工程流体力学

工程流体力学
工程流体力学

《工程流体力学》课程标准

课程名称:工程流体力学

适用专业:石油工程技术

计划学时:64

一、课程性质

《工程流体力学》课程是石油工程技术专业的一门有特色的必修专业基础课程,也是一门知识性、技能性和实践性要求很强的课程。流体力学课程是学生理解掌握现代化石油勘探、设计、运行与管理的知识基础,也是学生继续深造及将来从事研究工作的重要工具,为今后的专业学习和工作实践奠定基础。本课程是石油工程技术专业一门必修的专业基础课程,具有较强的实际应用性,在学生职业能力培养和职业素质养成两个方面起支撑和促进作用。

二、培养目标

《工程流体力学》课程立足于高职院校的人才培养目标,培养拥护党的基本路线,适应社会主义市场经济需要,德、智、体、美全面发展,面向石油工业生

产、管理和服务第一线,牢固掌握石化职业岗位 (群)所需的基础理论知识和专

业知识,重点掌握从事石化领域实际工作的基本能力利基本技能,具有良好的职业道德、创业精神和健全体魄的高等技术应用型专门人才。

按照职业岗位标准和工作内容的要求,通过对本课程的学习,使学生掌握化学分析中、高级工的应知理论、应会技能和必备的职业素养。成为满足石化企业分析检验岗位对所需人才知识、能力、素质要求的高技能人才。

通过项目导向,教学探究型的教学,加强学生实践技能的培养,培养学生的综合职业能力和职业素养、独立学习及获取新知识、新技能、新方法的能力和与人交往、沟通及合作等方面的态度和能力。

通过本课程的实践教学,使学生毕业后可胜任流体力学学科或相邻学科的教学、科研、技术开发与维护工作,能够解决能源化工等工程中遇到的流体力学问题,从而实现本专业的培养目标。

2.1知识目标

(1)使学生掌握流体力学的基本知识、基本理论、基本实验技能。

(2)培养学生对流体力学基本概念、基本理论、基本运算原理的应用能力。

(3)使学生具有实验实训室常用仪器、设备的规范使用能力。

(4)使学生掌握连续性方程、能量方程、动量方程的应用。

2.2方法能力目标

(1)使学生掌握流体力学的基本原理及分析方法,在进行教学的同时,注重基础理论的发展过程及联系,培养学生解决一般问题的能力。

(2)将一些较典型的属于知识传授性质的内容以及较简单重复的内容通过课外教学的形式传授给学生,培养学生的自学能力。

(3)使学生掌握一定的实验技能与方法,具有测量运动参数、分析实验参数和编写实验报告的能力。

2.3社会能力目标

(1)注重向学生介绍化学的思想及该学科在研究、发展过程中的特色。

(2)树立“绿色”的现代实验理念。

(3)培养学生养成独立思考的习惯。

(4)注重学生严谨、求实科学作风的培养。

(5)养成热爱科学、实事求是的学风和创新意识、创新精神。

(6)具有良好的人文素质和职业道德,能够与人和睦相处,团队意识强。

三、课程理念

应面向全体学生,为学生进入和适应社会打下基础,着眼于学生全面发展和终身发展的需要,有助于学生的终身学习;改变学生的学习方式,引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,突出创新精神和实践能力的培养;树立以学生为主体的教学观念,鼓励教师创造性地探索新的教学途径,改进教学方法和教学手段;促进学生全面发展、采用灵活多样的评价方法,注重学生学习过程和学习结果的全程评价;建立评价目标多元、评价方法多样的评价体系体验探究过程,养成科学的态度,具备适应未来生存和发展所必备的科学素养。

四、课程设计

4.1课程设计理念

以学生就业能力培养为导向,创新人才培养模式,坚持以高职教育培养目标为依据,遵循“结合理论联系实际,以应知、应会、必需、够用”的原则,以培养锻炼职业技能为重点,让每一位学生都能成为社会和企业必需的优秀的专门型技术人才。

本课程以石化工作岗位的职业能力培养为重点,以岗位职业标准利工作任务为依据,通过分析石化生产过程、石化分析检测过程任务设计教学内容,让课程内容与生产工作任务一一对应;突出学生职业能力培养。

校内实训与企业生产内容相同,按照仿真生产进行,把课程设在实训室及实

训基地,融教学生产为一体,教学做为一体,营造良好的职业氛围和环境,注重培养学生的专业思维能力和专业实践能力。

通过专业教学与实训实习相结合,体现高职课程的职业性、实践性、开放性,设计教学任务,在教师的指导下让学生自己设计实训项目,自己完成实训项目,培养学生分析问题、解决问题的能力。

4.2课程设计思路

《工程流体力学》课程在设计思想上充分体现一体化,即:理论与实践内容一体化、知识传授与动手实验一体化、理论与实践教师为一人的“一体化”,课程采用项目导向,任务驱动的教学模式。

《工程流体力学》的课程内容要经历由企业调研到行业岗位分析到典型工作任务确定,从典型工作任务对职业核心能力的要求到学习领域的设定,强调学习领域的教学内容是由多个学习情景的整合,在每个学习情景构建中分成应知知识点、职业能力要点、职业素质训练三个部分,为学生素质能力、职业能力、创新能力培养开拓了新的途径,每一个学习情景对应一个典型工作过程。

4.3与前后课程的联系

该课程前承《油田化学》,后继《采油工程原理》、《内燃机原理》等课程,为后续实习和毕业设计做必要的知识准备;起着承上启下的关键作用。

4.4对教师的要求

(1)具备物理、化学、高等数学的理论基础知识;

(2)具备操作基本分析实验能力;

