北京科技大学20142015学年第一学期工程流体力学试卷.pdf

工程流体力学 A 试卷 第 1 页 共 6 页 北京科技大学 2014-2015 学年 第 一 学期 工程流体力学 试卷（A） 院(系) 班级 学号 姓名 试卷卷面成绩（满分 80 分） 占课程 考核成 绩 80% 平时 成绩 占 20% 课程考 核成绩 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 小计 得分 一、单选题（每题 2 分，共 30 分） 1. 按流体力学连续介质的概念，流体质点是指 (A) 流体的分子 (B) 流体内的固体颗粒 (C) 无大小的几何点 (D) 几何尺寸与流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体 2. 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，平衡时不能承受切应力 (C) 不能承受拉力，平衡时能承受切应力 (D) 能承受拉力，平衡时也能承受切应力 3. 以下关于流体粘性的说法，不正确的是 (A) 流体的粘性随温度的升高而增大 (B) 粘性是在运动状态下流体具有抵抗剪切变形能力的量度 (C) 流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重作用 (D) 粘性是流体的固有属性 4. 静止流体中压强的分布规律 (A) 仅适合于不可压缩流体 (B) 仅适合于理想流体 (C) 仅适合于粘性流体 (D) 既适合于理想流体、又适合于粘性流体 得 分 装 订 线 内 不 得 答 题 自 觉 遵 守 考 试 规 则 ， 诚 信 考 试 ， 绝 不 作 弊 工程流体力学 A 试卷 第 2 页 共 6 页 5. 流速不变的前提下，随着圆管直径的增加，管内流动的临界雷诺数 (A) 减小 (B) 不变 (C) 增加 (D) 不确定 6. 关于流线的描述，正确的是 (A) 流体质点在一段时间内的运动轨迹 (B) 流线上某点的法线方向为该点的速度方向 (C) 流线不能与迹线重合 (D) 通常情况下，流场中的流线与流线之间仅能相切但不能相交 7. 作用在流体上的质量力包括重力和 (A) 压力 (B) 摩擦力 (C) 惯性力 (D) 切应力 8. 圆管流动中，层流断面的流速分布符合 (A) 均匀规律 (B) 直线变化规律 (C) 抛物线变化规律 (D) 对数曲线规律 9. 一维管流中，“截面积大处流速小、截面积小处流速大”成立的必要条件是 (A) 理想流体 (B) 粘性流体 (C) 可压缩流体 (D)不可压缩流体 10. 单位时间内，控制体内由于密度变化引起的质量增量等于从控制面 (A) 流入的质量 (B) 流入与流出的质量之和 (C) 流出的质量 (D) 流入与流出的质量之差 11. 孔板流量计测量流量的主要工作原理是 (A) 连续性方程和粘流伯努利方程 (B) 连续性方程和欧拉方程 (C) 连续性方程和理想流伯努利方程 (D) 连续性方程和动量方程 12. 长为 3mm，宽为 2mm 的矩形流道，其当量直径为 (A) 2.4 mm (B) 2.5 mm (C) 2.45 mm (D) 1.2 mm 13. 当与外界无能量交换时，粘性流体总水头线的变化规律是 (A) 沿程下降 (B) 沿程上升 (C) 保持水平 (D) 前三种情况都有可能 14.长管 1、2 并联且两管直径相同、沿程损失系数相同，长度 L2 = 3L1，通过的流量为 (A) Q1 = Q2 (B) Q1 = 1.73Q2 (C) Q1 = 1.5Q2 (D) Q1 = 3Q2 15. 有一变直径管流，小管直径 d1，大管直径 d2 = 2d1，两断面雷诺数的关系是 (A) Re1 = 0.5 Re2 (B) Re1 = Re2 (C) Re1 = 1.5 Re2 (D) Re1 = 2 Re2 工程流体力学 A 试卷 第 3 页 共 6 页 二、填空题（每空 1 分，共 10 分） 1. 粘流伯努利方程中沿程损失和局部损失的单位为 ，其几何意义 是 ，物理意义是 。 2. Navier-Stokes 方程 2 1 grad V VVfpV t 三个适用条件是 、 和 。 3. 运动粘性系数 0.5cm2/s 的油在管径为 10cm 的管道内流动，流速为 6m/s, 密度为 1000kg/m3，则其雷诺数为 ，流动状态为 流。 4. 连续性方程描述了 物理定律，运动方程 描述了 物理定律。 三、计算题（40 分） 1. （4 分）如图所示，若容器 A 水面上的测压计读数为 0.205atm，容器 B 内的 真空度为 0.305atm，测压计各段液柱高度为 h = 0.5m, h1 = 200 mm, h2 = 250 mm, 求液柱 h3的高度？（忽略空气密度 a = 1.273kg/m3的影响，水银密度 h = 13600kg/m3，酒精密度 e = 800kg/m3，水密度 w = 1000 kg/m3） h a e w pgB pgA 得 分 得 分 装 订 线 内 不 得 答 题 自 觉 遵 守 考 试 规 则 ， 诚 信 考 试 ， 绝 不 作 弊 工程流体力学 A 试卷 第 4 页 共 6 页 2. （5 分）直线行驶的汽车上放置一装液体的 U 形管，两管相距 L=400mm，当汽车以 a=5m/s2的加速度行驶时，两管液面相差多少？ 3.（5 分）如图所示，一正方形 b b = 67 67cm2、质量 m = 12kg 的平板，在厚 =1.3mm 的油膜支承下，匀速沿一斜面滑下， = 30，油的动力粘性系数是 = 0.278Pa s，密度 = 1200kg/m3，求平板的下滑速度为多少？ 4. （8 分）如图所示，液压泵从开口油箱中吸油，已知泵入口的流量 Q = 5.3 10-4m3/s， 吸油管全长 L = 6m，管径 d = 25mm，泵的吸油口距油面高度 H = 5m，管路内总的局部损 失系数 K = 7.2，液压油在室温时的运动粘性系数 = 2.0 10-5m2/s，密度 = 900kg/m3，试 求泵吸油口处的真空度。 工程流体力学 A 试卷 第 5 页 共 6 页 5. （5 分）采用皮托-静压管测量空气的流速，压差计中水银柱高度为 h = 50mm，空气的 密度 a = 1.273kg/m3，水银密度 3 Hg 13600kg m，求空气的流速。 6. （5 分）水平放置的两块无限大平行平板间充满了粘性流体，平板间距离为 h。已知上 平板以等速度 U 沿 x 轴正方向运动，下板固定。忽略质量力，xy 平面上此流动满足的基 本方程为 22 22 22 22 0 1 1 uv xy uupuu uv xyxxy vvpvv uv xyyxy ， 求压力梯度驱动下平板间定常层流的速度分布。 装 订 线 内 不 得 答 题 自 觉 遵 守 考 试 规 则 ， 诚 信 考 试 ， 绝 不 作 弊 h ox y U 工程流体力学