流体力学简答题总结Word文件下载.docx
《流体力学简答题总结Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《流体力学简答题总结Word文件下载.docx(7页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
![流体力学简答题总结Word文件下载.docx](https://file1.bdocx.com/fileroot1/2022-11/15/4d3844b0-e984-443e-b96e-9b8b56053d03/4d3844b0-e984-443e-b96e-9b8b56053d031.gif)
气体>
液体
2.粘度的表示方法:
动力粘度μ、运动粘度ν、恩氏粘度°
E
3.粘度的变化规律
1)液体粘度大小取决于分子间的距离和分子引力。
当温度升高或压强降低时液体膨胀,分子间距增加,分子引力减小,粘度降低。
反之,温度降低,压强升高时,液体粘度增大。
2)气体分子间距较大,内聚力较小,但分子运动较剧烈,粘性主要来源于流层间分子的动量交换。
当温度升高时,分子运动加剧,所以粘性增大;
而当压强提高时,气体的粘性增大。
第三章
1.流体处于静止状态包括了两种形式1)绝对静止2)相对静止
2、常见的质量力:
重力ΔW=Δmg、
直线运动惯性力ΔFI=Δm·
a
离心惯性力ΔFR=Δm·
rω2。
3.表面力的作用机理:
周围流体分子或固体分子对分离体表面的分子作用力的宏观表现。
*4.流体静压强的两个特性:
I、流体静压强垂直于其作用面,其方向指向该作用面的内法线方向。
(利用静止流体性质进行证明)
II、静止流体中任意一点处流体静压强的大小与作用面的方位无关,即同一点各方向的流体静压强均相等。
*5.等压面的性质:
I、等压面也是等势面;
II、等压面垂直于单位质量力;
III、两种互不掺混液体的分界面也是等压面。
7.流体静力学基本方程的能量意义和几何意义
1)能量意义:
在重力场中,对均质连续不可压缩平衡流体,任意一点单位质量流体的总势能保持不变。
2)几何意义:
在重力场中,对均质连续不可压缩静止流体,其静力水头为一确定值,换句话说静力水头的连线为一平行于某一基准面的水平线。
8.液面压强的产生方式:
外力施加于流体表面产生压强。
一是通过固体对流体施加外力而产生压强;
二是通过气体使液体表面产生压强;
三是通过不同质的液体使液面产生压强
9.流体静压强的表示方法:
表压强、绝对压强、真空度
*10.表压强、大气压强、绝对压强和真空度之间关系
绝对压强=大气压强+表压强
表压强=绝对压强大气压强
真空度=大气压强绝对压强
11.静压强的计量单位
应力单位:
Pa、N/m2、bar
液柱高单位:
mH2O、mmHg
标准大气压:
1atm=760mmHg=10.33mH2O=101325Pa≈1bar
第四章
(1)简述层流和湍流的流态特征。
*层流(滞流):
不同径向位置的流体微团各以确定的速度沿轴向分层运动,层间流体互不掺混。
——流速较小时
*湍流(湍流):
各层流体相互掺混,流体流经空间固定点的速度随时间不规则地变化,流体微团以较高的频率发生各个方向的脉动。
——当流体流速增大到某个值之后
(2)什么是“内摩擦力”?
简述不同流态流体中“内摩擦力”的产生机理。
内摩擦力是流体内部相邻两流体层的相互作用力,称为剪切力单位面积上所受到的剪力称为剪切应力
层流流动:
基本特征是分层流动,表现为各层之间相互影响和作用较小,剪应力主要是由分子运动引起的。
湍流流动:
存在流体质点的随机脉动,流体之间相互影响较大,剪应力除了由分子运动引起外,还由质点脉动引起。
(3)流体流动时产生阻力的根本原因是什么?
流体具有粘性,所以流动时产生内摩擦力
产生形体阻力的主要原因:
边界层分离……形成尾流区……形体
(4)什么情况下可用牛顿黏性定律计算剪切应力?
牛顿型流体有哪些?
在纯剪切流动中相邻两流体层之间的剪应力,流体呈层流运动
牛顿流体:
所有气体和大多数低相对分子质量的液体均属于此类流体,如水、汽油、煤油、甲苯、乙醇等
(5)简述温度和压力对液体和气体黏度的影响。
压力:
气体的黏度随压强的升高而增加,低密度气体和液体的黏度随压强的变化较小。
对常见的流体,如水、气体等,黏度随压强的变化不大,一般可忽略不计
温度:
当温度升高时,液体的黏度减小,气体的黏度增加
1.流线的特点:
I、定常流动中,流线与迹线重合为一条。
非定常流动中,流线的位置和形状随时间而变化,因此流线与迹线不重合。
II、一般来讲,在某一时刻,通过流场中的某一点只能作出一条流线。
流线既不能转折,也不能相交。
特例:
驻点:
速度为0的点;
奇点:
速度为无穷大的点(源和汇);
流线相切的点。
2.对于圆管内的流动:
Re<
2000时,流动总是层流型态,称为层流区;
Re>
4000时,一般出现湍流型态,称为湍流区;
2000<
4000时,有时层流,有时湍流,处于不稳定状态,称为过渡区;
取决于外界干扰条件。
3.相邻两流体层具有相互作用力:
流体具有“黏滞性”、流体具有“内摩擦”的作用、壁面摩擦力--流动阻力、流动的流体内部存在内摩擦力
4.流体内部:
内摩擦力(剪切力)
固体壁面:
壁面摩擦力(剪切力)
5.粘度的影响因素1)流体种类2)压强3)温度
6.实际流体的流动具有两个基本特征:
1)在固体壁面上,流体与固体壁面的相对速度为零,这一特征称为流动的无滑移(黏附)特征
2)当流体之间发生相对运动时,流体之间存在剪切力(摩擦力).