(3)有1年以上企业一线生产经验或3年以上企业见习经历;

(4)具备设计基于任务驱动的教学法的设计应用能力。

(5)对学习场地、设施的要求

为保证学生顺利完成项目任务,本课程理论部分需要在多媒体教室完成教学过程,学生能在图书馆或机房通过网络查找有关资料;实验实训部分需要在化工综合实验室和分析化学实验室进行。

4.5学习资源的选用

(1)教材选取的原则

以培养实践能力、创新能力和创业能力为指导思想,贯彻高职高专培养目标,强调理论与实践的结合、教材与实际的结合、操作与管理的结合。

(2)推荐教材

王楠等工程流体力学 (第三版) 石油工业出版社 2005年

(3)参考的教学资料

袁恩熙工程流体力学石油工业出版社 1995年

张兆顺等流体力学清华大学出版社 2006年

五、教学设计

5.1教学设计的理念和原则

本课程教学以理论“必需、够用”为基本原则,根据学生职业人生设计教学项目,以职业工作流程为线索,以职场情境创设为导入,以项目和任务为载体,设计《分析化学》课程。

(1)建立“项目化”的课程结构。重点是突破学科教育重知识系统、重文体知识、重章节结构的课程体系,以职业工作流程为线索,以项目(任务)为载体,对课程内容进行整体设计。

(2)采用“任务驱动”的教学模式。根据课程内容模块,以完成职业任

务为核心派生工作项目,以完成工作项目为目标派生工作职责,以胜任工作职责为目的重组理论与实践教学内容。

(3)确定“能力培养为主”的教学方案。为使学生适应本专业就业环境,注重强化训练学生动手、动口和动脑能力。

(4)建立综合实训平台。通过实验实训,让学生在操作过程中对知识和技能有更进一步的认识和理解。

5.2学习情景设计

按照以项目为导向,任务为驱动,以岗位职业能力培养为重点,根据石化采

油、钻井岗位能力要求,将教学内容设置成6个学习情境。

5.3教学方法与手段

本课程采用讲授法、案例法、任务驱动法、多媒体教学。

(1)本课程的教学要不断摸索适合高职教育特点的教学方式。采取灵活的

教学方法,启发、诱导、因材施教,注意给学生更多的思维活动空间,发挥教与学两方面的积极性,提高教学质量和教学水平。在规定的学时内,保证该标准的贯彻实施。

(2)教学过程中,要从高职教育的目标出发,了解学生的基础和情况,结合其实际水平和能力,认真指导。

(3)教学中要结合教学内容的特点,培养学生独立学习的习惯,开动脑筋,努力提高学生的自学能力和创新精神,分析原因,找到解决问题的方法和技巧。

(4)重视学生之间的团结和协作,培养共同解决问题的团队精神。

(5)加强对学生分析技能的指导。

(6)教学中注重任务驱动教学方法的应用。

(7)任课教师根据学生情况及学院条件,可设计相应难度的主题,以达到教学目的。

5.4教学评价与考核方式

对学生实行以职业能力为中心的考核。通过各种考试形式激发学生自主学习的积极性,并体现在解决实际问题的应用能力、获取新知识、新技能的学习能力、团队活动的合作能力和职业语言表达能力等方面。

(1)采用阶段性评价、过程评价与目标评价、项目评价相结合,理论与实践一体化评价模式。

(2)关注评价的多元性,结合课堂提问、学生作业、平时测验、学生实践教学体会、分析化学基本技能竞赛及考试情况,综合评价学生成绩(3)应注重学生实践中分析问题、解决问题能力的考核,对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励,全面综合评价学生能力。

(4)考核知识点与技能点全面开放,以项目带动知识点的学习。

(5)以定量方式呈现评价结果。采用平时成绩和答辩成绩相结合的形式。

5.5考核方式设计

建立过程考评与期末考评相结合的方法。具体考核要求见上表。

六、课程资源的开发与利用

6.1教材编写

(1)必须依据本课程标准编写教材,教材应充分体现项目导向、任务驱动

的课程设计思想。

(2)教材应将本专业职业活动,分解成若干典型的工作项目,按完成工作

项目的需要和岗位操作规程。要以生产工艺为载体,引入必须的专业知识,增加实践内容,强调理论在实践过程中的应用。

(3)教材应图文并茂,提高学生的学习兴趣,加探学生对工厂生产设备的认识和理解,教材表达必须精炼、准确、科学。

(4)教材内容应体现先进性、通用性、实用性,要将本专业新技术、新方

法、新成果及时地纳入教材,使教材更贴近本专业的发展和实际需要。

(5)教材中的活动设计的内容要具体,并具有可操作性。

6.2信息技术应用

(1)注重课程资源和现代化教学资源的开发和利用,这些资源有利于创设

形象生动的工作情景,激发学生的学习兴趣,促进学生对知识的理解和掌握。建议加强课程资源的开发,建立多媒体课程资源的数据库,努力实现跨学校多媒体资源的共享,以提高课程资源利用效率。

(2)积极开发和利用网络课程资源,充分利用诸如电子书籍、电子期刊、

数据库、数字图书馆、教育网站和电子论坛等网上信息资源,使教学从单一媒体向多种媒体转变,教学活动从信息的单向传递向双向交换转变,学生单独学习向合作学习转变。

(3)运用现代教育技术和虚拟现实技术,建立虚拟社会、虚拟企业、虚拟

车间、虚拟项目等仿真教学环境,优化教学过程,提高教学质量和效率,有利于规范学生操作流程,有利于培养学生专业素质。

(4)建立习题库及答案,同时为学生提供多版本的参考书,有利于学生复习和巩固知识。

(5)建立学习资料库,推荐国内与专业有关的网站地址,积极引导与培养学生学会自主学习、资料查询等能力。

6.3工学结合

(1)产学合作开发课程资源,充分利用本行业典型的生产企业的资源,进

行产学合作,建立实习实训基地,实践“工学”交替,满足学生的实习实训,同时为学生的就业创造机会。

(2)建立一支适应本专业的、稳定的、开放性的、具有丰富实践施工经验

的兼职教师,实现理论与实践教学合一、专职教师与兼职教师合一、课堂教学与生产现场教学合一,满足学生综合职业能力培养的要求。

6.4工作规范

(1)认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针,认真落实各项安全措施,坚持安全工作是一切工作的基础,积极完成各项工作任务。

