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综合计量工流体力学


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1.水静压强通常有如下三种表示方法( B )。 A、绝对压力、标准压力、表压力 B、绝对压力、表压力、真空度 C、绝对压力、标准压力、真空度 D、标准压力、表压力、真空度 2.在水静力学方程式P=Pa+pgh中,如果Pa为大气压力,则P表示 ( A )。 A、绝对压力 B、表压力 C、标准压力 D、真空度 3.一个标准大气压为( A )Pa。 A、101325 B、101.325 C、1013.25 D、10.1325 ∨ 4.( )静压力是随深度按直线规律变化的,即点的位置越深,压力 就越大。
P p A P – 点静压强: p lim A 0 A
– 平均静压强:
– 单位:帕斯卡(Pa)、牛顿/米2(N/m2)
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重点 流体静压力的两个特性: (1)流体静压力的方向总是与作用面垂直,并指向 作用面; (2)静止流体内部任意点处的流体静压力在各个方 向上是相等的。
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分类
沿程阻力:在边壁沿程不变的管段上,流动阻力沿程也基本不变,这类阻力 称沿程阻力。
局部阻力:在边界急剧变化的区域,阻力主要地集中在该区域及其附近, 这种集中分布的阻力称为局部阻力。
沿程损失:克服沿程阻力引起的能量损失称为沿程损失。 局部损失:克服局部阻力引起的能量损失称为局部损失。 沿程水头损失 局部水头损失 v2 hj 2g ζ:局部水头损失系数
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1.雷诺数越小,液流呈现( C )流态的可能性越大。 A、水力光滑区 B、混合磨阻区 C、层流 D、完全粗糙区 2.随着雷诺数由小到大,液流流态变化依次是( A ) A、层流、水力光滑区、混合摩阻区、完全粗糙区 B、水力光滑区、混合摩阻区、完全粗糙区、层流 C、层流、混合摩阻区、水力光滑区、完全粗糙区 D、层流、水力光滑区、完全粗糙区、混合摩阻区 3.一般输液管路中,如果Re( B )2000时,即认为是紊流。 A、等于 B、大于 C、小于 D、小于等于 4.( X )雷诺数反映了粘滞力与惯性力对比的程度。
•相对压强 p 表 ——亦称表压,以当地大气压 pa 为零点 计量的压强, p表 p绝 pa pa h pa h 。
•真空压强 p真 ——即真空度,为流体绝对压强小于当地 p p 大气压时,产生真空的程度,即: 绝 pa, 表 p绝 pa 0 p 时, 真 pa p绝 p表。
p
单位: 米2 /牛顿(m2/N=1/Pa)
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三、膨胀性 (Expansibility)
定义:在压力不变的条件下,温度升高时,流体体积增大的性质 表征: 体积膨胀系数 (
t )
体物理意义:压力不变,温度增加一个单位时的体积相对变化量。 单位: 1/ºC 或 1/K
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二、压缩性 (Compressibility)
定义:在温度不变的条件下,流体在压力作用下体积缩小的性质 表征: 体积压缩系数 ( p )
dV V p dp


体积改变量 原体积 压力改变量
物理意义:温度不变,压力增加一个单位时的体积相对变化量。 负号的含义:压力增加使得流体体积缩小,比值dp/dV 永远为负。 为保持 永远为正,冠以负号。
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1.水平等径管路,沿流动方向,压力呈( B )的变化趋势。 A、上升 B、下降 C、基本不变 D、A或B 2.伯努利方程式中位置水头是相对基准面而言的,基准面( C ) A、必须是海平面 B、必须低于管线 C、只要是水平面就可以 D、标准一致即可 3.( X )在水平等径管路,沿液流流动方向,压强有时会升高。
二、流体的基本特征
物质形态 分子距 分子引力、斥力 固态(固体) 很小 很大 液态(液体) 气态(气体) ≈分子有效直径 >>分子有效直径 中等 很小
体积较固定、形 没有固定的形状 状不固定 和体积 几何特性 保持固定的形状 和体积
不易压缩 易压缩
压缩性为气体、液体的主要区别
物理力学特性
能承受拉力、压 不能承受拉力, 不能承受拉力、 力、剪切力 静止时不能承受 静止时不能承受 剪切力 剪切力
除去作用力后, 固体应变消失 液体、气体具有流动性,通称流体
易流动性为固体与流体的主要区别
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1.流体一个最显著的特点就是在微小的外力作用下,流体将( C )。 A、发生微小的变形 B、不发生任何变形 C、发生显著变形 D、A或B
2.气体与液体及固体比较,其分子之间的作用力( B)。 A、最大 B、最小 C、居中
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稳定流动 ( 定常流动 ) ——流体所有运动要素与时间无关。
不稳定流动(不定常流动)——流体所有运动要素与时间有关。 定义:某质点在一段时间内所经过的路线。如:流星、烟火 特点:每个质点都有一个运动轨迹。
迹线
定义:某一瞬时流场中的一条曲线,其上各质点的运动方向均与 曲线相切。 特点:不稳定流时,流线的空间方位、形状随时间变化 流线 稳定流时,流线的形状不随时间变化,并与迹线重合。 流线是一条光滑曲线,既不能相交也不能转折。 意义:流线形象的描绘了流场中各质点的瞬时流动方向。
2 p1 v12 p2 v2 z1 1 z2 2 hw12 2g 2g
位置 压力 流速 水头 水头 水头
实际流体1、2断面间, 单位重量液流的平均能量损失
取三面: 基准面o-o —— 必须为水平面,作为位置水头z 的基 准面,通常取两计算断面中位置较低的断面。 计算断面I —— 已知条件比较充分的断面。 计算断面II—— 未知量所在的断面(断面应与流线垂 直)。
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1.在( D )条件下,迹线与流线完全重合。 A、液体密度不变的 B、液体密度改变的 C、不稳定流 D、稳定流 2.( ∨ )稳定流的流线具有这样两个特点,即流线形状不改变和流线 不相交。
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流体速度沿流动方向变化比较缓慢、流线分布较均匀的区段称为缓变流。 在流道上下游的缓变流区段各取一过流断面1或2。根据能量守恒可得稳 定流能量方程:

