船舶与海洋工程流体力学
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《工程流体力学》
1.粘性 流体抵抗变形的特性。2.流线 在流场中某一瞬时处处与流体速度方向一致的曲线。3.流量 单位时间通过某一截面流体的数量。4.速度环量 在流场中某一瞬时速度沿某一封闭曲线的积分。5.边界层 在固壁附近速度梯度很大的薄层区域。
二.简答题(20分每题10分)
1.简述定常不可压粘性流体有压管流中层流和紊流的基本规律。
层流 紊流 流动特征 分层 脉动 hf ∝v ∝v1.75~2.0 V(r) 二次曲线 对数曲线 Va/Vmax 0.5 0.79~0.86 τ τ1 τ1+τ2 2.画出无限空间自由淹没紊流射流结构图,并说明其几何、运动、动力特征。
答:几何特征:tanα=3.4a、运动特征:各截面速度分布相似、动力特征:各截面动量相等。
三、选择与填空(30分)
1.两平板相距0.1mm,中间充满了粘度为μ=0.00114Pa/s的流体,上平板相对下平板的运动速度为3.5m/s,则平板表面的切应力为 39.9 Pa。(3分) 7.如图2所示,设H=3m,不计损失,则出口速度为 7.67 m/s。(2分) 8.两水管的有压流动相似,d1/d2=3,则v2/v1= 3 。(2分)
10.理想不可压流体作平面无旋流
工程流体力学(A)
《工程流体力学》课程期末考试(A)卷(开卷)
装 该试卷使用范围: 2009 年级 安全工程 专业
● 一、名词解释(每小题5分,总分25分)。 1、粘性 2、压缩性 3、流线
4、上临界速度 5、直接水击
二、简答题(每小题8分,总分24分)。
1、表达出牛顿内摩擦定律及公式中各项的意义及单位。 2、画图解释说明多支U形管测压计的工作原理 3、画图说明流动状态与水头损失的关系。 订 三、计算题(总计55分)
● 1、某种液体的动力粘性系数为0.005Pa?s,相对密度为0.85,求其运动粘性系数。(6分)
2、由两根不同直径的管子与一渐变连接管组成的管路,如图所示,已知DA?0.25m,p4A?7.8?10N/m2;DB?0.50m,p2B?4.9?104N/m,流速vB?1.2m/s,h?1m。试判断流动方向,并计算A、B两断面之间的水头损失(15分)。
线 ●
第 1 页
3、某弧形闸门下出流,今以比例尺?l?10做模型实验。(15分)
(1)已知原模型上游水深H?5m,求H'; (2)已知原模型上游流量Q?30m3/s,求Q';
(3)在模型上测得水流流速为v'?0.
工程流体力学试题
南京工业大学 工程流体力学 试题(A)卷(闭)
2010--2011 学年第 二 学期 使用班级 安全0901-03 班级 学号 姓名
1、一根直径为d1 = 0.1m的水管垂直放置,在上方转90°弯后立即收缩成直径为d 2 = 0.05m
喷口,水从此喷入大气中。设喷口水流速度为v2 =20m/s,忽略一切损失,试计算低于喷口h = 4 m处水管截面上的压强p1。
2p1v12p2v2?z1???z2??2g?2gv1d1?v2d2p1102202??4?解:v1?0.1?20?0.05 98072?9.8072?9.087v1?10m/sp1?3.78?105Pa 2、图示为一连接于压力容器的带法兰的收缩出流管嘴。设容器内压力表读数为 p = 106Pa,H = 3m,管嘴大小口直径 D = 5cm,d = 1cm。试求管嘴上螺钉群所受到的总拉力 F。
v1D?v2d 解:连续性方程:v1?5?v2?1
v2?5v1p1?p??H静力学基本方程p1?106?9807?3
?10.3?105p12v12v2???