(2)有计划地组织对学生进行安全思想、安全制度和安全技术的教育培训,不断提高学生的安全技能和意识。

(3)进入实训场地,认真组织各种安全活动,构筑安全文化,强化安全意

识。

(4)学生应做好预先复习,指导教师不得擅自脱岗,应记好考勤。

(5)在实训中,学生必须服从指导教师,本经允许不得擅自启动电源,使用仪器、设备等。

(6)凡违反操作规程、损坏仪器、设备者,应按规定赔偿损失。

七、说明

(1)授课:理论讲授与实践教学结合进行教学。

(2)环境:教室与应用化工综合实验室相结合。

(3)能力培训要求:着重培养学生的自学能力,动手操作能力和分析问题、解决问题的能力。

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A第2次作业

一 一、单项选择题(本大题共20小题,每小题1分,共20分)在每小题列出的四个备选项中 只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.欲使水力最优梯形断面渠道的宽度和深度相等,则相应的渠道边坡系数m=( C )。 A 0.25 B 0.50 C 0.75 D 1.0 2.静止液体作用在平面上的静水总压力A p P c =,这里c c gh p ρ=为( B ) A 、受压面形心处的绝对压强 B 、受压面形心处的相对压强 C 、压力中心处的绝对压强 D 、压力中心处的相对压强 3.平衡流体的等压面方程为( D ) A 、0=--z y x f f f B 、0=++z y x f f f C 、0d d d =--z f y f x f z y x D 、0d d d =++z f y f x f z y x 4.绝对压强的起量点为( A ) A 、绝对真空 B 、当地大气压 C 、液面压强 D 、标准大气压 5.渐变流过流断面近似为( D ) A 、旋转抛物面 B 、双曲面 C 、对数曲面 D 、平面 6.已知突然扩大管道突扩前后管段的直径之比5.0/21=d d ,则相应的断面平均流速之比=21/v v ( B ) A 、8 B 、4 C 、2 D 、1 7.流速水头的表达式为( D ) A 、22v B 、22v ρ C 、22gv D 、g v 22 8.已知动力黏度μ的单位为s Pa ?,则其量纲=μdim ( D ) A 、1MLT - B 、T ML -1 C 、LT M -1 D 、1 -1T ML - 9.下列各组物理量中,属于同一量纲的为( D ) A 、密度、重度、黏度 B 、流量系数、流速系数、渗流系数 C 、压强、切应力、质量力 D 、水深、管径、测压管水头 10.底宽为b 、水深为h 的矩形断面渠道的水力半径=R ( A ) A 、h b bh 2+ B 、bh h b 2+ C 、) (2h b bh + D 、bh h b )(2+ 11.突然扩大管段的局部水头损失=j h ( B ) A 、g v v 221- B 、g v v 2)(221- C 、g v v 22221- D 、g v v 22221+

工程流体力学教学课件ppt作者闻建龙工程流体力学习题+答案(部分)

闻建龙主编的《工程流体力学》习题参考答案 第一章 绪论 1-1 物质是按什么原则分为固体和液体两大类的? 解:从物质受力和运动的特性将物质分成两大类:不能抵抗切向力,在切向力作用下可以无限的变形(流动),这类物质称为流体。如空气、水等。而在同等条件下,固体则产生有限的变形。 因此,可以说:流体不管是液体还是气体,在无论多么小的剪应力(切向)作用下都能发生连续不断的变形。与此相反,固体的变形与作用的应力成比例,经一段时间变形后将达到平衡,而不会无限增加。 1-2 何谓连续介质假设?引入连续介质模型的目的是什么?在解决流动问题时,应用连续介质模型的条件是什么? 解:1753年,欧拉首次采用连续介质作为流体宏观流动模型,即不考虑流体分子的存在,把真实的流体看成是由无限多流体质点组成的稠密而无间隙的连续介质,甚至在流体与固体边壁距离接近零的极限情况也认为如此,这个假设叫流体连续介质假设或稠密性假设。 流体连续性假设是流体力学中第一个根本性假设,将真实流体看成为连续介质,意味着流体的一切宏观物理量,如密度、压力、速度等,都可看成时间和空间位置的连续函数,使我们有可能用数学分析来讨论和解决流体力学问题。 在一些特定情况下,连续介质假设是不成立的,例如:航天器在高空稀薄气体中飞行,超声速气流中激波前后,血液在微血管(1μm )内的流动。 1-3 底面积为2 5.1m 的薄板在液面上水平移动(图1-3),其移动速度为s m 16,液层 厚度为mm 4,当液体分别为C 020的水和C 0 20时密度为3 856m kg 的原油时,移动平板 所需的力各为多大? 题1-3图 解:20℃ 水:s Pa ??=-3 10 1μ 20℃,3 /856m kg =ρ, 原油:s Pa ??='-3 102.7μ 水: 23 3 /410 416 101m N u =??=? =--δμτ N A F 65.14=?=?=τ

