1、第一章 流体的主要物理性质计算题：1 一无限大平板在另一固定平面上作如图所示的平行运动， ，间隙高0.3Vms，其中充满比重为 、粘度为 的流体，间隙中的流速按线0.3hm0.80.65cP性分布。试求：（1）流体的运动粘度 ；（2）上平板壁面上的切应力 及其方向；上（3）下平面壁面上的切应力 及其方向。下2 管道内流体速度分布为 u=2y-y2,式中 u 为距管壁 y 处的速度；试求：（1）管壁处之切应力；（2）距管壁 0.5cm 处的切应力；（3）若管道直径 d=2cm,在 100 长度的管壁上其总阻力为若干？设流体的粘度 =0.4Pas.填空题：1 流体力学中的三种主要假设模型是-，-和
2、-。2 粘度是衡量流体-物理量，动力粘度单位是-。问答题:1 作用在流体上的力有哪几种？各如何表示？有何不同？判断题:1 作用在流体质点上的力有重力和表面力( 错 ).2 液体一定是不可压缩性流体, 气体一定是可压缩性流体(错).3 作用于流体上的重力可作为表面力来处理(错).第一章 流体的主要物理性质计算题：1 解：（1） 43726510.8.410ms（2） yhdvV上。53265N顺 轴的方向看去，上平板壁面为一负平面，故所得 的正值应指向负 轴方向，即y x指向左边。（3） 。20.65Vhm下下平面为一正平面，故正 应指向 轴的正方向，即指向右边。x2 解：先求速度梯度ydu2（
3、1） 管壁处的切应力为 8.024.00ydu 2Nm（2） 距管壁 0.5cm 处的切应力为当 y=0.5cm 时 15.0dyus所以 4.0.y2Nm（3） 当 d=2cm,l=100m 时的总阻力为26.5128.0dlT填空题：1 连续介质假设,不可压缩流体假设,理想流体假设2 粘性,PaS问答题:1 答: 作用在流体上的力有质量力和表面力.二种不同在于: 质量力属于非接触产生的力,是力场的作用.表面力属于接触产生的力.质量力作用在流体的每一个质点上,表面力作用在流体的表面上.质量力与流体的质量成正比,(如为均质体,与体积成正比),表面力与所取的流体的表面积成正比.第二章 流体静力学
4、计算题：1 有如图所示的容器 A 和 B。用 U 型测压计来测量它们的压差。容器 A 中液体的比重是。容器 B 中液体的比重是 。0.85A1.2B。U 型测压计中的介质为汞，问压差是多少？2,40,6zmzhm2 推导满装液体的圆柱形容器，在绕垂直轴做等加速度旋转时压强的表达式。 （a）容器的顶盖中心处开口；（b）容器的顶盖边缘处开口。3 铸造车轮时，为使铸件致密用离心铸造。已知铸机转速 n=600 转/分，铁水重度 =8870牛顿/米 3，轮缘 m 点出的半径为 450 毫米，高铸件开口处顶面的垂直高度为 200 毫米，求铸造时轮缘 m 点处的相对压强。4 如图所示(a) 和（b）为两个尺
5、寸相同的圆柱形水筒，其高度为 H，半径为 R，顶盖上各开有小孔与大气相通，大气压为 Pa 。 （a）图中的小孔开在盖的中心，即 r=0 处， （b）图中的孔开在顶盖的边上，即 r=R 处，设两个筒中都装满了水，都以等角速度 w 旋转。 （1）求两种情况下，桶中流体的压力分布。 （2）已知 R=12cm ,w=30/s 2。 求顶盖上 A 点（r=10cm ）处的压强 p.a. ，两个桶中的 p.a 有无差别，为什么？ 5 一离心水泵的体积流量为 Q =20m3/h，安装高度 hs =5.5m，吸水管内径 d2=100 mm ，吸水管阻力 hw =0.25m 水柱，水池面积足够大，试求水泵进水口
6、处以 mmHg 表示的真空度。水温 10此时水的运动粘性系数 =1.30810 -6m/s. 6 圆柱形容器充满液体，顶盖在 r0有一侧压管，水位为 h，如图所示。当液体随同容器以角速度 w 旋转时，分别求 A 点，B 点压强。hbBr7 图中所示为一等加速向下的运动容器，其中盛水，水深 h=2 米，加速度 a=4.9 米/秒2，试确定（1）容器底部的流体静压力 若干？（2）以多长的加速度运动才能使容器底部为大气压力？（3）以多大的加速度运动才能使容器底部为完全真空？填空题:1 帕斯卡原理是根据-方程得到的。2 皮托管是用来测量-的仪器。3 -情况下，可采用斜管压力计以提高测量精度。判断题:1
