工程流体力学课程三级项目
工程流体力学课程三级项目
——流线的计算及绘制流线图
组员：
指导教师：
2014-10-26
目录
机械设计12-1班流体力学课程三级项目导书 (2)
课题方向及要求 (4)
小组分工及贡献 (5)
第一章绪论 (6)
1.1课题背景 (6)
第二章流线的基本知识及计算 (6)
2.1流线的基本知识 (6)
2.1.1流线 (6)
2.1.2流线的性质 (7)
2.2流线的计算 (7)
2.2.1流线的计算方法 (7)
2.2.2流线计算实例 (7)
第三章软件编程求解及绘图 (8)
3.1软件介绍 (8)
3.2MATLAB编程 (9)
3.3绘制流线图 (11)
第四章总结与心得 (13)
机械设计12-1班流体力学课程三级项目指导书
任课教师：郑小军
开课学期：第五学期
课程类别：三级项目
课程性质：基础课
适用专业：机械设计制造及自动化
1、整体思路
将工程流体力学课程中学到的基础理论知识用于分析和解决工程实践中出现的问题，使学生在项目分析中深入理解如何将所学理论知识应用于解决实际问题的方法和思路。介绍先进的计算辅助计算方法，引导学生积极思考、学会学习、主动学习，综合训练学生能力，提高学生综合运用本专业基础理论知识，分析、理解和解决本专业及相关行业的理论和实践问题的能力，并为后续其他专业课程的学习打下基础。
2、目的和意义
(1)通过基于团队的学生分工协作，在充分分析讨论的基础上，给出解决问题的方案。使学生在沟通能力、团队合作能力等方面得到锻炼和提高；
(2)学会查阅文献、阅读相关技术资料和调查研究能力；
(3)更深地了解工程实践。
3、具体实施方案
1）时间安排
学生利用课外时间完成项目。
2）项目成绩
项目教学从属于课程教学，占本门课程总成绩的10%。成绩由二部分组
成：
(1)组内互评总分5分，最优分和最差分相差不得小于1分，组内人均得分4分/人；
(2)导师评每组得分5分，最优分和最差分相差不得小于1分；
3)分组安排及指导老师
机设1班共28名学生，分成6个组；每个组3--5人，每组选1名组长。任课教师为指导老师。
4)课题设置
共设置6个题目，每个组随机抽取一题。
课题四、流线的计算及绘制流线图
一、项目目的
学习和掌握流线的基本知识及计算，并通过软件来得出结果。
二、项目要求
1)查阅相关文献，查找符号分析方面的软件；
2)掌握流线的计算方法；
3)已知流场的速度为u x=2kx u y=2ky u z=-4kz(k为常数)，求通过（2，0，
1/4）点的流线方程并绘制流线图；
4）用软件编程求解。
要求在项目研究过程中：
1)每组组长对组内人员的工作进行分工，每个组内成员根据自己的分工，向组长提交相应的研究报告；
2)每个组内成员报告完成后，组长组织成员对每个成员的报告进行评议，并打分；
3)指导教师对每组学生的研究报告进行评议，并打分；
4)组内每个成员的报告汇总成总研究报告，并制作汇报PPT。
四、提交形式
1)每组提交研究报告一份（B5纸打印，格式参考课程设计说明书）；
2)每组提交汇报PPT一份。
3）报告要求明示组内成员分工及自评成绩。
小组分工及贡献
姓名课题组分工
李景雷120101010136研究报告撰写及编程
4分
单鹏程120101010138审核研究报告，PPT制作
4分
孙智勇120101010145查找流线的基本知识及课题背景4分
刘国歌120101010122计算求解流线方程
4分
郑芳120101010110归纳总结流线方程的计算方法
4分
第一章绪论
1.1课题背景
随着流体力学、科学计算可视化、计算机图形学、网络三维游戏等的发展，可视化技术得到了广泛的应用。流线可视化技术是矢量场可视化技术中的一种，主要包括流线的计算与流线的显示。由于它与常用流体实验技术的相似性，流线可视化技术在计算流体力学可视化中被普遍采用，流线可视化技术的研究已经成为可视化研究十分活跃的课题。因而流线的计算及绘制流线图也显得十分重要。
第二章流线的基本知识及计算
2.1流线的基本知识
2.1.2流线的性质1）流线簇的疏密程度反映了该时刻流场中各点速度的变化。
2）对于恒定流，流线的形状和位置不随时间而变化。
3）恒定流时，流线和迹线重合。
4）一般情况下，流线不能相交，不能折转，只能是一条光滑曲线。2.2流线的计算2.2.1流线的计算方法
某时刻t 0，过流线上任一点，取一微小线段d l =d x +d y +d z 。d x 、d y 、d z 是线段dl 在x 、y 、z 坐标轴上的分量，过该点的速度向量为v=u i +νj +ωk 。u 、ν、ω是速度的坐标分量。根据流线的定义有
d l ×v =0在直角坐标系中，上式变为
d x /u =d y /ν=d z /ω
这就是t 0时刻的流线微分方程。
2.2.2计算实例
已知流场的速度为u x =2kx u y =2ky u z =-4kz (k 为常数)，求通过（2，0，1/4）点的流线方程
由于流线微分方程为ux dx =uy dy =uz
dz
当ux dx =uy dy 时，即kx dx 2=ky dy 2则ln y=ln x +ln C 1
即y=C 1x
将x =2，y=0代入，得C 1=0所以y=0当ux dx =uz dz 时，即kx dx 2=kz dz 4-则ln x=-2
1ln z +ln C 2即x=z C 2将x=2，z=4
1代入，得C 2=1所以x=z
1综上所述，得流线方程???