工程流体力学试题

一、选择题:从给出的四个选项中选择出一个正确的选项 (本大题60分,每小题3分) 1、温度的升高时液体粘度()。 A、变化不大 B、不变 C、减小 D、增大 2、密度为1000kg/m3,运动粘度为10m2/s的流体的动力粘度为()Pas。 A、1 B、0.1 C、0.01 D、0.001 3、做水平等加速度运动容器中液体的等压面是()簇。 A、斜面 B、垂直面 C、水平面 D、曲面 4、1mmH2O等于()。 A、9800Pa B、980Pa C、98Pa D、9.8Pa 5、压强与液标高度的关系是()。 A、h=p/g B、p=ρg C、h=p/ρg D、h=p/ρ 6、流体静力学基本方程式z+p/ρg=C中,p/ρg的物理意义是() A、比位能 B、比压能 C、比势能 D、比动能 7、根据液流中运动参数是否随()变化,可以把液流分为均匀和非均匀流。 A、时间 B、空间位置坐标 C、压力 D、温度

8、连续性方程是()定律在流体力学中的数学表达式。 A、动量守恒 B、牛顿内摩擦 C、能量守恒 D、质量守恒。 9、平均流速是过留断面上各点速度的()。 A、最大值的一半 B、面积平均值 C、统计平均值 D、体积平均值 10、泵加给单位重量液体的机械能称为泵的()。 A、功率 B、排量; C、扬程 D、效率 11、水力坡度是指单位管长上()的降低值。 A、总水头 B、总能量 C、轴线位置 D、测压管水头 12、总水头线与测压管水头线间的铅直高差反映的是()的大小。 A、压力的头 B、位置水头 C、流速水头 D、位置水头。 13、雷诺数Re反映的是流体流动过程中()之比。 A、惯性力与粘性力 B、粘性力与惯性力 C、重力与惯性力 D、惯性力与重力 14、直径为d的圆形截面管道的水力半径为() A、2d B、d C、d/2; D、d/4。 15、过流断面的水力要素不包括()。 A、断面面积 B、断面湿周 C、管壁粗糙度 D、速度梯度 16、圆管层流中的速度剖面是()。

工程流体力学A卷及答案

工程流体力学 A 卷 一、单项选择题(本大题共15小题,每小题1分,共15分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.交通土建工程施工中的新拌建筑砂浆属于( ) A 、牛顿流体 B 、非牛顿流体 C 、理想流体 D 、无黏流体 2.牛顿内摩擦定律y u d d μτ=中的y u d d 为运动流体的( ) A 、拉伸变形 B 、压缩变形 C 、剪切变形 D 、剪切变形速率 3.平衡流体的等压面方程为( ) A 、0=--z y x f f f B 、0=++z y x f f f C 、0d d d =--z f y f x f z y x D 、0d d d =++z f y f x f z y x 4.金属测压计的读数为( ) A 、绝对压强p ' B 、相对压强p C 、真空压强v p D 、当地大气压a p 5.水力最优梯形断面渠道的水力半径=R ( ) A 、4/h B 、3/h C 、2/h D 、h 6.圆柱形外管嘴的正常工作条件是( ) A 、m 9,)4~3(0>=H d l B 、m 9,)4~3(0<=H d l C 、m 9,)4~3(0>>H d l D 、m 9,)4~3(0<

工程流体力学课后作业答案-莫乃榕版本

流体力学练习题 第一章 1-1解:设:柴油的密度为ρ,重度为γ;40C 水的密度为ρ0,重度为γ0。则在同一地点的相对密度和比重为: 0ρρ=d ,0 γγ=c 30/830100083.0m kg d =?=?=ρρ 30/81348.9100083.0m N c =??=?=γγ 1-2解:336/1260101026.1m kg =??=-ρ 3/123488.91260m N g =?==ργ 1-3解:269/106.191096.101.0m N E V V V V p p V V p p p ?=??=?-=?-=????-=ββ 1-4解:N m p V V p /105.210 41010002956 --?=?=??-=β 299/104.0105.211m N E p p ?=?==-β 1-5解:1)求体积膨涨量和桶内压强 受温度增加的影响,200升汽油的体积膨涨量为: ()l T V V T T 4.2202000006.00=??=?=?β 由于容器封闭,体积不变,从而因体积膨涨量使容器内压强升高,体积压缩量等于体积膨涨量。故: 26400/1027.16108.9140004 .22004.2m N E V V V V V V p p T T p T T ?=???+=?+?-=?+?-=?β 2)在保证液面压强增量0.18个大气压下,求桶内最大能装的汽油质量。设装的汽油体积为V ,那么:体积膨涨量为: T V V T T ?=?β 体积压缩量为:

()()T V E p V V E p V T p T p p ?+?=?+?=?β1 因此,温度升高和压强升高联合作用的结果,应满足: ()()???? ? ??-?+=?-?+=p T p T E p T V V T V V 1110ββ ()())(63.197108.9140001018.01200006.012001145 0l E p T V V p T =???? ?????-??+=???? ???-?+=β ()kg V m 34.1381063.19710007.03=???==-ρ 1-6解:石油的动力粘度:s pa .028.01.010028=?= μ 石油的运动粘度:s m /1011.39 .01000028.025-?=?==ρμν 1-7解:石油的运动粘度:s m St /1044.0100 4025-?===ν 石油的动力粘度:s pa .0356.010 4100089.05=???==-ρνμ 1-8解:2/1147001 .01147.1m N u =?== δμτ 1-9解:()()2/5.1621196.012.02 15.0065.021m N d D u u =-?=-==μδμτ N L d F 54.85.16214.01196.014.3=???=???=τπ 第二章 2-4解:设:测压管中空气的压强为p 2,水银的密度为1ρ,水的密度为2ρ。在水银面建立等压面1-1,在测压管与容器连接处建立等压面2-2。根据等压面理论,有 21p gh p a +=ρ (1) gz p z H g p 2221)(ρρ+=++(2) 由式(1)解出p 2后代入(2),整理得: gz gh p z H g p a 2121)(ρρρ+-=++

