【正文】 的混摻引起的動(dòng)量變化。，其物理意義為：流體在單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過單位體積空間流出與流入的質(zhì)量差與其內(nèi)部質(zhì)量變化的代數(shù)和為零。1 ，三個(gè)方程為動(dòng)量方程的標(biāo)量形式。工作流體在壓力作用下經(jīng)管子進(jìn)入噴嘴，并以很高的速度由噴嘴出口噴出。單位為m?！阎軓剑荛L和地形，當(dāng)一定流量的某種液體通過時(shí)，確定管路中的壓力降，或確定起點(diǎn)所需的壓頭，或計(jì)算水利坡降。，其物理意義為壓力與慣性力的比。 實(shí)際流體總流的伯諾利方程表達(dá)式為（），其適用條件是穩(wěn)定流，不可壓縮流體，作用于流體上的質(zhì)量力只有重力，所取斷面為緩變流動(dòng)。 連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的內(nèi)容。通過層流邊層厚度與管壁粗糙度值的大小進(jìn)行比較。 串聯(lián)管路的水力特性。在流場中流體質(zhì)點(diǎn)通過空間點(diǎn)時(shí)所有的運(yùn)動(dòng)要素都不隨時(shí)間改變，這種流動(dòng)稱為穩(wěn)定流；反之，通過空間點(diǎn)處得流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)要素的全部或部分要素隨時(shí)間改變，這種流動(dòng)叫不穩(wěn)定流。器壁上有兩個(gè)半球形蓋，設(shè)。求：（1）已知泵入口處真空表讀數(shù)，求吸入高度。1 流線的特性。1 等壓面的特性。1 長管計(jì)算的第一類問題。 實(shí)際流體總流的伯諾利方程表達(dá)式及其適用條件。 產(chǎn)生流動(dòng)阻力的原因。計(jì)算水頭損失的公式為 與 。斷面平均流速V與實(shí)際流速u的區(qū)別是 。 凡是滿管流流動(dòng)，任何斷面上的壓強(qiáng)均大于大氣的壓強(qiáng)。 水擊產(chǎn)生的根本原因是液體具有粘性。 一個(gè)接觸液體的平面壁上形心處的水靜壓強(qiáng)正好等于整個(gè)受壓壁面上所有各點(diǎn)水靜壓強(qiáng)的平均值。 流體流動(dòng)時(shí)，只有當(dāng)流速大小發(fā)生改變的情況下才有動(dòng)量的變化。 長管是指運(yùn)算過程中流速水頭不能略去的流動(dòng)管路。 二、填空題某輸水安裝的文丘利管流量計(jì)，當(dāng)其汞水壓差計(jì)上讀數(shù)，通過的流量為，分析當(dāng)汞水壓差計(jì)讀數(shù)，通過流量為 L/s。實(shí)際流體總流的伯諾利方程表達(dá)式為 ， 其適用條件是 。牛頓內(nèi)摩擦定律的表達(dá)式 ，其適用范圍是 。 串聯(lián)管路的水力特性。 因次分析方法的基本原理。1 作用水頭的定義。1 空間連續(xù)性微分方程式及其物理意義。四、計(jì)算題如圖所示，將一平板垂直探入水的自由射流中，設(shè)平板截去射流的部分流量Q1＝，并引起射流的剩余部分偏轉(zhuǎn)一角度。 （2）兩個(gè)液面高差，求泵的揚(yáng)程。試分別求出作用在兩個(gè)球蓋上的液體總壓力。 產(chǎn)生流動(dòng)阻力的原因。串聯(lián)管路無中途分流和合流時(shí)，流量相等，阻力疊加。 靜壓強(qiáng)的兩個(gè)特性。即認(rèn)為真實(shí)的流體和固體可以近似看作連續(xù)的，充滿全空間的介質(zhì)組成，物質(zhì)的宏觀性質(zhì)依然受牛頓力學(xué)的支配。 因次分析方法的基本原理。 壓力管路的定義。1 作用水頭的定義。1 噴射泵的工作原理。由于噴出的工作流體速度極高，因此使噴嘴附近的液體(或氣體)被帶走。1 等壓面的特性。1 分析局部水頭損失產(chǎn)生的原因。1 雷諾數(shù)、富勞德數(shù)及歐拉數(shù)三個(gè)相似準(zhǔn)數(shù)的定義式及物理意義。(2)通過某一空間點(diǎn)在給定瞬間只能有一條流線，一般情況流線不能相交和分支。