在恒定流条件下,流线的形状和位置不随时间而变化,在非恒定流条件下,流线的形状和位置一般要随时间而变化。
恒定流动时,流线和迹线重合;非恒定流时,流线与迹线一般不重合。 3.均匀流有哪些特性?
均匀流的流线彼此是平行的直线,其过流断面为平面,且过流断面的形状和尺寸沿程不变。 均匀流中,同一流线上不同点的流速应相等,从而各过流断面上的流速分布相同,断面平均流速相等,即流速沿程不变。
均匀流过流断面上的动水压强分布规律与静水压强分布规律相同,即在同一过流断面上各点测压管水头为一常数。
均匀流只能发生在长直的管道或渠道这一类断面形状和大小都沿程不变地流动中,因此只有沿程损失,而无局部损失。
六、计算题:
1.如图所示为氨气压缩机用直径 d1 =76.2mm的管子吸入密度ρ1=4kg/m3的氨气,经压缩后,由直径d2 =38.1mm的管子以 v 2=10m/s的速度流出,此时密度增至ρ2=20kg/m3。求质量流量M;流入流速v1。
(1)可压缩流体的质量流量为: M??2v2A2?20?10??4?0.03812?0.228kg/s(2)根据连续方程: ?1v1A1??2v2A2?v1?
43
2.一离心水泵如图3所示的抽水量Q=20m/h,安装高度
Hs=5.5m, 吸水管直径d=100mm。若吸水管段总的水头损失hw=0.5m,试求水泵进口处的真空值pv2的大小。
(提示:取渐变流过流断面:水池液面为1-1断面,水泵进口断面为2-2断面,它们的计算点分别取在自由液面与管轴上。选基准面在水池液面上。因为水池液面远大于吸水管界面,故可认为v1=0,注意到
P1=Pa(大气压强),并令?1=?2=1.0,则对1-1断面和2-2断面列出粘性流体总流的伯努利方程求解)
2pap2?2v20??0?HS???hw
?g?g?g?2v2A20.228??9.83m/s??1A124??0.0762Q?AV?v2?QQ20/3600????0.707m/s
?23.14A2d?0.1442v20.7072pv?pa?p2??g(HS??hw)?1000?9.8?(5.5??0.5)?59050pa
2g2?9.8 9
3.有一水平放置渐缩水管,管径分别 300mm 和 150mm ,进口端压强为275 KN/m2 ,V=3m/s , 若忽略管中水流损失,求水流通过此管时作用于管上的轴向推力大小和方向。
解:由连续方程
VAV1?3 m/s , V2?11?12 m/s ,
A2
列能量方程
2 p1v12p2v2Z1???Z2?? ?g2g?g2g 2p1v12p2v2 0???0???g2g?g2g
?10002 p2?p1?(V12?V22)?275?1000?(3?122)?207.5 KN/m222
列能量方程
Rx?p1A1?p2A2??AV11(V2?V1)
0.320.1520.32?275000?3.14??207500?3.14??1000?3.14??3?(12?3)
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?13856 N 第四章
一、名词解释
1.局部损失:克服局部阻力的能量损失。
2..沿程损失:由沿程阻力引起的机械能损失。 3.水力半径:过流断面面积A和湿周X之比。 4.湿周:过流断面上流体和固体壁面接触的周界。
5.紊流:液体质点的运动轨迹是极不规则的,各部分流体互相剧烈掺混。 6.层流:液体质点的运动轨迹比较规则,各液层间毫不相混。
二、填空题
1.紊流流动中流体质点( 相互掺混 ),做无定向、(无规则)的运动,这种现象称为紊流的脉动现象。
2.圆管层流的沿程阻力系数的计算公式为( ??64)它表明圆管层流的沿程阻力系数仅与Re(雷诺数)有关。
3.在流场中,如果在任一空间点上有任何质点的( 运动要素)都随(时间 )而变化的,这种流动称非恒定流(或称非稳定流)。
4. 流体流动分(层流)和(紊流)两种状态,其判别标准是(Re?2000)。
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第一章
一、名词解释
1.理想流体:没有粘性的流体
2.惯性:是物体所具有的反抗改变原有运动状态的物理性质。
3.牛顿内摩擦力定律:流体内摩擦力T的大小与液体性质有关,并与流速梯度和接触面A成正比而与接触面上的压力无关。
4.膨胀性:在压力不变条件下,流体温度升高时,其体积增大的性质。 5.收缩性:在温度不变条件下,流体在压强作用下,体积缩小的性质。 6.牛顿流体:遵循牛顿粘性定律得流体。
二、填空题
1.流体的动力粘性系数,将随流体的(温度)改变而变化,但随流体的(压力)变化则不大。 2.动力粘度μ的国际单位是(pa?s或帕·秒)物理单位是(达因·秒/厘米或dyn?s/cm)。
2
23.运动粘度的国际单位是(米/秒、m/s ),物理单位是(沱 )。
2
24.流体就是各个(质点)之间具有很大的(流动性)的连续介质。 5.理想流体是一种设想的没有(粘性)的流体,在流动时各层之间没有相互作用的(切应力),即没有(摩擦力)
三、单选题
1. 不考虑流体粘性的流体称( )流体。 A
A 理想 B 牛顿 C 非牛顿 D 实际
2.温度升高时,空气的粘性( ) B A.变小 B.变大 C.不变 D.不能确定
3.运动粘度的单位是( ) B
2
A.s/m2 B.m2/s C.N?m/s D.N?s/m2
4.与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是( ) C A.切应力与速度 B.切应力与剪切变形 C.切应力与剪切变形速度 D.切应力与压强
5.200℃体积为2.5m3的水,当温度升至800℃时,其体积变化率为( ) C 200℃时:?1=998.23kg/m3; 800℃时:
?2=971.83kg/m3
A.2.16% B.1.28% C.2.64% D.3.08% 6.温度升高时,水的粘性( )。 A A.变小 B.变大
C.不变 D.不能确定 2.[动力]粘度?与运动粘度?的关系为( )。 B A.???? B.??
1
??? C.?? D.??
???
3.静止流体( )剪切应力。 C A.可以承受 B.能承受很小的
C.不能承受 D.具有粘性时可以承受 5.使水的体积减小0.1%时,应增大压强为( )(K=2000MPa)。 A A.2.0MPa B.2.6MPa C.2.5MPa D.2.7MPa