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A概论

四、主观题 33.简述流体的形态特征和力学特征。 答:形态特征:流体随容器而方圆,没有固定的形状。力学特征:流体主要承受压力,静止流体不能承受拉力和剪力。 34. 一封闭水箱如图所示,已知金属测压计读数 Pa,金属测压计中心和容器内 液面分别比A点高0.5m和1.5m,试求液面的绝对压强和相对压强。答: 35. 如图所示为测量容器中A点压强的真空计。已知,试求A点的真空 压强及真空度。答:

36.如图所示绕铰链C 转动的自动开启式矩形平板闸门。已知闸门倾角为,宽度 为,闸门两侧水深分别为和,为避免闸门自动开启,试求转轴C 至闸 门下端B的距离 x。 答: 37.利用检查井作闭水试验检验管径的市政排水管道施工质量。已知排水管堵 头形心高程为 256.34m,检查井中水面高程为259.04m,试求堵头所受的静水总压力大小。 答: 38.如图所示盛水(重度为)容器由半径为 R 的两个半球用 N 个螺栓连接而成,已知

测压管水位高出球顶 H ,试求每个螺栓所受的拉力 F 。 答: 39.如图所示水流流经等径直角弯管。已知管径mm,管轴上A、B 两点高差400 mm ,U 形水银差压计读数=300mm ,管流速度m/s,相对压强, ,试求相对压强和 A 、B 两断面间的机械能损失。 答: 40.如图所示,为测流需要,在宽度m的平底矩形断面渠道的测流段,将渠底抬高

0.3m 。若测得抬高前的水深为1.8m ,抬高后水面降低0.12m ,水头损失经率定按抬高 后流速水头的一半计算,试求渠道流量。 答: 四、主观题 19.为研究某铁路盖板箱涵无压过流的水力特征,拟取线性比尺进行水工模型实验。已知原型涵洞的宽度m ,高度m ,洞内设计水深m和设计流速m/s 。试确定模型的几何尺寸和模型流量 答:

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》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、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 与的对比关系。

工程流体力学课后习题答案72110

流体及其主要物理性质 7 相对密度0.89的石油,温度20oC 时的运动粘度为40cSt ,求动力粘度为多少? 解:89.0== 水 ρρ d ν=40cSt =0.4St =0.4×10-4 m 2 /s μ=νρ=0.4×10-4 ×890=3.56×10-2 Pa ·s 8 图示一平板在油面上作水平运动,已知运动速度u=1m/s ,板与固定边界的距离δ=1,油的动力粘度μ=1.147Pa ·s ,由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布,求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少? 解:233/10147.110 11147.1m N dy du ?=??==-μ τ 9 如图所示活塞油缸,其直径D =12cm ,活塞直径d =11.96cm ,活塞长度L =14cm ,油的μ=0.65P ,当活塞移动速度为0.5m/s 时,试求拉回活塞所需的力F=? 解:A =πdL , μ=0.65P =0.065 Pa ·s , Δu =0.5m/s , Δy=(D-d)/2 ()N dy du A F 55.82 1096.11125 .010141096.1114.3065.0222=?-??????==---μ流体静力学 6油罐内装相对密度0.70的汽油,为测定油面高度,利用连通器原理,把U 形管内装上相对密度为1.26的甘油,一端接通油罐顶部空间,一端接压气管。同时,压气管的另一支 引入油罐底以上0.40m 处,压气后,当液面有气逸出时,根据U 形管内油面高差h =0.70m 来推算油罐内的油深H 为多少? 解:p -γ甘油Δh =p -γ汽油(H-0.4) H =γ甘油Δh/γ汽油+0.4=1.26×0.7/0.70+0.4=1.66m 7为测定油品重度,用如下装置,经过1管或2管输入气体,直至罐内油面出现气泡为止。用U 形管水银压力计分别量出1管通气时

工程流体力学考试重点

1. 质量力:质量力是作用于每一流体质点(或微团)上的力,与体积或质量成正比。 2. 表面力:表面力是作用在所考虑的流体表面上的力,且与流体的表面积大小成正比。外 界通过接触传递,与表面积成正比的力。 3. 当不计温度效应,压强的变化引起流体体积和密度的变化,称为流体的压缩性。当流体 受热时,体积膨胀,密度减小的性质,称为流体的热胀性。 4. 单位压强所引起的体积变化率(压缩系数dp dV V p 1- =α)。↑p α越容易压缩。 ↓↑?=-==E d dp dV dp V E P P αρ ρα,。 5. 单位温度所引起的体积变化率(体积热胀系数dT dV V V 1= α)。 6. 黏性是流体抵抗剪切变形的一种属性。当流体内部的质点间或流层间发生相对运动时, 产生切向阻力(摩擦力)抵抗其相对运动的特性,称作流体的黏性。流体的黏性是流体产生流动阻力的根源。 7. dy du A F μ= 其中F ——内摩擦力,N ;dy du ——法向速度梯度,即在与流体方向相互垂直的y 方向流体速度的变化率,1/s ;μ——比例系数,称为流体的黏度或动力黏度, s Pa ?。 8. dy du μ τ= 表明流体层间的内摩擦力或切应力与法向速度梯度成正比。 9. 液体的黏度随温度升高而减小,气体的黏度则随温度升高而增大。液体主要是内聚力, 气体主要是热运动。温度↑: 液体的分子间距↑ 内聚力↓; 气体的分子热运动↑ 分子间距↓ 内聚力↑。 10. 三大模型:1)连续介质模型;2)不可压缩流体模型;3)理想流体模型。 11. 当把流体看作是连续介质后,表征流体性质的密度、速度、压强和温度等物理量在流体 中也应该是连续分布的。优点:可将流体的各物理量看作是空间坐标和时间的连续函数,从而可以引用连续函数的解析方法等数学工具来研究流体的平衡和运动规律。 12. 流体静压强的特性:1)流体静压强的方向垂直指向受压面或沿作用面的内法线方向;2) 平衡流体中任意一点流体静压强的大小与作用面的方位无关,只与点的空间位置有关。