7、 静止流体中任意一点流体压强大小与作用面方向有关。 （1 ）2 流体的静压强是指在静止流体中,单位面积上的外法线作用力(1 ).3 静止流体中任意一点流体压强大小与作用面的方向无关(2 ).4 静止流体中任意一点流体压强大小与作用面的空间方向无关，只是该点空间坐标的函数( 2).5 在静止的不可压缩均质重力流体中，任意点处单位重量的总势能与该点的高度有关(1 ).6 流动流体的动压就是流体速度为零处的压强(1 ).7 伯努利方程 常数，适用于不可压无粘流体的有旋稳定流动(1 ).rpgz28 真空度就是绝对压力小于大气压力时的相对压力。(2 ).9 在柏努利方程实验管路中的静压力均为负值，说明
8、气体是倒流的(1 ).10 用斜管压力计可以判断来流的正负，但用 U 型压力计不能判断之气体的绝对压力（1 ）11 气体的绝对压力就是表压力加上当地的大气压力. (2 ).第二章 流体静力学计算题：1 解：在重力场的作用下，同一液体同一水平面上压力相等。故 U 型计中 O-O 面上两边压力相等，从而应有：ABBpgzpgzhg汞所求的压差 AABzh汞 1.209.81240.519.802.163.10.2028456Nm2 解：先推导完全开口时的压强表达式。如图所示，根据达朗贝尔原理作用在液体质点上的质量力除重力外，还要虚加一个离心惯性力。于是，作用在单位质量液体上的质量力在坐标轴 x,y
9、,z 方向的分力为gfyrxfzyx22sinco代入欧拉平衡微分方程式01radpf写成压差式，即)(22gdzyxdff积分得 Cz)2(2当 时 于是 ，就有0,zrapap)2(gpa若用相对压强表示，则有 )2(zgrp（a）容器中心处开口的情况容器在旋转时，其内液面应呈抛物面，但受顶盖限制，液面不能形成抛物面。虽这样，挨着顶盖的 B 液面（见图）上各点的压强，仍然是按抛物线规律分布的。等角速度旋转时的压强一般表达式 Czgrp)2(由边界条件 ，确定 ，于是ap,0apC)2(zgrpa式中（r,z ）表示点的位置，在容器中 z 均为负值。这就是中心开口时的压强分布表达式，从式中可
10、以看出，其绝对压强值为一个大气压。（b）顶盖边缘开口的情况液体借离心力往外甩，显然越离中心远出压强越大，最大压强在边缘处，由于顶盖边缘开口，故边缘处的绝对压强值为 pa。可以看出，其他各点处的压强均有真空存在，越近中心真空度就越大。由于顶盖的存在，未能形成抛物面形的自由也面，但紧接顶盖 B 面上各点的压强值，仍然是按抛物线规律分布的。由等角速度旋转时的压强一般表达式 Czgrp)2(由边界条件 时 ，确定 于是有0,RrapgRpCa2)2()(2zgrpa这就是边缘开口时压强分布表达式。可以看出，在容器内紧接顶盖的 B 面上除边缘外均为真空。3 解：这是属于上例中中心开口的情况，已得此时相对
11、压强的表达式为 )2(zgrp将 带入得sm/20,.,45.0atNpm64.28/108.2)(.95)(6782所以，铸件以每分钟 600 转旋转时，在坐标为（0.45、0.2）处的相对压强值为28.64atm。若只计及 m 点处的位压 ,则mpatmNhp 1437.0/174.32.06873 所以 tm8.2 但比较起来， 可取 。pmp4 解：（1）根据题意，两种情况下桶 内水中的压强分布均可用下式表示： (a) cgzrwp2代入图（a）的边界条件 r=0,z=0 时， 得 p= p.a ，所以图（a ）中的压强分布为 (b)apgzr21对于图（b）的情况，对式(a) 代入图
