牛顿内摩擦定律适用于.docx

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牛顿内摩擦定律适用于

作业1（第1章、第2章）

第1章

一、选择题

1.牛顿内摩擦定律适用于（　）。

A．任何流体　B．牛顿流体　C．非牛顿流体

2.液体不具有的性质是（　）。

A．易流动性　B．压缩性　C．抗拉性　D．粘滞性

3.连续介质假定认为流体（　）连续。

A．在宏观上　B．在微观上　C．分子间　D．原子间

4.在国际单位制中流体力学基本量纲不包括（　）。

A．时间　B．质量　C．长度　D．力

5．在静水中取一六面体，作用在该六面体上的力有（　）

A．切向力、正压力　B．正压力　C．正压力、重力　D．正压力、切向力、重力

6．下述哪些力属于质量力（）（）

A．惯性力　B．粘性力　C．弹性力　D．表面张力E．重力

二、判断题

1.压强和切应力属表面力。

（　）

2.流体惯性力与加速度方向相同。

（　）

3.粘滞性可以制止流体流动。

（　）

4.理想流体与实际流体的区别仅在于，理想流体具有不可压缩性。

（　）

三、简答题

1．为什么可将流体作为连续介质处理？

2．什么是流体的粘滞性？

它对流体流动起什么作用？

3．动力粘滞系数

和运动粘滞系数

有什么区别？

4．容器内盛有液体，求下述不同情况时该液体所受单位质量力？

（　）容器静止时；（　）容器以等加速度g垂直向上运动；（　）容器以等加速度g垂直向下运动。

5．试分析图中三种情况下水体A受哪些表面力和质量力？

（　）静止水池；（　）顺直渠道水流；（　）平面弯道水流。

四、作图题

1．水在两平板间流动，流速分布如图所示。

（　）定性画出切应力分布；（　）分析水体A、B上下两平面上所受切应力的方向。

五、计算题

1．已知某水流流速分布为

，u的单位为m/s，y为距壁面的距离，单位为m。

（　）求y=0．1、0．5、1．0m处的流速梯度；（　）若水的运动粘滞系数

，计算相应的切应力。

2．已知温度20℃时水的密度

，动力粘滞系数

，求其运动粘滞系数

？

第2章

一、选择题

1．某点存在真空时，（　）（　）

A．该点的绝对压强为正值　B．该点的相对压强为正值

C．该点的绝对压强为负值　D．该点的相对压强为负值

2.流体静压强的（　）。

A．方向与受压面有关　B．大小与受压面积有关　C．大小与受压面方位无关

3.流体静压强的全微分式为（　）。

A．

　B．

　C．

4.压强单位为

时，采用了哪种表示法（　）。

A．应力单位　B．大气压倍数　C．液柱高度

5．密封容器内液面压强小于大气压强，其任一点的测压管液面（　）。

A．高于容器内液面　B．低于容器内液面　C．等于容器内液面

二、判断题

1．等压面与质量力垂直。

（　）

2．某点存在真空，是指该点的绝对压强小于大气压强。

（　）

3．静止流体中某点压强的大小，不仅与其淹没深度有关还与受压面的方位有关。

（）

4．相对压强的数值可为正值，也可以是正值。

（）

5．静止液面下的闸板的总压力作用中心与闸板形心重合。

（　）

6．和大气相通容器的测压管液面一定与容器内液面高度相同。

（　）

7．相对静止液体的等压面一定是水平面。

（　）

三、简答题

1．等压面是水平面的条件是什么？

2．同一容器中装两种液体，且

，在容器侧壁装了两根测压管。

试问：

图中所标明的测压管中液面位置对吗？

为什么？

3．图中三种不同情况，试问：

A-A、B-B、C-C、D-D中哪个是等压面？

哪个不是等压面？

为什么？

四、作图题

1．画出图中受压面上的静水压强分布图

2．画出曲面上的压力体图，并标出垂直压力的方向。

五、计算题

1．已知某点绝对压强为80kN/m2，当地大气压强pa=98kN/m2。

试将该点绝对压强、相对压强和真空压强用水柱及水银柱表示。

2．一封闭水箱自由面上气体压强p0=25kN/m2，h1=5m，h2＝2m。

求A、B两点的静水压强。

3如图所示为一复式水银测压计，已知

，

，

，

，

。

试求水箱液面上的绝对压强

＝？

4某压差计如图所示，已知HA=HB=1m，ΔH=0．5m。

求：

。

5．水闸两侧都受水的作用，左侧水深3m、右侧水深2m。

试求作用在单位宽度闸门上静水总压力的大小及作用点位置（　）。

6．一弧形闸门AB，宽b=4m，圆心角θ＝45°，半径r=2m，闸门转轴恰与水面齐平。

求作用于闸门的静水压力及作用点。

第3章

四、选择题

1．流体运动的连续性方程是根据（）原理导出的。

A.动量守恒B.质量守恒

C.能量守恒D.力的平衡

2.流线和迹线重合的条件为（）。

A.恒定流B.非恒定流C.非恒定均匀流

五、判断题

1.以每个流体质点运动规律为研究对象的方法称为拉格朗日法。

（）

2.恒定流一定是均匀流。

（）

3.涡流是指流体质点在运动中不绕自身轴旋转的流动.（）

4．无旋流就是无涡流。

5．非均匀流一定是非恒定流。

（）

六、简答题

1.描述流体运动的两种方法是什么？

简述其内容。

2.流体微团体运动分为哪几种形式?