工程流体力学A主观作业答案

工程流体力学A第1次作业 四、主观题(共8道小题) 33.简述流体的形态特征和力学特征。 形态特征:流体随容器而方圆,没有固定的形状。 力学特征:流体主要承受压力,静止流体不能承受拉力和剪力。 34.一封闭水箱如图所示,已知金属测压计读数Pa,金属测压计中心和容器液面分别比A 点高0.5m和1.5m,试求液面的绝对压强和相对压强。 解: 由得水箱液面的相对压强 绝对压强或93.1kPa 35.如图所示为测量容器中A点压强的真空计。已知,试求A点的真空压强及真空度。解: 真空计的测压管中压缩空气压强变化可忽略不计。由题意 得A点真空压强 及真空度 36.如图所示绕铰链C 转动的自动开启式矩形平板闸门。已知闸门倾角为,宽度为,闸门两侧水深分别为和,为避免闸门自动开启,试求转轴C至闸门下端B的距离x。 解:为避免闸门自动打开,由理论力学知必有关系 式中

故 37.利用检查井作闭水试验检验管径的市政排水管道施工质量。已知排水管堵头形心高程为256.34m,检查井中水面高程为259.04m,试求堵头所受的静水总压力大小。 解:排水管堵头形心处的相对压强 堵头所受的静水总压力 38.如图所示盛水(重度为)容器由半径为 R 的两个半球用 N 个螺栓连接而成,已知测压管水位高出球顶 H ,试求每个螺栓所受的拉力 F 。 解:取上半球为隔离体,由,得 式中为静止液体作用在上半球面上的总压力的铅垂分力,由上半球面的压力体计算得 故每个螺栓所受的拉力为 39.如图所示水流流经等径直角弯管。已知管径mm,管轴上A、B两点高差400mm,U形水银差压计读数=300mm,管流速度m/s,相对压强,,试求相对压强和A、B两断面间的机械能损失。 解: 由差压计原理 得 由伯努利方程 考虑到,得A、B两断面间的机械能损失

32学时工程流体力学复习题与答案

32学时流体力学课复习题 一、填空题 1、流体是一种受任何微小的剪切力作用时都会产生连续变形的物质。 2、牛顿内摩擦定律=μ其中的比例系数称为动力黏性系数(动力粘度) 。 3、作用于流体上的力按其性质可以分为表面力力和质量力 4、水力学中,单位质量力是指作用在单位_质量_ 液体上的质量力。 5、单位质量力的量纲是L/T2。 6、对于不同的流体,体积弹性系数的值不同,弹性模量越大,流体越不易被压缩。 7、某点处的绝对压强等于该处的大气压强减去该处的真空度。 8、某点处的真空等于该处的大气压强减去该处的绝对压强。 9、某点处的相对压强等于该处的绝对压强减去该处的一个大气压。 10、根据粘性的大小,粘性流体的流动状态可分为层流和紊流。 11、根据流体是否有粘性,流体可分为粘性流体和理想流体。 12、根据流动参数随时间的变化,流体流动可分为定常流动和非定常流动。 13、连续性方程是质量守恒定律在流体力学上的数学表达形式。 14、总流伯努利方程是机械能守恒定律在流体力学上的数学表达形式。 15、计算局部阻力的公式为:;计算沿程阻力的公式为:。 16、相似条件包括几何相似、运动相似和动力相似。 17、沿程阻力主要是由于流体内摩擦力引起的,而局部阻力则主要是由于流动边界局部形状急剧变化引起的。 18、连续性方程表示控制体的__质量_____守恒。 19、液体随容器作等角速度旋转时,重力和惯性力的合力总是与液体自由面_垂直。 20、圆管层流中断面平均流速等于管中最大流速的1/2

二、简答题 1、简述液体与气体的粘性随温度的变化规律,并说明为什么? 答: 温度升高时液体的黏性降低,因为液体的粘性主要是分子间的内聚力引起的,温度升高时,内聚力减弱,故粘性降低,而造成气体粘性的主要原因在于气体分子的热运动,温度越高,热运动越强烈,所以粘性就越大 2、请详细说明作用在流体上的力。 作用在流体上的力按其性质可分为表面力和质量力,表面力是指作用在所研究流体表面上的力,它是由流体的表面与接触的物体的相互作用差生的,质量力是流体质点受某种力场的作用力,它的大小与流体的质量成正比 3、简述连续介质假说。 连续介质假设将流体区域看成由流体质点连续组成,占满空间而没有间隙,其物理特性和运动要素在空间是连续分布的。从而使微观运动的不均匀性、离散性、无规律性与宏观运动的均匀性、连续性、规律性达到了和谐的统一。(宏观无限小微观无限大) 4、何谓不可压缩流体?在什么情况下可以忽略流体的压缩性? 除某些特殊流动问题,工程实际中将液体看作是密度等于常数的不可压缩流体,当气体的速度小于70m/s 且压力和温度变化不大时也可近似地将气体当作不可压缩流体处理 5、流体静压力有哪两个重要特征? 特征一:在平衡的流体中,通过任意一点的等压面,必与该点所受的质量力互相垂直。 特征二:当两种互不相混的液体处于平衡时,它们的分界面必为等压面。 6、不同形状的敞开的贮液容器放在桌面上,如果液深相同,容器底部的面积相同,试问作用于容器底部的总压力是否相同?桌面上受到的容器的作用力是否相同?为什么? 容器底部的总压力=液体压强x面积,而压强由液深决定(同种液体),所以作用于容器底部的总压力相同; 桌面上所受力是整个储有液体容器的重力,桌面上受到的容器的作用力因容器总重量不同而不同。 本题目也有漏洞:不同形状的敞开的贮液容器,体积关系不能确定,其总重量不一定相同或也不一定不同。 7、相对平衡的液体的等压面形状与什么因素有关? 质量力(在平衡点流体中,通过任意一点的等压面必须与该店所受的质量力互相垂直) 8、静力学的全部内容适用于理想流体还是实际粘性流体?或者两者都可?为什么? 流体处于静止或相对静止状态时,各流体质点间没有相对运动,速度梯度等于零,切向应力也等于

