●连续介质模型：在流体力学的研究中，将实际由分子组成的结构用流体微元
代替。流体微元有足够数量的分子，连续充满它所占据的空间，这就是连续介质模型。
●质量力：处于某种力场中的流体，所有质点均受有与质量成正比的力，这个
力称为质量力。
●表面力：指作用在所研究流体外表面上与表面积大小成正比的力。
●流体的相对密度：某均质流体的质量与4℃同体积纯水的质量的比称为该流
体的相对密度。
●压缩率：当流体保持温度不变，所受压强改变时，其体积的相对变化率。●粘性：当流体在外力作用下，流体微元间出现相对运动时，随之产生阻碍流
体层间相对运动的内摩擦力，流体产生内摩擦力的这种性质称为粘性。
●动力粘度：单位速度梯度时内摩擦力的大小μ=τ∕(dv∕dh)
●运动粘度：动力粘度和流体密度的比值。υ=μ／ρ
●理想流体：一种假想的没有粘性的流体。
●牛顿流体：在流体力学的研究中，凡切应力与速度梯度成线性关系，即服从
牛顿内摩擦定律的流体，称为牛顿流体。
●表面张力：引起液体自由表面欲成球形的收缩趋势的力称为表面张力。
●静压强：当流体处于绝对静止或相对静止状态时，流体中的压强称为流体静
压强。
●绝对压强：以绝对真空为零点开始计量的压强。
●质量流量：单位时间内流过总流过流断面的流体质量。
●体积流量：单位时间内流过总流过流断面的流体体积。
●压缩性：在一定的温度下，流体的体积随压强升高而缩小的性质。
●计示压强：以大气压为零时计量的压强。
●真空度：流体的绝对压强小于大气压而形成真空的程度。
●有势质量力：质量力所做的功只与起点和终点的位置有关，这样的质量力称
为有势质量力。
●力的势函数：某函数对相应坐标的偏导数，等于单位质量力在相应坐标轴上
的投影，该函数称为力的势函数。
●等压面：在充满平衡流体的空间，连接压强相等的各点所组成的面称等压面。
●静水奇象：总压力的大小与容器的形状和容器内所盛液体的多少无关，仅取
决于底面积和淹深。
●淹深：流体中某点在自由面下的垂直深度。
●压力体：由所研究的曲面，通过曲面周界所作的垂直柱面和流体的自由表面
（或其延伸面）所围成的封闭体积叫做压力体。
●实压力体：当所讨论的流体作用面为压力体的内表面时，称该压力体为实压
力体。
●虚压力体：当所讨论的流体作用面为压力体的外表面时，称该压力体为虚压
力体。
●浮力：液体对潜入其中的物体的作用力称为浮力。
● 时变加速度（当地加速度）：位于所观察空间的流体质点的速度随时间的变
化率。
● 位变加速度（迁移加速度）：流体质点所在空间位置的变化所引起的速度变
化率。
● 全加速度（质点导数或随体导数）：时变加速度与位变加速度的和称为全加
速度。
● 恒定流动（定常流动）：流场中每一空间点上的运动参数不随时间变化，这
样的流动称为恒定流动。
● 非恒定流动（非定常流动）：流场中运动参数不但随位置改变而改变，而且
也随时间变化，这种流动称为非恒定流动。
● 迹线：流体质点的运动的轨迹称为迹线。
● 流线：某瞬时在流场中作一条空间曲线，该瞬时位于曲线上各点的流体质点
的速度在该点与曲线相切。流线微分方程：0=?v r d
● 流管：在流场中任取一封闭曲线l(非流线)，过曲线上各点作流线，所有这些
流线构成一管状曲面，称为流管。
● 流束：若在流场中取一非流面的曲面S ，则过曲面上各点所作流线的总合，
称为流束。
● 总流：在实际工程中，把管内流动和渠道中的流动看成是总的流束，它由无
限多微小流束组成，称为总流。
● 有效断面：在流束或总流中与所有流线都想垂直的横断面称为过流断面或有
效断面。
● 平均流速：流经有效截面积的流量除以有效截面积而得到的商。V=qv/A ● 湿周：在总流的过流断面上与流体相接触的固体边壁周长称为湿周，用χ标
记。
● 水力半径:总流过流断面面积与湿周之比称为水力半径，R=A/χ
● 当量直径：非圆形截面管道截面积的4倍与湿周之比，或等于4倍水力半径，
R x
A D 44==。 ● 流量：单位时间内流过总流过流断面的流体量称为流量。
● （1）系统：有限体积的流体质点的集合称为系统。
● ． （2）流体力学中的系统是什么意思？它有哪些特点？
● 由确定的流体质点组成的流体团或流体体积V(t) （3分）。系统边界面S(t)在流体的运
动过程中不断发生变化（3分）。
● 控制体：取流场中某一确定的空间区域，这个空间区域称为控制体。
● 连续性：在流体力学的研究中，把流体看作是连续介质，即使是在运动流体
内部，流体质点也是连续充满所占据的空间，彼此间不会出现间隙。流体的这种性质称为连续性。
● 动能修正因数：用真实流速计算的动能与平均流速计算的动能间的比值。 ● 动量修正因数：用真实流速计算的动量与以平均流速计算的动量间的比值。 ● 位置水头：所研究点相对某一基准面的几何高度，称为位置水头。
● 测压管水头（测压管高度）：所研究点处压强大小的高度，因它具有长度因
次，所以表示与该压强相当的液柱高度，称为测压管水头。
● 速度水头（测速管高度）：表示所研究点处速度大小的高度，具有长度因次，
称为速度水头。
● 运动相似：速度方向一致，大小成同一比例，则两个液流运动相似。
● 动力相似：两个运动相似的液流中，在对应瞬时，对应点上受相同性质力的
作用，力的方向相同，且各对应的同名力成同一比例，则两个液流动力相似。
● 沿程阻力：流体沿流动路程所受到的阻碍称为沿程阻力。
● 沿程损失：有沿程阻力所引起的能量损失称为沿程损失。
● 局部阻力：指流体流经各种局部障碍（如阀门、弯头、变断面管等）时，由
于水流变形、方向变化、速度重新分布，质点间进行剧烈动量交换而产生的阻力。
● 局部损失：由局部阻力所引起的能量损失称为局部损失。
● 层流：流线为直线，流体质点只有沿圆管轴向的流动，而没有径向运动，这
种流动状态称为层流或片流。
● 紊流：流体质点不仅有轴向运动，也有径向运动，处于一种无序的紊乱的状
态，这种流动状态称为紊流或湍流。
● （1）时间平均流速：在某一时间间隔内，以某平均速度流经微小过流断面
的流体体积与以真实速度流经此微小过流断面的流体体积相等，该平均速度称为时间平均流速。
◆ （2）紊流真实速度在一定时间间隔内的统计平均值叫紊流的时均速
度。
? ?+=T t t o udt T
1u ? 式中：t △－初始时刻 T －时间间隔 u －瞬时速度 u －时均速度 ●
脉动速度：在某一空间点上速度的真实值与时间平均值的差值。 ●
绝对粗糙度：管壁表面粗糙凸出的平均高度叫管壁的绝对粗糙度。 ●
相对粗糙度：绝对粗糙度与管径的比值称为相对粗糙度。 ●
（1）水利光滑管：粘性底层的厚度大于管壁的绝对粗糙度的管路。 ● 水利粗糙管：粘性底层的厚度小于管壁的绝对粗糙度的管路。
? （2）水力光滑与水力粗糙管 : 流体在管内作紊流流动时，用符号△表
示管壁绝对粗糙度，δ0表示粘性底层的厚度，则当δ0＞△时，叫此时的管路为水力光滑管；（2分）当δ0＜△时，叫此时的管路为水力粗糙管。（2分）
● 薄壁孔口：指容器壁厚与所开孔口直径之比小于二分之一的孔口。
● 小孔口：水深与孔径之比大于10的孔口。
● 断面收缩因数：收缩断面面积与孔口面积的比值。
● 淹没出流：出流液体流入另一个充满液体的容器的流动过程。
● 自由出流：液体自孔口直接流入大气的流动。
● 水力长管：局部损失和出流的速度水头之和与其沿程损失相比较小（通常以小于百分之五为界限），这样的管路系统称为水力长管。
● 水利短管：沿程损失、局部损失等项大小相近均须计及的管路系统。
●
