中国矿业大学工程流体力学期末复习题二

1、工程流体力学复习题二一、选择题1、以下哪些概念属于欧拉法 。 A、流线 B、迹线 C、液体质点 D、液体微团2、有一变直径管流，小管直径d1，大管直径d2=2d1，则两断面雷诺数的关系是 。 A、 B、 C、 D、3、一维流动限于： 。A、流线是直线；B、速度分布按直线变化；C、流动参数是一个空间坐标和时间变量的函数；D、流动参数不随时间变化的流动。4、流体动力粘度的国际单位是 。 A、Pa·s B、C、N/s D、5、用U形水银压差计测量水管内A、B两点的压强差，水银面高差hp=10cm,-为： 。A、13.33kPa； B、12.35kPa；C、9.8kPa； D、6.4kPa。

2、6、伯努利方程中表示( )。A单位重量流体具有的机械能； B单位质量流体具有的机械能；C单位体积流体具有的机械能； D通过过流断面的流体所具有的总机械能。7、对于理想流体的欧拉积分式与伯努力积分式的适用条件，其差别在于（）。A是否为不可压缩流体 B是有旋流动还是无旋流动C是否在有势的质量力作用下 D是否为定常流动二、填空题1、在作剪切运动时满足 的流体称为牛顿流体。2、某时刻流场中的一条曲线，线上每一点切线方向与流体在该点的速度矢量方向一致，则该曲线称为 。3、只要比较总流中两个渐变流断面上单位重量流体的 总机械能 大小，就能判别出流动方向。4、渐变流流线的特征是 近似为平行直线 。5、如图所

3、示，用隔板将水流分成上、下两部分水体，已知小孔口直径d=20cm，上下游水位差H=2.5m，流量系数为0.6，则泄流量Q= 。6、由相距2a的点源与点汇叠加后，令a趋近于零得到的流动称为 。三、计算题1、 已知流场的速度为，试确定t=to时通过（xo,yo）点的流线方程。A为常数。解：将，带入流线微分方程得积分上式得t=to时通过（xo,yo）点，得于是流线方程为2、已知速度场=2+2+2，=-+，=+-。试求点（2，2，1）在=3时的加速度。解： （m/s2）（m/s2）（m/s2）（m/s2）3、挡水建筑物一侧挡水，该建筑物为二向曲面（柱面），=，为常数，试求单位宽度曲面上静水总压力的水平

4、分力和铅垂分力。解：（1）水平压力：（）（2）铅垂分力：（）4、如图示为一侧有水的倾斜安装的均质矩形闸门，其宽度b=2m，倾斜角，铰链中心O 位于水面以上C=1m，水深h=3m，求闸门开启时所需铅直向上的提升力T，设闸门重力G=0.196×105N。 解：建立坐标系O-xy，原点在O点，Ox垂直于闸门斜向下，Oy沿闸门斜向下，浸在水中的闸门上的作用力 （不计大气压力）为设压力中心为D到ox轴的距离为，则有当闸门转动时，F与G产生的合力矩与提升力T产生的力矩相等，则有则T大小为5、如下图所示，水流在平板上运动，靠近板壁附近的流速呈抛物线形分布，E点为抛物线端点，E点处，水的运动黏度=1

5、.0×10-6m2/s，试求=0，2，4cm处的切应力。（提示：先设流速分布，利用给定的条件确定待定常数A、B、C）解：以D点为原点建立坐标系，设流速分布，由已知条件得C=0,A=-625,B=50则由切应力公式得y=0cm时，；y=2cm时，；y=4cm时，6、用文丘里流量计测量水的流量，已知D=0.2m，d75mm，l=0.5m，并与水平面成300角放置。压差计读数 h0.6m,不计任何损失,求流量Q。解：则：根据连续性方程：根据伯努利方程：7、水管直径50mm，末端阀门关闭时，压力表读值为21。阀门打开后读值降至5.5，如不计水头损失，求通过的流量。解：（1）水箱水位（m）（2

6、）阀门开启后，从水箱液面到仪表处列伯努利方程，可得：（m/s）（m3/s）8、已知：一个水平放置的90º弯管输送水 d1150mm，d275mm p12.06×105Pa，Q0.02m3/s求：水流对弯管的作用力大小和方向（不计水头损失）解：取1-1、2-2两断面列伯努利方程所以：对选取的控制体列动量方程：x方向：y方向：所以：水流对弯管壁的作用力为F的反作用力F，大小相等，方向相反。9、研究流体绕流与流向垂直放置的横卧圆柱体所受的阻力T时，涉及的物理参数为：流体的流速U、流体的粘度、密度、圆柱直径D、圆柱长度及圆柱表面粗糙度。试用因次分析方法中的定理确定各物理量间的无因次

7、关系式。并证明T=CDAU2 (其中：A=D，称迎流面积)，写出阻力系数CD的函数表达式。解：（1）（2）选基本物理量U， DU= LT-1， = ML-1T-1， = ML-3， D=L， l=L， = L， T=MLT-2M：1x1 x11L：-1-3x1 + y1 + z1 ð y1 1 ð T：-1-y1 z11同理得：，所以，令 则 10、矩形断面的平底渠道，其宽度为2.7m，渠底在某断面处抬高0.5m，该断面上游的水深为2m，下游水面降低0.15m，如忽略边壁和渠底阻力，试求：（1）渠道的流量；（2）水流对底坎的冲力。解：（1）以上游渠底为基准面，列上、下游过水

8、断面的能力方程：其中：，m，m，m，m（m3/s）（m/s）（m/s）（2）取控制体如图，列动量方程.（kN）11、射流冲击一叶片如图所示，已知：d=10cm, ,求当叶片固定不动时，叶片所受到的冲击力为多少？ 解：建立直角坐标系O-xy，Ox轴水平向右，Oy轴竖直向上，并取进口与出口之间的部分为控制体对于射流冲击问题，忽略阻力损失和重力影响意味着射流和折转流各断面处流速相等，即。射流的质量流量为 因叶片对称，则由控制体y方向上动量守恒方程，并考虑到质量守恒方程可得即： 假设叶片对水的作用力大小Fx，方向沿x轴负方向，再建立控制体x方向上的动量守恒方程式可得整理可得，x方向水对叶片的冲击力Fx为12、如图所示，有一盛水的开