2022年电大流体力学形成性考核册.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 作业 1 答案 第 1 章、第 2 章第 1 章一、挑选题1、牛顿内摩擦定律适用于( B )A、任何流体 B、牛顿流体 C、非牛顿流体2、液体不具有的性质是( C )A、易流淌性 B、压缩性 C、抗拉性 D、粘滞性3、连续介质假定认为流体( C )连续;A、在宏观上 B、在微观上 C、分子间 D、原子间4、在国际制单位制中流体力学基本量纲不包括( D )A、时间 B 、质量 C、长度 D、力5、在静水中取一六面体,作用在该六面体上的力有 D A、切向力、正压力 B、正压力、重力 C 、正压力、重力 D 、正压力、切向力、重力6、下属那些力属于质
2、量力(E )A、惯性力 B、粘滞力 C、弹性力 D、表面张力 E、重力二、判定题1、压强和切应力属表面力;(正确)2、流体惯性力与加速度方向相同;(错误)3、粘滞性可以禁止流体流淌;(正确)4、抱负流体与实际流体的区分仅在于抱负流体具有不行压缩性;(正确)三、简答题(要点)1. 为什么要建立连续介质模型?答:液体(气体)是由分子组成的,分子间有间隙,不连续;工程上讨论的流体,关怀的是流体宏观的物理性质;把流体看成为由质点组成的连续体连续介质模型,目的是建立描述流体运动的连续函数,便于应用数学工具,解决工程实际问题;2什么是流体的粘滞性?它对流体流淌起什么作用?答:流体具有的阻滞变形运动的特性流
3、体的粘滞性,它对流体流淌产生阻力,造成能量缺失;3动力粘滞系数和运动粘滞系数有什么区分?为运动量,量纲不同;答:两者都反映流体的粘滞性,为动力气,1 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4. 容器内盛有液体,求下述不怜悯形时该液体所受单位质量力?(1)容器静止时;液体所受单位质量力仅有重力;(2)容器以等加速度 g 垂直向上运动:液体所受单位质量力为 2g;(3)容器以等加速度 g 垂直向下运动;液体所受单位质量力为 0;5. 试分析图中三种情形下水体 A 受哪些表面力和质量力?(1)静止水池;(2)顺直渠
4、道水流(匀称流);(3)平面弯道水流;u一、二、AuAAabc(1):水体 A 受哪些表面力为压应力(正压力),质量力为重力g;(2):水体 A 受哪些表面力为压应力和切应力,质量力为重力g(匀称流);(3):水体 A 受哪些表面力为压应力和切应力,质量力为重力g 和惯性力;作图题(略)运算题 解题思路与答案 1. 已知某水流流速分布为u0 . 72y1/10,u 的单位为m/s ,y 为距壁面的距离,单位为m; ( 1 ) 求y=0.1 、 0.5 、 1.0m处 的 流 速 梯 度 ; ( 2 ) 如 水 的 运 动 粘 滞 系 数0. 10102 cm /s,运算相应的切应力;解: (1
5、):求出点流速 , 设 y 的增量 dy =0.01myydy处的点流速,求出求解流速梯du0. 54771 , 0.1332 s61 ,0.07169 s1 s106p ; 0.724106p ;3Ns/2 m,dy 2 :du5.5310pa; 1.345dy2. 已知温度20时水的密度998 2.kg/m3,动力粘滞系数1 . 00210求其运动粘滞系数?解: 直接用公式解,留意单位制;:1.00381032 m /s2 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第 2 章一、挑选题 略 1、某点存在真空时
6、,(A)( D)A、该点的肯定压强为正值 B、该点的相对压强为正值C、该点的肯定压强为负值 D、该点的相对压强为负值2、流体静压强的(B)A、方向与受压面有关 B、大小与受压面积有关 C、大小与受压面积方位无关3、流体静压强的全微分式为(C)A、dp=pXdx + Ydy + Zdz B、p=px ,y,z C、p p a gh4、压强单位为 N/m 2 时,采纳了哪种表示法( A )A、应力单位 B 、大气压倍数 C、液柱高度5、密封容器内液面压强小于大气压强,其任一点的测压管液面( A )A、高于容器内液面 B、低于容器内液面 C、等于容器内液面二、判定题1、等压面与质量力垂直;( 错误