??==01
y z
x 第三章
软件编程求解及绘图
3.1软件介绍
我们用到的是数值和符号计算功能。
3.2MATLAB编程
代码：
subplot(2,1,1);
zuobiao=[];
for x=1:0.01:10;
z=1/(x^2);
y=sqrt(0/z);
zuobiao=[zuobiao;x y z;];
plot3(x,y,z,'.','markersize',4);
grid on;
hold on;
end
text(2,0,0.25,'(2,0,0.25)','EdgeColor','red','VerticalAlignment','
bottom');
xlabel('x');
ylabel('y');
zlabel('z');
subplot(2,1,2);
for x=1:0.01:10;
z=1/(x^2);
plot(x,z,'.','markersize',4);
grid on;
hold on;
end
text(2,0.25,'(2,0.25)','EdgeColor','red','VerticalAlignment','bott om');
xlabel('x');
ylabel('z');
3.3绘制流线图
坐标显示
………
………
第四章总结与心得
4.1总结
在这次三级项目中我们通过查阅有关资料了解和掌握了流线的基本知识以及流线方程的计算方法，并通过MATLAB编程绘制了流线图，完成了项目要求中的全部工作。
4.2心得
通过这次流体力学的三级项目，让我对流线的定义以及流线的计算方法有了更深一步的了解。也让我对流体力学这门学科产生了更为浓厚的兴趣，以前我觉得流体力学枯燥而乏味，但通过此次查阅很多资料，了解流体力学的历史，亲身经历计算推导，让我觉得流体力学也有其独特的魅力。也让我对其他的力学科目有了更新的认识。
此次通过与同学的交流沟通也让我学到了更多。他们耐心地解答了我遇到的许多困惑，让我对知识体系有了更全面更系统的了解。也让我明白了不懂就要问的道理。如果遇到难题只知道自己一个人闷着纠结，还不如问一些了解的人，这样才能更高效快速的学好知识。
还有就是通过与同学的合作让我明白集思广益，众人拾材火焰高的道理。一个人的思维方式和范围是有限的。而一群人的思维范围确是广阔的。我们不应该只沉浸在自己的思维世界里，而应该走出自己的思维圈子，看看别人都在想些什么，怎么想的。这样对于我们的成长与进步才更有益处。
在最后真的很感激我们的流体力学老师，将我带进这片神奇有趣的领域。也感谢学校开设这次的三级项目，让我有更多的机会锻炼自己，也让我学会学以致用，把学过的知识用到实际生活中。还要感谢我的同学，感谢他们对我无私的帮助，感谢他们教给我的道理。还有就是希望自己在以后的学习工作中能做的更好。
通过这次流体力学的三级项目的课程设计，收获啦很多，同时学到了书本上没有的知识。
首先，加深了对这门课程的了解。平时我们对本课程可能只有一个大致的感性认识，并没有学会如何将学的知识运用到实际问题中，为我们以后的学习和工作打下了良好的基础。
其次，发现所学的知识都在生活中有所体现，让我们对它产生了浓厚兴趣，给了我们学习这门课的动力。在此次项目中，我主要负责流线方程的有关计算。在这个过程中，首先看了书本中有关的知识点，然后查阅了有关的资料，让我对这个问题的理解更加深刻。在这个过程中，遇到一些瓶颈，以积极心态面对，在老师和同学的帮助下，顺利解
决了。运用所学的知识，解决了其相关的实际问题，锻炼了查阅资料的能力和自学能力，与此同时提高学习能力和运用专业术语的表达能力。
最后对团队的重要性有了更加深刻的体会。一个人不可能完成这项工作，只要大家齐心协力，每个人发挥自己的强项，才能最终圆满的完成任务。在合作的过程中，发现别人的长处，向他人学习，同时认识到自己的不足，并努力改正，才能让自己变得优秀。
在这次的三级项目中，锻炼了我们的能力，学到了很多东西，在与老师和同学的交流过程中，互动学习，将知识融会贯通。现在想来，也许学校安排的三级项目有着它更深层的意义吧，它不仅仅让我们综合那些理论知识来运用到设计和创新，还让我们知道了一个团队凝聚在一起时所能发挥出的巨大潜能。在大量的实践和计算从课本里学到的知识，我想这对于自己以后的学习和工作都会有很大的帮助。其次我们意识到了自己所学课程的中重要性，生活中许多方面用到了流体力学。我们对它产生了浓厚兴趣，这给了我们学习更多知识的动力，兴趣是成功的开始，我相信这对我们以后发展非常有益处。对我们而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。挫折是一份财富，经历是一份拥有。
通过这次流体力学的三级项目，使我了解到有些事并非想的那么简单，也并非想的那么难，只要自己认真去做，就会发现其中的乐趣。这次和队友的合作很愉快，各自分工明确，而且完成的都非常出色，团队的力量充分的发挥了出来，缺少任何一个人我们的这个项目都不能完成。在这次项目中也学到了很多东西，这些是在课本上学不来的，理论结合实践真的很重要。三级项目是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程.”千里之行始于足下”，通过这次三级项目，我深深体会到这句千古名言的真正含义.我今天认真的进行三级项目，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。感谢老师的辅导以及同学的帮助，是他们让我有了一个更好的认识，无论是学习还是生活，生活是实在的，要踏实走路。三级项目时间虽然很短，但我学习了很多的东西，使我眼界打开，感受颇深。
在这次的三级项目中不仅检验了我们所学习的知识，也培养了我们的动手实践能力。三级项目是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程.”千里之行始于足下”，通过这次三级项目，我深深体会到这句千
古名言的真正含义.我今天认真的进行三级项目，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。感谢老师的辅导以及同学的帮助，是他们让我有了一个更好的认识，无论是学习还是生活，生活是实在的，要踏实走路。三级项目时间虽然很短，但我学习了很多的东西，使我眼界打开，感受颇深。
工程流体力学三级项目孔口出流优化计算讲述
工程流体力学课程项目 ——孔口出流优化计算 组员： 指导教师： ●班级： ●日期： 目录 一、绪论 (3) 1．课题 (3) 2．MATLAB软件介绍 (3)