12、（b）的边界条件 r=R,z=0, p= p.a，得 ，2Rwpca所以图（b）中的压强分布为(c) apzrg)(212（2）将 A 点的坐标代入(b) 式中得，相对压强 22/451cmNrwgPpAaA将 点的坐标代入式中得，相对压力 RaA /98.)(22由以上分析可知，由于两种情况桶内流体的运动状态相同，所以其压强分布是按抛物面规律分布。但由于其开孔位置不同，边界条件也不同，所以 A 点的压强大小也不同。5 解：选择 1-1 截面(水池面)和 2-2 截面(水泵进水口)写伯努力方程,取池面为基准,Z 1=0P1=Pa 水池面足够大,可视 V1=0,水粘性系数为 =1.308*10
13、-6m/swgvpZgvpZ2211 smdQv /71.0.3614.20222 吸水管内为紊流流动,故取 2=13.58.7Re46 wsgvp21水泵进口处真空度: omhgvpwsav 2222 78.5.08971.5换算成水银柱: ghgov 4.6.326 解：对于旋转坐标系的离心场，用圆柱坐标（r,z）表示，取 oz 向上，原点在 A 点，质量力为离心力和重力 kjywixkzjyixf 2由压强分布规律 gdwdp22积分 cgzrryx221B C 时,p=0 代入 h,0wgrwc21 zrp2021A 点压强： hrA ),0(ApzrB 点压强： bgwB20 Bb7
14、 解：根据压力差公式： )(zdyxpd本题： azyx,积分得： cgp)(B，C az,0ap通式为： zgap各容器底部 ：又 ,h)1(garhpa（1）容器底部的绝对压力 =)1(garhpa 2/1078).94(28079mN（2）欲使容器底部为大气压力 必须 ap0)1(garh2/9087smga（3）欲使容器底部为真空0)1(grhpa2/84.5)12987(.)( smra 填空题:1 水静力学2 流速3 被测液体的压力与大气压相差不多时第三章 流体流动的基本方程计算题：1 已知虹吸管的直径 d=150mm，布置情况见附图所示，喷嘴直径 d2=50mm，不计水头损失，求
15、虹吸管的输水量及管中 A、B、C、D 各点的压强值。 2 文丘里流量计倾斜安装如附图所示，入口直径为 ，喉口直径为 ，试用能量方程式1d2d和连续方程式推求其流量计算公式。3 一变直径弯管，轴线位于同一水平面，转角 ，直径由 变为60 20Adm，在流量 时，压强 ，求水流对 AB 短弯管的作150Bdm30.1Qms218ApkNm用力。不计弯管的水头损失。4 有如图所示的虹吸装置。吸管直径为 ，吸管最高点高出水面 ，出口低于水751.8面 ，当时的气压等于 水柱高。不计损失，试决定出流流速、流量及最高点的压3.610力值。5 用图示的毕托管来测量气流的流速。已知被策气体的密度 。若相联的3
16、1,2kgm差压计读数 h 为 ，求气流速度是多少？150m2HO6 水从大容器壁的孔中沿水平方向流出，如图所示。设射出的流束在同一截面上各点速度相同。由于地球引力作用，流束向下弯曲。若已知出口速度 ，出口截面积为smv5.71。试求在流束在水平面成 角处的截面积。213cmA457 若速度场和密度场分别为 ，问是否满足连续方tykyzjitxv4,)(332程？8 已知一不可压缩流体的速度场 ，流体的动skmxzyxzjyiv)810(6522力粘度 ，在点（2，4，-5） （单位为 m）处 。试求该点Pas310*. Pay4其他法向应力和切向应力。9 有一个三维不可压缩流场，已知其 x
17、方向和 y 方向的分速度分别为，求其 z 方向的分速度的表达式。)(,32zyxvzyxvy10 可压缩流体流场可用下式描述： 试计算 t=0 时，点ktejbiav（3，2，2）处密度的时间变化率。 （8 分）11 不可压缩流体的速度分布为:v x=3(x+y3) vy=4y+z2 vz=x+y+2z 试分析该流动是否连续?12 已知某二维不可压缩流体的速度分布为:v x=x2siny vy=2xcosy 试分析该流动是否连续?13 已知有一流场,其欧拉表达式为 :vx=x+t vy=-y+t vz=0 求此流场的流线方程式及t=0 时过 M(-1,-1)点的流线和迹线?14 设有一不可压缩