(3)流線不能突然折轉(zhuǎn)，是一條光滑的連續(xù)曲線。牛頓流體：切應(yīng)力與角變形速率（速度梯度）之間存在線性關(guān)系的流體。體積彈性模數(shù)：流體體積的單位相對變化所對應(yīng)的壓力變化值。表面力：由毗鄰的流體質(zhì)點(diǎn)或其它的物體所直接施加的表面接觸力。相對壓力：以大氣壓力為基準(zhǔn)的壓力,又稱為表壓。等壓面：流體靜止平衡時(shí),壓力相等的曲面（或平面）。動(dòng)量方程：反映物質(zhì)動(dòng)量變化與受力關(guān)系的方程，其本質(zhì)是牛頓第二定律。層流：當(dāng)流體運(yùn)動(dòng)規(guī)則，各部分分層流動(dòng)互不摻混，流體質(zhì)點(diǎn)的跡線是光滑的，而且流場穩(wěn)定時(shí)，此種流動(dòng)形態(tài)稱為層流。雷諾數(shù) 流線 壓力體 牛頓流體 歐拉法 拉格朗日法 濕周 恒定流動(dòng) 附面層 卡門渦街1自由紊流射流1流場 1無旋流動(dòng)1貼附現(xiàn)象1有旋流動(dòng)1自由射流1濃差或溫差射流 1音速1穩(wěn)定流動(dòng)不可壓縮流體2駐點(diǎn)2自動(dòng)模型區(qū)二、 是非題。 （ ）4. 等溫管流摩阻隨管長增加而增加，速度和壓力都減少。 （ ）8. 流線和等勢線一定正交。 （ ）12. 超音速絕熱管流摩阻隨管長增加而增加，速度減小，壓力增加。 （ ）16. 處于靜止或相對平衡液體的水平面是等壓面。1mmH2O= Pa描述流體運(yùn)動(dòng)的方法有 和 。串聯(lián)后總管路的流量Q為 ，總阻抗S為 。 馬赫數(shù)氣體動(dòng)力學(xué)中一個(gè)重要的無因次數(shù)，他反映了 與 的相對比值。1雷諾數(shù)之所以能判別 ，是因?yàn)樗从沉? 和 的對比關(guān)系。作用與液上的力包括 ， 。紊流射流的動(dòng)力特征是 。2幾何相似是力學(xué)相似的 ，運(yùn)動(dòng)相似是模型實(shí)驗(yàn)的 ，動(dòng)力相似是運(yùn)動(dòng)相似的 。2弗魯?shù)脺?zhǔn)數(shù)反映了 和 相對比值。 A、空氣 B、清水 C、血液 D、酒精絕對壓強(qiáng)P、相對壓強(qiáng)p、真空值p、當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)之間的關(guān)系是 。 A、與雷諾數(shù)Re有關(guān) B、與管壁相對粗糙度有關(guān)C、與Re和有關(guān) D、與和管長l有關(guān)速度V、長度l、時(shí)間t的無量綱組合是 。 A、能相交也能相切 B、僅能相交不能相切C、僅能相切不能相交 D、既不能相交也不能相切1速度v，密度，壓強(qiáng)p的無量綱集合是 。 A、理想流體 B、粘性流體 C、可壓縮流體 D、不可壓縮流體1彈簧管壓力表的讀數(shù)是 。 A、 B、 C、 D、1下列流體哪個(gè)屬于牛頓流體 。 1下式不可壓縮流體NS方程中，各項(xiàng)的物理意義是什么？ 六、計(jì)算題。若在模型內(nèi)測得某點(diǎn)氣流速度為/s，則車間相應(yīng)點(diǎn)的速度為多少？（已知空氣的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)為/s）對某一橋墩采用模型比例為進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。hABCO如下圖所示，一水箱側(cè)面開孔并接有一直徑為的短管，形成管嘴出流，已知作用水頭H=，管嘴出流流量系數(shù)u=，試問：①管嘴出流流量Q；②靠近水箱一側(cè)管嘴內(nèi)壁形成真空的原因是什么？③合適的管嘴長度是多少？ Q如圖所示，一水平射流沖擊光滑平板，流量為求：①平板所受的沖擊力。 流線：流場中，在某一時(shí)刻，給點(diǎn)的切線方向與通過該點(diǎn)的流體質(zhì)點(diǎn)的劉速方向重合的空間曲線稱為流線。 