流体力学典型例题及答案

1、 专门收集历年试卷全国2002年4月高等教育白学考试工程流体力学试题课程代码：02250、单项选择题（每小题1分，共20分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确 选项前的字母填在题后的括号内。1. 若流体的密度仅随（）A.质量B.体积C.温度D.压强2. 亚声速流动，是指马赫数 （）时的流动。A.等于1B.等于临界马赫数C.大于1D.小于13. 气体温度增加，气体粘度（）A.增加B.减小C.不变D.增加或减小4. 混合气体的密度可按各种气体（）的百分数来计算。A.总体积B.总质量C.总比容D.总压强5. 某单位购买了一台提升汽车的油压升降机 （如图一所示），原设计操纵

2、方法是：从 B管进高压油，A管排油时 平台上升（图一的左图）；从A管进高压油，B管排油时平台下降。 在安装现场工人不了解原设计意图，将A、B两管联在一起成为 C管（图一的右图）。请你判断单靠一个 C管通入高压油或排油，能操纵油压机升降吗?你的判断：（）A. 可以B.不能动作C.能升不能降D.能降不能升6. 在一个储水箱的侧面上、下安装有两只水银U形管测压计（如图二），当箱顶部压强p0=1个大气压时，两测压计水银柱高之差 h=h-h2=760mm（Hg）,如果顶部再压入一部分空气，使p°=2个大气压时。则 h应为（）A. h=-760mm（Hg）B. h=0mm（Hg）C.A h=76

3、0mm（Hg）D. h=1520mm（Hg）7. 流体流动时，流场各空间点的参数不随时间变化，仅随空间位置而变，这种流动称为（）A.定常流B.非定常流C.非均匀流D.均匀流8. 流体在流动时，根据流体微团（）来判断流动是有旋流动还是无旋流动。A.运动轨迹是水平的B.运动轨迹是曲线C.运动轨迹是直线D.是否绕自身轴旋转9. 在同一瞬时，流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线D. 平行A.重合B.相交 C.相切10.图示三个油动机的油缸的内径D相等，油压F2, F3的大小关系是（忽略活塞重量A. F1=F2=F3B. F1>F2>F3C. F1<F2<F3D. F1=

4、F3>F2Fi ，11.三个容积完全相等的容器，联接如图示，先将阀门 入压缩空气，绝对压强为300KPa,容器ID抽成真空度为 p的读数应该是（设当地大气压是100KPa）A. 56.7KPaB. 76.7KPaC. 90.0KPaD. 110.0Kpa涸a,b关闭，阀门c开启。压强计p指示为0。将容器I充 30KPa。先关闭阀门c,再开启阀门a和b.这时，压强计壬灭oca?该HL 要技'P也相等，而三缸所配的活塞结构不同，三个油动机的出力1112.下列说法中，正确的说法是 （）A. 理想不可压均质重力流体作定常或非定常流动时，沿流线总机械能守恒B. 理想不可压均质重力流体作定常

5、流动时，沿流线总机械能守恒C. 理想不可压均质重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒D. 理想可压缩重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒13.在缓变流的问一有效截面中，流体的压强分布满足()A. R+Z=C，gB.p=Cp v2 C +CC ,g 2g2 pvD. -p+Z+=C：g2g14. 当圆管中流体作层流流动时，动能修正系数a等于（）A.1B.2C.3D.2000H=常数，液面压强为15. 如图所示，容器若依次装着水与汽油，假定二者均为理想流体，且大气压，则从管口流出的水与汽油之间的速度关系是（）A. v水v油B. v水v油C. v水=v油D. 难以确定的16. 粘性流体绕流

6、平板时，边界层内的流态由层流转变为紊流的临界雷诺数Rexcr值为（A.2000B.2000 13800C.5X 1053X 106D.2 X 1053X 105Re的增大，其沿程损失17. 当某管路流动在紊流粗糙管平方阻力区范围内时，则随着雷诺数系数入将（）C.不变D.增大或减小若把管路阀门再关小一些，则在阀门前后的测压管 1与2的液面高度变化将A.增大B.减小18. 水自水箱经管路流出如图所示,是（）A. h1升高，h2降低B. h1降低，h2升高C. h1与h2都降低D. h1与也都升高19. 流体在管内作层流流动时，其沿程损失hf值与断面平均流速 v的（）次方成正比。A.1B.1.75C

7、.1.75 2D.220. 管路水力计算中的所谓长管是指（）A.长度很长的管路B.总能量损失很大的管路C. 局部损失与沿程损失相比较可以忽略的管路D. 局部损失与沿程损失均不能忽略的管路二、名词解释（每小题2分，共10分）21. 流体的密度22. 等压面23. 定常流动24. 水力光滑管与水力粗糙管25. 气体一维定常等痼流动的极限状态三、简答题（每小题5分，共20分）26. 混合气体密度如何计算，并列出计算公式。27. 对于静止液体，当作用在液体上的质量力仅有重力时，则液体中的哪些面是等压面？28. 什么是有效截面硫道中流线互相平行时，有效截面形式如何？29. 什么是紊流的时均速度？写出紊流

8、时均速度轴向分量U的定义式，指出式中各符号的含义。四、计算题（50分）30.（6分）飞机在10000m高空（T=223.15K,p=0.264bar）以速度800km/h飞行，燃烧室的进口扩压通道朝向前方，设空气在扩压通道中可逆压缩，试确定相对于扩压通道的来流马赫数和出口压力。（空气的比热容为Cp=1006J/（kg K）,等痼指数为 k=1.4，空气的气体常数 R为287J/（kg - K）31.（6分）一截面为圆形风道，风量为10000m3/h，最大允许平均流速为20m/s,求：（1）此时风道内径为多少？（2）若设计内径应取50mm的整倍数，这时设计内径为多少？（3）核算在设计内径时平均风