18、的理想流体的稳定流,其流线方程为:x 2-y2=c.求:其加速度 a 的大小。当质量力可忽略时,求此情况下的压力分布方程式15 已知速度场 ，求 t=0 时通过点 A(-1,1) 的流线。jtyitx)()(16 有如图所示的装置。 ， ， ， 。测压表的1.2Hm0.47h0.3Dm.15d读数为 ， 。管中有比重 的汽油流过，不计流动损失，138pkPa269pka82试计算其流量。填空题:1 时变加速度是由于流场的-而造成的。位变加速度是由于流场的-而造成的。2 二维非稳态的流场函数表达式-。3 -时，流线和迹线重合且流线形状不变。4 描述流体运动方法有-和-两种方法.判断题:1 由拉格
19、朗日研究方法可得到流线, 由欧拉研究方法可得到迹线( ).2 若流场是稳定的，则流场中所有流体质点的运动加速度为零 ( ).3 若流体运动是一维的，则流体运动的轨迹必定是直线( ).4 流体运动的连续性方程是牛顿第二定律应用于流体系统或微团而导出的( ).5 流体作稳定流动时必然无加速度( ).6 伯努利方程 常数，适用于不可压无粘流体的有旋稳定流动( ).rpgz27 N-S 方程和 Euler 方程推导过程中，控制体微团所受的力不同，即 N-S 方程中存在粘性切应力且法向应力大小与方向有关。( ).问答题：1 描述流体运动的方法有哪两种？各有何特点？试做一下比较。2 流线；迹线有何异同点？
20、第三章 流体流动的基本方程计算题：1 解：（1）取喷嘴出口处为计算高程的基准平面，写 11 和 22 断面的能量方程式： 221pvpvzzgg204028.6vms220.58.60.1744Qdms（2） 根据连续方程式： 225.0.9841ABCDdvv s220.49mgg（3） 写 11 和 AA 断面的能量方程式：2211pvpvzzgg204AA268.ApkNm（4）同（3）可得：20.B20.1CpkNm23.59DpkNm2 解：对断面 1 和 2 写能量方程式（不计水头损失）： 212pvpvzzgg4211212dpz22114241ghQdvKd2142K式中 K
21、为仪器固定常数，故流量公式得使用与流量计倾斜放置的角度无关。考虑到水头损失和流速分布不均匀的影响，实际流量公式为：QKh式中 称为流量计的流量系数，其值一般为 0.95 0.98。:对于用汞比压计测量流量时：h汞 水 汞水对于用液体比压计测量气体流量时：QKh液 液气3 解： 求解留题与边界的作用力问题，一般都需要联合使用连续方程式，能量方程式和动量方程式。（1） 用连续方程式计算 和 ：AvB420.138AQvmsd22.5.6B0.51Avmg1.3Bvg（2） 用能量方程式计算 :Bp2ABvpg2189.(051.63)7.0kNm（3） 将流段 AB 作为隔离体取出，规定坐标的正方
22、向，假定弯管反力 和 的方xRy向，写 和 两个坐标方向的动量方程式:xyBAxFQvyy将本题中的外力和流速代入上式,应注意力和流速的正负性: 2200cos6cos64ABxBApdRQvv033y将本题中的数据代入:2218.7.150.5.603.18.544xR kN7.03506.869y kN（4） 结论：流体对弯管的作用力与弯管的反力大小相等，方向相反，故对图中坐标方向其作用力为：沿 方向为 ，x0.538kN沿 方向为 。y94 解：对 A，C 两点列出不计损失的能量方程，可得：220aapVhg。 29.8136.4Vgms流量为：。22 34.075.0.71Qds为求地