拉格朗日法：通過描述每一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)達(dá)到了解流體運(yùn)動(dòng)的方法稱為拉格朗日法。 卡門渦街：當(dāng)流體經(jīng)繞流物體時(shí)，在繞流物后面發(fā)生附面層分離，形成旋渦，并交替釋放出來，這種交替排列、有規(guī)則的旋渦組合稱為卡門渦街。 1貼附現(xiàn)象：貼附現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于靠近頂棚流速增大靜壓減少，而射流下部靜壓大，上下壓差致使射流不得脫離頂棚。 1音速：音速即聲速，它是弱擾動(dòng)波在介質(zhì)中的傳播速度。2自動(dòng)模型區(qū)：當(dāng)某一相似準(zhǔn)數(shù)在一定的數(shù)值范圍內(nèi)，流動(dòng)的相似性和該準(zhǔn)數(shù)無關(guān)，也即原型和模型的準(zhǔn)數(shù)不相等，流動(dòng)仍保持相似，準(zhǔn)數(shù)的這一范圍稱為自動(dòng)模型區(qū)。Q=Q1=Q2。①層流區(qū) ②臨界過渡區(qū) ③紊流光滑區(qū) ④紊流過度區(qū) ⑤紊流粗糙區(qū)意義：比較完整地反應(yīng)了沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律，揭示了沿程阻力系數(shù)變化的主要因素。旋渦的產(chǎn)生使得附面層與壁面發(fā)生分離。Z：斷面對基準(zhǔn)面高度，水力學(xué)中稱位置水頭，單位位能； 在斷面壓強(qiáng)作用下，流體沿測壓管所能上升的高度，壓強(qiáng)水頭，單位位能； 斷面以速度u為初速度的鉛直向上射流所能達(dá)到的理論的高度，流速水頭，單位位能。1在自由紊流射流的主體段，射流各斷面上速度分布是相似的，軸線速度越來越小，橫截面積越來越大，質(zhì)量流量也越來越大；個(gè)橫截面上的動(dòng)量守恒。 是作用在流體微團(tuán)上單位質(zhì)量流體的壓力。 解： 所以管內(nèi)氣體為紊流流動(dòng)。 由連續(xù)性方程可得：Q0=Q1+Q2① 由于射流是水平方向，且置于大氣中，所以壓力能不變，能量損失不計(jì)，由能量方程得： 平板切線方向（y軸方向）無摩擦力，滿足動(dòng)量守恒； 即；0= 化簡得：② 聯(lián)立方程①②解得： 1選取水平面為截面11，出口處為斷面22，由伯努利方程知： 連續(xù)性方程可知： 所以 所以所以/s,所以/s一．說明下列基本概念（30分）1． 連續(xù)介質(zhì)模型在流體力學(xué)的研究中，將實(shí)際由分子組成的結(jié)構(gòu)用流體微元代替。6． 有旋流動(dòng)、無旋流動(dòng)有旋流動(dòng)：流體微團(tuán)的旋轉(zhuǎn)角速度不等于零的流動(dòng)稱為有旋流動(dòng)。由于壓強(qiáng)分布是空間坐標(biāo)的連續(xù)函數(shù)：，那么點(diǎn)上的靜壓強(qiáng)為：（泰勒級數(shù)展開，略去小項(xiàng)）以方向?yàn)槔辛ζ胶夥匠淌剑罕砻媪Γ嘿|(zhì)量力：根據(jù)有同理，考慮y，z方向，可得：上式即為流體平衡微分方程四． 推導(dǎo)圓管層流、和的計(jì)算公式（10分）與圓管同軸取微元柱體。2．垂直分力由式中：為曲面上的液柱體積的體積，稱為壓力體。不計(jì)重力及流動(dòng)損失，求射流對平板的作用力及分流流量。而流出大氣中。一．簡答題（30分）1．粘性及粘性的表示方法產(chǎn)生阻抗流體層間相對運(yùn)動(dòng)的內(nèi)摩擦力的這種流體的性質(zhì)。6．恒定與非恒定流動(dòng)流體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)在每一時(shí)刻都不隨時(shí)間發(fā)生變化，則這種流動(dòng)為恒定流動(dòng)；流體運(yùn)動(dòng)的參數(shù)在每一時(shí)刻都隨時(shí)間發(fā)生變化，則這種流動(dòng)為非恒定流動(dòng)。