7.工程上减少传热、传质阻力的方法
1)适当的增大流体的运动速度,使其呈湍流状态,以此降低边界层中层流部分的厚度,从而强化传热和传质
2)破坏边界层的形成,在流道内壁做矩形槽,或在管外壁放置翅片,以此破坏边界层的形成,减少传热和传质阻力。
8.边界层分离
1)过程:
流道断面变化……流速变化……压强变化
2)条件:
黏性作用和存在逆压梯度是流动分离的两个必要条件
3)在相同的逆压梯度下,层流边界层和湍流边界层哪个更容易发生分离?
层流边界层。
由于层流边界层中近壁处速度随y的增长缓慢,逆压梯度更容易阻滞靠近壁面的低速流体质点
9.形成湍流边界层时,形体阻力大小?
.
较小,因为分离点靠后,尾流较小
第五章
1.缓变流动具有以下两条主要特性:
(1)在缓变流动中,质量力只有重力。
(2)在同一缓变过流断面上,任何点上的静压水头都相等。
2.总流的伯努利方程应用条件
(1)恒定(定常)
(2)理想流体(3)不可压缩流体(4)重力场
(5)所选过流断面流动均匀或渐变流
3.实际流体总流的伯努利方程的适用条件
(1)恒定流动();
(2)沿流程流量保持不变(qv1=qv2=qv3);
(3)不可压缩流体(=constant);
(4)只在重力作用之下(质量力只有重力);
(5)所选用的过流断面必须是缓变过流断面。
4.总流的动量方程的物理意义是:
在定常流动中,单位时间内,从控制面流出的动量减去流入的动量,等于作用在控制体上的外力和。
5.总流的动量矩方程的物理意义是:
在定常流动中,单位时间内,从控制面流出的动量矩减去流入的动量矩,等于作用在控制体上所有的外力矩之和。
第七章
1.不同流态下沿程水头损失
当流动为层流时沿程水头损失hf为,hf&
V(1.0);
当流动为湍流时沿程水头损失hf为,hf&
V1.75~2.0。
2.圆管层流的断面平均流速为最大流速的一半,这是层流的特征之一。
3.层流的沿程摩阻因数仅是雷诺数的函数,与管壁粗糙程度无关。
4.湍流的特性
1)湍流除了流体质点在时间和空间上作随机运动的流动外,还有流
体质点间的掺混性和流场的旋涡性。
因而产生的惯性阻力远远大于粘性阻力。
所以湍流时的阻力要比层流时的阻力大得多。
2)湍流运动的复杂性给数学表达造成困难,对流体质点往往在对有限时间段取平均,称为时均法来表示。
5.圆管中的湍流,可以分成三个区域:
层流底层(粘性底层)、湍流核心及过渡层。
6.引起局部能量损失的原因主要是:
(1)截面变化引起速度的重新分布
(2)流体质点相互碰撞和增加摩擦;
(3)两次流;
(4)流动分离形成涡旋。
第八章
1.厚壁孔口只有内收缩而无外收缩,这是它与薄壁孔.口的区别之一。
区别之二是厚壁孔口阻力损失由下列三部分组成:
一是入口阻力损失,二是c-c断面后的扩大阻力损失,三是后半段上沿程能头损失。
因此
第九章
1.明渠的底坡:
正坡明渠、平坡明渠、逆坡明渠
2.均匀流产生条件:
只有在顺坡明渠中才有可能产生均匀流
3.明渠均匀流的特性:
1)过水断面的形状、尺寸及水深沿程不变。
2)过水断面上的流速分布、断面平均流速沿程不变;
因而,水流的动能修正系数及流速水头也沿程不变。
3)总水头线、水面线及底坡线三者相互平行
4.明渠均匀流产生的条件.
1)水流应为恒定流。
2)流量应沿程不变,即无支流的汇入或分出
3)渠道必须是长而直的棱柱体顺坡明渠,粗糙系数沿
程不变
4)渠道中无闸、坝或跌水等建筑物的局部干扰
5.水力最佳断面.的条件:
6.允许流速
1)渠道中的流速V应小于不冲允许流速V`
2)渠道是的流速V应大于不淤流速V`
3)不冲允许流速的大小决定于土质情况、护面材料、以及通过流量等因素;
不淤允许流速是为防止悬浮泥沙的淤积,防止水草滋生,分别为0.4m/s、0.6m/s
第十章
1.堰流及闸孔出流的水流状态比较
1)堰流和闸孔出流的区别:
堰流的水面线是光滑的降落曲线;
闸孔出流的上下游水面是不连续的。
由于边界条件的这种差异,它们的水流特征及过水能力也不相同。
2)堰流和闸孔出流的相同点:
引起壅水,然后水面降落,是在重力作用下形成的一种水流运动,都是从势能转化为动能的过程。
都属于明渠急变流,主要是局部水头损失。