贵州大学能源动力工程 工程流体力学参考答案及评分标准.docx

参考答案及评分标准、1 .实际的流体都是有粘性的，没有粘性的假想流体称为理想流体。2 .当管道中的阀门突然关闭，以一定压强流动着的水由于受阻流速突然降低，压强突然升高。突然升高的压强迅速地向上游传播，并在一定条件下反射回来，产生往更波动而引起管道振动的现象。3 .流场中各空间点上所有物理参数均与时间变量t无关，称作定常流动。4 .流体在管内作素流流动时，用符号表示管壁绝对粗糙度，5。表示粘性底层的厚度，则当6o>时，叫此时的管路为水力光滑管；（2分）当SoV时，叫此时的管路为水力粗糙管。（2分）5 .在绝热流动的过程中，气流的绝对压强与热力学温度为零，气流的总能量全部转化为宏观运动的动能的状态。二、1 .一般认为：液体粘性主要取决于分子间的引力，气体的黏性主要取决于分子的热运动。温度升高时，气体分子的热运动加剧，气体的粘性增大，（2分）而分子间引力变化的黏度影响可忽略不计；（1分）对于液体由于温度升高体积膨胀、分子距增大，分子间的引力减小，故液体粘性随温度升高减小，（2分）而分子的热运动变化的黏度影响可忽略不计。（1分）2 .属于等压面的是以下水平面（3分）（1）自由表面（或气液分界面）（1分）（2） 两种不互溶液体的交界面（1分）（3） 液体内能互相连通（或不被隔断）的同一种液体内的各水平面。（1分）3 .（1）方程一是流体静力学基本方程，方程二是伯努力方程。（3分）（2）方程中p/Pg是压强势能项，Z是位置势能项，v22g是动能项；（1分）方程一的物理意义当连续不可压流体处于平衡状态时，在流体的任意点上，单位重量流体的总势能为常数。（2分）（3）方程一的物理意义当连续不可压重力流体做一维定常流动时，在同一流线的不同点上，或者同一微元流束的不同截面上，单位重量流体的动能，压强势能，位置势能之和等于常数，实质是能量守恒定律在流体中的具体表现。方程一是方程二在流体静止时的特例。4.紊流真实速度在一定时间间隔内的统计平均值叫紊流的时均速度。（4分）式中：t一初始时刻T时间间隔u一瞬时速度G时均速度5.流体微团的旋转角速度不等于零的流动称为有旋流动，流体微团的旋转角速度等于零的流动称为无旋流动。数学条件：=-7×V=0无旋流动2=-7×V0有旋流动21.f<D,d,UaP,>=O选d,Uo,r为独立基本量纲，可以组成5-3=2个冗项11x=da'U'pcD112=di,2U2pc2（3分）写成量纲式O=1.rt'1.T,h'M1.-3c'fM1.T_2按量纲和谐原理求指数，对1.:0=a,+-3c1+lT:O=W-2M:O=c1+1联立求解得：ax=-2b=2Cl=-I所以，TrI=2'2，11'-T"=7=（4分）d2pVl-dpi。dU°Re7，!）二°，阻力生=/P（/）（&）或FD=认Re？'阵,dpUORe乃42令CD=（KR尚）,A=%，,贝hFD=CDA（4分）11422.假定这个三次多项式为，vx=a0-aiy-a2y2+a3y3根据下列边界条件来确定待定系数刖、a11a2和a3(以下每个条件1分)(1)在平板壁面上的速度为零，即在y=0处,Vx=O(2)在边界层外边界上的速度等于来流速度V-,即在y=6处Vx=Vs,v(v(3)在边界层外边界上，摩擦切应力=-为零，即在y=6处，=0办I)y=(4)由于在平板壁面上的速度为零，即vx=vy=0,由简化后的纳斯方程有3Vx匕a,=2Sa2=0%=_诉(3分)所以：Vv(y)=v(-(3(3分)ZOZO四、1. 由伯努利方程0+0+0=旦+0+2g得（3分）得V由静力学方程p+0水gh=0=p=-夕水gh（2分）代入2X9.807×0.1×=40.43ms（2分）1.2qv=Vd2=40.43×-×（0.4）2=5.08m5s（3分）442. Re="=2.5×105<3×105（3分）0.149×104形成层流边界层（1分）1z2O2Cf=.-=2.656×103（3分）2.5×105=44.13XlOTN（3分）10-3F=2blCf-pUl=2×1.22×1.22×2.656×-×1.2×3.0523. T=2880.0065x10000=223K（2分）tz=if=1.4×287×223=299.33ms（4分）（4分）=Maa=1.5×299.33=449m/s