二、分工 (4) 三、理论计算 (4) 1．小孔口自由出流的计算方法 (4) 2.物体做平抛运动的计算公式 (6) 3.计算和分析 (7) 四、软件编程求解 (7) 五、总结心得 (9) 六、参考文献 (9) 一、绪论 1．课题 计算和分析，水头高度为H=4.5米的水箱，距离地面y处孔口水平出流距离为x，给出y和x表达式并绘制曲线，算出x达到最大值时y为多少？出流速度系数为0.96。
2．MATLAB软件介绍 MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室）。是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。 所以我们在这个三级项目中选择MATLAB。 二、分工 ●制作WORD:杨洪禹王祥赵树水 ●制作PPT:赵涵刘垚鑫
工程流体力学教学课件ppt作者闻建龙工程流体力学习题+答案(部分)
闻建龙主编的《工程流体力学》习题参考答案 第一章 绪论 1-1 物质是按什么原则分为固体和液体两大类的？ 解：从物质受力和运动的特性将物质分成两大类：不能抵抗切向力，在切向力作用下可以无限的变形（流动），这类物质称为流体。如空气、水等。而在同等条件下，固体则产生有限的变形。 因此，可以说：流体不管是液体还是气体，在无论多么小的剪应力（切向）作用下都能发生连续不断的变形。与此相反，固体的变形与作用的应力成比例，经一段时间变形后将达到平衡，而不会无限增加。 1-2 何谓连续介质假设？引入连续介质模型的目的是什么？在解决流动问题时，应用连续介质模型的条件是什么？ 解：1753年，欧拉首次采用连续介质作为流体宏观流动模型，即不考虑流体分子的存在，把真实的流体看成是由无限多流体质点组成的稠密而无间隙的连续介质，甚至在流体与固体边壁距离接近零的极限情况也认为如此，这个假设叫流体连续介质假设或稠密性假设。 流体连续性假设是流体力学中第一个根本性假设，将真实流体看成为连续介质，意味着流体的一切宏观物理量，如密度、压力、速度等，都可看成时间和空间位置的连续函数，使我们有可能用数学分析来讨论和解决流体力学问题。 在一些特定情况下，连续介质假设是不成立的，例如：航天器在高空稀薄气体中飞行，超声速气流中激波前后，血液在微血管（1μm ）内的流动。 1-3 底面积为2 5.1m 的薄板在液面上水平移动（图1-3），其移动速度为s m 16，液层 厚度为mm 4，当液体分别为C 020的水和C 0 20时密度为3 856m kg 的原油时，移动平板 所需的力各为多大？ 题1-3图 解：20℃ 水：s Pa ??=-3 10 1μ 20℃，3 /856m kg =ρ， 原油：s Pa ??='-3 102.7μ 水： 23 3 /410 416 101m N u =??=? =--δμτ N A F 65.14=?=?=τ
工程流体力学三级项目
工程流体力学课程三级项目 ——变水头下的液体出流研究报告 组员：邹佳辰 刘冬冬 薛岩东 赵日东 贾闯 指导教师：刘劲军 2014-10-10
燕山大学 燕山大学工程流体力学课程三级项目指导书 1、整体思路 将工程流体力学课程中学到的基础理论知识用于分析和解决工程实践中出现的问题，使学生在项目分析中深入理解如何将所学理论知识应用于解决实际问题的方法和思路。介绍先进的计算辅助计算方法，引导学生积极思考、学会学习、主动学习，综合训练学生能力，提高学生综合运用本专业基础理论知识，分析、理解和解决本专业及相关行业的理论和实践问题的能力，并为后续其他专业课程的学习打下基础。 2、目的和意义 (1)通过基于团队的学生分工协作，在充分分析讨论的基础上，给出解决问题的方案。使学生在沟通能力、团队合作能力等方面得到锻炼和提高； (2)学会查阅文献、阅读相关技术资料和调查研究能力； (3)更深地了解工程实践。 3、具体实施方案 1)教学时间安排 鼓励学生利用课外时间完成项目，课堂教学安排如下： (1) 设计内容讲解、汇报总结1学时 2)项目成绩 项目教学从属于课程教学，占本门课程总成绩的10%。成绩由二部分组成： (1) 组内互评5分，最优分和最差分相差不得小于1分； (2) 导师评分5分，最优分和最差分相差不得小于1分； 3)分组安排及指导老师 轧钢12－2班共25名学生，分成5个组；每个组4-5人，每组选1名组长。任课教师为指导老师。 4)课题设置 共设置5个题目，每个组随机抽取一题。
课题方向及要求： 课题四、变水头下的液体出流 一、项目目的 学习和掌握管变水头下液体出流计算方法，及其计算机求解。 二、项目要求 1)、查阅相关文献，查找符号分析方面的软件； 2)、掌握变水头下的液体出流； 3)、查找英制量纲与国标量纲的转换； 4)、计算和分析，半径为1m，高度为0.8m的倒圆锥容器装满水，在最低位开面积为24cm2的小孔，液流多长时间放尽？ 5）用软件编程求解。 三、要求在项目研究过程中： 1)、每组组长对组内人员的工作进行分工，每个组内成员根据自己的分工，向组长提交相应的研究报告； 2)、每个组内成员报告完成后，组长组织成员对每个成员的报告进行评议，并打分； 3)、指导教师对每名学生的研究报告进行评议，并打分； 4)、组内每个成员的报告汇总成总研究报告，并制作汇报PPT，完成后，向指导教师提出答辩申请； 5)、组织答辩，并打分。 四、提交形式 1)、汇总研究报告； 2)、汇报PPT。
工程流体力学课后作业答案-莫乃榕版本
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；40C 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0.18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 =?== δμτ 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： gz gh p z H g p a 2121)(ρρρ+-=++
工程流体力学课件