工程流体力学试题
南京工业大学 工程流体力学 试题(A)卷(闭)
2010--2011 学年第 二 学期 使用班级 安全0901-03 班级 学号 姓名
1、一根直径为d1 = 0.1m的水管垂直放置,在上方转90°弯后立即收缩成直径为d 2 = 0.05m
喷口,水从此喷入大气中。设喷口水流速度为v2 =20m/s,忽略一切损失,试计算低于喷口h = 4 m处水管截面上的压强p1。
2p1v12p2v2?z1???z2??2g?2gv1d1?v2d2p1102202??4?解:v1?0.1?20?0.05 98072?9.8072?9.087v1?10m/sp1?3.78?105Pa 2、图示为一连接于压力容器的带法兰的收缩出流管嘴。设容器内压力表读数为 p = 106Pa,H = 3m,管嘴大小口直径 D = 5cm,d = 1cm。试求管嘴上螺钉群所受到的总拉力 F。
v1D?v2d 解:连续性方程:v1?5?v2?1
v2?5v1p1?p??H静力学基本方程p1?106?9807?3
?10.3?105p12v12v2???
工程流体力学5
工程流体力学(第五次课)第三章 流体运动学§3-1 研究流体流动的两种方法及系统和控制体 §3-2 流体微团运动的分析及有旋流动和无旋流动 §3-3 流体流动的分类
连续方程: 1 ur r t r r
z
uz 0
动量方程: ur ur ur ur uz p 1 ur ur r t r z r r r r z z uz ur uz p 1 uz r t r z r r z uz z z
能量方程: T 1 urT uzT 1 r T T uz R fu q t r r z r r Cp r z Cp z
理论模型油轮货舱横截面示意图
理论模型几何模型t=20℃ t=20℃ 对称轴
流体力学
第一章
1. 汽缸内壁的直径D=12cm,活塞的直径d=11.96cm,活塞长度L=14cm,活塞往复运动的速度为1m/s,润滑油的μ =0.1Pa·s。求作用在活塞上的粘性力。
解:由于内外壁的间隙很小,速度分布认为是线性的,由牛顿内摩擦定律,得,
F??Adu?u1.0????dL??0.1?3.14?0.1196?0.14??26.29N
D?d0.12?0.1196dy222.旋转圆筒粘度计,外筒固定,内筒转速n=10r/min。内外筒间充入实验液体。内筒r1=1.93cm,
外筒 r2=2cm,内筒高h=7cm,转轴上扭距M=0.0045N·m。求该实验液体的粘度。
解:实验液体与内筒接触面上速度为:
v?2?r1n2?3.14?0.0193?10??0.0202m/s 6060MM0.0045N?m???27.48Pa Ar12?r1hr12?3.14?0.07?0.01932m3内筒外表面上的切应力为:
??因内外筒间隙很小,速度分布认为近似线性分布,则根据牛顿内摩擦定律,
??
?du/dy??v/(r2?r1)?27.48?(0.02?0.0193)?0.95Pa?s
0.02023.已知水的体积弹性模量为K=2х109P
流体力学
学习中心: 院校学号: 姓名
东 北 大 学 继 续 教 育 学 院
流体力学 试 卷(作业考核 线下) B 卷(共 4 页)
总分 题号 得分 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十
一、判断题(20分)
1) 流体质点只有质量没有大小。(×) 2) 温度升高液体的表面张力系数增大。(×) 3) 液滴内的压强比大气压小。(×) 4) 声音传播过程是一个等熵过程。(√)
5) 马赫线是超音速流动中被扰动和未扰动区域的分界线。(√) 6) 一般情况下当马赫数小于2/3时可以忽略气体的压缩性(×) 7) 超音速气流在收缩管道中作加速运动。(×) 8) 定常流动中,流体运动的加速度为零。(×) 9) 气体的粘性随温度的升高而增大。(√)
10) 牛顿流体的粘性切应力与速度梯度,即角变形速率成正比。(√) 11) 理想流体定常流动,流线与迹线重合。(×)
12) 应用总流伯努利方程解题时,两个断面间一定是缓变流,方程才成立。(×) 13) 雷诺数是表征重力与惯性力的比值。(×)
14) 静止的流体
流体力学
流体力学基础复习大纲 第1章 绪论
一、概念
1、 什么是流体?