7、)2、某点存在真空,是指该点的压强小于大气压强( 错误 )3、静止流体中某点压强的大小,不仅与其埋没深度有关仍与受压面的方位有关;(正确)4、相对压强的数值可为正值,也可以是负值;( 错误 )5、静止液面下的闸板的总压力作用中心与闸板形心重合;(正确)6、和大气相通容器的测压管液面肯定与容器内液面高度相同;(正确)7、相对静止的液体的等压面肯定是水平面;(正确)三、简答题1. 等压面是水平面的条件是什么?: 连续介质同一介质单一重力作用下. 2. 同一容器中装两种液体,且12,在容器侧壁装了两根测压管;试问:图中所标明的测压管中液面位置对吗?为什么?3 / 29 名师归纳总结 - - - -
8、- - -第 3 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - :不对,(右测压管液面要低一些,从点压强的大小分析)3. 图中三种不怜悯形,试问:么?A-A、B-B、C-C、D-D 中哪个是等压面?哪个不是等压面?为什BB油AACCDD水:( a )A-A 是a 连通容器b 连通器被隔断c 盛有不同种类溶液的连通器(b)B-B 不是(c)C-C 不是, D-D 是;四、作图题 略1.五、运算题 解题思路与答案 pa=98kN/m 2;试将该点肯定压强、相对压强已知某点肯定压强为80kN/m 2,当地大气压强和真空压强用水柱及水银柱表示;解: 用水柱高表示( 1)该点肯定压强
9、:8.16mH2o (2)该点相对压强:-1.84mH 2o ( 3)该点真空压强:1.84mH2o 用水银柱高表示( 1)该点肯定压强:599.1mm Hg( 2)该点相对压强:-135.4 mm Hg( 3)该点真空压强:135.4 mm H g2. 一封闭水箱自由表面上气体压强p0p0=25kN/m 2,h1=5m,h22m;求 A、B 两点的静水压强;h1h2BA解: 由压强基本公式pp0gh求解4 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - p = 7.551 mH2o 74 kN/m2 p = 4.55
10、1 mH2o 44.6 kN/m2 2.12 m,32 . 5 m,3 如 图 所 示 为 一 复 式 水 银 测 压 计 , 已 知12 . 3 m,4.14 m,51 5. m 改为 3.5m ;试求水箱液面上的肯定压强p ?P05水31水42水银解: 找已知点压强 复式水银测压计管右上端 找出等压面 运算点压强 , 逐步推求水箱液面上的压强p . : p =273.04 kN/m24 某压差计如下列图,已知HA=HB=1m, H=0.5m;求:pApB;空气AHBH A 水 HB水水银解: 找出等压面 求出相对的点压强 列平稳方程式求 AB点的压强差 . 空气的 g 不计 . p A p
11、 B =47 kN/m 24.8 mH 2o 5. 水闸两侧都受水的作用,左侧水深 3m、右侧水深 2m;试求作用在单位宽度闸门上静水总压力的大小及作用点位置(用图解法和解读法分别求解);3m2m5 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 解: 画出相对压强分布图, 运算各侧静水压力, 求静水总压力的大小列力矩平稳方程求静水总压力的作用点位置; P=24.5 kN e 1.267m 作用点究竟部的距离 6. 一弧形闸门 AB,宽 b=4m,圆心角 45 ,半径 r=2m,闸门转轴恰与水面齐平;求作用于闸门的静水
12、压力及作用点(改为:作用力的方向);A rhB解: 画出压力体图, 运算水平方向分力P 、铅垂方向分力zp , 求出合力及作用力的方向P92.59 kN25. 0406 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 作业 2 答案 (第 3 章、第 4 章)第 3 章 一、挑选题 1、流体运动的连续性方程是依据(C)原理导出的;、能量守恒 D、力的平稳 A、动量守恒 B、质量守恒 C 2、流线和迹线重合的条件为( C )A、恒定流 B、非恒定流 C、非恒定匀称流 二、判定题 1、以每个流体质点运动规律为讨论对象的方法