空化现象：在20℃时，如果将水的的压强降低到饱和蒸汽压强2.3kPa 以下时，
也会沸腾，为了和100℃时的沸腾加以区别，称这种现象为空化。
● 水击（水锤）：在有压管路中流动的液体，由于某种外界因素（如阀门突然
动作或泵突然停止工作等）使液流速度突然改变，这种因液体动量的变化而引起压强的突变（急剧交替上升或下降）现象成为水击。
● 旋转角速度；单位时间内绕同意转轴的两条互相垂直的旋转角速度的平均
值。
● 角变形速度:单位时间内一个直角的角度变化量。。
● （1）有旋运动：流体微团的旋转角速度不等于零的流动称为有旋运动。 ● 无旋运动：流体微团的旋转角速度等于零的流动称为无旋运动。
? （2）流体微团的旋转角速度不等于零的流动称为有旋流动，流体微团的旋转角速
度等于零的流动称为无旋流动。数学条件：
? 021=??=V ρρω 无旋流动 ●
021≠??=V ρρω 有旋流动 ●
正压流体：密度只与压强有关，而与温度无关的流体称为正压流体。 ●
涡线：在某瞬时涡量场中所作的一条空间曲线，在该瞬间，位于涡线上的所有流体质点的旋转角速度向量均与该线相切。 ●
涡管：给定瞬时，在涡量场中，过任意封闭曲线（不是涡线）上各点，作涡线所形成的管状表面，称为涡管。 ●
涡束：若涡管中充满着旋转运动的流体质点，就称为涡束。 ●
旋涡强度：在涡量场中取一微元面积dA,dA 中流体质点的旋转角速度向量为ω，n 为dA 的法线方向，定义dJ=ωcos(ω,n) dA=ωndA 称为任意微元面积dA 上的旋涡强度。 ●
速度环量：假设某一瞬时t ，在流动空间中取任意曲线AB ，在AB 线上M 点处取微元线段dl ，M 点处速度为v ，v 与dl 的夹角为α，则称dΓ=v?dl=dlvcosα=vldl 为沿线段dl 的速度环量。 ●
速度势函数（速度势）：若?φ/?x=vx ,?φ/?y=vy, ?φ/?z=vz ，称φ（x.y,z,t ）为速度势函数。 ●
流函数：若?ψ/?x=-vy ，?ψ/?y= vx,称函数ψ（x.y,t ）为流函数。
● 边界层：当粘性流体绕流固体壁面时，在固体壁面附近，总存在一速度较低，
但速度梯度较很大的薄层区域，这一薄层流体就称为边界层。
● 边界层厚度：物体壁面附近存在大的速度梯度的薄层称为边界层；（2分）通
常，取壁面到沿壁面外法线上速度达到势流区速度的99％处的距离作为边界层的厚度，以δ表示。（3分）
● 粘性底层(层流底层)：在靠近管壁处有一薄层流体，受管壁的影响，在流体
粘性的作用下流速急剧下降，在管壁处速度降为零。在这个小范围内，沿径向存在较大的速度梯度，这一层流体称为粘性底层。
● 排挤厚度（位移厚度）——粘性作用造成边界层速度降低，相比理想流体有
流量损失，相当于中心区理想流体的流通面积减少，计算时将平板表面上移一个厚度，此为排挤厚度
●动量损失厚度——与理想流体流动相比，粘性流体在边界层内减速造成动量
损失，如果按理想流体流动计算动量（放大速度），必须考虑壁面上移一个距离（减小流道），这个距离称为动量损失厚度。
●顺压力梯度——沿流动方向压力逐渐降低，边界层的流动受压力推动不会产
生分离
●逆压力梯度——沿流动方向上压力逐渐升高，边界层的流动受抑制容易产生
分离。
●卡门涡街：流体绕流圆柱时，随着雷诺数的增大边界层首先出现分离，分离
点不断的前移；（2分）当雷诺数大到一定程度时，会形成两列几乎稳定的、非对称性的、交替脱落的、旋转方向相反的旋涡，并随主流向下游运动，这就是卡门涡街。（3分）
●单连通域：如果周线区域内所作的任意一条围线，都可以连续地收缩至一点
而不越出边界，称为单连通域。
●点源：流体从一点径向均匀地向外流出，流动完全对称，流线是从0点发出
的直线，这种流动称为点源。
●点汇：如果流体径向直线均匀地流向一点，这种流动称为点汇。
●点涡：涡束的半径r趋于零时，变成一条涡线，垂直于无限长直涡线的各平
行平面中的流动称为点涡。
●缓变流动：若某过流断面上的流线几乎是相互平行的直线，则此过流断面称
为缓变断面，过流断面上的流动称为缓变流动。
●瞬态力：在同一地点（控制体积内）由于时间变化而产生的力，称为瞬态力。
●稳态力：由于流体质点流入流出控制面所处的空间地点变化而产生的力，称
为稳态力。
●水力坡度：单位长管上的作用水头。
●均匀泄流：沿流程流量均匀泄出的流动。
●边界层转捩区：层流和紊流之间的过渡区。
●入口起始段：从管路入口到有效截面上形成速度分布为抛物线规律之间的一
段距离成为入口起始段。
●流体：易于流动的物体。
●急变流动：流束内流线间的交角大，流线曲率半径小的流动。
●流场：流体质点运动的全部空间。
●水利高度（总水头）：几何高度，测压管高度，测速管高度之和称为水利高
度。
●惯性能头：hj=1/g*∫1→2（?v/?t）dl,由流动的非恒定性造成，表示当地
加速度?v/?t所具有的惯性力对单位重力流体所作的功。
1．理想流体: 实际的流体都是有粘性的，没有粘性的假想流体称为理想流体。
2．水锤现象 : 当管道中的阀门突然关闭，以一定压强流动着的水由于受阻流速突然降低，压强突然升高。突然升高的压强迅速地向上游传播，并在一定条件下反射回来，产生往复波动而引起管道振动的现象。
3．定常流动 : 流场中各空间点上所有物理参数均与时间变量t 无关，称作定常流动。
4．水力光滑与水力粗糙管 : 流体在管内作紊流流动时，用符号△表示管壁绝对粗糙度，δ0表示粘性底层的厚度，则当δ0＞△时，叫此时的管路为水力光滑管；（2分）当δ0＜△时，叫此时的管路为水力粗糙管。（2分）
5．气体一维定常等熵流动的极限状态 : 在绝热流动的过程中，气流的绝对压强与热力学温度为零，气流的总能量全部转化为宏观运动的动能的状态。
1．计示压强：以当地大气压强为基准计量的压强a e p p p -=
2．等压面：在液体中压强相等的点组成的面称为等压面。
3．流线：速度场的矢量线，任一时刻t ，曲线上每一点处的切向量都与该点的速度向量 相切。流线微分方程：0=?v r d
4．当量直径：非圆形截面管道截面积的4倍与湿周之比，或等于4倍水力半径，
R x
A D 44==。
5．边界层厚度：物体壁面附近存在大的速度梯度的薄层称为边界层；（2分）通常，取壁面到沿壁面外法线上速度达到势流区速度的99％处的距离作为边界层的厚度，以δ表示。（3分）
6．卡门涡街：流体绕流圆柱时，随着雷诺数的增大边界层首先出现分离，分离点不断的前移；（2分）当雷诺数大到一定程度时，会形成两列几乎稳定的、非对称性的、交替脱落的、旋转方向相反的旋涡，并随主流向下游运动，这就是卡门涡街。（3分）
1.粘滞性——流体在受到外部剪切力作用时发生变形(流动)，其内部相应要产生对变形的抵抗，并以内摩擦力的形式表现出来，这种流体的固有物理属性称为流体的粘滞性或粘性
5．偶极流——由相距2a 的点源与点汇叠加后，令a 趋近于零得到的流动
9．输运公式——将系统尺度量转换成与控制体相关的表达式
质量力——作用于流场中每一流体质点上的力，属于非接触力，其大小与质量成正比。单位质量流体所受到的质量力称为单位质量力。（3分）
微元控制体——根据需要选取的具有确定位置和形状的微元流体。控制体的表面称为控制面
