流体力学复习题.doc

上册 流体力学 第一章 1什么是流体的压缩性和膨胀性？ 流体的压强在一定情况下温度升高，，体积膨胀，密度减小的性质，称为流体的膨胀性，流体在一定情况下压强增大，体积缩小，密度增大的性质，称为流体的压缩性。 2流体的粘性产生机理是什么？ 液体主要是由于液体分子之间的吸引力产生的，气体主要是因为气体分子做不规则运动的动量交换产生阻力而产生的。 3如何定义质量力和表面力，它们分别有哪些表现形式？ 作用于流体的每一个质点上，与流体的质量成正比的力，称为质量力。质量力又分为重力和惯性力。作用于所研究的流体表面上，与表面积成正比的力称为表面力。表面力分为切向分力和法向分力两种表达形式。 1某采暖系统中，装有40L的水，在压强不变的情况下，将水从温度为10℃加热到90℃，如果水的膨胀系数α=0.0005，问水的体积膨胀是多少？系统如何保证安全运行？ 解：由βT= ∴=βTdT，积分TdT=，∴βT=lnV’-ln40 得V’=41.63L ΔV=V’-V=1.63L ∴膨胀量为1.632L，保证系统安全运行要保证体积至少为41.63L。 2如图1所示为一轴和轴承，已知转轴的直径d＝0.36m、轴承的长度l＝1m，当不计重力影响时，可认为轴与轴承之间的径向间隙均匀。若径向间隙的宽度＝0.2mm，间隙中润滑油的动力粘度，轴的转速。试求轴在轴承中转动时克服润滑油的粘性阻力所消耗的功率。 2解：由牛顿内摩擦定律，轴与轴承之间的剪切应力 粘性阻力（摩擦力）： 克服润滑油的粘性阻力所消耗的功率： 第二章 二、 简答题 1.简述流体静压强的特点。 ,一、流体静压强的作用方向沿作用面的内法线方向。二、在静止流体中任意一点流体静压强的大小与作用面在空间的方位无关，是点的空间坐标函数。 2.写出静力学基本方程并简述其水力学意义。 3.什么是等压面? 对于静止液体，当作用在液体上的质量力仅有重力时，则液体中哪些面是等压面？3，在静止流体中，压强相等的点所组成的面称为等压面。⑴自由表面（或气液分界面）；⑵两种不互溶液体的交界面；⑶液体内能相互连通（或不被隔断）的同种液体内的各水平面。 4.为什么水平面必是等压面？ 由于深度相等的点，压强也相同，这些深度相同的点所组成的平面是一个水平面，可见水平面是压强处处相等的面，即水平面必是等压面。 5.什么是绝对压强和相对压强？ 绝对压强：以完全没有气体存在的绝对真空为零点算起的压强，称为绝对压强。 相对压强：以当地大气压强为零点算起的压强，称为相对压强。 6.等角速旋转运动液体的特征有哪些？ ⑴等压面是绕铅直轴旋转的抛物面簇；⑵在同一水平面上的轴心压强最低，边缘压强最高。 三 、计算题 1、中心敞口容器如图所示，半径为R，高度为H，初始时装液体高度为H/3。当容器以角速度ω转动时，形成抛物面如图示，试研究液面与上盖及底部接触半径r1及r2，并确定抛物面顶点在底面之下的距离h及顶盖上的作用力（不计大气压强影响）。 解：解：本题（或该类问题）的特点是：容器转动时所形成的抛物面是不完整的，但容器匀速转动时的理论仍然适用。取坐标系如图示，对容器底部虚抛物面。 （1） 对于底部虚抛物面和容器内实抛物面构成的抛物面 （2） 容器内实抛物面的几何空间为 容器内液体无溢出，其体积，则有 （3） 由式（3）得 （4） 将式（1）和式（2）中的和代入式（4）右部可求 （5） 进一步可求和为 （6） （7） 容器内液体压力分布方程仍然为 （8） 边界条件为，时，，可定，则当时的压力分布为 （≤≤） 则容器顶盖内部的作用力F为 2. 选矿车间所用气水分离器,其右侧装一水银U形测压管,量得Δh=200 mm, 问此时分离器中水面高度H为若干? 解: 列1-1等压面方程 列o-o等压面方程 (1)(2)联立 第三章 1、什么是流线？什么是迹线？流线与迹线的区别是什么？ 答：流线是某一瞬时在流场中画出的一条空间曲线，此瞬时在曲线上任一点的切线方向与该点的速度方向重合，这条曲线叫流线。 迹线则是在时间过程中表示同一