第四章流体年力学.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流第四章第五章第六章第七章第八章第九章 第四章 流体年力学.精品文档.第十章 流体年力学4.1 什么是流体?流体为什么会流动? 答：具有流动性的物体叫流体。流体之所以会流动是由于构成流体的分子间的作用很小，可以忽略，使得流体中的各分子可以自由运动。4.2 连续性原理和伯努利方程成立的条件是什么?在推导过程中何处用过?答：连续性方程成立的条件是理想流体作稳定流动（其核心是不可压缩性）。伯努利方程成立的条件是：理想流体，稳定流体，同一流线。在推导中按理想稳定流体对待（未考虑粘滞力，考虑不可压缩性流线上的速度不随时间改变）。4.3 为什么从救火筒里向天空打出来的水柱,其截面积随高度增加而变大?用水壶向水瓶中灌水时,水柱的截面积却愈来愈小?答：从救火筒理向天空打出来的水柱，其截面随高度增加而变大，是由于从高度的增加，水流的速度变小，由连续性方程就决定了液面截面积要增加。同理，用水壶向水瓶中灌水时，水柱的截面积愈来愈小（由于速度增大）。4.4 两船同向并进时,会彼此越驶越靠拢,甚至导致船体相撞,这是为什么?答：这是由于在两船间，水流的截面变小，流速增大，从而据伯努利方程知压强减小，而两船之外的压强几乎不变，这压强差的存在就可使两船彼此靠近，且这种现象会继续下去。若不及时改变船向，必将发生船体相撞。4.5 一个四壁竖直的大开口水槽,其中盛水,水的深度为H,如图4.17所示.在槽的一侧水面下h深度处开一小孔.(1)问射出的水流到地距槽底边的距离R是多少?(2)在槽壁上多高处,再开一小孔,能使射出的水流有相同的射程?解：（1）由于是大开口水槽，当水从小孔以一定速度流出时，在同一流线的水槽水面处的水流速度可以忽略，若选小孔处为高度的零点，利用伯努利方程并考虑开口处与小孔外压强都是大气压强则可得由此便得从小孔流出的水流速度为据平抛运动可得（2）由上述结果可以看出，H-h与h处于结果中的对称位置，那么若交换小孔高度H-h与孔到水面高度h，结果不变。故在槽壁上水面下（H-h）深处再开小孔，能使射出的水流有相同的射程。4.6 一个大面积的水槽,其中盛水,水的深度为0.3m.在槽的底部有一面积为5cm2的圆孔,水从圆孔连续流出.(1)水从圆孔流出的流量是多少?(2)在槽底以下多远的地方,水流的横截面积为圆孔面积的二分之一？解：（1）由于是大面积的水槽，当圆孔流水时，在同一流线上的水面的流速可以忽略，利用伯努利方程并考虑水面的压强与圆孔处流出水的压强均为大气压强，则得由此得从圆孔流出的水流速度为 （1）则流量为 （2）在槽底以下H处的速度满足 （2）又由连续性方程得 即 （3）将式（3）代入式（2）可解得即在糟底以下0.9m处，水流的横截面积为圆孔面积的1/2。4.7 从一水平管中排水的流量是.管的横截面积为处的绝对压力是.问管的横截面积应缩为多大时,才能使压力减为？解：由得 （1）在同一水平面应用伯努利方程得 （2）将（1）代入（2）可得 整理可得4.8 水管的横截面积在粗处为,在细处为,如图4.18所示.排水的速率为.试求：(1 )粗处和细处的流速；(2)两处的压力差；(3)求U形管中水银柱的高度差.解：（1）（2）在同一水平面应用伯努利方程得 由此得压强差（3）则 *4.9 有20oC的水在半径为1.0cm的管内流动.如果在管的中心处流速为.求由于粘滞性使得沿管长为2m的两个截面间的压力降落是多少？解：由泊萧叶公式得： *4.10 20oC的水,以的速率,在半径为3mm的管内流动.(1)雷诺数是多少？(2)是哪一种类型的流动？解：（1）（2）由于 所以属层流