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第一章绪论 可压缩流体：流体密度随压强变化不能忽略的流体。 理想流体：没有粘性的流体。 牛顿流体：符合牛顿内摩擦定律的流体。 非牛顿流体：不符合牛顿内摩擦定律的流体。 表面力：作用在隔离体表面上的力，它在隔离体表面上呈连续分部。 质量力：作用于隔离体内每个液体质点上的力，其大小与液体的质量成正比，与加速度有关。易流动性：静止时不能承受切向力，运动时抵抗剪切变形的能力。 三大模型：连续介质模型、不可压缩模型、理想流体模型。 连续介质模型：认为液体中充满一定体积时不留任何空隙，其中没有真空，也没有分子间隙，认为液体是连续介质，由此抽象出来的便是连续介质模型。 不可压缩流体模型：在忽略液体或气体压缩性和热胀性时，认为其体积保持不变以简化分析，流体密度随压强变化很小，可视为常数的流体。 理想流体模型：连续介质模型和不可压缩模型的总和。 第二章水静力学 静水压力：静止液体作用在与之接触的表面上的水压力 绝对压强：以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强。 相对压强：以同高程大气压强为零点起算的压强。 真空压强：是指绝对压强小于当地大气压时，P为负值时的状态。 位置水头：计算点在基准面以上的位置高度。 压强水头：测压管液面相对于计算点的高度。 测压管水头：测压管液面相对于基准面的高度。 静水压强的两特性： 1，压强方向与作用面内法线方向重合。 2，静止液体中任一点静水压强的大小与作用面的方向无关，即，作用于同一点各方向的静水压强相等。 等压面与质量力正交。 等压面：液体压强相等的各点组成的面。 同种，静止，连续的液体的水平面为等压面。 第三章水动力学基础 拉格朗日法：把流场中的液体看做是由无数连续质点所组成的质点系，追踪研究每一质点的运动轨迹并加以数学描述，从而求得整个液体运动规律的方法，称拉格朗日法。 欧拉法：直接从流场中每一固定空间点的流速分布入手，建立速度、加速度等运动要素的数学表达式，来获得整个流场的运动特性。 恒定流：流场各空间点上一切运动要素均不随时间变化的流动。 流线：表示某一瞬时流体各质点运动趋势的曲线，曲线上任一点的切线方向与该点的流速方向重合。（对欧拉法的描绘） 迹线：某一质点在某一时段内的运动轨迹。（对拉格朗日法的描绘） 流管：在垂直于流动方向的平面上，过流场中任意封闭的微小曲线上的点作流线所形成的管状面称为流管。 过流断面：流束上与流线正交的横断面称为过流断面。 元流：元流指过流断面无限小时流管及内部的流体。 总流：总流是过流断面为有限大小的流管及内部的流体。 一元流：运动要素是一个空间坐标的函数的流动。
《流体力学》选择题库 第一章 绪论 1．与牛顿内摩擦定律有关的因素是： A 、压强、速度和粘度； B 、流体的粘度、切应力与角变形率； C 、切应力、温度、粘度和速度； D 、压强、粘度和角变形。 2．在研究流体运动时，按照是否考虑流体的粘性，可将流体分为： A 、牛顿流体及非牛顿流体； B 、可压缩流体与不可压缩流体； C 、均质流体与非均质流体； D 、理想流体与实际流体。 3．下面四种有关流体的质量和重量的说法，正确而严格的说法是 。 A 、流体的质量和重量不随位置而变化； B 、流体的质量和重量随位置而变化； C 、流体的质量随位置变化，而重量不变； D 、流体的质量不随位置变化，而重量随位置变化。 4．流体是 一种物质。 A 、不断膨胀直到充满容器的； B 、实际上是不可压缩的； C 、不能承受剪切力的； D 、在任一剪切力的作用下不能保持静止的。 5．流体的切应力 。 A 、当流体处于静止状态时不会产生； B 、当流体处于静止状态时，由于内聚力，可以产生； C 、仅仅取决于分子的动量交换； D 、仅仅取决于内聚力。 6．A 、静止液体的动力粘度为0； B 、静止液体的运动粘度为0； C 、静止液体受到的切应力为0； D 、静止液体受到的压应力为0。 7．理想液体的特征是 A 、粘度为常数 B 、无粘性 C 、不可压缩 D 、符合RT p ρ=。 8．水力学中，单位质量力是指作用在单位_____液体上的质量力。 A 、面积 B 、体积 C 、质量 D 、重量
9．单位质量力的量纲是 A、L*T-2 B、M*L2*T C、M*L*T(-2) D、L(-1)*T 10.单位体积液体的重量称为液体的______，其单位。 A、容重N/m2 B、容重N/M3 C、密度kg/m3 D、密度N/m3 11.不同的液体其粘滞性_____，同一种液体的粘滞性具有随温度______而降低的特性。 A、相同降低 B、相同升高 C、不同降低 D、不同升高 12.液体黏度随温度的升高而____，气体黏度随温度的升高而_____。 A、减小，升高； B、增大，减小； C、减小，不变； D、减小，减小 13.运动粘滞系数的量纲是： A、L/T2 B、L/T3 C、L2/T D、L3/T 14.动力粘滞系数的单位是： A、N*s/m B、N*s/m2 C、m2/s D、m/s 15.下列说法正确的是： A、液体不能承受拉力，也不能承受压力。 B、液体不能承受拉力，但能承受压力。 C、液体能承受拉力，但不能承受压力。 D、液体能承受拉力，也能承受压力。 第二章流体静力学 1．在重力作用下静止液体中，等压面是水平面的条件是。 A、同一种液体； B、相互连通； C、不连通； D、同一种液体，相互连通。 2．压力表的读值是 A、绝对压强； B、绝对压强与当地大气压的差值； C、绝对压强加当地大气压； D、当地大气压与绝对压强的差值。 3．相对压强是指该点的绝对压强与的差值。 A、标准大气压； B、当地大气压； C、工程大气压； D、真空压强。
第四章作业答案 4-3水在变直径竖管中流动，已知粗管直径 d 1=300mm ，流速v 1=6m/s 。两断面相距3m,为使两断面的压力表读值相同。试求细管直径（水头损失不计）。 解： 221122122222 112222p v p v Z Z g 2g g 2g p v p v v 6 300 3 4.837m v 9.74m/s g 2g g 2g 2g 2g l h ρρρρ++=+++++=+++=+=?= 2 2 2211 21v d v d d 300235.5mm ==== 4—4变直径管段AB ，d A =0.2m,d B =0.4m ，高差△h=1.5m，测得p A =30kPa ，p B =40kPa ，B 点处断面平均流速v B =1.5m/s ，试判断水在管中的流动方向。 解： 222 2222 0.43061.5()6m/s 0 4.900.229.8240 1.51.5 5.69m 29.819.6 B A A A B A A A B B B B d p H z m d g g g p H Z g g υυυρυρ==?==++=++==++=++= H B >H A , 水由B 流向A; 水头损失5.69-4.90=0.79m 4—5用水银压差计测量水管中的点流速u ，如读值 △h=60mm ，（1）求该点流速；（2）若管中流体是30.8/kg m ρ=的油，△h 不变，不计水头损失，则该点的流速是多少？ 解： (1) 3.85m/s u === (2) 4.34m/s u === 4—6 利用文丘里管的喉管处负压抽吸基坑中的积水，已经知道管道直径1100d mm =， 喉管直径2 50d mm =，2h m =，能量损失忽略不计。试求管道中流量至少为多大， 才能抽出基坑中的积水？ 解：由题意知，只有当12 12()()p p z z h g g ρρ+-+=时，刚好才能把水吸上来，由文丘里流 量计原理有Q =， 其中211 d k π=， 代入数据，有12.7Q l s =。
