流体力学应知应会.docx
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流体力学应知应会
流体力学应知应会
一、概念部分
流体质点的概念、连续介质的概念、流体的易流性、流体的密度、相对密度、流体的粘性、流体压缩性（压缩系数）、表面张力系数、计示压强、真空度、等压面及其性质、斜管式微压计的原理、质点导数的概念、控制体的概念、轨迹、流线、流管、理想流体、不可压缩流体、速度分解定理、雷诺输运定理、力学相似的概念（几何相似、运动相似和动力相似、牛顿相似准则）、Fr相思准则、Re相似准则、Eu相似、St相似准则、Re数的物理意义、Fr数的物理意义、St数的物理意义、Eu数的物理意义、量纲和谐原理、层流和湍流的概念。
二、计算部分
1.内摩擦力的计算
1底面积为A的薄板在液面上水平移动的速度为
，液层厚度为
，假定垂直于油层的水平速度为直线分布规律，动力粘度为
Pa·s。
试计算移动平板所需的力F。
2两种不相混合的液体有一个水平的交界面
—
，两种液体的动力粘度分别为
Pa•s、
Pa•s；两液层厚度分别为
mm、
mm，假定速度分布为直线规律，试求推动底面积
cm2的平板在液面上以匀速
m/s运动所需的力。
3在
的两个平行壁面之间充满动力粘度为
Pa•s的液体，在液体中有一边长为
的正方形薄板以
的速度沿着薄板所在的平面内运动，假定沿着铅直方向的速度分布是直线规律。
试求，当
时，薄板运动的液体阻力。
2.静压力的计算
①在高度H=3m，宽度B=1m的柱形密闭高压水箱上，用U型管连接于水箱底部，测得水柱高度
m，汞柱高
m，矩形闸门与水平面成45o，试求在转轴上所需要施加的锁紧力矩M。
②水池中方形闸门每边长度均为3m，转轴O距离底边为1.4m，试确定使闸门自动开启的水位高度
（单位以m表示）。
3如题图3.2所示的直角形闸门，已知垂直纸面的宽度B和尺寸h。
试求关闭闸门所需的力F的大小。
④船闸宽度B=25m，上游水位H1=63m，H2=48m，船闸用两扇矩形闸门开闭，试求作用在每个闸门上的水静压力大小及压力中心距离基底的标高。
3.动量定理
①换向阀直径d=30mm，开口量x=2mm，
=60o，油液密度
kg/m3，流量qV=100升/min，试求作用在换向阀上的轴向力。
②锐边平板插入水的自由射流中，并使平板与射流垂直，该平板将射流分成两股，已知射流的速度为
，总流量为
，
，
。
试计算射流偏转角
、射流对平板的作用力
。
③动机喷气质量流量为
，喷气压力和速度分别为
、
，喷管出口面积为A，大气压强为
，流动为定常。
求喷气发动机的推力。
④气从A、B口流入箱子，从C口流出，流动为定常，A、B面积均为5cm2，C口面积为10cm2，
Pa，
m/s，出口压力为当地大气压强
Pa，空气密度为
。
求支撑的反力
、
。
⑤射流直径
，速度
，平板法线与射流方向的夹角
，平板沿其法线方向运动速度
。
试求作用在平板法线方向上的力F。
⑥在水平平面上的
弯管，入口直径
，出口直径
，入口压强
，流量
，忽略摩擦，试求水对弯管的作用力。
4.相似原理和量纲分析法
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
5.孔口出流
①在ρ=860kg/m3、ν=8.4×10-6m2/s的油管中，加装一个小孔阻尼器以降低油流的速度。
已知D=25.4mm，d=5mm，
、
、
、
，阻尼器两端压强差为△p=0.11×105Pa。
试求管内流速及流量。
②在水箱中用一个带薄壁小孔的板隔开（见题图3.4）。
已知薄壁小孔口及两个出流管嘴直径相等
，流入左侧水箱的流量为
，试求两个管嘴流出的流量
和
。
4水箱上有两个完全相同的孔口，离液面的距离分别为
、
。
试求密封容器上的计示压强
。
④二联水箱上装有三个处于同一高度且面积同为3cm2，流量系数同为0.6的孔口，进水流量为qV=3升/秒。
在定常流动情况下，试求qV1、qV2、qV3。
6.伯努力方程
①托静压管与汞差压计相连，借以测定水管中最大轴向速度
，已知
，
，
，汞的相对密度为13.6。
试求管中的体积流量。
②斜水管上的文丘里流量计
，
，倒U形管差压计中装有相对密度为0.6的轻质不混于水的液体，其读数为
，收缩管中的水头损失为
管中速度水头20％，试求喉部速度
与管中流量
。
③自下而上流动，已知：
、
、
、
，U型管中装有汞（汞的相对密度为13.6），试求喉管内的流量
。
④托静压管与汞差压计相连（见题图3），借以测定水管中最大轴向速度
，已知
，
，
，汞的相对密度为13.6。
试求管中的体积流量
。
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