(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 )

工程流体力学知识整理

流体:一种受任何微小剪切力作用,都能产生连续变形的物质。 流动性:当某些分子的能量大到一定程度时,将做相对的移动改变它的平衡位置。 流体介质:取宏观上足够小、微观上足够大的流体微团,从而将流体看成是由空间上连续分布的流体质点所组成的连续介质 压缩性:流体的体积随压力变化的特性称为流体的压缩性。 膨胀性:流体的体积随温度变化的特性称为流体的膨胀性。 粘性:流体内部存在内摩擦力的特性,或者说是流体抵抗变形的特性。 牛顿流体:将遵守牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体,反之称为非牛顿流体。 理想流体:忽略流体的粘性,将流体当成是完全没有粘性的理想流体。 表面张力:液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。 表面力:大小与表面面积有关而且分布作用在流体微团表面上的力称为表面力。 质量力:所有流体质点受某种力场作用而产生,它的大小与流体的质量成正比。 压强:把流体的内法线应力称作流体压强。 流体静压强:当流体处于静止或相对静止时,流体的压强称为流体静压强。 流体静压强的特性:一、作用方向总是沿其作用面的内法线方向。二、任意一点上的压强与作用方位无关,其值均相等(流体静压强是一个标量)。 绝对压强:以完全真空为基准计量的压强。 相对压强:以当地大气压为基准计量的压强。 真空度:当地大气压-绝对压强 液体的相对平衡:指流体质点之间虽然没有相对运动,但盛装液体的容器却对地面上的固定坐标系有相对运动时的平衡。 压力体:曲面上方的液柱体积。 等压面:在平衡流体中,压力相等的各点所组成的面称为等压面。特性一、在平衡的流体中,过任意一点的等压面,必与该点所受的质量力互相垂直。特性二、当两种互不相混的液体处于平衡时,它们的分界面必为等压面。 流场:充满运动流体的空间称为流场。 定常流动:流场中各空间点上的物理量不随时间变化。 缓变流:当流动边界是直的,且大小形状不变时,流线是平行(或近似平行)的直线的流动状态为缓变流。 急变流:当流边界变化比较剧烈,流线不再是平行的直线,呈现出比较紊乱的流动状态

工程流体力学答案

工程流体力学 习题详解 第一章 流体的物理性质 【1-1】500cm 3的某种液体,在天平上称得其质量为0.453kg ,试求其密度和相对密度。 【解】 3340.4530.90610 kg/m 510 m V ρ-= ==?? 3 3 0.906100.9061.010w ρδρ?===? 【1-2】 体积为5m 3的水,在温度不变的条件下,当压强从98000Pa 增加到4.9×105Pa 时, 体积减少1升。求水的压缩系数和弹性系数。 【解】由压缩系数公式 105 10.001 5.110 1/Pa 5(4.91098000) p dV V dP β-=-==???- 911 1.9610 Pa 5.1 p E β= = =? 【1-3】温度为20℃,流量为60 m 3/h 的水流入加热器,如果水的体积膨胀系数βt =0.00055K -1,问加热到80℃后从加热器中流出时的体积流量变为多少? 【解】根据膨胀系数 1t dV V dt β= 则 211t Q Q dt Q β=+ 3600.00055(8020)6061.98 m /h =??-+= 【1-4】图中表示浮在油面上的平板,其水平运动速度为u =1m/s ,δ=10mm ,油品的粘度μ=0.9807Pa·s ,求作用在平板单位面积上的阻 力。 【解】根据牛顿内摩擦定律 =du dy τμ 则 21 =0.980798.07N/m 0.01 τ? = 【1-5】已知半径为R 圆管中的流速分布为 r z u 习题1-4图 油 δ u y x

