工程流体力学 课后习题答案 袁恩熙 石油工业出版社 联系客服

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37、圆管层流的最大流速是平均流速的(D 2)倍; 38、圆管层流的平均流速是最大流速的(A 0.5)倍;

39、圆管层流的沿程水头损失与平均流速成(B二次方)的关系; 40、圆管层流的沿程水力摩阻系数仅取决于(C雷诺数); 41、当量直径是水力半径的(D4)倍;

42、当孔口的高度小于孔口形心在液面以下深度的(D1/10)时,称为小孔口;43、当孔口的高度大于孔口形心在液面以下深度的(D 1/10)时,称为大孔口;44、在长输管路中常在某一区间加大管径来(B降低水力坡度),以达到延长输送距离的目的;

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45、在输油管路中常铺设并联的付线,以达到(A增大输送量)的目的; 四、简答题:(10分)

1.液体和气体有哪些不同性质?答:(1)液体的分子距较难缩小,不易压缩;液体能形成自由液面。(2)气体的分子距较大,易压缩;气体不能形成自由液面,需密封在容器内且均匀充满容器。

2.流体和固体有哪些不同性质?答:(1)流体只能抵抗压力,不能抵抗拉力和切力,不能保持一定的形状。(2)固体具有抵抗压力、拉力和切力三种能力,在外力作用下仅发生很小变形,而且到一定程度后变形就停止。

3.牛顿内摩擦定律的内容是什么?答:流体内摩擦力的大小与流体的性质有关,与流体的速度梯度和接触面积成正比。

4.液体和气体的粘性有何区别?原因是什么?答:答:(1)温度升高时液体的粘滞系数降低,流动性增加。这是因为液体的粘性主要是由分子间的内聚力造成的。温度升高时,分子间的内聚力减小,粘滞系数就要降低。(2)温度升高时,气体的粘滞系数增大。造成气体粘性的主要原因时气体内部分子的热

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运动。当温度升高时,气体分子的热运动的速度加大,速度不同的相邻气体层之间的质量和动量交换随之加剧,所以,气体的粘性将增大。

5.作用在流体上的力,包括哪些力?答:作用在流体上的力,按力的表现形式分为质量力和表面力两类。质量力包括重力、直线惯性力和离心惯性力;表面力包括压力和切力。

6.流体静压力有哪些特性?答:(1)静压力方向永远沿着作用面的内法线方向;(2)静止流体中任何一点上各个方向的静压力大小相等,与作用方向无关。

7.等压面及其特性是什么?答:静压力相等的各点所组成的面称为等压面。等压面的特性有:(1)等压面是等势面;(2)等压面与质量力互相垂直;(3)两种互不相溶的流体处于平衡时,它们的分界面必为等压面。

8.何谓压力体?答:压力体是由受压曲面、液体的自由表面或其延长面和由该曲面的最外边界引向液面或液面延长面的铅垂面所围成的封闭体积三部分组成的。

9.欧拉法中加速度如何表示?答:用欧拉法描述流体的流动时,加速度由两部分组成:时变加速度和位变加速度。

10、通常根据什么将流动分为稳定流动和不稳定流动、理想流体的流动和实际流体的流动?答:通常根据流体的流动要素是否随时间变化,将流动分为稳定流动和不稳定流动;通常根据把流体看作是否具有粘性,将流动分为理想流体的流动和实际流体的流动。

11、流线有何特点?答:(1)不稳定流时,流线形状随时间变化;(2)稳定流时,流线形状不随时间变化,流线与迹线重合;(3)流线不能相交也不能折转,只能平缓过渡。

12、连续性方程的物理意义是什么?答:流体在单位时间流出和流 入单位体积空间的质量差与其内部质量变化的代数和为零。

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13、欧拉运动微分方程的适用条件是什么?答:(1)理想流体;(2)可压缩和不可压缩流体;(3)稳定流和不稳定流。

14、节流式流量计的基本原理是什么?答:当管路中液体流经节流装置时,液流断面收缩,在收缩断面处流速增加,压力降低,使节流装置前后产生压差,可通过测量压差来计量流量的大小。

15、常用的节流式流量计有哪些?答:常用的节流式流量计有孔板、喷嘴和文丘利管。

16、什么叫无量纲量?答:当某一物理量的量纲可简化为零时,该物理量称为无量纲量。

17、什么叫量纲和谐原理?答:一个正确、完整的反映客观规律的物理方程中,各项的量纲是一致的,叫量纲和谐原理。

18、什么叫π定理?答:任何一个物理过程,如果包含有n个物理量,涉及到m个基本量

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纲,则这个物理过程可由n个物理量组成的(n-m)个无量纲量所表达的关系式来描述。由于这些无量纲量用π来表示,这个定理叫π定理。

19、液流阻力是怎样产生的?答:流体在管道内流动,由于管壁界面的限制,使流体与壁面相接触,发生流体质点与管壁之间的摩擦与撞击而消耗能量,形成阻力。

20、液流阻力表现为哪些形式?答:液流阻力分为沿程阻力和局部阻力两大类。

21、液流阻力是怎样分类的?答:根据流体运动边界状况的不同,把流体流动的阻力分成类。

在边壁沿程不变的管段上,流动阻力只有沿程不变的切应力,称为沿程阻力;在边界急剧变化的局部区段,会产生较大的局部阻力。

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22、为什么可用水力半径表示断面对阻力的影响?答:通常把与液体接触的管子断面的周长叫湿周,湿周越长,阻力越大。但是只靠湿周并不能全面地表明管径大小和形状对阻力的影响,管路断面面积的大小也是影响阻力的一个重要因素。水力半径是断面面积与湿周的比值,它标志着管路的几何形状对阻力的影响。

23、层流有什么特点?答:层流主要表现为流体质点的摩擦与变形。 24、紊流有什么特点?答:紊流主要表现为流体质点的相互撞击与掺混。 25、为什么用雷诺数判别流态能够说明流动阻力的物理本质?答:雷诺数能同时反映出流速、管径和流体物理性质对流态的影响,综合了引起流动阻力的内外因,揭示了流动阻力的物理本质。

26、在工程上为什么采用下临界雷诺数作为判别流态的标准?答:实验表明,不论流体的性质和管径如何变化,下临界雷诺数接近常数,但上临界雷诺数很不稳定,所以,通常采用下临界雷诺数作为判别流态的标准

27、简述绝对粗糙度、平均粗糙度和相对粗糙度的区别?答:(1)壁面的粗糙突出部分的高度称为绝对粗糙度;(2)把所有壁面的粗糙突出部分的高度取平均值,该平均值称为相对粗糙度;(3)绝对粗糙度与管子直径(或半径)的比值称为相对粗糙度。

28、水力光滑与水力粗糙如何划分的?答:(1)当层流底层的厚度大于壁面的绝对粗糙度时,层流底层以外的紊流区域完全感受不到壁面粗糙度的影响,流体好象在完全光滑的管子中流动一样,称为水力光滑;(2)当层流底层的厚度小于壁面的绝对粗糙度时,壁面粗糙度将对紊流流动发生影响,这种管内流动称为水力粗糙。

29、何谓有压管路?答:管道中流体过水断面边界完全与壁面接触,不存在自由表面的流动管路。

30、长管和短管是如何划分的?答:在管路的水力计算时,根据沿程水头损失和局部水头损失所占的比例,可以把管路分为长管和短管两大类。如果管路中的局部水头损失和流速水头所占的比例很小,在计算中可以忽略不计,这

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