流体力学 绪论 第一章流体的基本概念 第二章流体静力学 第三章流体动力学 第四章粘性流体运动及其阻力计算 第五章有压管路的水力计算 第六章明渠定常均匀流 第九章泵与风机 绪论 一、流体力学概念 流体力学——是力学的一个独立分支，主要研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。 1738年伯努利出版他的专著时，首先采用了水动力学这个名词并作为书名；1880年前后出现了空气动力学这个名词；1935年以后，人们概括了这两方面的知识，建立了统一的体系，统称为流体力学。 研究内容：研究得最多的流体是水和空气。 1、流体静力学：关于流体平衡的规律，研究流体处于静止（或相对平衡）状态时，作用于流体上的各种力之间的关系； 2、流体动力学：关于流体运动的规律，研究流体在运动状态时，作用于流体上的力与运动要素之间的关系，以及流体的运动特征与能量转换等。 基础知识：主要基础是牛顿运动定律和质量守恒定律，常常还要用到热力学知识，有时还用到宏观电动力学的基本定律、本构方程（反映物质宏观性质的数学模型）和物理学、化学的基础知识。 二、流体力学的发展历史
流体力学是在人类同自然界作斗争和在生产实践中逐步发展起来的。古时中国有大禹治水疏通 江河的传说；秦朝李冰父子带领劳动人民修建的 马人建成了大规模的供水管道系统等等。 流体力学的萌芽：距今约2200年前，希腊学者阿基米德写的“论浮体”一文，他对静止时的液体力学性质作了第一次科学总结。建立了包括物理浮力定律和浮体稳定性在内的液体平衡理论，奠定了流体静力学的基础。此后千余年间，流体力学没有重大发展。 15世纪，意大利达·芬奇的著作才谈到水波、管流、水力机械、鸟的飞翔原理等问题；17世纪，帕斯卡阐明了静止流体中压力的概念。但流体力学尤其是流体动力学作为一门严密的科学，却是随着经典力学建立了速度、加速度，力、流场等概念，以及质量、动量、能量三个守恒定律的奠定之后才逐步形成的。 流体力学的主要发展： 17世纪，力学奠基人牛顿（英）在名著《自然哲学的数学原理》（1687年）中讨论了在流体中运动的物体所受到的阻力，得到阻力与流体密度、物体迎流截面积以及运动速度的平方成正比的关系。他针对粘性流体运动时的内摩擦力也提出了牛顿粘性定律。使流体力学开始成为力学中的一个独立分支。但是，牛顿还没有建立起流体动力学的理论基础，他提出的许多力学模型和结论同实际情形还有较大的差别。 之后，皮托（法）发明了测量流速的皮托管；达朗贝尔（法）对运动中船只的阻力进行了许多实验工作，证实了阻力同物体运动速度之间的平方关系；瑞士的欧拉采用了连续介质的概念，把静力学中压力的概念推广到运动流体中，建立了欧拉方程，正确地用微分方程组描述了无粘流体的运动；伯努利（瑞士）从经典力学的能量守恒出发，研究供水管道中水的流动，精心地安排了实验并加以分析，得到了流体定常运动下的流速、压力、管道高程之间的关系——伯努利方程。 欧拉方程和伯努利方程的建立，是流体动力学作为一个分支学科建立的标志，从此开始了用微分方程和实验测量进行流体运动定量研究的阶段。从18世纪起，位势流理论有了很大进展，在水波、潮汐、涡旋运动、声学等方面都阐明了很多规律。法国拉格朗日对于无旋运动，德国赫尔姆霍兹对于涡旋运动作了不少研究……。在上述的研究中，流体的粘性并不起重要作用，即所考虑的是无粘性流体。这种理论当然阐明不了流体中粘性的效应。 19世纪，工程师们为了解决许多工程问题，尤其是要解决带有粘性影响的问题。于是他们部分地运用流体力学，部分地采用归纳实验结果的半经验公式进行研究，这就形成了水力学，至今它仍与流体力学并行地发展。1822年，纳维（法）建立了粘性流体的基本运动方程；1845年，斯托克斯
工程流体力学A卷及答案
工程流体力学 A 卷 一、单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．交通土建工程施工中的新拌建筑砂浆属于（ ） A 、牛顿流体 B 、非牛顿流体 C 、理想流体 D 、无黏流体 2．牛顿内摩擦定律y u d d μτ=中的y u d d 为运动流体的（ ） A 、拉伸变形 B 、压缩变形 C 、剪切变形 D 、剪切变形速率 3．平衡流体的等压面方程为（ ） A 、0=--z y x f f f B 、0=++z y x f f f C 、0d d d =--z f y f x f z y x D 、0d d d =++z f y f x f z y x 4．金属测压计的读数为（ ） A 、绝对压强p ' B 、相对压强p C 、真空压强v p D 、当地大气压a p 5．水力最优梯形断面渠道的水力半径=R （ ） A 、4/h B 、3/h C 、2/h D 、h 6．圆柱形外管嘴的正常工作条件是（ ） A 、m 9,)4~3(0>=H d l B 、m 9,)4~3(0<=H d l C 、m 9,)4~3(0>>H d l D 、m 9,)4~3(0< 化工工程师年终总结模板 紧张忙碌的20xx年即将过去，充满希望的20xx年已悄然而至。在过去的一年里，在单位领导的精心培育和教导下，通过自身的不断努力，无论是思想上、学习上还是工作上，都取得了长足的发展和巨大的收获，但也有不足，现将工作总结如下： 一、20xx年的工作成果 1、工作上，我一直严格要求自己，刻苦钻研业务，争当行家里手。就是凭着这样一种坚定的信念，为了尽快掌握催化裂化操作，我每天都风雨无阻，特别是冬天，冰天雪地，我常常要提前半个多小时上班，养成了早到单位的习惯，到了单位，先将劳保穿戴整齐，再认真检查各容器的液位和每一条伴热线，也是这个习惯，给了我充足的时间学习到更多的业务知识，为我的工作的顺利开展打下了良好的基础。我工作的岗位是反应外操，在日常工作上我尽心尽力，本着不断发现问题，解决问题的积极态度开展各项工作，十月份的一天夜里九点多钟，我忙碌了一天准备交班时，火炬被吹灭，这将导致酸性气体无法燃烧污染空气和危及人身安全。我和同事不顾一天的劳累又拿起管钳冲向火炬院，由于天黑风大很难点着火，但是我们没有放弃，不厌其烦，在采取了多种措施之后终于成功点燃火炬。 2、学习上，自从参加工作以来，我从没有放弃学习理论知识和业务知识。虽然我已取得大专学历，但我没有满足于现状，经常利用工作之余读书自学英语等知识。学习理论的同时，更加钻研业务，平时在工作中遇到不懂得问题，主动向老师傅请教，并详细做下记录以备以后参考，并把学到的知识融会到工作中去， 通过日积月累使业务水平不断提高。在单位组织的各项活动中我也积极响应，经常参加单位组织的各项培训和竞赛，于今年五月份参加了压力容器培训并顺利取证;于九月份参加局工人技术比武，取得了优异的成绩，展示了自我，受到了单位的嘉奖。 3、落实各项安全防护措施，个人安全意识有所增强。催化裂化操作是一项危险系数较高的工作，需要高度的责任心和严格的操作规程。