牛頓流體作用在流體上的切向應力與它所引起的角變形速度之間的關系符合牛頓內摩擦定1-2:什么是連續介質模型？為什么要建立？1）將流體作為由無窮多稠密、沒有間隙的流體質點構成的連續介質，于是可將流體視為在時間和空間連續分布的函數。2）①可以不考慮流體復雜的微觀粒子運動，只考慮在外力作用下的微觀運動；②可以用連續函數的解析方法等數學工具去研究流體的平衡和運動規律。1）密度：單位體內流體所具有的質量，表征流體的質量在空間的密集程度。相對密度：在標準大氣壓下流體的密度與4℃時純水的密度的比值。1）壓縮性：在一定的溫度下，單位壓強增量引起的體積變化率定義為流體的壓縮性系數，其值越大，流體越容易壓縮，反之，不容易壓縮。2）膨脹性：當壓強一定時，流體溫度變化體積改變的性質稱為流體的膨脹性氣體和液體都是可壓縮的，通常將氣體時為可壓縮流體，液體視為不可壓縮流體。水下爆炸：水也要時為可壓縮流體；當氣體流速比較低時也可以視為不可壓縮流體。1）流體流動時產生內摩擦力的性質程為流體的黏性2）黏性是流體的本身屬性，永遠存在。表面張力，是液體表面層由于分子引力不均衡而產生的沿表面作用于任一界線上的張力毛細現象：由于內聚力和附著力的差別使得微小間隙的液面上升和下降的現象。上升和下降的高度與流體的種類，管子的材料、液體接觸的氣體種類和溫度有關2-1:流體靜壓強有哪些特性？1）特性一：流體靜壓強的作用方向沿作用面的內法線方向特性二：靜壓強與作用面在空間的方位無關，只是坐標點的連續可微函數在靜止流體內的任一點上，作用在單位質量流體上的質量力與靜壓強的合力相平衡2-3：什么是等壓面？等壓面的方程是什么？有什么重要性1）在流體中壓強相等的點組成的面。3）性質：在靜止流體中，作用于任意點的質量力垂直于經過該點的等壓面。水頭:單位重量流體所具有的能量也可以用液柱高來表示2-4：寫出流體靜力學基本方程的幾種表達式。說明流體靜力學基本方程的適用范圍以及物理意義、幾何意義。量流體的總勢能為常數。2-5：什么是絕對壓強、計時壓強和真空？它們之間有什么關系？1）絕對壓強：以完全真空為基準計量的壓強。4）真空：當被測流體的絕對壓強低于大氣壓強時，測得的計示壓強為負值，此時，流真空的大小，與半徑，旋轉角度，流體密度有關。2-6：不同形狀的儲液容器，若深度相同，容器底面積相同，試問液體作用在底面的總壓力2-7什么是壓力中心？什么是壓力體？它有何用途？什么是實壓力體和虛壓力體？1）總壓力的作用線和平面的交點稱壓力中心。2）曲面和自由液面或者自由液面的延長面包容的體積。虛壓力體：壓力體中沒有液體2-8：有一傾斜平板浸沒在靜止液體中，當此平板繞其形心轉動時，其作用于此傾斜平板上3-1：拉格朗日法和歐拉法在分析流體運動上有什么區別？為什么常用歐拉法？3-3：流線和跡線有何區別？在什么條件下流場中的流線和跡線相重合？1）跡線是同一流體質點在不同時刻的位移曲線，曲線上的流體質點的運動方向和該曲線相切。1流線不能彼此相交和轉折，只能平滑過渡。3在定常流動中，流線不隨時間改變其位置和形狀，流線和跡線重合。3-4：什么是定常流動？什么是非定常流動？舉例說明不同之處。3）當水泵的轉速不變時，進水管和出水管中的流動就是定常的。當水泵的轉速變化時，進水管和出水管中的流動就是非定常的。1）把水力半徑相等的圓管直徑定義為非圓管的當量直徑。3-6：什么是系統？什么是控制體？說明輸運公式的意義。3）任一瞬時系統內物理量N（如質量、動量和能量等）隨時間的變化率等于該瞬時其控制體內物理量的變化率與通過控制體表面的凈通量之和。3-7：連續方程的物理意義是什么？單位時間內控制體內流體質量的增量，等于通過控制體表面的質量的凈通量。3-8：應用動量方程時應注意什么問題？①動量方程是一個矢量方程，每一個量均具有方向性，必須根據建立的坐標系判斷各個量在坐標系中的正負號。②根據問題的要求正確地選擇控制體，選擇的控制體必須包含對所求作用力有影響③方程左端的作用力項包括作用于控制體內流體上的所有外力，但不包括慣性力。④方程只涉及到兩個流入、流出截面上的流動參數，而不必顧及控制體內是否有間3-9：論述理想流體微元流束伯努利方程中各項的物理意義和幾何意義，并說明方程適用范1）2＋z+p=H式中左邊各項的物理意義分別為單位重量流體的動能、位置勢能和壓強勢能，幾何意義分別為單位重量流體的速度水頭、位置水頭、壓強水頭。3）理想不可壓縮的重力流體作一維定常流動時的一條流線或者一個微元流管上。