流体力学B卷及答案

1、一、判断题（每题1分，共10分）1、 紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。（）2、 均匀流中只考虑沿程水头损失，渐变流中只考虑局部水头损失。（）23、 公式h丄二既适用于层流，也适用于紊流。（）fd 2g4、不可压缩液体连续方程既适用于恒定流，也适用于非恒定流。（）5、理想流体是指不考虑粘性作用的流体。（）6、不管是层流还是紊流，其运动要素在时间和空间上都具有脉动性。（）7、恒定流时，流线的形状不随时间变化，流线不一定与迹线相重合。（）8、圆形管的直径就是其水力半径。（）9、几何相似是运动相似和动力相似的前提与依据。（）10、 仅由液体产生作用在水平平面上的总压力与容器的形状无关。（）二、填空

2、题（每空 2分，共20分）1、 流体是在任何微小的 的作用下都能够发生 的物质。2、 当压力体与液体在时为实压力体，否则为虚压力体。3、 在工程流体力学中，描述流体运动的常用方法有和。4、 简单管路是指和沿程不发生变化的管路系统。5、 局部阻力系数与、有关。三、单项选择题（每题 2分，共30分）1、 不可压缩流体指忽略 的流体。A .密度B .密度变化C .粘度D.粘度变化2、 连续介质模型意味着 。A 流体分子之间没有间隙B 流体中的物理参数是连续函数C.流体分子之间有间隙D .流体不可压缩3、 已知不可压缩流体的流速场为Ux=f （ y, z）, Uy=f （X）, Uz=0，则该流动为。

3、A 恒定一元流B.恒定二元流C.恒定三元流D.非恒定均匀流4、 静水压力的方向。2A .与受力面平行B.与受力面斜交C.与受力面外法线方向一致D.与受力面内法线方向一致5、均匀流过流断面上各点的 等于常数。2P ug 2g2p uD. zg 2g6、 已知突然扩大管道前后管段的管径之比di/d2=0.5,则突扩前后断面平均流速之比W/V2为A . 4 B . 2 C. 1 D . 0.57、 圆管湍流的断面流速分布为 。A .线形 B .抛物线 C.正弦 D .对数8、 局部水头损失产生的原因是 。A .边界层分离产生的漩涡耗散了流体的能量B .壁面存在粘性切应力C.局部区域的流速很大，耗散了

4、流体的能量D .局部流速分布很均匀9、 当虹吸管内流体流动时，虹吸管最高处压强 。A .大于大气压B.小于大气压 C.等于大气压D .不确定10、如图所示，有两个长度和断面尺寸相同的支管并联，如果在支管2中加一个调节阀，则水头损失 调节阀A . hw1> hw2 B . hw 1< hw 2 C . hw 1= hw 2 D . hw 1= hj 阀11、水力最优断面 是指的渠道断面。A .造价最低B .糙率最低C . qv、i、n定时，过流面积 A最大D . A、i、n定时，通过流量qv最大12、相对压强是指该点的绝对气压与的差值。A .标准大气压B.当地大气压C.真空压强D .

5、工程大气压13、静止流体中任意一点的压强与无关。A.点的位置B .作用面的方向C.流体的种类D .重力加速度14、 密度p、动力黏度卩、管径d和断面平均流速v的无量纲组合为 vddvddA .B .C .D .vv15、 关于水流流向的正确说法是 。A .水一定是从高出往低处流B .水一定是从流速大处往流速小处流4C.水一定是从压强大处往压强小处流D 水一定是从机械能大处往机械能小处流四、计算题（共40 分）1如图所示，闭容器内盛有油和水，油层厚hi=40cm，油的密度p o=85Okg/m3,盛有水银的U形测压管的液面距水面的深度 h2=60cm,水银柱的高度低于油面 h=50cm，水银的密

6、度p Hg=13600 kg/m3,试求油面上的计示压强（10分）。102、某处设置安全闸门如图所示，闸门宽b=0.6m，高hi=1m，铰接装置于距离底 h2=0.4m，闸门可绕A点转动，求闸门自动打开的水深 h为多少米？（ 15分）3、有一水平喷嘴，如图所示,Di=200mm和D2=100mm，喷嘴进口水的绝对压强为 345KPa，出口为大气, pa=103.4KPa，出口水速为22m/s。求固定喷嘴法兰螺栓上所受的力为多少？假定为不可压缩定常流动，忽 略摩擦损失。（15分）i14L-4- . r 41题3图一、判断题（每题1分，共10分）1. 一切流体都是牛顿流体。x 2流体静压强的方向不