2 2=(1)r u c R - 式中c 为常数。试求管中的切应力τ与r 的关系。 【解】根据牛顿内摩擦定律 =du dy τμ 则 2222=[(1)]d r r c c dr R R τμμ-=- 第二章 流体静力学 【2-1】容器中装有水和空气,求A 、B 、C 和D 各点的表压力? 【解】 3434222 3232() ()()(2) MA MB MA MC MB MD MC p g h h p p g h h h gh p p gh p p g h h g h h ρρρρρρ=+=-++=-==-=-+=-+ 【2-2】如图所示的U 形管中装有水银与水,试求: (1)A 、C 两点的绝对压力及表压力各为多少? (2)求A 、B 两点的高度差h ? 【解】 (1) ()w 0.3a b A a p p g ρ=+? w 0.3MA p g ρ=? ()w H 0.30.1ab C a p p g g ρρ=+?+? w H 0.30.1MC p g g ρρ=?+? (2)选取U 形管中水银的最低液面为等压面,则 w H 0.3g gh ρρ?= 得 w H 0.3 22 cm h ρρ?== 【2-3】 在一密闭容器内装有水及油,密度分别为ρw 及ρo ,油层高度为h 1,容器底部装有水银液柱压力计,读数为R ,水银面与液面的高度差为h 2,试导出容器上方空间的压力p 与读 数R 的关系式。 【解】选取压力计中水银最低液面为等压面,则 1w 21()o H p gh g h R h gR ρρρ+++-= 得 1w 21()H o p gR gh g h R h ρρρ=--+- 题2-1图 ? ?A ?B ?C p a h 1 h 2 h 3 h 4 空气 空气 D 题2-2图 p a C p a 30cm 10cm h A B 水 水银 水 油 ? p h 1 h 2 R 题2-3图

西南交大,工程流体力学A离线作业

工程流体力学A 第一次作业 四、主观题(共8道小题) 33.简述流体的形态特征和力学特征。 答:形态特征:流体随容器而方圆,没有固定的形状。 力学特征:流体主要承受压力,静止流体不能承受拉力和剪力。 34.一封闭水箱如图所示,已知金属测压计读数Pa,金属测压计中心和容器内液面分别比A点高0. 5m和1.5m ,试求液面的绝对压强和相对压强。 解: 由 得水箱液面的相对压强 绝对压强 或93.1kPa 35.如图所示为测量容器中A点压强的真空计。已知,试求A 点的真空压强及真空度。 解:真空计的测压管中压缩空气内压强变化可忽略不计。由题意 得A点真空压强

及真空度 36.如图所示绕铰链C 转动的自动开启式矩形平板闸门。已知闸门倾角为 ,宽度为,闸门两侧 水深分别为和,为避免闸门自动开启,试求转轴C至闸门下端B的距离x。 解:为避免闸门自动打开,由理论力学知必有关系 式中 故 37.利用检查井作闭水试验检验管径 的市政排水管道施工质量。已知排水管堵头形心高程为256. 34m,检查井中水面高程为259.04m,试求堵头所受的静水总压力大小。 解:排水管堵头形心处的相对压强 堵头所受的静水总压力

38.如图所示盛水(重度为 )容器由半径为 R 的两个半球用 N 个螺栓连接而成,已知测压管水位高出球顶H ,试求每个螺栓所受的拉力 F 。 解:取上半球为隔离体,由 ,得 式中为静止液体作用在上半球面上的总压力的铅垂分力,由上半球面的压力体计算得 故每个螺栓所受的拉力为

39.如图所示水流流经等径直角弯管。已知管径mm,管轴上A、B两点高差400mm,U形水银差压计 读数 =300mm,管流速度m/s,相对压强,,试求相对压强和A、 B 两断面间的机械能损失。 解: 由差压计原理 得 由伯努利方程 考虑到,得A、B两断面间的机械能损失

工程流体力学课后习题答案_袁恩熙_流体力学第三章作业(1)

3.1一直流场的速度分布为: U=(4x 2+2y+xy)i+(3x-y 3+z)j (1) 求点(2,2,3)的加速度。 (2) 是几维流动? (3) 是稳定流动还是非稳定流动? 解:依题意可知, V x =4x 2+2y+xy ,V y =3x-y 3+z ,V z =0 ∴a x = t V x ??+ v x X V x ??+v y Y V x ??+v z Z V x ?? =0+(4x 2+2y+xy)(8x+y)+(3x-y 3+z)(2+x) =32x 3+16xy+8x 2y+4x 2y+2y 2+x y 2+6x-2 y 3+2z+3 x 2-x y 3+xz 同理可求得, a y =12 x 2+6y+3xy-9x y 2+3 y 5-3 y 2z a z =0 代入数据得, a x = 436,a y =60, a z =0 ∴a=436i+60j (2)z 轴方向无分量,所以该速度为二维流动 (3)速度,加速度都与时间变化无关,所以是稳定流动。 3.2 已知流场的速度分布为: k z yj yi x 2223+-=μ (1)求点(3,1,2)的加速度。 (2)是几维流动? 解:(1)由 z u z y u y x u x t u x x x x x u u u a ????????+++=

z u z y u y x u x t u y y y y y u u u a ????????+++= z u z y u y x u x t u z z z z z u u u a ????????+++= 得: 0202 2 2+?+?+=x y x xy y x a x 0)3(300+-?-+=y a y z z a z 420002?+++= 把点(3,1,2)带入得加速度a (27,9,64) (2)该流动为三维流动。 3-3 已知平面流动的速度分布规律为 ()() j y x x i y x y u 2 22222+Γ++Γ=ππ 解:() () 2 22 22,2y x x u y x y u y x +Γ= +Γ= ππ 流线微分方程:y x u dy u dx = 代入得: ()() 2 22 222y x x dy y x y dx +Γ= +Γππ C y x ydy xdx x dy y dx =-?=-?=220 3.4 截面为300mm ×400mm 的矩形风道,风量为2700m 3/h ,求平均流速。如风道出口截面收缩为150mm ×400mm 求该截面的平均流速。 解:因为v=q A /A 所以v 1=q A /A 1=2700/(300x400x10-6)=22500m/h=6.25m/s V 2=q A /A 2=2700/(150x400x10-6)=45000m/h=12.5m/s 3.5 渐缩喷嘴进口直径为50mm ,出口直径为10mm 。若进口流速为3m/s ,求喷嘴出口流速为多少?

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