1）幾何相似：模型和原型的全部對應線形長度的比值為一定常數。2）運動相似：滿足幾何相似的流場中，對應時刻、對應點流速（加速度）的方向一致，大小的比例相等，即它們的速度場（加速度場）相似。3）動力相似：兩個運動相似的流場中，對應空間點上、對應瞬時作用在兩相似幾何微團上的力，作用方向一致、大小互成比例，即它們的動力場相似。4-2：常用的相似準則數有哪些？分別闡述每個準則數的物理意義。1）牛頓數Ne：作用力與慣性力的比值2）弗勞德數Fr：慣性力與重力的比值3）雷諾數Re：慣性力與粘性力的比值4）歐拉數Eu：總壓力與慣性力的比值5）柯西數Ca：慣性力與彈性力的比值6）馬赫數Ma：慣性力與彈性力的比值7）韋伯數We：慣性力與表面張力的比值8）斯特勞哈爾數Sr：當地慣性力與遷移慣性力的比值4-3：應用動力相似進行模擬實驗時，如何決定模型尺寸？如何安排實驗條件？1）根據定性準則的需要決定。__???2）①任何相似的流動都是屬于同一類的流動，相似流場對應點上的各種物理量，都應②相似流場對應點上的各種物理量都有唯一確定的解，即流動滿足單值條件；③由單值條件中的物理量所確定的相似準則數相等是流動相似也必須滿足的條件。4-4：什么是量綱一致性原則？量綱分析法有何用處？1）物理方程中要求每一項量綱都相同。2）通過量綱分析，能將影響物理現象的各種變量合理組合，使問題大大簡化。5-1：黏性流體總流的伯努利方程和理想流體微元流束的伯努利方程有何不同？應用條件是的損失。層流α=2，β=4/3；紊流，都為1②流體為黏性不可壓縮的重力流體；③方程的兩過流斷面必須是緩變流截面，而不必顧及兩截面間是否有急變流。5-2：什么是層流？什么是紊流？圓管中，怎樣判別流層或紊流狀態?1）流體在管內流動時，其質點沿著與管軸平行的方向作平滑直線運動，這種流動狀態稱為層流。流速小于臨界流速，層流，沿程損失與平均流速的一次方成正比2）當流速超過臨界流速時，流線不再清楚可辨，稱為紊流。沿程損失與平均流速的1.75~2次方成正比3）實際工程中，當Re≤2000時，流動為層流；當Re＞2000時，即認為流動是紊流。4）臨界流速與流體的黏度成正比，和管子的直徑成反比。5-3試從流動特征、流速分布、切應力分布以及水頭損失等方面來比較圓管中的層流和紊流①圓管中的層流：平穩有規律的流動狀態；流速分布規律為旋轉拋物面；同一截面上的切向應力的大小與半徑成正比；沿程損失與平均流速的一次方成正比。②圓管中的紊流：極不規則的流動狀態；層流底層內的速度分布呈線性分布，湍流核心區速度分布呈對數分布規律；？？？？？？表征流體運動狀態的各種物理量也表現5-4：輸水管道的流量一定時，隨著管徑增加，雷諾系數是增加還是減小？雷諾數是衡量慣性力與粘性力相對強弱的一個無量綱數。雷諾數較小時，黏滯力對流體的影響大于慣性力，流體表現為層流。若雷諾數較大時，慣性力對流場的影響大于黏滯力，流體表現為紊流。由于靠近管壁湍流脈動受到限制,黏滯力的作用增強,在緊貼管壁很薄的流層中湍流脈動消失,黏滯力的阻滯作用使流速急劇下降,速度分布比較陡峭,速度梯度大.這一流體薄層稱黏性底層。①水力光滑管：黏性底層完全淹沒了管壁的粗糙凸出部分，對流體沒有阻力。與雷諾數有關②水力粗糙管：管壁的粗糙度對紊流有影響。與雷諾數和粗糙度有關。5-8：按照尼古拉茲實驗曲線習慣將流體分為幾個區域?各區域有什么特點？如何判別？沿程過度區：情況復雜，無一定規律。紊流光滑管區：該區沿程損失系數與相對粗糙度無關，只與雷諾數有關；損失與流速的平方成正比。5-9：如何使用莫迪圖求圓管內程阻力系數流動的沿程阻力系數？首先確定流動的雷諾數Re，到莫迪圖上查對應橫坐標，再用粗糙度除以管道直徑d，如果是非圓管道，則除以當量直徑D，這個值對應著莫迪圖的右邊縱坐標和對應的曲線，找到橫坐標Re與曲線的交點，對應到莫迪圖左邊的縱坐標求得沿程阻力系數沿程能量損失發生在緩變流整個流程中的能量損失，是由于流體的黏滯力造成的損失。局部能量損失發生在流動狀態急劇變化的急變流中的能量損失，是在管件附近的局部范圍內主要由于流體微團的碰撞、流體中產生的旋渦等造成的損失。流體在彎管中的流動損失的三部分：5-10：串聯管路與分支管路的異同是什么？異：串聯管路中各管段的流量相同，分支管路則不一定相同。5-11：管道系統是怎樣分類的？管道水力計算的任1）串聯管道（管徑相同，粗糙度相同）、2）①根據給定的流量和允許的壓強損失確定管道直