3.写出恒定平面势流中流函数、势函数与流速的关系。

4．什么是过流断面和断面平均流速？

为什么要引入断面均流速？

5．如图所示，水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道，试问：

（1）当阀门开度一定，上游水位保持不变，各段管中，是恒定流还是非恒定流？

是均匀流还是非均匀流？

（2）当阀门开度一定，上游水位随时间下降，这时管中是恒定流还是非恒定流？

（3）恒定流情况下，当判别第II段管中是渐变流还是急变流时，与该段管长有无关系？

四、计算题

1．恒定二维流动的速度场为

，其中

秒-1。

（1）论证流线方程为

；

（2）绘出C＝0、1及4m2的流线；（3）求出质点加速度的表达式。

2试检验下述不可压缩流体的运动是否存在？

（1）

（2）

3水流从水箱经管径分别为

的管道流出，出口流速

，如图所示。

求流量及其它管道的断面平均流速。

4如图铅直放置的有压管道，已知d1=200mm，d2=100mm，断面1-1处的流速v1=1m/s。

求

（1）输水流量Q；

（2）断面2-2处的平均流速v2；（3）若此管水平放置，输水流量Q及断面2-2处的速度v2是否发生变化？

（4）图a中若水自下而上流动，Q及v2是否会发生变化？

5已知某流场的流速势为

，

为常数，试求

及

。

6对于

，

的平面流动，

为常数。

试分析判断该流动：

（1）是恒定流还是非恒定流？

（2）是均匀流还是非均匀流？

（3）是有旋流还是无旋流？

第4章

一．选择题

1.总流伯努利方程适用于（）。

A.恒定流B.非恒定流C.可压缩流体

2.总水头线与测压管水头线的基本规律是：

（）、（）

A.总水头线总是沿程下降的。

B.总水头线总是在测压管水头线的上方。

C.测压管水头线沿程可升可降。

D.测压管水头线总是沿程下降的。

二．判断题

1.N-S方程为理想流体运动的微分方程。

（）

2.毕托管是量测流体点流速的一种仪器。

（）

三．简答题

1.说明总流能量方程中各项的物理意义。

2.写出实际流体恒定元流的伯努利方程和实际流体恒定总流的伯努利方程，并指出他们的区别？

3应用恒定总统能量方程时，为什么把过流断面选在渐变流段或均匀流段？

4在写总流能量方程时，过流断面上的代表点、基准面是否可以任意选取？

为什么？

5关于水流流向问题有如下一些说法：

“水一定由高处向低处流”；“水是从压强大向压强小的地方流”；“水是从流速大的地方向流速小的地方流”。

这些说法是否正确？

为什么？

如何正确描述？

6总流的动量方程为

，试问：

（1）

中包括哪些力？

（2）如果由动量方程求得的力为负值说明什么问题？

四、计算题

1．在一管路上测得过流断面1-1的测压管高度

为1.5m，过流面积A1为0.05m2；过流断面2-2的面积A2为0.02m2；两断面间水头损失

为

；管中流量Q为20l/s；z1为2.5m，z2为2.6m。

试求断面2-2的测压管高度

。

（提示：

注意流动方向）。

