简答和名词解释文档格式.docx

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是作用在流体每一个质点（或微团）上与受作用流体的质量成正比的力，常采用单位质量力的坐标分量来表示，

表面力：

是作用在所考察的流体（或称分离体）表面上与受作用流体的表面积成正比的力，常用单位面积上表面力，分为切向力τ（内摩擦力）和法向力p（压强）来表示。

4、什么是流体的粘性,粘性有何特征？

流体的粘性：

流体内部相邻质点间或流层间存在相对运动时，在其接触面上会产生内摩擦力（内力）以反抗（阻碍）其相对运动的性质。

粘性的特征：

粘性是流体的固有属性，粘性阻碍或延缓液体相对运动的过程而不能消除，静止流体的粘性无法表现表现。

5、流体粘性的产生原因和主要影响因素是什么，液体和气体的粘性变化有何不同？

（连续介质模型、不可压缩流体模型、理想流体模型、一元流动模型、）

流体力学模型：

（1）连续介质模型：

将流体认为是充满其所占据空间无任何间隙的质点所组成的连续体。

连续介质模型是对物质结构的简化，使我们不再考虑复杂的微观分子运动，只考虑在外力作用下的宏观机械运动，并且在流体的研究中可以运用连续函数的数学分析工具。

（2）无粘性流体（理想流体）模型：

不考虑流体的粘性。

无粘性流体（理想流体）模型是对流体物理性质的简化。

（3）不可压缩流体模型：

不考虑流体的压缩性和热涨性，认为其密度为常熟的流体。

不可压缩流体模型是对流体物理性质的简化。

（4）一元流动模型：

流场中流体的运动参数仅是空间坐标一个坐标分量的函数，如元流。

8、液体的表面张力及其表现，哪些物理过程需要考虑该因素？

表面张力：

由于分子间的吸引力，在自由表面上的液体分子受到指向液体内部的合力，该微小拉力称为表面张力。

需考虑该因素的物理过程：

（1）液体的毛细管现象；

（2）水滴和气泡的形成的研究；

（3）液体的雾化研究；

（4）气液两相流的传热与传质的研究。

第二章流体静力学

1、静水压强的定义及其特性，静水压强函数的特点是什么？

静水压强定义：

作用在静止液体微元面积ΔA上的静压力ΔP，与作用面积ΔA的比值

，为平均静水压强；

当面积ΔA无限缩小到a点时，其比值的极限值为a点的静压强。

特性：

（1）静水压强的方向为垂直并指向受作用面（与受作用面的内法线方向一致）；

（2）某点静水压强的大小和受压面方位无关（作用于某点上的静水压强沿各方向大小都相等）。

静水压强函数的特点：

连续介质的平衡液体内，任一点静止液体压强仅是空间坐标的连续函数而与受压面的方位无关。

即p=p（x,y,z）。

2、欧拉液体平衡微分方程的综合表达式，说明什么物理意义？

欧拉平衡微分方程综合表达式：

（当流体是不可压缩的）势函数

物理意义：

该方程说明质量力是表面力产生的原因；

它指出流体处于平衡状态时作用于流体上的质量力与压强递增率之间的关系。

3、什么是等压面、等压面的特性是什么？

如何选取等压面、通常选取的等压面是哪些面？

等压面与等密面、等温面有何联系？

（气体没有等压面，只有等压体）

等压面是平衡液体中由压强相等的点所构成的平面或曲面。

等压面的特性：

（1）等压面即是等势面；

（2）等压面与质量力正交；

（3）等压面的压强大小与容器的形状无关。

选取等压面条件：

通常选取静止的、同种、连续液体的同一水平面为等压面。

通常选取的等压面：

自由液面和平衡液体中互不混合的两种液体的分界面。

静止非均质流体的水平面是等压面，同时也是等密面和等温面。

4、静水压强基本方程的表达式及其含义是什么？

（流体静力学的基本方程表达形式有哪几种，其各项的物理意义是什么）？

静水压强的基本方程：

；

P——液体内某点的压强；

__自由液面气体压强；

——液体的密度，

h——某点在液面下的深度，m，

含义：

静止液体中任意一点的压强是由液面气体压强和该点在液面下的深度与液体容重乘积两部分之和所组成。

另一种形式：

（常数）

Z——单位重量流体所具有的位能；

——单位重量流体所具有的压能；

——单位重量流体具有的总势能；

含义：

同种、连续、静止的均质流体中各点的测压管水头都相等；

即单位重量流体具有的总势能相等。

5、什么是绝对压强、相对压强、真空度及其相互关系、选用原则是什么？

绝对压强：

是以绝对真空状态下的压强（绝对零压强）为基准计量的压强，用p´

表示；

相对压强：

又称“表压强”，是以当地大气压

为基准计量的压强，用p表示。

真空度：

是指绝对压强小于当地大气压，相对压强为负值的情况，取相对压强的绝对值，用

表示。

相互关系：

p=

=–p=

6、测量压强的仪器都有哪些、有何特点、使用场合？

测量压强的仪器：

（1）测压管以液柱高度表征测量点压强的连通管，一端接于测点，另一端开口通大气的竖直玻璃管。

测压管适合用于测量较小的压强，但不适合测真空度。

（2）U型管测压计：

主要用于测定管道或容器中某点的流体压强，通常被测点压强较大，并可测真空度；

（3）倾斜式微压计：

用于测定微小压强（压差），一般用于测定气体压强；

（4）压力表：