23、 B 点的压力值，可对 A、B 两点列能量方程。以绝对压力计算，可得：。2221AppVhhg以 、 代入上式，就有：210amHO8.4Vs，3.65.29.81Bp。32410BpNm5 解：运用能量方程于毕托管，可得：20spV。0h水 气将数值代入，就有：，200.1598239.813V。4Vms6 解： 取 之间的流束段为控制体。 恰好在流束与水平面成 角的处。对于21A、 2A45不可压缩一维流动，由式（3-22）得21v式中 在水平方向的分量应等于 ，因为忽略空气的阻力，流体质点在水平方向的速度分2v1量应保持不变，即 ，代入上式可得245cosvv21 1.70.*3cmA7
24、 解： 把连续方程式（3-24）左端展开，并利用给定的速度场和密度场计算0 )301(4*)(4*3)(4 )()()( 232 yztyyztztxy vxvvvt zyt zyx 说明给定速度场和密度场满足连续方程8 解： 因为 所以),810(,16,522 xzyvxyzxvy Pazyxvz xy azxzzyzyxy 0)810(*2.1)( 2.6. 31.5*0.)(33由于 Pap xzpyvy0.4321. 16*02.1*3得 p=39.7Pa则 Pa xzyzvpPaxzx5.39 )160(*102.*7.392 5.393 9 解： 不可压缩的流体的连续性方程为0z
25、vyxv由已知条件 ，将其代入连续方程，得)(,2xzvz积分后，得 ),(2yxCxz积分常数可以是常数，也可以是 x,y 的函数。可以满足本题所要求的 表达式有无穷多个。zv取最简单的情况，即 C（x,y） =0,则2zxvz10 解: 0tktktebxaejbxyiakzjyixvt 当 t=0,x=3,y=2,z=2 处: smgbt 3/311 解: 024342 zyxzyxzvyxv不满足连续方程 流动不存在.12 解:符合连续方程,流动存在.13 解: v z=0,说明是二维流场,又v 与 t 有关,是不稳定流场. 由流线微分方程式Bz cyxtctyxttdytx 1,1,
26、0lnlntln 2代 入 得两 边 同 时 积 分过 M(-1,-1)点的流线方程为 xy=1 的双曲线又因为有: x=c1et-t-1 y=c2et+t-1求 积 分 得 迹 线 方 程tyvdtx当 t=0,x=-1,y=-1 代入 c1=c2=0过 M(-1,-1)点的迹线方程为 x=-t-1 y=t-1消去变量 t,得 x+y=-214 解: 流线方程:x 2-y2=c. 为二维理想稳态流体已知流线微分方程形式: 0yxyxdvvdx2-y2=c 两边同时微分 2xdx-2ydy=0 v x=2y vy=2x 对于稳定流:xytgyxaxxvvyytvyyxx 12244020根据理
27、想流体运动微分方程:忽略质量力,二维流:0sin2sico2sin2 yxyyxyvx12 1244cyxp cpyxdpyxdpdtvxpyx 15 解：由 式。本题流线方程为zyxvdttd求某一瞬时的流线应把时间 t 看作常数，积分上式得cytxln)l()ln(即 这是任一瞬时的流线族。t=0 时的流线族为xy=c由于要求过点 a(-1,1)的流线，把 x=-1,y=1 代入上式得 c=-1，所以xy=-1即所求的流线方程，如图所示。把 t=0,x=-1,y=1 代入速度表示式得 ，即 t=0 时jivA 点的速度 ，所以流线方向如图可、箭头所示。1,yxv16 解：由能量方程可得：。
28、221pVpzzgg可以看出，要计算此流量，首先需求出 的值。1212pzg由压力表的读数值可得：1212pzg386910.2.液柱。7m由差压计读数值可得：= 液柱。1212pzg13.570820.4.39m代入能量方程，再运用连续方程，就可得到：， ，2417.39VDgd147.1gVDd。22 34.89.00.25Qms填空题:5 不稳定,不均匀 6.v=f(x,y,t)7.稳定流动时 8.拉氏法,欧拉法判断题:8 ().().().().().().().问答题：1 答：有欧拉法和拉格朗日法。欧拉法着眼于充满运动流体的空间，以流场中无数个固定的空间点为研究对象，寻求流体质点通过