流体力学试题 一、判断题（每题1分，共10分） 1、紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。 （ ） 2、均匀流中只考虑沿程水头损失，渐变流中只考虑局部水头损失。 （ ） 3、公式g v d l h f 22 λ=既适用于层流，也适用于紊流。 （ ） 4、不可压缩液体连续方程既适用于恒定流，也适用于非恒定流。 （ ） 5、理想流体是指不考虑粘性作用的流体。 （ ） 6、不管是层流还是紊流，其运动要素在时间和空间上都具有脉动性。 （ ） 7、恒定流时，流线的形状不随时间变化，流线不一定与迹线相重合。 （ ） 8、圆形管的直径就是其水力半径。 （ ） 9、几何相似是运动相似和动力相似的前提与依据。 （ ） 10、仅由液体产生作用在水平平面上的总压力与容器的形状无关。 （ ） 二、填空题（每空2分，共20分） 1、流体是在任何微小的 的作用下都能够发生 的物质。 2、当压力体与液体在 时为实压力体，否则为虚压力体。 3、在工程流体力学中，描述流体运动的常用方法有__ 和__ __。 4、简单管路是指 和 沿程不发生变化的管路系统。 5、局部阻力系数与 、 、 有关。 三、单项选择题（每题2分，共30分） 1、不可压缩流体指忽略 的流体。 A ．密度 B ．密度变化 C ．粘度 D ．粘度变化 2、连续介质模型意味着 。 A ．流体分子之间没有间隙 B ．流体中的物理参数是连续函数 C ．流体分子之间有间隙 D ．流体不可压缩 3、已知不可压缩流体的流速场为u x =f （y ，z ），u y =f （x ），u z =0，则该流动为 。 A ．恒定一元流 B ．恒定二元流 C ．恒定三元流 D ．非恒定均匀流 4、静水压力的方向 。 A ．与受力面平行 B ．与受力面斜交
流体力学概念总结 1.连续介质模型：在流体力学的研究中，将实际由分子组成的结构用流体微元代替。流体 微元有足够数量的分子，连续充满它所占据的空间，这就是连续介质模型。 2.质量力：处于某种力场中的流体，所有质点均受有与质量成正比的力，这个力称为质量 力。 3.表面力：指作用在所研究流体外表面上与表面积大小成正比的力。 4.流体的相对密度：某均质流体的质量与4℃同体积纯水的质量的比称为该流体的相对密 度。 5.体胀系数：当压强不变而流体温度变化1K时，其体积的相对变化率，以α表示。 6.压缩率：当流体保持温度不变，所受压强改变时，其体积的相对变化率。 7.粘性：当流体在外力作用下，流体微元间出现相对运动时，随之产生阻碍流体层间相对 运动的内摩擦力，流体产生内摩擦力的这种性质称为粘性。 8.动力粘度：单位速度梯度时内摩擦力的大小μ=τ∕(dv∕dh) 9.运动粘度：动力粘度和流体密度的比值。υ=μ／ρ 10.恩氏粘度：被测液体与水粘度的比较值。 11.理想流体：一种假想的没有粘性的流体。 12.牛顿流体：在流体力学的研究中，凡切应力与速度梯度成线性关系，即服从牛顿内摩擦 定律的流体，称为牛顿流体。 13.表面张力：引起液体自由表面欲成球形的收缩趋势的力称为表面张力。 14.静压强：当流体处于绝对静止或相对静止状态时，流体中的压强称为流体静压强。 15.有势质量力：质量力所做的功只与起点和终点的位置有关，这样的质量力称为有势质量 力。 16.力的势函数：某函数对相应坐标的偏导数，等于单位质量力在相应坐标轴上的投影，该 函数称为力的势函数。 17.等压面：在充满平衡流体的空间，连接压强相等的各点所组成的面称等压面。 18.压力体：由所研究的曲面，通过曲面周界所作的垂直柱面和流体的自由表面（或其延伸 面）所围成的封闭体积叫做压力体。 19.实压力体：当所讨论的流体作用面为压力体的内表面时，称该压力体为实压力体。 20.虚压力体：当所讨论的流体作用面为压力体的外表面时，称该压力体为虚压力体。 21.浮力：液体对潜入其中的物体的作用力称为浮力。 22.时变加速度（当地加速度）：位于所观察空间的流体质点的速度随时间的变化率。 23.位变加速度（迁移加速度）：流体质点所在空间位置的变化所引起的速度变化率。 24.全加速度（质点导数或随体导数）：时变加速度与位变加速度的和称为全加速度。 25.恒定流动（定常流动）：流场中每一空间点上的运动参数不随时间变化，这样的流动称 为恒定流动。 26.非恒定流动（非定常流动）：流场中运动参数不但随位置改变而改变，而且也随时间变 化，这种流动称为非恒定流动。 27.迹线：流体质点的运动的轨迹称为迹线。 28.流线：某瞬时在流场中作一条空间曲线，该瞬时位于曲线上各点的流体质点的速度在该 点与曲线相切。 29.流管：在流场中任取一封闭曲线l(非流线)，过曲线上各点作流线，所有这些流线构成一 管状曲面，称为流管。 30.流束：若在流场中取一非流面的曲面S，则过曲面上各点所作流线的总合，称为流束。 31.总流：在实际工程中，把管内流动和渠道中的流动看成是总的流束，它由无限多微小流
一、选择题 1、流体传动系统工作过程中，其流体流动存在的损失有( A ) A、沿程损失和局部损失， B、动能损失和势能损失， C、动力损失和静压损失， D、机械损失和容积损失 2、液压千斤顶是依据（ C ）工作的。 A、牛顿内摩擦定律 B、伯努力方程 C、帕斯卡原理 D、欧拉方程 3、描述液体粘性主要是依据（ D ） A、液体静力学原理 B、帕斯卡原理 C、能量守恒定律 D、牛顿内摩擦定律 4、在流场中任意封闭曲线上的每一点流线组成的表面称为流管。与真实管路相比（C ）。 A、完全相同 B、完全无关 C、计算时具有等效性 D、无边界性 5、一般把( C )的假想液体称为理想液体 A、无粘性且可压缩， B、有粘性且可压缩， C、无粘性且不可压缩， D、有粘性且不可压缩 6、进行管路中流动计算时，所用到的流速是( D ) A、最大速度 B、管中心流速 C、边界流速 D、平均流速 7、( A )是能量守恒定律在流体力学中的一种具体表现形式 A、伯努力方程， B、动量方程， C、连续方程， D、静力学方程 8、（ A ）是用来判断液体流动的状态 A、雷诺实验 B、牛顿实验 C、帕斯卡实验 D、伯努力实验 9、黏度的测量一般采用相对黏度的概念表示黏度的大小，各国应用单位不同，我国采用的是（ D ） A、雷氏黏度 B、赛氏黏度 C、动力黏度 D、恩氏黏度 10、流体传动主要是利用液体的( B )来传递能量的 A、动力能 B、压力能， C、势能， D、信号 11、静止液体内任一点处的压力在各个方向上都( B ) A、不相等的， B、相等的， C、不确定的 12、连续性方程是( C )守恒定律在流体力学中的一种具体表现形式 A、能量， B、数量， C、质量 D、动量 13、流线是流场中的一条条曲线，表示的是（ B ） A、流场的分布情况， B、各质点的运动状态 C、某质点的运动轨迹， D、一定是光滑曲线 14、流体力学分类时常分为（ A ）流体力学 A、工程和理论， B、基础和应用 C、应用和研究， D、理论和基础 15、流体力学研究的对象（ A ） A、液体和气体 B、所有物质， C、水和空气 D、纯牛顿流体 16、27、超音速流动,是指马赫数在( B )时的流动 A、0.7 < M < 1.3 B、1.3 < M ≤5 C、M > 5 D、0.3 ≤M ≤0.7 17、静压力基本方程式说明：静止液体中单位重量液体的（A ）可以相互转换，但各点的总能量保持不变，即能量守恒。 A、压力能和位能， B、动能和势能， C、压力能和势能 D、位能和动能 18、由液体静力学基本方程式可知，静止液体内的压力随液体深度是呈( A )规律分布的 A、直线， B、曲线， C、抛物线 D、不变 19、我国法定的压力单位为（ A ） A、MPa B、kgf/cm2 C、bar D、mm水柱 20、理想液体作恒定流动时具有（ A ）三种能量形成，在任一截面上这三种能量形式之间可以相互转换。 A压力能、位能和动能，B、势能、位能和动能， C、核能、位能和动能， D、压力能、位能和势能 21、研究流体沿程损失系数的是（A） A、尼古拉兹实验 B、雷诺实验 C、伯努力实验 D、达西实验 22、机械油等工作液体随温度升高，其粘度( B ) A、增大， B、减小， C、不变 D、呈现不规则变化