因此我不断强化自我保护意识，坚持把安全工作放在首位，做到天天讲安全，天天贯彻安全，天天检查安全，不管任何作业项目，对安全防护措施都落实到位，做到心中有数，忙而不乱，确保作业中的安全。回顾我全年的各项工作，都能够安全高效地完成，无一例违反安全操作规程的作业。 二、工作中存在的问题 从事催化裂化工作以来，深深感受到工作的繁忙、责任的重大;大事、小事压在身上，往往重视了这头，却忽视了 那头，有点头轻脚重，没能全方位地进行系统地工作，主要表现在以下几个方面： ①、刚参加工作不久，没有足够的经验，对于大型设备的操作还不能熟练掌握。 ②、理论知识掌握不够扎实，实践能力还需提高，理论与实践联系不够。 以上问题，虽然对工作的影响不是很大，但我总觉得没有尽到一个催化裂化操作工的职责，在今后工作中自己将努力做到更好。 流体及其主要物理性质 7 相对密度0.89的石油，温度20oC 时的运动粘度为40cSt ，求动力粘度为多少？ 解：89.0== 水 ρρ d ν＝40cSt ＝0.4St ＝0.4×10-4 m 2 /s μ＝νρ＝0.4×10-4 ×890＝3.56×10-2 Pa ·s 8 图示一平板在油面上作水平运动，已知运动速度u=1m/s ，板与固定边界的距离δ=1，油的动力粘度μ＝1.147Pa ·s ，由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布，求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少？ 解：233/10147.110 11147.1m N dy du ?=??==-μ τ 9 如图所示活塞油缸，其直径D ＝12cm ，活塞直径d ＝11.96cm ，活塞长度L ＝14cm ，油的μ＝0.65P ，当活塞移动速度为0.5m/s 时，试求拉回活塞所需的力F=？ 解：A ＝πdL , μ＝0.65P ＝0.065 Pa ·s , Δu ＝0.5m/s , Δy=(D-d)/2 ()N dy du A F 55.82 1096.11125 .010141096.1114.3065.0222=?-??????==---μ流体静力学 6油罐内装相对密度0.70的汽油，为测定油面高度，利用连通器原理，把U 形管内装上相对密度为1.26的甘油，一端接通油罐顶部空间，一端接压气管。同时，压气管的另一支 引入油罐底以上0.40m 处，压气后，当液面有气逸出时，根据U 形管内油面高差h ＝0.70m 来推算油罐内的油深H 为多少？ 解：p －γ甘油Δh ＝p －γ汽油（H-0.4） H ＝γ甘油Δh/γ汽油+0.4=1.26×0.7/0.70+0.4=1.66m 7为测定油品重度，用如下装置，经过1管或2管输入气体，直至罐内油面出现气泡为止。用U 形管水银压力计分别量出1管通气时 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.流量单位时间经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。 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动, 其流函数为kxy , 则x v ＝ kx , y v ＝ -ky 。( 2分) 12．某正激波前速度系数为2.3, 则波后速度系数为 0.435 。( 1分) 13．如图5所示为小扰动在不同来流速度场的传播, 则来流速度在图a 中 B , 图b 中A 。( A ．Ma ＞1 B ．Ma ＜1 C ．Ma =1＝。( 1 分) 图5(a) 图5(b) 图6 14．设某管路的水力直径为4.8m, 则其水力半径为 1.2 m 。( 1分) 15．某二元不可压流场, 35x v x =, y x v y 215-=, 则过点( 1, 2) 的a x =75。( 2分) 17．某流场的速度分布为k xyz j yx i xy v 422-+=, 则该流场为 A 。( A ．不 可压 B ．可压缩) 。( 2分) 19．为了获得超声速气流应使用 B 。( A ．收缩喷管 B ．缩放喷管) 。 ( 1分) 1.流体是一种受任何微小 剪切力 作用时, 都会产生连续变形的物质。 2.作用于流体上的力按其性质能够分为表面力和 质量力 。 3.缓变流任意过流截面静压力分布特点: c g p z =+ρ 。 最新文件---------------- 仅供参考--------------------已改成-----------word文本 --------------------- 方便更改 赠人玫瑰，手留余香。 《工程流体力学》课程教学大纲 英文名称：Engineering Fluid Mechanics 课程编号： 学时数：72 其中实验学时数：12 课程性质：必修课 先修课程：高等数学，理论力学等 适用专业：建筑环境与能源应用工程专业 一、课程的性质、目的和任务 本课程的性质：流体力学是建筑环境与设备工程专业的一门主要技术基础课。是该专业工程技术人员必须掌握的知识。它是研究流体平衡、运动及能量间内在联系与相互转换规律的一门学科，是一门以流体基础理论为主，结合一般工程技术的课程。学生通过本课程的学习后，能够获得流体力学方面基础理论的系统知识，实验技能和一定的分析、解决问题的能力。是后续专业课程学习的基础。 课程教学所要达到的目的是：1、使学生掌握流体静止及运动时的规律以及流体与固体之间的相互作用，并掌握这些规律在工程实际当中的应用，为后续专业课程的学习打下坚实的理论基础。2、通过课堂教学和实验课使学生对工程 实践中有关的流体力学问题有较广泛而系统的理论知识、必要的实验技能和一定的分析和解决问题的实际能力。 本课程的任务：通过本课程的学习，学生应掌握流体力学的基本概念，基本理论，以及水力计算的基本方法。使学生具备必要的基础理论和一定的分析、解决实际工程中问题的能力，为学习后继专业课程及从事专业技术工作和进行科学研究奠定必要的基础。 二、课程教学内容及基本要求 第1章绪论 1.1 作用于流体上的力 1.2 流体的主要力学性质 1.3 牛顿内摩擦定律 1.4 流体的力学模型 基本要求： 了解本课程在专业及工程中的应用； 掌握流体主要物理性质，特别是粘性和牛顿内摩擦定律；作用在流体上的力；连续介质、不可压缩流体及理想流体的概念。 