2.如图所示，从水面保持恒定不变的水池中引出一管路，水流在管路末端流入大气，管路由三段直径不等的管道组成，其过水面积分别是A1=0.05m2，A2=0.03m3，A3=0.04m2，若水池容积很大，行近流速可以忽略（v0≈0），当不计管路的水头损失时，试求：

（1）出口流速v3及流量Q；

（2）绘出管路的测压管水头线及总水头线。

3．如图一管路，A、B两点的高差Δz＝1m，点A处直径dA=0.25m，压强pA=7.84N/cm2，点B处直径dB=0.5m，压强pB＝4.9N/cm2，断面平均流速VB＝1.2m/s。

判断管中水流方向。

4．在水平安装的文丘里流量计上，直接用水银压差计测出水管与喉部压差Δh为20cm，已知水管直径

为10cm，喉部直径

为10cm，当不计水头损失时，求通过流量Q。

5．为将水库中水引至堤外灌溉，安装了一根直径d为15cm的虹吸管（如图），当不计水头损失时，问通过虹吸管的流量Q为多少？

在虹吸管顶部s点处的压强为多少？

6．一平板闸门宽b为2m，当通过流量Q为8m3/s时闸前水深h为4m，闸孔后收缩断面水深hC为0.5m，求作用于平板闸门上的动水总压力（不计摩擦力）。

7．如图溢流坝，上游断面水深h1=1.5m，下游断面水深h2=0.6m，略去水头损失；求水流对2m坝宽（垂直纸面）的水平作用力。

注：

上、下游河床为平底，河床摩擦力不计，为方便计算取ρ=1000kg/m3，g=10m/s2。

第5章

一、选择题

1.管道中液体的雷诺数与（）无关。

A.温度B.管径C.流速D.管长

2.某圆管直径d=30mm，其中液体平均流速为20cm/s。

液体粘滞系数为0.0114cm3/s，则此管中液体流态为（）。

A.层流B.层流向紊流过渡C.紊流

3.等直径圆管中紊流的过流断面流速分布是（）

A呈抛物线分布B.呈对数线分布

C.呈椭圆曲线分布D.呈双曲线分布

4.等直径圆管中的层流，其过流断面平均流速是圆管中最大流速的（）

A1.0倍B.1/3倍C.1/4倍D.1/2倍

5.圆管中的层流的沿程损失与管中平均流速的（）成正比.

A.一次方B.二次方C.三次方D.四次方

6.圆管的水力半径是（）

A.d/2B.d/3C.d/4D.d/5.

7.谢才公式中谢才系数的单位是（）

A.无量纲B.

C.

D.

8.判断层流和紊流的临界雷诺数是

A.上临界雷诺数B.下临界雷诺数

C.上下临界雷诺数代数平均D.上下临界雷诺数几何平均

二、判断题

1.层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。

（）

2.壁面光滑的管道一定是水力光滑管。

（）

3.在过流断面突变处一般发生局部水头损失。

（）

4.等直径圆管中的层流,其过流断面平均流速是圆管中最大流速的1/2倍（）

5．流体内切应力方向与流体运动方向相同。

（）

6．阻力平方区内阻力系数与雷诺数无关。

（）

三、简答题

1.圆管中层流与紊流，其流速分布有什么不同？

2.简述尼古拉兹实验中沿程阻力系数λ的变化规律。

3.写出管流和明渠水流雷诺数的表达式，并说明其层流、紊流的判别标准？

4.雷诺数

的物理意义？

它为什么能用来判别流态？

5.当输水管直径一定时，随流量增大，雷诺数是增大还是减少？

当输水管流量一定时，随管径加大，雷诺数是增