62x^xO.l2J2gxi.202=2.36x1O_2m3/s

22.兩水池用虹吸管連通，上下游水位差”=2m,管長(二3m,l2=5m,4=4m,直

徑d=200mm,上游水面至管頂高度〃=1m。已知；1=0.026,進(jìn)口網(wǎng)4=1$(每個(gè)彎

頭)，出口4=1。，求：

(1)虹吸管中的流量;

(2)管中壓強(qiáng)最底點(diǎn)的位置及其最大負(fù)壓值。

[解]寫上、下游水面的能量方程：

v=J2gx0.1315=1.6m/s

0=Av=-^xO.22xl.6=5xlO-2m3/s

壓強(qiáng)最低點(diǎn)在末端，則

nv2o

以二—[1+—(12.5+0.02—)]=-[l+0.1315xl3.3]=-2.75m

/2g0.2

23.如圖水泵抽水系統(tǒng)，管長、管徑單位為m,，給于圖中，流量。=40x10-3^3/$,

2=0.03。求：(1)吸水管及壓水管的S數(shù)。

(2)求水泵所需水頭。

(3)繪制總水頭線。

[?](DS數(shù):

?Q2+$2?Q2=3+')?=2218x(40x1(尸)2=3.54m

H=Z+￡h