在任何微小剪切力持续作用下连续变形的物质叫做流体(易流动性是命名的由
来)
流体质点的物理含义和尺寸限制?
宏观尺寸非常小,微观尺寸非常大的任意一个物理实体 宏观体积极限为零,微观体积大于流体分子尺寸的数量级 什么是连续介质模型?连续介质模型的适用条件;
假设组成流体的最小物质是流体质点,流体是由无限多个流体质点连绵不断组
成,质点之间不存在间隙。
分子平均自由程远远小于流动问题特征尺寸 2、 可压缩性的定义;
作用在一定量的流体上的压强增加时,体积减小
体积弹性模量的定义、与流体可压缩性之间的关系及公式; Ev=-dp/(dV/V) 压强的改变量和体积的相对改变量之比 Ev=1/Κt 体积弹性模量越大,流体可压缩性越小 气体等温过程、等熵过程的体积弹性模量; 等温Ev=p
等嫡Ev=kp k=Cp/Cv
不可压缩流体的定义及体积弹性模量;
作用在一定量的流体上的压强增加时,体积不变 Ev=dp/(dρ/ρ) (低速流动气体不可压缩) 3、 流体粘性的定义; 流体抵抗剪切变形的一种属性
动力粘性系数、运动粘性系数的定义、公式;
动力粘度:μ,单位速度梯度下的切应力 μ=τ/
流体力学
第二章流体静力学
1.等压面平衡流体中压强相等的点所组成的面(平面或曲面)称为等压面。 2.等压面性质:1.等压面即是等势面:U =C;2.等压面与质量力矢量垂直;3.两种不相混
的平衡液体的分界面必然是等压面。
3.能量形式的静力学基本方程p???gz?C?或z?p?C不可压缩流体 ?g的静力学基本方程(能量形式),对静止容器内的液体中的1,2两点有:
z1?p1p?z2?2?C ?g?gp---压强势能,简称压?g4.静力学基本方程的物理意义z---位置势能,简称位能,
能,z?p---总势能流体静力学基本方程的能量意义是:在重力作用下平衡流?g体中各点的单位重量流体所具有的总势能(包括位能和压能)是相等的,即势能守恒。
p5.静力学基本方程的几何意义z---流体距基准面的位置高度,称为位置水头,?g---流体在压强p 作用下沿测压管上升的高度,称为压强水头,z?p---静压水?g头(或静力水头)。流体静力学基本方程的几何意义是:在重力作用下同一平衡流体中各点的静力水头为一常数,相应的静力水头线为一水平线。 第三章流体动力学基础
1.恒定流一切和流体力学有关的物理量均与时间t 无关的流动。
2.非恒定流和流体力学有关的物理量只要有任何一个随时
船舶流体力学第5章(打印)
第五章 旋涡理论
本章主要研究:旋涡运动,不涉及力,属于运动学范畴。
由于旋涡场的特性不同于一般流场,在这里我们专门对其进行分析研究。 旋涡与船体的阻力、振动、噪声等问题密切相关。
旋涡运动理论广泛地应用于工程实际,比如 机翼、螺旋桨理论等。 旋涡的产生:与压力差、质量力和粘性力等因素有关。
根据边界层理论,流体流过固体壁面时,除壁面附近粘性影响严重的一薄层外,其余区域的流动可视为理想流体的无旋运动。
图片:
§5.1 旋涡运动的基本概念
流体微团:由大量流体质点所组成的,具有线性尺度效应的微小流体团。
刚体的运动是由于平移和绕某瞬时轴的转动两部分组成。
流体微团的运动一般除了平移和绕某瞬时轴的转动之外,还有线变形运动和角变形运动。
一. 速度分解定理:
设t时刻流场中任一流体微团中某点A(x,y,z)的速度为V、V、V,则与点A相邻的点
x
y
z
M(x+dx,y+dy,z+dz)的速度为:
1
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