7、一定垂直于受力面的内法线方向。x3. 平衡流体等压面微分方程为Xdx+Ydy+Zdz=O （ V ）4. 过水断面都是平面。x5. 实际流体圆管层流的平均流速是最大流速的一半。（V ）6. 在紊流状态下，能量损失包括流体层之间的内摩擦力损失和流体层之间相互混杂、能量交换而引起的附加损失。（V ）7. 尼古拉茨试验的水力粗糙管区阻力系数与雷诺数Re和管长I有关。x&其它条件相同时，实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数。（V ）9. 只要流体流过面积的大小和形状不变的过水断面，这种流动称为均匀流动。X10. 在渗流模型中，任意一微小过水断面的平均渗流流速U应比该断面实际渗流的真实断面平均流

8、速U小。（V ）、选择题（每题 2分，共30 分）1. C 2. B 3. C 4. B7. C& C9. B 10. A 11. A12. D13.A14.B15.A三、填空题：（每小题 2分，共20 分）1、根据管道水头损失计算方法的不同，管道可以分为短管 和 长管2、按重力相似准则设计的溢流坝水力模型，长度比尺入L=25，当模型中某点的流速为v m= 0.8m/s，贝U原型中对应点的流速为vp= 4 m/s 。3、用欧拉法来描述流体的运动时，流体的加速度由两部分组成，第一部分称为另一部分称为迁移加速度。4、 明渠水流中判断水流是缓流的依据是Frv 1 （填写v或或=）5、在非惯性

9、坐标系中，质量力包括重力 和 惯性力当地加速度6、描述流体的运动方法有拉格朗日法和 欧拉法四、计算题（4题，共 40 分）1、 （10分）一扇形闸门如图 3所示，宽度b=1.0m，圆心角=45°，闸门挡水深 h=3m试求水对闸门的作用力及方向解水平分力：hq rvFpxghcAxg - h b 1000 9.81 一 3 44.145kN （2 分，列对公式给 1 分）2 2压力体体积：V h（ - h）缶2（ - ）2sin4528 sin453 133 （ 33） - 32 - （ 3 ）2（2分，列对公式给1分）sin4528 sin451.1629m3铅垂分力：FpzgV 1

10、000 9.81 1.1629 11.41kN（2 分，列对公式 1 分）合力：FpFp； Fp；44.1452 11.412 45.595kN （2 分，列对公式给 1 分）方向：Fp；11 41arctan arctan14.5 （2分，列对公式给1分）Fp；44.1452、（ 10分）由两根不同直径的管子与一渐变连接管组成的管路如右图4所示，已知：Da 0.25m ,pA7.85104N m2 ； DB 0.50mpB4.91104N m2，流速VB1.2m/s , h1m。试判断流动方向，并计算 A、B两断面之间的水头损失。图4(2 分)P1Z121V1P2Z22g22V2 . hi

11、2g(3 分)根据连续性方程V aAaV b Ab 得 vaVbAb代入上式Aa(3分）代入数据得hl3.1m水柱。因为h0,所以所设方向正确。即AtB(2 分)解：设液流由At B,基准水平面为 O 0,取A、B两断面，列总流的伯努利方程4503、（ 12分）在水平放置的输水管道中，有一个转角径d1600mm ,下游管道直径d2300mm ,流量qV段弯头的作用力，不计损失。的变直径弯头如图5所示，已知上游管道直0.425 nVs，压强p1 140kPa，求水流对这解（1）用连续性方程计算Vi4qV4 0.425nd12n 0.621.5 m/s；V24Qnd；4 0.425n 0.326.

12、02 m/s （2分，列对公式给1分）(2)用能量方程式计算P20.115 m；2g2V22g1.849 mP22 2V1v2P1g -2g 2g1409.81 (0.1151.849)2122.98 kN/m （2分，列对公式给1分）（3）将流段1-2做为隔离体取出，建立图示坐标系，弯管对流体的作用力R的分力为RX和Ry ,列出x和y两个坐标方向的动量方程式，得 （2分）p2 d； cos454FyQ(v2cos450)p2 d； cos454Q(v2 cos45V1)(2 分)将本题中的数据代入:2 2Fx p1 d1p2 d2 cos45qV（v2cos45 vJ=32.27kN （1 分）4 42Fy p2d2 cos45qVv2 cos45 =7.95 kN （1 分）4F . FX2 Fy233.23kN （1 分）tan1 空 13.830 （1 分）Fx/34、（ 8分）做沿程水头损失实验的管道，直径d=1.5cm ,测量段长度l=4m ,100（kg m ,1.518 10 3 Ns m 2。试求：（1）当流量Q=0.03L/s