29、这些空间点时，运动参量随时间的变化规律。拉格朗日法着眼于流体质点，以各个运动着的流体质点为研究对象，跟踪观察流体质点运动轨迹，及运动参量随时间的变化规律。二者比较：利用欧拉法得到的是场，便于采用场论这一数学工具来研究。利用欧拉法加速度是一阶导数，而拉格朗日加速度是二阶导数，在数学上偏微分求解容易些。 2 答: 二者都是空间流场中的曲线簇,均与流体运动有关. 迹线是由拉氏法的得到的,流线是由欧拉法得到的. 迹线与流体质点有关,与时间无关. 流线形状与时间有关. 稳定流动时,流线和迹线重合,流线形状不变. 流线是某一瞬时的一条空间曲线,且曲线上任意一点的切线方向都与该点流体质点的速度方向相重合.迹
30、线是流体质点在一段时间内的运动轨迹. 第六章 粘性流体管内流动计算题：1 内径 D=700 的烟囱，由于烟囱的抽吸作用，使炉膛出现 h1=10mm 水柱的真空度，烟囱内燃气密度 1=0.7kg/m3，外部的空气密度为 =1.2kg/m 3，炉膛过流断面 A1=2A2，A 2 为烟囱过流断面面积，烟囱内壁沿程阻力系数 =0.02，折角管的阻力系数 =0.7，求（1）当使烟囱通过 的燃气质量流量时所需的烟囱高度。 （2）当烟囱高度为 26mhkgM80.时，可通过的流量为多大？2 当圆管紊流的真实流速分布按指数规律分布 时，n 为随雷诺数而变的指Ryumax数，一般 n=1/51/10。求这种紊流
31、的动能修正系数 和动量修正系数 ，当 n=1/7 时， 和 应为多大？3 如图所示为一层流的突然扩大管段，设 1 与 2 截面上的真实流速分布为抛物线形，其平均流速分别为 V1 与 V2，试导出层流的突然扩大圆管的局部阻力表达式。4 沿直径 ，绝对粗糙度 ，长 的圆形无缝钢管输送密度md20m2.0l30的石油，已知流量 ，油的运动粘度在冬季390mkg smqv310*8.27，夏季 试求沿程损失 。sw241*. .3524sfh5 普通钢管的内径 。绝对粗糙度 ，水平放置。水的运动粘度cd05，若测出在 长的管段上的沿程损失 ，试求流量 为多少？sc20.l4f3vq6 一离心水泵的体积
32、流量为 Q =20m3/h，安装高度 hs =5.5m，吸水管内径 d2=100 mm ，吸水管阻力 hw =0.25m 水柱，水池面积足够大，试求水泵进水口处以 mmHg 表示的真空度。水温 10此时水的运动粘性系数 =1.30810 -6m/s. 7 如图所示，一突然扩大管段 d1=50mm,d2=100mm,水流流量 Q=16m3/h 比压计内所装测试液体为四氯化碳，r=15.7KN/m 3,h=173mm，试确定此突然扩大管段的局部阻力系数并与理论值比较。 （已知水的粘度 =1.14110 -6m/s）8 水在直径 d=100mm 的管中流动,流速 V=0.5m/s,水的在运动粘度 =
33、110 -6m2/s.试问水管中呈何种流动状态?倘若管中的流体是油,流速不变,但运动粘度 =3.110 -7m2/s.试问油在管中又呈何种流动状态? 9 已知上下游的距离为 H,2 截面处压强为 P2，液体在所处温度下的饱和压强 ps,虹吸管总长为 L，内径为 d，沿程损失系数用 表示，总的局部阻力系数用 表示.1-2 管段的k管长用 L1表示，局部损失系数用 表示，求管内通过的体积流量.允许的吸水高度1kh.10 截面突然扩大管道 K 理论计算。11 图中为一并联管路,130，d1=50mm，2=50m，d2=100mm。管路上各种局部阻力系数之和为k=3又沿程阻力系数 1=0.04, 2=
