工程流体力学试题二.doc

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1、三、说明下列概念（共20分）1.水力光滑管（共4分）答：粘性底层完全淹没了管壁的粗糙突出部分，这时粘性底层完意外的稳流区域完全感受不到管壁粗糙度的影响，流体好像在完全光滑的管子中流动一样。这种情况的管内流动称作“水流光滑”，这种管道称水力光滑管。2.断面平均流速、时均流速（共4分）答：流经有效截面的体积流量除以有效截面积而得到的商。（2分）在某一时间间隔⊿t内，轴向速度的平均值称为时均流速。（2分）其中是瞬时轴向速度。3.质量流量和体积流量（共4分）答：单位时间内流经一横断面的流体量称为该表面的流量。（1分）该流量又分为体积流量qv（m3/s）和质量流量qm（k

2、g/s）。（1分）恒定流中，qm=ρqv（2分）4.系统和控制体（共4分）答：所谓系统就是一群流体质点的集合。流体系统在运动过程中尽管形状在不停地发生变化，但始终包含有相同的流体质点，有确定的质量。（2分）控制体是为了研究问题方便起见所取的特定空间区域。一经选定，相对一定的坐标系，其位置和形状不再变化。（2分）5.边界层，边界层分离的条件（共4分）答：由于流体的黏滞性，在紧靠物体便面的薄层内，流速将有物体表面上的零值迅速增加到与来流速度相同数量级的薄层称为边界层。（2分）边界层要分离必须满足条件：1）流体有粘性；2）流体必须流过物面。（2分）四、已知平面流动的流

3、速为，；（15分）试求1）是否连续；2）是否无旋；3）求驻点位置；4）求流函数。解：（1）；（1分）（1分）（1分）满足连续性方程。（1分）（2）；（1分）（1分）（2分）流动有旋。（3）驻点条件：（1分）（1分）由代入解得：；由代入解得：（1分）解得驻点：三点。（1分）（4）（1分）（1分）（1分）；；令其为0，则：（1分）五、曲面形状3/4个圆柱，半径0.8米，宽1米，位于水平面以下2.4米处，水面上为当地大气压。求：曲面所受的液体总压力。（15分）hzx（13分）解：计算总压力大小：对于水平方向：（5分）对于垂直方向：（3分）（3分）总压力与垂直之间夹角：

4、（4分）六、一个水平放置的90°弯管输送水，已知d1=150mm，d2=75mm。管中流体表压p1=2.06×105Pa，流量Q=0.02m3/s。不计水头损失，试求水流对弯管的作用力大小及方向。（20分）解：（3分）（3分）取两个断面列伯努利方程：（4分）（2分）选取控制体列动量方程：（2分）（2分）（2分）（1分）水流对弯管壁的作用力为F的反作用力F′，大小相等，方向相反。（1分）