第2章流体静力学 2.1 流体静压强及其特性 2.2 流体静压强的分布规律 2.3 流体静压平衡微分方程及其积分形式 2.4 重力作用下流体静压分布规律 2.5 压强的测量、计算与应用 2.6 作用于平面的流体静压力 2.7 作用于曲面的流体静压力 工程流体力学课后作业答案-莫乃榕版本 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；40C 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： ρρ= d ，0 γγ=c 3 0/830100083.0m kg d =?=?=ρρ 3 0/81348.9100083.0m N c =??=?=γγ 1-2解：3 36 /1260101026.1m kg =??=-ρ 3 /123488.91260m N g =?==ργ 1-3 解 ：2 69/106.191096.101.0m N E V V V V p p V V p p p ?=??=?-=?-=????-=ββ 1-4解： N m p V V p /105.2104101000295 6 --?=?=??-=β 2 99 /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： 2 6400/1027.16108.9140004 .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0.18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 ()()) (63.197108.9140001018.01200006.01200 1145 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 .028.01.0100 28 =?=μ 石油的运动粘度：s m /1011.39 .01000028.025 -?=?==ρμ ν 1-7解：石油的运动粘度：s m St /1044.0100 40 25 -?===ν 工程师个人专业技术总结三篇 【导语】眼间又到了年终岁尾，这一年就要在很充实忙碌的工作中过去了。《工程师个人专业技术总结三篇》是为大家准备的，希望对大家有帮助。 篇一 本人自一九八九年任化工工程师以来，在各专业技术人员的支持下，在本人的勤奋努力下，工作取得了一些成绩，以下谈谈我的几点工作体会。如有不够，敬请原谅。 一、专业技术人员应充分理解科技是第一生产力的意义，应将专业技术和市场经济紧密结合起来。 我认为，邓小平同志倡导的“科技是第一生产力”的深远意义，在于将专业技术转化为生产力，并应用到实践工作中，在转化过程中实现专业技术的升华，造就自己，体现个人对社会的价值。 将专业技术转化为生产力，我做了一定的工作，也取得了一定的成绩。比如91年，将我厂硫酸车间“一转一吸”生产工艺改为“二转二吸”生产工艺，原“一转一吸”生产流程所产生的二氧化硫转化率低，造成排放于空气的二氧化硫超标，产量低，影响了本公司的经济效益又污染了环境。通过这次改造，二氧化硫排放量达到国家的排放标准，并通过了省、市两级环保部门的验收，硫酸产量由原来年产1、5万吨提高到2万吨，大大满足了我厂磷肥生产的需要。还有更重要的一点是减少了空气污染，改善了工人工作环境和附近居民的生 活环境。 另外，1992年，我引进华南理工大学化工研究所研制的换热器新技术，即把硫酸车间换热器更换成空心环管壳式换热器。在这次技改中被换下的六台换热器，由原来的折流板式更换成空心环管壳式，使用面积由原来的1835M2减少到1210M2，气体总压降由原来的15050Pa降到6320Pa，硫酸产量均换87T/d计，所需用热面积由原来的22、1M2（t·d）降至14、58M2（t·d），使我厂每年节约生产用电270000KWh，达到节能降耗的目的，取得了直接经济效益。 在实行技术改革实践的过程中，成效比较显著的是普钙车间的湿法生产改造工程。1990年8月—12月，普钙车间投资120万元，将传统的干法生产改为湿法生产，年产量由原来的3万吨提高到6万吨。工艺流程缩短了，省略了干法生产中的干燥、配酸系统和除尘设备，从而使生产成本降低了，据统计，就燃料、电耗、大气污染三项每年共计节约50万元。 二、基础理论是搞好专业技术工作的前提。 “万丈高楼从地起”，人类历史从一开始就存在着这样一条自然规律，即人类无论从事何种社会活动都是从基础开始。基础是否牢固，直接影响其今后的发展，因此，没有基础，就谈不上发展，没有扎实的基础理论去指导专业技术工作，就没有技术成果的产生。而每一基础理论的突破，都孕育着一场技术革命，可见基础理论对专业技术工作来说，是何等的重要。 我一向都比较注重基础理论的学习，而且根据本企业的生产实际 32学时流体力学课复习题 一、填空题 1、流体是一种受任何微小的剪切力作用时都会产生连续变形的物质。 2、牛顿内摩擦定律=μ其中的比例系数称为动力黏性系数(动力粘度) 。 3、作用于流体上的力按其性质可以分为表面力力和质量力 4、水力学中，单位质量力是指作用在单位_质量_ 液体上的质量力。 5、单位质量力的量纲是L/T2。 6、对于不同的流体，体积弹性系数的值不同，弹性模量越大，流体越不易被压缩。 7、某点处的绝对压强等于该处的大气压强减去该处的真空度。 8、某点处的真空等于该处的大气压强减去该处的绝对压强。 9、某点处的相对压强等于该处的绝对压强减去该处的一个大气压。 10、根据粘性的大小，粘性流体的流动状态可分为层流和紊流。 11、根据流体是否有粘性，流体可分为粘性流体和理想流体。 12、根据流动参数随时间的变化，流体流动可分为定常流动和非定常流动。 13、连续性方程是质量守恒定律在流体力学上的数学表达形式。 14、总流伯努利方程是机械能守恒定律在流体力学上的数学表达形式。 15、计算局部阻力的公式为：；计算沿程阻力的公式为：。 16、相似条件包括几何相似、运动相似和动力相似。 17、沿程阻力主要是由于流体内摩擦力引起的，而局部阻力则主要是由于流动边界局部形状急剧变化引起的。 18、连续性方程表示控制体的__质量_____守恒。 19、液体随容器作等角速度旋转时，重力和惯性力的合力总是与液体自由面_垂直。 20、圆管层流中断面平均流速等于管中最大流速的1/2 二、简答题 1、简述液体与气体的粘性随温度的变化规律，并说明为什么？ 答: 温度升高时液体的黏性降低，因为液体的粘性主要是分子间的内聚力引起的，温度升高时，内聚力减弱，故粘性降低，而造成气体粘性的主要原因在于气体分子的热运动，温度越高，热运动越强烈，所以粘性就越大 2、请详细说明作用在流体上的力。 