工程流体力学简答题.
时间:2025-02-24
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1. 什么是黏性?当温度变化时, 黏性如何变化?为什么?
当流体内部存在相对运动时,流体内产生内摩擦力阻碍相对运动的属性。
气体的粘性随温度的升高而升高;液体的粘性随温度的升高而降低。
分子间的引力是形成液体粘性的主要原因。温度的升高,分子间距离增大,引力减小。
分子作混乱运动时不同流层间动量交换是形成气体粘性的主要原因。温度的升高,混乱运动强烈,动量交换频繁,气体粘度越大
2. 解释:牛顿流体、理想流体
牛顿流体:切应力与速度梯度成正比的流体
理想流体:没有粘性的流体
3.流体静压强的两的特性是什么?
流体静压强的方向是作用面内法线方向,即垂直指向作用面。
流体静压强的大小与作用面方位无关,是点坐标的函数
4、画出下列曲面对应的压力体。(4分) ★
5. 分别画出下图中曲面A 、B 、C 对应的压力体(6分)
6.写出不可压缩粘性流体总流的能量方程式,并说明各项的物理意义和应用条件。
w h z g
p a z g p a +++=++22222112112g v 2g v ρρ 2g v 2
a 单位重量流体的动能 g p ρ单位重量流体的压
能
z单位重量流体的位能w h单位重量流体的两断面间流动损失
不可压缩粘性流体在重力场中定常流动,沿流向任两缓变流过流断面
7. 什么是流线?它有那些基本特性?
流场中某一瞬时一系列流体质点的流动方向线。一般流线是一条光滑曲线、不能相交和转折
定常流动中,流线与迹线重合。
8.解释:定常流动、层流流动、二元流动。
定常流动:运动要素不随时间改变
层流流动:流体分层流动,层与层之间互不混合。二元流动:运动要素是两个坐标的函数。
9.解释:流线、迹线
流线:流场中某一瞬时,一系列流体质点的平均流动方向线。曲线上任意一点的切线方向与该点速度方向一致。
迹线:流场中一时间段内某流体质点的运动轨迹。
10. 描述流动运动有哪两种方法,它们的区别是什
么?
欧拉法,以流体空间点为研究对象
拉格朗日法:以流体质点为研究对象
11. 什么是量纲?流体力学中的基本量纲有哪些?写出压强、加速度的量纲。
物理量单位的种类,
长度、时间、质量、
压强ML-1T-2,加速度LT-2
12.在量纲分析中,∏定理的内容是什么?
如果一物理过程涉及n个物理量,包含m个基本量纲,则该过程一定可以用n个物理量组成的n-m个无量纲∏来描述。,
14. 对于给定的管道,水力光滑管是否可以变为水力
粗糙管?为什么?
可以。粘性底层的厚度大于绝对粗糙度,水力光滑。粘性底层的厚度小于绝对粗糙度,水力粗糙。
对给定管道,粘性底层的厚度随雷诺数变化。速度
增大,Re 增大,粘性底层的厚度变小,水力光滑变为水力粗糙。
15.解释管道水力计算中的两个概念:水力光滑管、短管
水力光滑管:粘性底层的厚度大于管壁的绝对粗糙度,凹凸不平淹没在粘性底层中,流体主流感受不到管壁粗糙的影响,就像在光滑的管中流动。
短管:水力计算中,局部损失占有相当比例,不能忽略的管道系统。
16. 流体在管内流动的流动损失有哪两种?是如何产生的?计算公式如何?
沿程损失;发生在缓变流动中,由于流体的粘性摩擦; g v d l h f 22
λ=
局部损失;发生在急变流动中,由于流体的碰撞、速度调整、产生漩涡;g v h j 22ς=
17. 写出当量直径与当量管长的定义公式 。
X A
d e 4= d l e λς=
18.什么是紊流?圆管中的紊流流动由哪几部分构成?
流体质点作复杂不规则运动,相互干扰和掺混。
粘性底层、紊流核心区和过渡区
19. 尼古拉兹试验曲线中,流体的流动可以分为几个区域?各区的沿程损失系数有何特点?
五个
层流区λ=f(Re)
过渡区不稳定,实验点分散λ=f(Re)
紊流光滑管区λ=f(Re)
紊流粗糙管过渡区λ=f(Re,ε/d)
紊流粗糙管平方阻力区λ=f(ε/d)
20. 什么是水击?如何减小水击作用力?
管内有压流动,由于外界某种原因,引起流速突然变化,从而局部压强突然变化,压力波在管内往复波动,引起管道振动的现象。
延长操作时间;降低管长、减小管壁厚度、增大管径、减小管壁弹性模量、保护措施
21. 证明:层流时沿程能量损失h f 与管内流体的平均流速v 的一次方成正比。
g v d l d g v d l vd g v d l g v d l h f 2642642Re 642222ρμνλ====
22. 流体在圆管内层流流动,速度分布、切应力分布有何特点?(画图并说明)
切应力线性分布,管道中心最小,为零。
速度抛物线分布,管道中心最大,平均流速是最大流
速的一半
23. 当流动处于紊流粗糙管区时,雷诺数增大,沿程阻力系数是否增大,沿程阻力损失是否增大?为什么?
雷诺数增大,沿程阻力系数不增大,只与相对粗糙度有关。
沿程阻力损失增大。雷诺数增大,速度增大。g v d l h f 22
λ=
24. 什么是紊流?紊流速度如何表示?式中各符号的
含义如何?写出紊流时均速度u 的定义式。< …… 此处隐藏:3415字,全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……
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