测量液体、气体的相对压强；

（5）真空表：

测量液体、气体的真空度；

7、作用于平面上的静水总压力的大小、方向和作用点的确定。

（1）解析法

平面上静水总压力的大小：

等于受压面面积与其形心点所受静水压强的乘积，

即

：

受压面形心点相对压强

受压面形心点的淹没深度

方向：

垂直并指向受压面，即沿受压面的内法线方向；

作用点D（压力中心）：

总压力作用点到Ox轴的距离；

受压面形心点到Ox轴的距离；

受压面对平行Ox轴的形心轴的惯性矩。

（2）图解法

大小：

等于压强分布图的面积S乘以受压面的宽度b，即

垂直并指向受压面；

可由合力矩定理求得D离底边的距离e。

8、作用于曲面上的静水总压力的大小、方向和作用点的确定。

静水总压力的水平分力：

曲面上总压力的水平分力

曲面的垂直投影面积；

垂直投影面

形心点的淹没深度；

形心点的压强

静水总压力的垂直分力：

（即压力体的液体重力）

静水总压力：

方向：

静水总压力P的作用线过曲面的曲率中心（圆心）与水平面的夹角为

，

压力作用点D（压力中心）：

通过Px作用线（通过Ax压强分布图形心）和Pz作用线（通过压力体的形心）的交点，做与水平面成

角的直线就是总压力作用线，该直线与曲面的交点为总压力作用点。

10、什么是压力体、构成方法、如何判断并表示其实、虚？

压力体是指由受作用曲面到自由液面或自由液面的延伸面之间的垂直柱体；

压力体是由下列周界面所围成的封闭体：

（1）受压曲面；

（2）液面或液面延长面；

（3）通过受压曲面的四个边缘向液面或液面的延长面所做的垂直面。

压力体的实、虚表示：

（1）液体和压力体位于曲面同侧，为实压力体（

）

（2）液体和压力体位于曲面异侧，为虚压力体（

）。

第三章流体动力学基础

1、描述流体运动的方法有哪些？

其实质内容是什么？

适用于流体的哪些运动?

描述流体运动的方法一般有拉格朗日法和欧拉法两种。

拉格朗日法：

研究每个流体质点的运动情况，并通过综合各个流体质点的运动情况获得一定空间内整个流体的运动规律；

实质是利用理论力学中研究质点系运动的方法，又称质点系法（质点追踪法），适用于云团、台风、波浪等的运动。

欧拉法：

研究流场内固定空间点上液体质点的运动情况，又称定点观测法，适用于流体的一般运动。

2、什么是恒定流，非恒定流，流管，元流，总流？

恒定流：

流场中各空间点上流体质点的所有运动要素均不随时间变化的流动；

非恒定流：

流场中各空间点上流体质点的运动要素随时间变化的流动；

流管：

在流场中垂直流动方向取环形曲面，过该区面上每一点的流线所组成的管状结构；

元流：

充满以流管为边界的一束液流运动（流管内包含的所有流线的集合）；

总流：

由无数个元流组成的整个液体运动（流场内所有元流的集合）。

3、什么是流线和迹线，各自有何特点，相互关系如何？

流线：

是表示某一瞬间液体运动的流速场内流动方向的曲线；

迹线：

是某一液体质点运动的轨迹线；

流线特征：

连续光滑曲线，流线不能断，既可能闭合也可能不闭合；

不能交叉：

流线的疏密程度表示该处流速大小；

恒定流时液体质点运动的迹线与流线重合。

4、什么是过水断面，流量，断面平均流速？

过流断面：

与元流或总流所有流线正交的横断面为过流断面，其面积为A；

流量：

单位时间内通过某一过流断面液体的体积，用Q（

或

）表示；

断面平均流速：

假定在过流断面上液体质点都以同一速度V向前运动,

。

5、什么是均匀流和非均匀流，渐变流和急变流，均匀流的特征如何？

对于一维流动，如果流动过程中运动要素不随流程坐标S而改变，这种流动称为均匀流；

反之，为非均匀流。

当流线之间的夹角较小或流线曲率半径较大，单个流线近似是平行直线时，称为渐变流。

反之，流线之间的夹角较大或流线曲率半径较小，这种非均匀流称为急变流。

均匀流特性：

流线是平行直线、过流断面是平面，而且大小和形状都是沿流程不变的；

各个过流断面上流速分布情况相同，断面平均流速沿流程不变；

同一过流断面上各点动水压强的分布符合静水压强的分布规律。

6、不可压缩流体恒定流连续性方程、依据及其物理意义？

不可压缩流体恒定流连续性方程：

该式表明通过恒定总流各过流断面的流量是相等的，其断面平均流速与过流断面面积成反比。

7、什么是测压管、位置水头、压强水头、测压管高度、测压管水头，它们的物理意义和相互关系怎样？

测压管：

是用同种液体的液柱高度来测量液体压强的L型或U型玻璃管，它一端通大气，另一端与被测点相连。

位置水头：

指液体某点在基准面以上的高度（z），可直接测量；

压强水头（测压管高度）：

测压管液面到被测点的高差，

测压管水头是指位置水头与压强水头的总和。

位置水头表示单位重量液体具有的重力势能（位能）

压强水头表示单位重量液体具有的压强势能（压能）

测压管水头单位重量液体具有的全部势能。

测压管水头=位置水头+压强水头。

8、实际液体恒定总流的能量方程及其各项的物理及几何含义？

实际液体恒定总流的能量方程：

物理意义几何意义

Z位置势能（位能）位置水头（位头）

压强势能（压能）压强水头（压头）

流速动能（动能）速度