【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 D. 流線是直線的流動(dòng)。 6． 雷 諾 數(shù) Re 反 映 了 ( )的 對(duì) 比 關(guān) 系 C. 慣性力與粘滯力 D. 粘 15 滯力與動(dòng)水壓力 7． 一密閉容器內(nèi)下部為水，上部為空氣，液面下 處測(cè)壓管高度為 ，設(shè)當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?1 個(gè)工程大氣壓，則容 器內(nèi) 氣體部分的相 對(duì)壓強(qiáng)為 ___ 水柱 （ ） 。 A. 2m B. 1m C. 8m D. － 2m 8．如圖所示， ，下述靜力學(xué)方程哪個(gè)正確？ 9．下列壓強(qiáng)分布圖中哪個(gè)是錯(cuò)誤的？ 10． 粘性流體總水頭線沿程的變化是 ( ) 。 A. 沿程下降 B. 沿程上升 C. 保持水平 D. 前三種情況都有可能 。 三．計(jì)算題（共 3 小題，共 50分） 1． 如圖所示，有一盛水的開(kāi)口容器以 16 的加速度沿與水平成 30186。夾角的傾斜平面向上運(yùn)動(dòng)， 試求容器中水面的傾角，并分析 p 與水深的關(guān)系。（ 15 分） 2．有一 30cm 15 cm? 的文德利管，接入鉛垂的輸油管上，油的流動(dòng)方向朝上。已知喉部與進(jìn)口截面間的高度差為 30cm，圖中 U 形管讀數(shù)為 25cm 水銀柱，試求油的流 量 以 及 進(jìn) 口 與 喉 部 兩 截 面 之 間 的 壓 力 差 。（ 28825 /g N m? ? ）（ 20 分） 3. 不可壓縮平面流動(dòng)的流函數(shù)為 2 3 10xy x y? ? ? ，試判斷是否存在勢(shì)函數(shù)，如果存在，求其勢(shì)函數(shù)。 （ 15 分） 參考答案 一．名詞解釋?zhuān)ü?10 小題，每題 2 分，共 20 分） 1．粘滯性 —— 流體在受到外部剪切力作用時(shí)發(fā)生變形 (流動(dòng) )，其內(nèi)部相應(yīng)要產(chǎn)生對(duì)變形的抵抗，并以內(nèi)摩擦力的形式表現(xiàn)出來(lái)，這種流體的固有物理屬性稱為流體的粘滯性或粘性 2．跡線 —— 流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡曲線 流線 —— 同一瞬時(shí)，流場(chǎng)中的一條線，線上每一點(diǎn)切線方向 與流體在該點(diǎn)的速度矢量方向一致 3．層流 —— 流體運(yùn)動(dòng)規(guī)則、穩(wěn)定，流體層之間沒(méi)有宏觀的橫向摻混 4．量綱和諧 —— 只有量綱相同的物理量才能相加減，所以正確的物理關(guān)系式中各加和項(xiàng)的量綱必須是相同的，等式兩邊的量綱也必然是相同的 5．偶極流 —— 由相距 2a 的點(diǎn)源與點(diǎn)匯疊加后，令 a 趨近于零得到的流動(dòng) 6．排擠厚度 —— 粘性作用造成邊界層速度降低，相比理想流體有流量 17 損失，相當(dāng)于中心區(qū)理想流體的流通面積減少，計(jì)算時(shí)將平板表面上移一個(gè)厚度，此為排擠厚度 7．順壓力梯度 —— 沿流動(dòng)方向壓力逐漸降低，邊界層的流動(dòng)受壓力推動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生分 離 8．時(shí)均速度 —— 湍流的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化，瞬時(shí)速度的時(shí)間平均值稱為時(shí)均速度 9．