作用在流体上的力按其性质可分为表面力和质量力，表面力是指作用在所研究流体表面上的力，它是由流体的表面与接触的物体的相互作用差生的，质量力是流体质点受某种力场的作用力，它的大小与流体的质量成正比 3、简述连续介质假说。 连续介质假设将流体区域看成由流体质点连续组成，占满空间而没有间隙，其物理特性和运动要素在空间是连续分布的。从而使微观运动的不均匀性、离散性、无规律性与宏观运动的均匀性、连续性、规律性达到了和谐的统一。（宏观无限小微观无限大） 4、何谓不可压缩流体？在什么情况下可以忽略流体的压缩性？ 除某些特殊流动问题，工程实际中将液体看作是密度等于常数的不可压缩流体，当气体的速度小于70m/s 且压力和温度变化不大时也可近似地将气体当作不可压缩流体处理 5、流体静压力有哪两个重要特征？ 特征一：在平衡的流体中，通过任意一点的等压面，必与该点所受的质量力互相垂直。 特征二：当两种互不相混的液体处于平衡时，它们的分界面必为等压面。 6、不同形状的敞开的贮液容器放在桌面上，如果液深相同，容器底部的面积相同，试问作用于容器底部的总压力是否相同？桌面上受到的容器的作用力是否相同？为什么？ 容器底部的总压力=液体压强x面积，而压强由液深决定（同种液体），所以作用于容器底部的总压力相同； 桌面上所受力是整个储有液体容器的重力，桌面上受到的容器的作用力因容器总重量不同而不同。 本题目也有漏洞：不同形状的敞开的贮液容器，体积关系不能确定，其总重量不一定相同或也不一定不同。 7、相对平衡的液体的等压面形状与什么因素有关？ 质量力（在平衡点流体中，通过任意一点的等压面必须与该店所受的质量力互相垂直） 8、静力学的全部内容适用于理想流体还是实际粘性流体？或者两者都可？为什么？ 流体处于静止或相对静止状态时，各流体质点间没有相对运动，速度梯度等于零，切向应力也等于 流体：一种受任何微小剪切力作用，都能产生连续变形的物质。 流动性：当某些分子的能量大到一定程度时，将做相对的移动改变它的平衡位置。 流体介质：取宏观上足够小、微观上足够大的流体微团，从而将流体看成是由空间上连续分布的流体质点所组成的连续介质 压缩性：流体的体积随压力变化的特性称为流体的压缩性。 膨胀性：流体的体积随温度变化的特性称为流体的膨胀性。 粘性：流体内部存在内摩擦力的特性，或者说是流体抵抗变形的特性。 牛顿流体：将遵守牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体，反之称为非牛顿流体。 理想流体：忽略流体的粘性，将流体当成是完全没有粘性的理想流体。 表面张力：液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。 表面力：大小与表面面积有关而且分布作用在流体微团表面上的力称为表面力。 质量力：所有流体质点受某种力场作用而产生，它的大小与流体的质量成正比。 压强：把流体的内法线应力称作流体压强。 流体静压强：当流体处于静止或相对静止时，流体的压强称为流体静压强。 流体静压强的特性：一、作用方向总是沿其作用面的内法线方向。二、任意一点上的压强与作用方位无关，其值均相等（流体静压强是一个标量）。 绝对压强：以完全真空为基准计量的压强。 相对压强：以当地大气压为基准计量的压强。 真空度：当地大气压-绝对压强 液体的相对平衡：指流体质点之间虽然没有相对运动，但盛装液体的容器却对地面上的固定坐标系有相对运动时的平衡。 压力体：曲面上方的液柱体积。 等压面：在平衡流体中，压力相等的各点所组成的面称为等压面。特性一、在平衡的流体中，过任意一点的等压面，必与该点所受的质量力互相垂直。特性二、当两种互不相混的液体处于平衡时，它们的分界面必为等压面。 流场：充满运动流体的空间称为流场。 定常流动：流场中各空间点上的物理量不随时间变化。 缓变流：当流动边界是直的，且大小形状不变时，流线是平行（或近似平行）的直线的流动状态为缓变流。 急变流：当流边界变化比较剧烈，流线不再是平行的直线，呈现出比较紊乱的流动状态 燕山大学机械工程学院 工程流体力学项目报告 项目题目：管网计算机求解 课程名称：工程流体力学 指导教师：刘涛 小组成员：高佳星贾登甲 刘泽隋济泽 日期：2012年10月12日 应用计算机建模解决管网设计计算与优化调度问题是当前给水管网新理论、新技术发展的基本方向。通过合理的设计和运行管理,可以提高给水管网的管理效率,节约运行费用。国内外的科研工作者们已经做了大量工作并取得了相应的成果。以面向对象的高级语言如V B、V C开发的软件包已有不少得到了实际应用。但是由于管网计算问题本身的复杂性,采用此类高级语言来求解管网数学模型也带来了开发周期长,对计算机等硬件要求较高,计算速度较慢等问题。 M atlab是美国M athworks公司自20世纪80年代中期推出的数学软件,它源于矩阵运算,并已发展成一种高度集成的计算机语言。M atlab具有强大的科学运算能力,提供了灵活的程序设计流程、丰富的函数库以及与其他语言的接口功能,加上高质量的图形可视化处理与友好的界面设计风格,它已成为当今工程界最具活力,应用最广的软件之一。以M atlab作为开发平台,采用面向对象的可视化界面技术使用户能建立具有树状网和环状网的城市给水混合型管网可视化计算模型;并可根据管网的结构参数(如管网图形、管段长度、阻力系数、节点流量等)迅速进行平差计算得到各管段的流量和水头损失等水力要素。 一：项目目的及要求二：MATLAB软件介绍三：理论依据 四：编辑代码 五：计算机计算结果六：手算计算结果七：小组分工 八：小组成员感想 项目目的及要求 一：目的 学习和掌握管网串并联特性，复杂管网的计算方法，复杂管网的计算机求解 二：要求 1)查阅相关文献，查找符号分析方面的软件 2）掌握复杂管网的计算方法 3）计算和分析 MATLAB软件介绍 MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据 分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。 MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，和Mathematica、Maple并称为三 工程流体力学 习题详解 第一章 流体的物理性质 【1－1】500cm 3的某种液体，在天平上称得其质量为0.453kg ，试求其密度和相对密度。 【解】 3340.4530.90610 kg/m 510 m V ρ-= ==?? 