13、称为拉格朗日法;(正确)2、恒定流肯定是匀称流;(错误)3、涡流是指流体质点在运动中不绕自身轴旋转的流淌;(正确)4、无旋流就是无涡流;(正确)5、非匀称流肯定是非恒定流;(错误)三、简答题 1、述流体运动的两种方法是什么?简述其内容;答:(略)2. 流体微团体运动分为哪几种形式 . 旋转变形;答: 平移 线变形 角变形 3. 写出恒定平面势流中流函数、势函数与流速的关系;(改为:写出恒定平面势流中流函数具有的性质,流函数与流速势的关系;)答:流函数具有的性质(1)流函数相等的点组成的线即流线,或曰,同一流线上个点的流函数为常数;(2)两流线间的函数值之差为为单宽流量;(3)平面势流的流函数为
14、一个调和函数;答:流函数与流速势的关系(1)流函数与势函数为调和函数;(2)等势线与等流函数线正交;4什么是过流断面和断面平均流速?为什么要引入断面平均流速?答:与流线正交的断面叫过流断面;过流断面上点流速的平均值为断面平均流速;7 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 引入断面平均流速的概念是为了在工程应用中简化运算;5如下列图,水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道,试问:1 当阀门开度肯定,上游水位保持不变,各段管中,是恒定流仍是非恒定流?是匀称流 仍是非匀称流?2 当阀门开度肯定,上游水位随时间下
15、降,这时管中是恒定流仍是非恒定流?3 恒定流情形下,当判别第II段管中是渐变流仍是急变流时,与该段管长有无关系?答:( 1)是恒定流;、是匀称流,是非匀称流;(2)管中为非恒定流;(3)有;管段相当长为渐变流,管段较短为急变流;四、运算题(解题思路)1恒定二维流淌的速度场为uxax ,uyay,其中a1秒-1 ;( 1)论证流线方程为xyC;( 2)绘出 C0、1 及 4m 2 的流线;( 3)求出质点加速度的表达式;解: (1)流线方程为:dxdy代入数值推导uxuy(2)(略)(3)由:axxux2uuxuxuyux代入数值求解;txyayuyuuyyuy代入数值求解;txy答案 : ax
16、axay2 ay2 试检验下述不行压缩流体的运动是否存在?(1)ux2x2y ,uyuy2y2uzz ,xytuz4 xyzxy(2)uxyzt ,xzt ,8 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 解: 由连续性微分方程,uxuyuz=0 流体的运动存在, 反之流体的运动不存在;xyz答案 : (1)代入数值求解,流体的运动不存在;(2)代入数值求解,流体的运动存在;3 水 流 从 水 箱 经 管 径 分 别 为d110 cm ,d25 cm ,d3.25 cm的 管 道 流 出 , 出 口 流 速V 31
17、 m/s,如下列图;求流量及其它管道的断面平均流速;解: 应用连续性方程(1)流量:Q v 3A 3 4.91 10 3l / s 2 断面平均流速 v 1 0 . 0625 m / s , v 2 0 . 25 m / s;4 如图铅直放置的有压管道,已知 d1=200mm, d2=100mm,断面 1-1 处的流速 v 1=1m/s;求(1)输水流量 Q;( 2)断面 2-2 处的平均流速 v 2;( 3)如此管水平放置,输水流量 Q 及断面 2-2 处的速度 v2是否发生变化?(4)图 a 中如水自下而上流淌,Q及 v2是否会发生变化?解: 应用连续性方程(1)Q314.l /s(2)v
18、 24 m/s(3)不变;(4)流量不变就流速不变;9 / 29 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5 已知某流场的流速势为ax2y2, a 为常数,试求u 及u ;2解:uxaxu yaya为常数;试分析判定该流淌: 1 是6. 对于u x2xy,u ya2x2y2的平面流淌,恒定流仍是非恒定流?2 是匀称流仍是非匀称流?3 是有旋流仍是无旋流?解: 应用质点加速度数学表达式axuxuxuxuyux求解;看时间加速度与迁移加速度判别是恒定txyayuyuxuyuyuytxy流仍是非恒定流;是匀称流仍是非匀称流;答
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- 2022 电大 流体力学 形成 考核
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