流体力学网上作业题参考答案 第一章：绪论（56） 一、名词解释 1. 流体：在任何微小剪切力的持续作用下能够连续不断变形的物质/液体和气体统称为流体。 2. 流体质点：质点亦称为流体微团，其尺度在微观上足够大，大到能包含大量的分子，使得在统计平均 后能得到其物理量的确定值；而宏观行又足够小，远小于所研究问题的特征尺度，使其平均物理量可看成是连续的。 3. 惯性：惯性是物体维持原有运动状态的能力的性质。 4. 均质流体：任意点上密度相同的流体，称为均质流体。 5. 非均质流体：各点密度不完全相同的流体，称为非均质流体。 6. 粘性：流体在运动状态下具有抵抗剪切变形能力的性质，成为粘性或者粘滞性。 7. 内摩擦力：流体在流动时，对相邻两层流体间发生的相对运动，会产生阻碍其相对运动的力，这种力称为内摩擦力。 8. 流体的压缩性：流体的宏观体积随着作用压强的增大而减小的性质，称为流体的压缩性。 9. 不可压缩流体：流体密度随压强变化很小，流体的密度可视为常数的流体。 10. 可压缩流体：流体密度随压强变化不能忽略的流体。 11. 表面张力：表面张力是液体自由表面在分子作用半径范围内，由于分子引力大于斥力而在表层沿表面方向产生的拉力。 12. 表面力：作用在所研究流体外表面上，与表面积大小成正比的力。 13.质量力：作用在液体每一个质点上,其大小与液体质量成正比。 14．牛顿流体：把在作剪切运动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 二、选择题 1. 理想流体是指可以忽略（ C ）的流体。A 密度 B 密度变化 C 粘度 D 粘度变化 2. 不可压缩流体是指忽略（ B ）的流体。A 密度 B 密度变化 C 粘度 D 粘度变化 3. 关于流体粘性的说法中，不正确的是（ D ）。 A 粘性是流体的固有属性 B 流体的粘性具有传递运动和阻碍运动的双重性 C 粘性是运动流体产生机械能损失的根源 D 流体的粘性随着温度的增加而降低 4．下列各种流体中，属于牛顿流体的是（ A ） A 水、汽油、酒精 B 水、新拌混凝土、新拌建筑砂浆 C 泥石流、泥浆、血浆 D 水、泥石流、天然气 5. 单位质量力的量纲与（ B ）的量纲相同。A 速度 B 加速度 C 粘性力 D 重力 6、在水力学中，单位质量力是指（ C ） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力； d、单位重量液体受到的质量力。 7、运动粘度与动力粘度的关系是（ A ） A μ υ ρ = B g μ υ= C υ μ ρ = D g υ μ=
第二章 流体静力学 2-1如果地面上空气压力为0.101325MPa ，求距地面100m 和1000m 高空处的压力。 答：取空气密度为( )3 /226.1m kg =ρ，并注意到()()Pa a 6 10MP 1=。 （1）100米高空处： ()()()()()()() Pa Pa Pa m s m m kg Pa gh p p 5 23501000122.11203101325100/81.9/226.11001325.1?=-=??-?=-=ρ （2）1000米高空处： ()()() ()()()() Pa Pa Pa m s m m kg Pa gh p p 5 23501089298.0120271013251000/81.9/226.11001325.1?=-=??-?=-=ρ 2-2 如果海面压力为一个工程大气压，求潜艇下潜深度为50m 、500m 和5000m 时所承受海水的压力分别为多少？ 答：取海水密度为( )3 3 /10025.1m kg ?=ρ，并注意到所求压力为相对压力。 （1）当水深为50米时： () ( ) ()()Pa m s m m kg gh p 523310028.550/81.9/10025.1?=???==ρ。 （2）当水深为500米时： ()() ()()Pa m s m m kg gh p 623310028.5500/81.9/10025.1?=???==ρ。 （3）当水深为5000米时： ()() ()()Pa m s m m kg gh p 723310028.55000/81.9/10025.1?=???==ρ。 2-3试决定图示装置中A ，B 两点间的压力差。已知：mm 500h 1=，mm 200h 2=， mm 150h 3=，mm 250h 4=，mm 400h 5=；酒精重度31/7848m N =γ，水银重度 32/133400m N =γ，水的重度33/9810m N =γ。 答：设A ，B 两点的压力分别为A p 和B p ，1,2,3,4各个点处的压力分别为1p ，2p ，3 p 和4p 。根据各个等压面的关系有： 131h p p A γ+=， 2221h p p γ+=，
●连续介质模型：在流体力学的研究中，将实际由分子组成的结构用流体微元 代替。流体微元有足够数量的分子，连续充满它所占据的空间，这就是连续介质模型。 ●质量力：处于某种力场中的流体，所有质点均受有与质量成正比的力，这个 力称为质量力。 ●表面力：指作用在所研究流体外表面上与表面积大小成正比的力。 ●流体的相对密度：某均质流体的质量与4℃同体积纯水的质量的比称为该流 体的相对密度。 ●压缩率：当流体保持温度不变，所受压强改变时，其体积的相对变化率。●粘性：当流体在外力作用下，流体微元间出现相对运动时，随之产生阻碍流 体层间相对运动的内摩擦力，流体产生内摩擦力的这种性质称为粘性。 ●动力粘度：单位速度梯度时内摩擦力的大小μ=τ∕(dv∕dh) ●运动粘度：动力粘度和流体密度的比值。υ=μ／ρ ●理想流体：一种假想的没有粘性的流体。 ●牛顿流体：在流体力学的研究中，凡切应力与速度梯度成线性关系，即服从 牛顿内摩擦定律的流体，称为牛顿流体。 ●表面张力：引起液体自由表面欲成球形的收缩趋势的力称为表面张力。 ●静压强：当流体处于绝对静止或相对静止状态时，流体中的压强称为流体静 压强。 ●绝对压强：以绝对真空为零点开始计量的压强。 ●质量流量：单位时间内流过总流过流断面的流体质量。 ●体积流量：单位时间内流过总流过流断面的流体体积。 ●压缩性：在一定的温度下，流体的体积随压强升高而缩小的性质。 ●计示压强：以大气压为零时计量的压强。 ●真空度：流体的绝对压强小于大气压而形成真空的程度。 ●有势质量力：质量力所做的功只与起点和终点的位置有关，这样的质量力称 为有势质量力。 ●力的势函数：某函数对相应坐标的偏导数，等于单位质量力在相应坐标轴上 的投影，该函数称为力的势函数。 ●等压面：在充满平衡流体的空间，连接压强相等的各点所组成的面称等压面。 ●静水奇象：总压力的大小与容器的形状和容器内所盛液体的多少无关，仅取 决于底面积和淹深。 ●淹深：流体中某点在自由面下的垂直深度。 ●压力体：由所研究的曲面，通过曲面周界所作的垂直柱面和流体的自由表面 （或其延伸面）所围成的封闭体积叫做压力体。 ●实压力体：当所讨论的流体作用面为压力体的内表面时，称该压力体为实压 力体。 ●虚压力体：当所讨论的流体作用面为压力体的外表面时，称该压力体为虚压 力体。 ●浮力：液体对潜入其中的物体的作用力称为浮力。