首先討論沿方向的質(zhì)量變化。（15分）為一塊面積為的任意形狀的平板，與液體表面呈角放置，液體內(nèi)部的壓強(qiáng)取相對壓強(qiáng)。（15分）將坐標(biāo)原點(diǎn)C取在液面處，則液面方程設(shè)液面上點(diǎn)處壓強(qiáng)為，則則求螺栓組A受力：在上蓋半徑為處取寬度為的環(huán)形面積，該處壓強(qiáng)為上蓋所受總壓力為方向垂直向上。已知射流流速，全部流量，截去流量。（3）液體中某點(diǎn)的絕對壓強(qiáng)為100kN/m2，則該點(diǎn)的相對壓強(qiáng)為a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2答案：b（4）水力學(xué)中的一維流動(dòng)是指（答案：d ） a、恒定流動(dòng)； b、均勻流動(dòng)； c、層流運(yùn)動(dòng)； d、運(yùn)動(dòng)要素只與一個(gè)坐標(biāo)有關(guān)的流動(dòng)。（9）在緩坡明渠中不可以發(fā)生的流動(dòng)是（ 答案：b ）。 a、重力水； b、毛細(xì)水； c、氣態(tài)水； d、薄膜水。 （ ） 答案：錯(cuò)誤（3）水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙。 （ ） 答案：錯(cuò)誤（7）矩形斷面水力最佳斷面的寬深比β=2。 ( ) 答案：正確 填空題：（每小題2 ～ 4分）（1） 牛頓內(nèi)摩擦定律適用的條件是 層流運(yùn)動(dòng) 和 牛頓液體 。（5） 水流在明渠中的流態(tài)為緩流時(shí)，其水深h____ hk，弗汝德數(shù)Fr_ ____1。(9) a2型水面曲線是發(fā)生在___陡坡__ 坡上的 ____緩流____流（指急流或緩流）的水面線，這時(shí)弗汝德數(shù)Fr沿程 __減小____（指增大、減小或不變）(10) 溢流堰的過堰流量與堰頂水頭的___3/2 _____ 次方成正比。為了簡化液體運(yùn)動(dòng)的討論，我們引入了理想液體的概念，忽略液體的粘滯性，分析其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，然后再考慮粘滯性影響進(jìn)行修正，可以得到實(shí)際水流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，用以解決實(shí)際工程問題。當(dāng)流量不變通過一變直徑管道時(shí)，雖然是恒定流，但它不是均勻流。（5）流動(dòng)相似的含義是什么？答案：流動(dòng)相似包括幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似。所以均勻流只能產(chǎn)生在正坡渠道中。 (5分)v0=0測 壓 管 水 頭 線總 水 頭 線v0=0解：（2）定性繪出圖示棱柱形明渠內(nèi)的水面曲線，并注明曲線名稱及流態(tài)。 （2） 從水箱接一橡膠管道及噴嘴(如圖)。用壓力表測得橡膠管與噴嘴接頭處的壓強(qiáng)p = 。如流動(dòng)在紊流粗糙區(qū) ，求通過的流量Q。2）計(jì)算收縮斷面處水深hc的共軛水深hchc＝ ＝ ＝因?yàn)? hc ht ，該水躍為遠(yuǎn)驅(qū)水躍。即作用于同一點(diǎn)上各方向的靜壓強(qiáng)大小相等。6. 同一水頭作用下，出流直徑相同的管嘴與孔口，管嘴出流量大于孔口出流量。10. 串聯(lián)管路的總水頭等于各管段水頭損失之和。D. 當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)；5．工程上計(jì)算流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，由紊流變?yōu)閷恿鞑捎玫呐R界雷諾數(shù)取為A．13800 B．2320C．2000 D．1000三、繪圖題（繪出AB曲面上的壓力體，8分）四、計(jì)算題（12分）如右圖，直徑為的圓柱，固定不動(dòng)。