輸運(yùn)公式 —— 將系統(tǒng)尺度量轉(zhuǎn)換成與控制體相關(guān)的表達(dá)式 10．連續(xù)介質(zhì)假說(shuō) —— 將流體視為由連續(xù)分布的質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成，流體質(zhì)點(diǎn)的物理性質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)參量是空間坐標(biāo)和時(shí)間的單值和連續(xù)可微函數(shù)。 二．選擇題（共 10小題，每題 3 分，共 30分） 1BC； 2B； 3D； 4B； 5A； 6C； 7D； 8B； 9B； 10A 三．計(jì)算題（共 3 小題，共 50分） 1． 如圖所示，有一盛水的開(kāi)口容器以 的加速度沿與水平成 30186。夾角的傾斜平面向上運(yùn)動(dòng)， 試求容器中水面的傾角，并分析 p 與水深的關(guān)系。 解：根據(jù)壓強(qiáng)平衡微分方程式： （ 1 分） 單位質(zhì)量力： （ 2 分） 在液面上為大氣壓強(qiáng)， 代入（ 1 分） 由壓強(qiáng)平衡微分方程式，得： 18 （ 2 分） （ 2 分） 任意點(diǎn)： （ 4 分） 代入自由面方程得： p 與淹深成正比。 （ 3 分） 2．有一 30cm 15 cm? 的文德利管，接入鉛垂的輸油管上，油的流動(dòng)方向朝上。已 知喉部與進(jìn)口截面間的高度差為 30cm，圖中 U 形管讀書(shū)為25cm 水銀柱，試求油的流量以及進(jìn)口與喉部?jī)山孛嬷g的壓力差。（ 28825 /g N m? ? ） 解： 1 30d cm? 故 221 3 0 7 0 6 .8 64a cm?? ? ? （ 1 分） 2 15d cm? 19 故 222 1 5 1 7 6 .7 14a cm?? ? ? （ 1 分） 28825 /g N m? ? 30z cm?? （ 2 分） （ 1） 1 3 3 3 7 0 8 8 2 52 5 2 5 8825h c m?? －水 銀 柱 ＝ （ ） ＝ 油 柱（ 2 分） 3122 2 2 2127 0 6 . 8 6 1 7 6 . 7 12 2 9 8 1 3 5 2 . 8 1 5 1 8 3 2 /7 0 6 . 8 6 1 7 6 . 7 1aaQ g h c m saa ?? ? ? ???＝（ 5 分） （ 2） 1 1 151832 2 1 4 .8 /7 0 6 .8 6QV c m sa? ? ?（ 1 分） 2 2 151832 8 5 9 . 2 /1 7 6 . 7 1QV c m sa? ? ?（ 1 分） 由伯努力方程，知 221 1 2 212V p V pzzg g g g??? ? ? ? ?（ 4 分） 22122 1 4 .8 8 5 9 .2302 9 .8 1 2 9 .8 1ppgg??? ? ? ???（ 1 分） 所以 11 4 0 6 . 3 2 3 . 5 3 8 2 . 8 3 . 8 2 8pp c m mg?? ? ? ? ? 油 柱（ 2 分） 3. 不可壓縮平面流動(dòng)的流函數(shù)為 2 3 10xy x y? ? ? ，試判斷是否存在勢(shì)函數(shù)，如果存在，求其勢(shì)函數(shù)。 解： （ 1） 2 3 10xy x y? ? ? ? ? 此流動(dòng)無(wú)旋，存在勢(shì)函數(shù) ? 。 2 分 20 xyd v dx v dy? ?? 工程流體力學(xué)考試試卷 一．名詞解釋?zhuān)? 流體： 在任何微小剪切力的持續(xù)作用下能夠連續(xù)不斷變形的物質(zhì)。 流體的密度 ρ： 單 位體積流體所具有的質(zhì)量， ρ=m/V。 流體的壓縮性和膨脹性 ： 隨著壓強(qiáng)的增加，體積縮??；溫度增高，體積膨脹。 