2．在现实生活中可视为牛顿流体的有水 和空气 等。 3．流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。它们的区别在于：前者是作用在某一面积上的总压力；而后者是作用在某一面积上的平均压强或某一点的压强。 4．均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。 5．和液体相比，固体存在着抗拉、抗压和抗切三方面的能力。 7．流体受压，体积缩小，密度增大 的性质，称为流体的压缩性 ；流体受热，体积膨胀，密度减少 的性质，称为流体的热胀性 。 8．压缩系数β的倒数称为流体的弹性模量 ，以E 来表示 12．液体静压强分布规律只适用于静止、同种、连续液体。 13．静止非均质流体的水平面是等压面，等密面和等温面。 14．测压管是一根玻璃直管或U 形管，一端连接在需要测定的容器孔口上，另一端开口，直接和大气相通。 16．作用于曲面上的水静压力P 的铅直分力z P 等于其压力体内的水重。 17．通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。 18． 流线不能相交（驻点处除外），也不能是折线，因为流场内任一固定点在同一瞬间只能有一个速度向量，流线只能是一条光滑的曲线或直线。 20．液体质点的运动是极不规则的，各部分流体相互剧烈掺混，这种流动状态称为紊流。 21．由紊流转变为层流的临界流速k v 小于 由层流转变为紊流的临界流速k v '，其中k v '称为上临界速度，k v 称为下临界速度。 23．圆管层流的沿程阻力系数仅与雷诺数有关，且成反比，而和管壁粗糙无关。
25．紊流过渡区的阿里特苏里公式为25.0)Re 68 (11.0+=d k λ。 26．速度的大小、方向或分布发生变化而引起的能量损失，称为局部损失。 29．湿周是指过流断面上流体和固体壁面接触的周界。 31．串联管路总的综合阻力系数S 等于各管段的阻抗叠加。 32．并联管路总的综合阻力系数S 与各分支管综合阻力系数的关系为 3 2 1 1111s s s s + + = 。管嘴与孔口比较,如果水头H 和直径d 相同，其流速比 V 孔口/V 管嘴等于 82.097.0,流量比Q 孔口/Q 管嘴等于82 .060 .0。 33．不可压缩流体的空间三维的连续性微分方程是0=??+??+??z u y u x u z y x 。 34．1=M 即气流速度与当地音速相等，此时称气体处于临界状态。 36．气体自孔口、管路或条缝向外喷射 所形成的流动，称为气体淹没射流。 37．有旋流动是指流体微团的旋转角速度在流场内不完全为零 的流动。 38．几何相似是指流动空间几何相似。即形成此空间任意相应两线段夹角相同，任意相应线段长度保持一定的比例 。 39．因次是指物理量的性质和类别。因次分析法就是通过对现象中物理量的因次以及因次之间相互联系的各种性质的分析来研究现象相似性的方法。他是一方程式的因次和谐性为基础的。 二、判 断 题 3．静止液体自由表面的压强，一定是大气压。错 4．静止液体的自由表面是一个水平面，也是等压面。对 6．当相对压强为零时，称为绝对真空。错
流体力学名词解释 27237
●连续介质模型：在流体力学的研究中，将实际由分子组成的结构用流体微 元代替。流体微元有足够数量的分子，连续充满它所占据的空间，这就是连续介质模型。 ●质量力：处于某种力场中的流体，所有质点均受有与质量成正比的力，这 个力称为质量力。 ●表面力：指作用在所研究流体外表面上与表面积大小成正比的力。 ●流体的相对密度：某均质流体的质量与4℃同体积纯水的质量的比称为该流 体的相对密度。 ●压缩率：当流体保持温度不变，所受压强改变时，其体积的相对变化率。 ●粘性：当流体在外力作用下，流体微元间出现相对运动时，随之产生阻碍 流体层间相对运动的内摩擦力，流体产生内摩擦力的这种性质称为粘性。 ●动力粘度：单位速度梯度时内摩擦力的大小μ=τ∕(dv∕dh) ●运动粘度：动力粘度和流体密度的比值。υ=μ／ρ ●理想流体：一种假想的没有粘性的流体。 ●牛顿流体：在流体力学的研究中，凡切应力与速度梯度成线性关系，即服 从牛顿内摩擦定律的流体，称为牛顿流体。 ●表面张力：引起液体自由表面欲成球形的收缩趋势的力称为表面张力。 ●静压强：当流体处于绝对静止或相对静止状态时，流体中的压强称为流体 静压强。 ●绝对压强：以绝对真空为零点开始计量的压强。 ●质量流量：单位时间内流过总流过流断面的流体质量。
●体积流量：单位时间内流过总流过流断面的流体体积。 ●压缩性：在一定的温度下，流体的体积随压强升高而缩小的性质。 ●计示压强：以大气压为零时计量的压强。 ●真空度：流体的绝对压强小于大气压而形成真空的程度。 ●有势质量力：质量力所做的功只与起点和终点的位置有关，这样的质量力 称为有势质量力。 ●力的势函数：某函数对相应坐标的偏导数，等于单位质量力在相应坐标轴 上的投影，该函数称为力的势函数。 ●等压面：在充满平衡流体的空间，连接压强相等的各点所组成的面称等压 面。 ●静水奇象：总压力的大小与容器的形状和容器内所盛液体的多少无关，仅 取决于底面积和淹深。 ●淹深：流体中某点在自由面下的垂直深度。 ●压力体：由所研究的曲面，通过曲面周界所作的垂直柱面和流体的自由表 面（或其延伸面）所围成的封闭体积叫做压力体。 ●实压力体：当所讨论的流体作用面为压力体的内表面时，称该压力体为实 压力体。 ●虚压力体：当所讨论的流体作用面为压力体的外表面时，称该压力体为虚 压力体。 ●浮力：液体对潜入其中的物体的作用力称为浮力。 ●时变加速度（当地加速度）：位于所观察空间的流体质点的速度随时间的 变化率。
流体力学作业答案-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
例题1：如下图所示，一圆锥体绕自身轴线等速旋转，锥体与固定壁面间的距离为K ，空隙全部被动力粘滞系数为 μ的牛顿流体所充满。当旋转角速度为ω，锥体底部半径 为R ，高为H ，求作用于圆锥的阻力矩。 解：M= ????====K dh r K dA r K dAr K u dAr 3 22cos 2πμω απμωωμμτ= H K R α πμωcos 23 而 22cos R H H +=α;故：M=223 2R H K R +?πμω 例题2：涵洞进口处，装有与水平线成600倾角而边长为1m 的正方形平板闸门（AB=1m ），求闸门所受静水总压力的大小及作用点。
解：坐标只能建在水面上。 a A kp p 807.91807.9=?= a B kp p 300.18)2 3 1(807.9=+?=
KN p p P B A 050.14112 =??+= h h A y I y y C C C C C D 6.160sin 433.1121 60sin 433.1160 sin 121160sin 00 30=+=??+=+= 0=D x 矩形和圆形的 C y 和C I 值 矩形： 2h y C = 123 bh I C =