34、0.03.流量 Q=25l/s,并联管路内流量的分配及阻力12 如图所示，水箱中的水通过直径 d，长度为 l，沿程损失系数为 的铅直管向大气中泄水。忽略铅直管进口处的局部损失，求 h 为多大时，泄水流量 qv 与 l 无关？13 利用图所示的虹吸管将水由 I 池引 II 池。已知管 d，虹吸管总长 l=20m ，B 点以前的 管段长 l1=8m ，虹吸管的最 B 离上游水面的高度 h=4m ，两水面水位高度差 H=5m。设沿程损失系数 ，虹吸管进口局部损失系数 ，出口局部04.8.0i损失系数 ，每个弯头的局部损失系数 。假设大气压强 pa=105pa ，水e 9.0b温 t=20，时的饱和蒸
35、汽压强 pv=2420 pa ，管内流量为多少？吸水高度 h 不能超过多少？14 如图所示，在两水槽间连一管路 ABC ，此管路的内径为 d，长为 l ；在两水槽水面差为 H 时，通过管路的流量为 Q；由图(b) 可见，若在管路的中央 B 处(I/2 处)分成两个管，此两管的内径也是 d ，在两水槽水面差仍为 H 时，其流量为 Q 。设摩擦阻力系数 为常数，局部阻力系数可忽略不计，求(a) 、(b) 两种情形的流量比。判断题:1 在水力光滑管中，粗糙度对沿程阻力损失没有影响。( ).2 管内流动时紊流任一截面处速度分布比层流更趋均匀。( ).3 速度大即为紊流,粘度大即为层流( ).4 紊流流
36、动中,时均参数代表了紊流的主流,而脉动速度小得多,没有任何研究价值. ( ).5 紊流运动粘度 m 与流体运动粘度 都是流体的物性参数,与 Re 和紊流程度有关. ( ).问答题：1 尼古拉兹实验曲线分为哪几个区域？各区域名称及各自特点（用函数表达式表示）？其中哪个区为自模化区？为什么？作为模型中的流动是否进入自模化区的标志是什么？2 圆管内充分发展的层流状态其速度分布 x与 Vxmax间的关系? 表达式?v3 圆管内紊流流动结构及其速度分布 x与 Vxmax间的关系? 表达式?AABBCCa)b)HW1W2第六章 粘性流体管内流动计算题：1 解： （1）先求出通过烟囱的燃气流速为smAMV2
37、5.87.03608421.对炉膛 1-1 及烟囱出口 2-2 列伯努利方程式（1）gVDlgVpHg22211 由烟囱外静止大气可得静压强关系式为pa21p2a 为烟囱出口处的大气压强，并有gHaa12p1a 为炉膛水平面的大气压，有11hwa将以上各值代入（1）式得 DHAVgHw 12)(211 028.45.870).2(8.9所以 H=31.4m（2） 当 H=26m 时，并将 代入（1）式得2.24DMV HAgHghw812421.11所以 hkgskDDMW59406.1212. 2 解： 首先应求出管中的平均流速，即（1）21221max0212a01max0max0nuyR
38、dAuyyrdRudAVknnnRn动能修正系数（2）23141232323max30a3nRRVudyyAdunnnnR动量修正系数为（3）124212122max022 nnRRVudyyAdunnnnR当 n=1/7 时，由（ 1） 、 （2）及（ 3）式得0.578.maxuV3 解： 由于管长较短，故不计沿程阻力。对 1-1 及 2-2 截面列实际流体的伯努利方程为 rhgVpgp221（1）r21221因为是层流，所以 1=2=2 再对 1-1 及 2-2 截面形成的管段为控制体列出水平方向的动量方程；因层流，故取两截面的动量修正系数 1=2=4/3 1221 AVApF式中 F环形面积 上的作用力，可近似取为1 121ApF将 代入上式可得1211221 12VQApp（2）代（2）入（1）得 rhgVgV211将 及 值代入得局部阻力（3）gVghr34342121221122上式即为圆管层流突然扩大的局部阻力理论公式，再应用连续性方程21AV（3）式可改写为一般局部阻力的表达式