流體壓縮性用 體積壓縮系數(shù) k 來(lái)表示。表示溫度保持不變時(shí)，單位壓強(qiáng)增量引起流體體積的相對(duì)縮小量。 不可壓縮流體： 在大多數(shù)情況下，可忽略壓縮性的影響，認(rèn)為液體的密度是一個(gè)常數(shù)。 可壓縮流體： 密度隨溫度和壓強(qiáng)變化的流體。通常把氣體看成是可壓縮流體，即它的密度不能作為常數(shù)，而是隨壓強(qiáng)和溫度的變化而變化的。 21 把液體看作是不可壓縮流體，氣體看作是可壓縮流體，都不是絕對(duì)的。在實(shí)際工程中，要不要考慮流體的壓縮性，要視具 體情況而定。 流體的 黏性 ： 是流體抵抗剪切變形的一種屬性。 流體具有內(nèi)摩擦力的特性。 運(yùn)動(dòng)的流體所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力 (切向力 ) F 的大小與 垂直于流動(dòng)方向的速度梯度 du/dy 成正比，與接觸面的面積 A 成正比，并與流體的種類(lèi)有關(guān)，而與接觸面上壓強(qiáng) P 無(wú)關(guān)。 流層間單位面積上的內(nèi)摩擦力稱為切向應(yīng)力，則 τ=F/A=μdu/dy。 動(dòng)力黏度（黏性系數(shù)） μ： 在通常的壓強(qiáng)下，壓強(qiáng)對(duì)流體的黏性影響很小，可忽略。高壓下，流體的 黏性隨壓強(qiáng)升高而增大 。液體黏性隨溫度升高而減小，氣體黏性隨溫度升高而增大。 運(yùn)動(dòng)黏度 ν： 動(dòng)力黏度與密度的比值 ， ν=μ/ρ。 理想流體： 不具有黏性的流體，實(shí)際流體都是具有黏性的。在流體力學(xué)中，總是先研究理想流體的流動(dòng)，而后再研究黏性流體的流動(dòng)。 作用在流體上的力可以分為兩大類(lèi)，表面力和質(zhì)量力。 表面力 ： 作用在流體中所取某部分流體體積表面上的力， 即 該部分體積周?chē)牧黧w或固體通過(guò)接觸面作用在其上的力。可分解成與流體表面垂直的法向力 和與流體表面相切的切向力。 質(zhì)量力 ： 指作用在流體某體積內(nèi)所有流體質(zhì)點(diǎn)上并與這一體積的流體質(zhì)量成正比的力，又稱體積力。在均勻流體中，質(zhì)量力與受作用流體的體積成正比。 流體的壓強(qiáng)： 在流體內(nèi)部或流 體與固體壁面所存在的單位面積上的法 22 向作用力，當(dāng)流體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，流體的壓強(qiáng)稱流體靜壓強(qiáng) p，單位為 Pa。 流體靜壓強(qiáng)有兩個(gè)基本特性。 1 流體靜壓強(qiáng)的方向與作用面相垂直，并指向作用面的內(nèi)法線方向。 2 靜止流體中任一點(diǎn)壓強(qiáng)的大小與作用面方向無(wú)關(guān)，即任一點(diǎn)上各方向的靜壓強(qiáng)都相同。 重力作用下靜壓強(qiáng)： p=p0+ρgh。 p0：液體自由表面處壓強(qiáng)。 等壓面： 在流體中，壓強(qiáng)相等的各點(diǎn)所組成的面。 液體與氣體的分界面，即液體的自由液面是等壓面 ； 互不摻混的兩種液體的分界面是等壓面。 絕對(duì)壓強(qiáng) p：完全真空時(shí)的絕對(duì)零壓強(qiáng) (p＝ 0)為基準(zhǔn)來(lái)計(jì)量； p=pa+pe。 相對(duì)壓強(qiáng) pe： 以當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng) Pa 為基準(zhǔn)來(lái)計(jì)量?？捎蓧簭?qiáng)表直接測(cè)得，又稱計(jì)示壓強(qiáng)。 流體處于真空狀態(tài)： 當(dāng)流體的絕對(duì)壓