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雷诺数Re实际上表征了流动流体的惯性和粘性的比值. 若Re较大时,液流中的惯性力起主导作用,使水流呈现 紊流流态。 若Re较小时,液流中的粘性力起主导作用,使水流呈现 层流流态。 层流:Re<2000 紊流:Re>2000
紊流流态的分区 根据层流底层厚度δ (随着Re变化而变化)与管壁绝对 粗糙度K(通常为定值)之间的关系,可将紊流流态进一步划 分为三个区域: 水力光滑(管)、混合摩擦、水力粗糙(管)
L v2 hf d 2g
λ:沿程水头损失系数
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Z Y Y X Y Y Z X X X X
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定义一:流体包括气体和液体,既不能保持一定的形状, 而且具有很大的流动性。
定义二:在静力平衡时,不能承受剪切力的物质就是流 体。
定义三:流体是一种受任何微小剪切力都能连续变形的 物质,是气体和液体的通称。 要点:流体包括气体和液体,具有易流动性,且在静止 状态下不能承受剪切力。
气体的比体 积,m3/kg
与气体的性质有关, 而与气体的状态无关
注意
此式仅适用于1kg质量的气体
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1.理想气体是这样一种气体,其气体分子是( A )。 A、不占体积的质点,分子之间没有作用力 B、占微小体积的质点,分子之间没有作用力 C、占微小体积的质点,分子之间有微弱作用力 D、不占体积的质点,分子之间有微弱作用力 2.理想气体状态方程pV=nRT中,V表示( B )。 A、单位质量气体所占有的体积 B、质量为nkg气体所占体积 C、1mol气体所占有的容积 D、物质的量为nmol气体所占有的容积 3.(∨)气体常数与气体性质有关,而与气体状态无关。
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主讲教师:王雅妮
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1. 流体的基本概念 2. 流体的物理性质 3. 流体的静压特性 4. 静止流体平衡方程式 5. 理想气体状态方程式 6. 真实气体状态方程式 7. 流体运动的基本概念 8. 伯努利方程 9. 雷诺数及液流流态 10.流体阻力及水头损失 11.管道摩阻
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1.流体的压缩程度和膨胀程度同( A )有关。 A、压力和温度 B、压力和流体的体积 C、温度和流体的体积 D、盛流体的容器
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一、静压力 (pressure)
p
定义:静止流体中,作用在单位面积上的力称为静压力,亦称压强。 设微小面积Δ A上的总压力为Δ P ,则:
3.液体与固体唯一相同的是( D)。 A、都具有一定的形状 B、都具有一定的流动性 C、都不可压缩 D、都具有与气体明显的分界面——自由表面
D、不确定
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一、密度 (Density) ρ
定义:单位体积流体的质量 均质: 流体质量(kg) M

V
流体体积(m3)
非均质:
M dM lim V 0 V dV
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1.水静压强的方向永远沿着( C )。 A、与作用面平行的方向 B、作用面的外法线方向 C、作用面的内法线方向 D、不确定的方向 2.静止液体受到的表面力有( A )。 A、压力 B、切应力 C、重力 D、惯性力 3.静止液体中某一点垂直方向的水静压强( B )水平方向的 水静压强。 A、大于 B、等于 C、小于 D、A或C
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引用压缩因子z修正的实际气体状态方程式 pv=zRT
z——压缩因子是气体温度和压力的函数
1.实际气体状态方程是考虑了( D )而推导出的。 A、气体分子具有一定体积 B、气体分子之间有相互作用力 C、气体是可压缩的 D、A和B 2.实际气体状态方程式pVm=ZRT中,Z为压缩系数,同( D )有关。 A、气体的压力有关 B、气体的温度有关 C、气体的密度有关 D、A和B
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