圆形： r y C = 4 4 r I C π= 例题3：一直立矩形闸门，用三根工字梁支撑，门高及上游水深H 均为3m,把此闸门所受静水压强分布图分为三等份，每根工字梁分别设在这三等份的重心，求三个工字梁的位置？ 解：设静水压力分布图的面积为A ，则每一等份为A/3
流体力学课后答案 一、流体静力学实验 1、同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2、当时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。 答：以当时，第2次B点量测数据（表1.1）为例，此时，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。（3）在测压管5中，自水面向下深度为的一段水注亦为真空区。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为。 3、若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定。 答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度和，由式，从而求得。 4、如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？ 答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算 式中，为表面张力系数；为液体的容重；为测压管的内径；为毛细升高。常温（）的水，或，。水与玻璃的浸润角很小，可认为。于是有 一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm时，毛细影响可略而不计。另外，当水质不洁时，减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角较大，其较普通玻璃管小。 如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时。相互抵消了。 5、过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平是不是等压面？哪一部分液体是同 一等压面？ 答：不全是等压面，它仅相对管1、2及水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面。因为只有全部具备下列5个条件的平面才是等压面： （1）重力液体； （2）静止； （3）连通； （4）连通介质为同一均质液体； （5）同一水平面 而管5与水箱之间不符合条件（4），因此，相对管5和水箱中的液体而言，该水平面不是等压面。 ※6、用图1.1装置能演示变液位下的恒定流实验吗？ 答：关闭各通气阀，开启底阀，放水片刻，可看到有空气由C进入水箱。这时阀门的出流就是变液位下的恒定流。因为由观察可知，测压管1的液面始终与C点同高，表明作用于底阀上的总水头不变，故为恒定流动。这是由于液位的的降低与空气补充使箱体表面真空度的减小处于平衡状态。医学上的点滴注射就是此原理应用的一例，医学上称之为马利奥特容器的变液位下恒定流。 ※7、该仪器在加气增压后，水箱液面将下降而测压管液面将升高H，实验时，若以时的水箱液面作为测量基准，试分析加气增压后，实际压强（）与视在压强H的相对误差值。本仪器测压管内径为0.8cm,箱体内径为20cm。
流体力学标准化作业（三） ——流体动力学 本次作业知识点总结 1.描述流体运动的两种方法 （1）拉格朗日法；（2）欧拉法。 2.流体流动的加速度、质点导数 流场的速度分布与空间坐标(,,)x y z 和时间t 有关，即 流体质点的加速度等于速度对时间的变化率，即 投影式为 或 ()du u a u u dt t ?==+??? 在欧拉法中质点的加速度du dt 由两部分组成， u t ??为固定空间点，由时间变化引起的加速度，称为当地加速度或时变加速度，由流场的不恒定性引起。()u u ??为同一时刻，由流场的空间位置变化引起的加速度，称为迁移加速度或位变加速度，由流场的不均匀性引起。 欧拉法描述流体运动，质点的物理量不论矢量还是标 量，对时间的变化率称为该物理量的质点导数或随体导数。例如不可压缩流体，密度的随体导数 3.流体流动的分类 （1）恒定流和非恒定流 （2）一维、二维和三维流动 （3）均匀流和非均匀流 4.流体流动的基本概念 （1）流线和迹线 流线微分方程 迹线微分方程 （2）流管、流束与总流 （3）过流断面、流量及断面平均流速
体积流量 3(/)A Q udA m s =? 质量流量 (/)m A Q udA kg s ρ=? 断面平均流速 A udA Q v A A ==? （4）渐变流与急变流 5. 连续性方程 （1）不可压缩流体连续性微分方程 （2）元流的连续性方程 （3）总流的连续性方程 6. 运动微分方程 （1）理想流体的运动微分方程（欧拉运动微分方程） 矢量表示式 （2）粘性流体运动微分方程（N-S 方程） 矢量表示式 21()u f p u u u t νρ?+?+?=+??? 7.理想流体的伯努利方 （1）理想流体元流的伯努利方程 （2）理想流体总流的伯努利方程 8.实际流体的伯努利方程 （1）实际流体元流的伯努利方程 （2）实际流体总流的伯努利方程 10.恒定总流的动量方程 投影分量形式
1.1、雷诺数2、流线3、压力体4、牛顿流体5、欧拉法6、拉格朗日法 2.7、湿周8、恒定流动9、附面层10、卡门涡街11、自由紊流射流 3.12、流场13、无旋流动14、水力粗糙15、有旋流动16、自由射流 4.17、马赫数18、音速19、稳定流动20、不可压缩流体21、驻点22、自动模型区 流体力学概念总结 5.连续介质模型：在流体力学的研究中，将实际由分子组成的结构用流体微元代替。流体 微元有足够数量的分子，连续充满它所占据的空间，这就是连续介质模型。 6.质量力：处于某种力场中的流体，所有质点均受有与质量成正比的力，这个力称为质量 力。 7.表面力：指作用在所研究流体外表面上与表面积大小成正比的力。 8.流体的相对密度：某均质流体的质量与4℃同体积纯水的质量的比称为该流体的相对密 度。 9.体胀系数：当压强不变而流体温度变化1K时，其体积的相对变化率，以α表示。 10.压缩率：当流体保持温度不变，所受压强改变时，其体积的相对变化率。 11.粘性：当流体在外力作用下，流体微元间出现相对运动时，随之产生阻碍流体层间相对 运动的内摩擦力，流体产生内摩擦力的这种性质称为粘性。 12.动力粘度：单位速度梯度时内摩擦力的大小μ=τ∕(dv∕dh) 13.运动粘度：动力粘度和流体密度的比值。υ=μ／ρ 14.恩氏粘度：被测液体与水粘度的比较值。 15.理想流体：一种假想的没有粘性的流体。 16.牛顿流体：在流体力学的研究中，凡切应力与速度梯度成线性关系，即服从牛顿内摩擦 定律的流体，称为牛顿流体。 17.表面张力：引起液体自由表面欲成球形的收缩趋势的力称为表面张力。 18.静压强：当流体处于绝对静止或相对静止状态时，流体中的压强称为流体静压强。 19.有势质量力：质量力所做的功只与起点和终点的位置有关，这样的质量力称为有势质量 力。 20.力的势函数：某函数对相应坐标的偏导数，等于单位质量力在相应坐标轴上的投影，该 函数称为力的势函数。 