9、速为多少？32. （7分）离心式风机可采用如图所示的集流器来测量流量，已知风机入口侧管道直径d=400mm,U形管读数h=100mmH 2O，水与空气的密度分别为p水=1000kg/m 3, p空=1.2kg/m3,忽略流动的能量损失，求空气的体积流量qv集流器33. （7分）要为某容器底部设计一个带水封的疏水管，结构如图示：容器内部的压强值，最高时是表压强pe=1500Pa,最低时是真空值Pv=1200Pa,要求疏水管最高水位应低于容器底部联接法兰下a=0.1m,最低水位应在疏水管口上 b=0.2m（水密度 p =1000kg/m3,重力加速度 g=9.8m/s2）求：疏水管长度L。（2）水

10、封水面到疏水管口的深度H。34. （12分）有一水平放置的 90°渐缩弯管，管内径d1=15cm,d2=7.5cm,入口处平均流速 v=2.5m/s,表压强p=6.86x 104Pa,若不计阻力损失，求水流对弯管的作用力。水的密度p =1000kg/m3。35. （12分）用虹吸管输水，如图所示，已知：水位差H=2m,管顶高出上游水位 h=1m，虹吸管内径d=200mm ,管长为LAB=3m,L BC=5m,L CD=4m，管路沿程损失系数 入=0.026,局部损失系数有：管路进口滤网（带底阀）一个，匕滤网=12,B、C两处90°圆弯两个，每个 匚弯头=0.5，管路出口匚出

11、口 =1.0，水的密度p =1000kg/m3。试求：（1）虹吸管的流量qv。（2）虹吸管中压强最低点的位置及其真空值。全国2002年4月高等教育白学考试工程流体力学试题参考答案课程代码：02250、单项选择题（每小题1分，共20分）I. D2.D3.A4.A5.A6.C7.A8.D9.C10.AII. A12.B13.A14.B15.C16.C17.C18.A19.A20.C、名词解释（每小题2分，共10分）21. 单位体积流体的质量。22. 在流体中压强相等的点组成的面称为等压面。23. 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。24. 流体在管内作紊流流动时，用符号表

12、示管壁绝对粗糙度，6 0表示粘性底层的厚度，则当6 0>时，叫此时的管路为水力光滑管。a 0 <时，叫此时的管路为水力粗糙管。25. 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。三、简答题（每小题5分，共20分）26. 可按各种气体所占气体总体积的百分数来计算。nP = & P 1+ 2 p 2+ 3 p 3+ + En p n= E Ej Pji目6i 各组成气体所占混合气体总体积的百分数；pi各组成气体的密度，kg/m3;3P 混合气体笞度，kg/m27. 属于等压面的是以下水平面。（1）自由表面（或气液分界面）。（

13、2）两种不互溶液体的交界面。（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。28. （1）在流场中（或流道中）存在这样横截面，穿过该截面的每一条流线均与该截面垂直，这样的横截面称为 有效截面（又称过流截面）。（2）当流线互相平行时，有效截面为平面。当流线互相不平行时，有效截面为曲面。29. 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。-1 to Tu =七 udt式中：tA一初始时刻T一时间间隔u一瞬时速度 u 一时均速度四、计算题（共50分）2 八800 103 230. To=T8 +v2/2Cp =223.15+( 3600 )2 / (2x1006)=247

14、.69K_3 M = v 专(800 X10 3 / 3600)0 了耳a *J1.4 x 287 x 223.15=0.2641 14 1 0.74221.41.4d = 0.38bar31.依连续方程(p =C) v1A=v2&=qv21 d Jr- 410000 4 3600 20 -：=0.42m=420mm设计内径应取 450mn 50mnt勺9倍，且风速低于允许的 20m/s 在设计内径450mnfl寸，风速为v2qv-d244 1000023600 二 0.45=17.46m/s32.由伯努利方程20+0+0=巴 +0+ ，g2g得 v= . 一2 P.由静力学方程 p+

15、 p水gh=0n p=- p水gh代入/口 ， 踪/L 1oo0得 v= . 2gh -. 2 9.807 0.1 =40.43m/s虹 2：23qv=v ,d =40.43 , (0.4) =5.08m /s33.根据流体静力学基本方程表压强pe= p gh或h=pe4在最高压强时，管内水面应低于O-O面=0.153mpe 1500 h=:g 1000 9.8在最低压强时，管内水面应高于0-0面h2=也=1200 = 0.122m:g 1000 9.8故疏水管长度L=a+h 2+h1+b=0.1+0.122+0.152+0.2=0.574m水封水面到疏水管口深度H=h+b=0.153+0.2=0.353m0.353m。答：疏水管长度应为0.574m,水封水面到疏水管口深度为Atrtf34.由 Mi = vaA 可得改=% 房工= 4* = IQm/g得 p： = P1 + (vl-vl) = 5,88x14 斗啰X (2,5= - 1(F) = 21725PfltpiAt - FK = p(t (0-危)paA: - Fy - pqT ( - v2 - 0)Fl A】(p】+间)=x (U .15)*x (6,86 x 104 + ttf x2.52) = 1322NFr = Aa (pj + pv?)=奇0.0