3 3 0.906100.9061.010w ρδρ?===? 【1－2】 体积为5m 3的水，在温度不变的条件下，当压强从98000Pa 增加到4.9×105Pa 时， 体积减少1升。求水的压缩系数和弹性系数。 【解】由压缩系数公式 105 10.001 5.110 1/Pa 5(4.91098000) p dV V dP β-=-==???- 911 1.9610 Pa 5.1 p E β= = =? 【1－3】温度为20℃，流量为60 m 3/h 的水流入加热器，如果水的体积膨胀系数βt =0.00055K -1，问加热到80℃后从加热器中流出时的体积流量变为多少？ 【解】根据膨胀系数 1t dV V dt β= 则 211t Q Q dt Q β=+ 3600.00055(8020)6061.98 m /h =??-+= 【1－4】图中表示浮在油面上的平板，其水平运动速度为u =1m/s ，δ=10mm ，油品的粘度μ=0.9807Pa·s ，求作用在平板单位面积上的阻 力。 【解】根据牛顿内摩擦定律 =du dy τμ 则 21 =0.980798.07N/m 0.01 τ? = 【1－5】已知半径为R 圆管中的流速分布为 r z u 习题1-4图 油 δ u y x 2 2=(1)r u c R - 式中c 为常数。试求管中的切应力τ与r 的关系。 【解】根据牛顿内摩擦定律 =du dy τμ 则 2222=[(1)]d r r c c dr R R τμμ-=- 第二章 流体静力学 【2－1】容器中装有水和空气，求A 、B 、C 和D 各点的表压力？ 【解】 3434222 3232() ()()(2) MA MB MA MC MB MD MC p g h h p p g h h h gh p p gh p p g h h g h h ρρρρρρ=+=-++=-==-=-+=-+ 【2－2】如图所示的U 形管中装有水银与水，试求： (1)A 、C 两点的绝对压力及表压力各为多少？ (2)求A 、B 两点的高度差h ？ 【解】 (1) ()w 0.3a b A a p p g ρ=+? w 0.3MA p g ρ=? ()w H 0.30.1ab C a p p g g ρρ=+?+? w H 0.30.1MC p g g ρρ=?+? (2)选取U 形管中水银的最低液面为等压面，则 w H 0.3g gh ρρ?= 得 w H 0.3 22 cm h ρρ?== 【2－3】 在一密闭容器内装有水及油，密度分别为ρw 及ρo ，油层高度为h 1，容器底部装有水银液柱压力计，读数为R ，水银面与液面的高度差为h 2，试导出容器上方空间的压力p 与读 数R 的关系式。 【解】选取压力计中水银最低液面为等压面，则 1w 21()o H p gh g h R h gR ρρρ+++-= 得 1w 21()H o p gR gh g h R h ρρρ=--+- 题2－1图 ? ?A ?B ?C p a h 1 h 2 h 3 h 4 空气 空气 D 题2－2图 p a C p a 30cm 10cm h A B 水 水银 水 油 ? p h 1 h 2 R 题2－3图 第1章 绪论 选择题 【1.1】 按连续介质的概念，流体质点是指：（a ）流体的分子；（b ）流体内的固体颗粒； （c ）几何的点；（d ）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 解：流体质点是指体积小到可以看作一个几何点，但它又含有大量的分子，且具有诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。 （d ） 【1.2】 与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是：（a ）切应力和压强；（b ）切应力和剪切变 形速度；（c ）切应力和剪切变形；（d ）切应力和流速。 解：牛顿内摩擦定律是 d d v y τμ =，而且速度梯度d d v y 是流体微团的剪切变形速度 d d t γ，故d d t γ τμ=。 （b ） 【1.3】 流体运动黏度υ的国际单位是：（a ）m 2 /s ；（b ）N/m 2 ；（c ）kg/m ；（d ）N·s/m 2 。 解：流体的运动黏度υ的国际单位是/s m 2 。 （a ） 【1.4】 理想流体的特征是：（a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无黏性；（d ）符合RT p =ρ 。 解：不考虑黏性的流体称为理想流体。 （c ） 【1.5】当水的压强增加一个大气压时，水的密度增大约为：（a ）1/20 000；（b ） 1/1 000；（c ）1/4 000；（d ）1/2 000。 解：当水的压强增加一个大气压时，其密度增大约 95d 1 d 0.51011020 000k p ρ ρ -==???= 。 （a ） 【1.6】 从力学的角度分析，一般流体和固体的区别在于流体：（a ）能承受拉力，平衡时 不能承受切应力；（b ）不能承受拉力，平衡时能承受切应力；（c ）不能承受拉力，平衡时不能承受切应力；（d ）能承受拉力，平衡时也能承受切应力。 解：流体的特性是既不能承受拉力，同时具有很大的流动性，即平衡时不能承受切应力。 （c ） 【1.7】下列流体哪个属牛顿流体：（a ）汽油；（b ）纸浆；（c ）血液；（d ）沥青。 解：满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 （a ） 【1.8】 15C o 时空气和水的运动黏度6215.210m /s υ-=?空气，621.14610m /s υ-=?水，这说明：在运动中（a ）空气比水的黏性力大；（b ）空气比水的黏性力小；（c ）空气 与水的黏性力接近；（d ）不能直接比较。 解：空气的运动黏度比水大近10倍，但由于水的密度是空气的近800倍，因此水的黏度反而比空气大近50倍，而黏性力除了同流体的黏度有关，还和速度梯度有 关，因此它们不能直接比较。 （d ） 【1.9】 液体的黏性主要来自于液体：（a ）分子热运动；（b ）分子间内聚力；（c ）易变形 性；（d ）抗拒变形的能力。解：液体的黏性主要由分子内聚力决定。 （b ）化工工程师年终总结
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