21.等压面：在充满平衡流体的空间，连接压强相等的各点所组成的面称等压面。 22.压力体：由所研究的曲面，通过曲面周界所作的垂直柱面和流体的自由表面（或其延伸 面）所围成的封闭体积叫做压力体。 23.实压力体：当所讨论的流体作用面为压力体的内表面时，称该压力体为实压力体。 24.虚压力体：当所讨论的流体作用面为压力体的外表面时，称该压力体为虚压力体。 25.浮力：液体对潜入其中的物体的作用力称为浮力。 26.时变加速度（当地加速度）：位于所观察空间的流体质点的速度随时间的变化率。 27.位变加速度（迁移加速度）：流体质点所在空间位置的变化所引起的速度变化率。 28.全加速度（质点导数或随体导数）：时变加速度与位变加速度的和称为全加速度。 29.恒定流动（定常流动）：流场中每一空间点上的运动参数不随时间变化，这样的流动称 为恒定流动。 30.非恒定流动（非定常流动）：流场中运动参数不但随位置改变而改变，而且也随时间变 化，这种流动称为非恒定流动。 31.迹线：流体质点的运动的轨迹称为迹线。 32.流线：某瞬时在流场中作一条空间曲线，该瞬时位于曲线上各点的流体质点的速度在该 点与曲线相切。
工程流体力学练习题 第一章 1-1解：设：柴油的密度为ρ，重度为γ；40 C 水的密度为ρ0，重度为γ0。则在同一地点的相对密度和比重为： 0ρρ=d ，0 γγ=c 30/830100083.0m kg d =?=?=ρρ 30/81348.9100083.0m N c =??=?=γγ 1-2解：336/1260101026.1m kg =??=-ρ 3/123488.91260m N g =?==ργ 1-3解：269/106.191096.101.0m N E V V V V p p V V p p p ?=??=?-=?-=????-=ββ 1-4解：N m p V V p /105.210 41010002956 --?=?=??-=β 299/104.0105.211m N E p p ?=?==-β 1-5解：1）求体积膨涨量和桶内压强 受温度增加的影响，200升汽油的体积膨涨量为： ()l T V V T T 4.2202000006.00=??=?=?β 由于容器封闭，体积不变，从而因体积膨涨量使容器内压强升高，体积压缩量等于体积膨涨量。故： 26400/1027.16108.9140004 .22004.2m N E V V V V V V p p T T p T T ?=???+=?+?-=?+?-=?β 2）在保证液面压强增量个大气压下，求桶内最大能装的汽油质量。设装的汽油体积为V ，那么：体积膨涨量为：
T V V T T ?=?β 体积压缩量为： ()()T V E p V V E p V T p T p p ?+?=?+?=?β1 因此，温度升高和压强升高联合作用的结果，应满足： ()()???? ? ??-?+=?-?+=p T p T E p T V V T V V 1110ββ ()())(63.197108.9140001018.01200006.012001145 0l E p T V V p T =???? ?????-??+=???? ???-?+=β ()kg V m 34.1381063.19710007.03=???==-ρ 1-6解：石油的动力粘度：s pa .028.01.010028=?= μ 石油的运动粘度：s m /1011.39 .01000028.025-?=?==ρμν 1-7解：石油的运动粘度：s m St /1044.0100 4025-?===ν 石油的动力粘度：s pa .0356.010 4100089.05=???==-ρνμ 1-8解：2/1147001 .01147.1m N u =?==δμ τ 1-9解：()()2/5.1621196.012.02 15.0065.021m N d D u u =-?=-==μδμτ N L d F 54.85.16214.01196.014.3=???=???=τπ 第二章 2-4解：设：测压管中空气的压强为p 2，水银的密度为1ρ，水的密度为2ρ。在水银面建立等压面1-1，在测压管与容器连接处建立等压面2-2。根据等压面理论，有 21p gh p a +=ρ （1） gz p z H g p 2221)(ρρ+=++（2） 由式（1）解出p 2后代入（2），整理得：
第一章 绪论 1-1．20℃的水2.5m 3 ，当温度升至80℃时，其体积增加多少？ [解] 温度变化前后质量守恒，即2211V V ρρ= 又20℃时，水的密度3 1/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 32 1 125679.2m V V == ∴ρρ 则增加的体积为3 120679.0m V V V =-=? 1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度ν增加15%，重度γ减少10%，问此时动力粘度μ增加多少（百分数）？ [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+== 原原原μρν035.1035.1== 035.0035.1=-=-原 原 原原原μμμμμμ 此时动力粘度μ增加了3.5% 1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02 y hy g u -=，式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。 [解] μρ/)(002.0y h g dy du -= )(002.0y h g dy du -==∴ρμ τ 当h =0.5m ，y =0时 )05.0(807.91000002.0-??=τ Pa 807.9= 1-4．一底面积为45×50cm 2，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。 [解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时，等速下滑
y u A T mg d d sin μθ== 001 .0145.04.062 .22sin 8.95sin ????= = δθμu A mg s Pa 1047.0?=μ 1-5．已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律y u d d μ τ=，定性绘出切应力沿y 方向的分布图。 [解] 1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。已知导线直径0.9mm ，长度20mm ，涂料的粘度μ=0.02Pa ．s 。若导线以速率50m/s 拉过模具，试求所需牵拉力。（1.O1N ） [解] 2 53310024.51020108.014.3m dl A ---?=????==π N A h u F R 01.110024.510 05.05002.053=????==∴--μ 1-7．两平行平板相距0.5mm ，其间充满流体，下板固定，上板在2Pa 的压强作用下以0.25m/s 匀速移动， 求该流体的动力粘度。 [解] 根据牛顿内摩擦定律，得 dy du / τμ=