流体力学2010A2

1、一、判断题（每题1分，共10分）1、恒定流是指运动要素不随时间和空间变化的流动。 （ ）2、流体静压强的方向沿着作用面的外法线方向。 （ ）3、流体在做剪切流动时，内摩擦力T的大小与流体的压力大小有关。 （ ）4、流线一般不能相交，且只能是一条光滑的曲线。 （ ）5、静水内任意一点的静水压强均相等。 （ ）6、绝对压强可正可负，而相对压强和真空压强恒为正值。 （ ）7、如果两流动现象动力相似，那么它们的Eu相等。 （ ）8、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。 （ ）9、相对压强、绝对压强和大气压之间的关系：p= p´pa。 （ ）10、在有压管中发生的水击现象，

2、直接水击是不可避免的。 （ ）二、填空题（每空2分，共20分）1、液体不能保持固定的形状，但能保持固定的 。2、液体黏度随温度的升高而_ ，气体黏度随温度的升高而_ _。3、流体静力学所指的静止包括 和 两种。4、水平面不仅是 面，而且还是 面。5、均匀流过流断面上压强分布服从于 规律。6、边长为a的正方形管道，其水力半径R等于_ _ ，当量直径de等于_ _。三、单项选择题（每题2分，共30分）1、理想流体是指忽略 的流体。A密度 B密度变化 C粘度 D粘度变化2、新拌水泥砂浆和新拌混凝土都属于 。A牛顿流体 B非牛顿流体 C理想流体 D均质流体3、下列各组力中，属于质量力的是 。A重力、惯

3、性力 B压力、黏滞力C压力、表面张力 D重力、压力4、在恒定流中，流线与迹线在几何上 。A相交 B正交 C平行 D重合5、毕托管是测量 的仪器。A点流速 B点压强 C断面平均流速 D流量6、流速水头的表达式为 。A B C D7、金属压力表的读数是 。A绝对压强 B相对压强C绝对压强加当地大气压强 D相对压强加当地大气压强。8、层流断面流速分布规律符合 。A对数分布 B直线分布 C抛物线分布 D椭圆分布9、动力粘度和运动粘度的量纲是 。ALMT和LT-1 BPa·s和m2/s CL-1MT-1和L2T-1 DN/m·s和m/s10、明渠均匀流只可能在 中产生。A天然河道 B

4、平坡棱柱形长直渠道C顺坡棱柱形长直渠道 D逆坡棱柱形长直渠道11、在应用伯努利方程推导孔口及管嘴出流公式时，主要的特点是 。A可以忽略出口的局部阻力 B可以忽略出口的流速水头C可以忽略沿程损失 D可以忽略作用水头12、并联管道各并联管段的 。A水头损失相等 B水力坡度相等C总能量损失相等 D通过的水量相等13、如果忽略流体的重力效应，则不需要考虑 这一个相似性参数。A弗劳德数 B雷诺数C欧拉数 D马赫数14、实际流体总流能量方程应用条件是 。A不可压缩液体 B恒定流 C重力流体 D沿程流量不变15、下列说法中，不正确的是 。A恒定流的当地加速度为零 B均匀流的迁移加速度为零C理想流体的切应力为

5、零 D实际流体的法向应力为零四、计算题（共40分）1、如图所示盛水U形管，静止时，两支管水面距离管口均为h，当U形管绕OZ轴以等角速度旋转时，求保持液体不溢出管口的最大角速度max。（10分）题1图2、为测定90º弯头的局部阻力系数，在A、B两断面接测压管，流体由A流至B。管径d50mm，AB段长度LAB0.8m，流量qv=15 m3/h，沿程阻力系数0.0285，两测压管中的水柱高度差h20mm，求弯头的局部阻力系数。（15分）题2图3、已知：一闸门如图，h12m，h23m，h35m，闸门宽B2m，19806 N/m3，212000N/m3，346000 N/m3。求作用在AB板上

6、的合力，以及作用在B点的合力矩。（15分）题3图一、判断题（每题1分，共10分）1、× 2、× 3、× 4、 5、×6、× 7、 8、× 9、 10、×二、填空题（每空2分，共20分）1、 体积 2、 减小 、 增大 3、 绝对静止 、 相对静止 4、 等压 、 等密 5、 水静力学 6、 a/4 、 a 三、单项选择题（每题2分，共30分）1、C 2、B 3、A 4、D 5、A6、B 7、B 8、C 9、C 10、C11、C 12、A 13、A 14、B 15、D四、计算题（共40分）1、如图所示盛水U形管，静止时，两支管

7、水面距离管口均为h，当U形管绕OZ轴以等角速度旋转时，求保持液体不溢出管口的最大角速度max。（10分）解：由液体质量守恒知，管液体上升高度与液体下降高度应相等，且两者液面在同一等压面上，满足等压面方程： 3分液体不溢出，要求： 2分以r1=a，r2=b分别代入等压面方程得： 3分 2分2、为测定90º弯头的局部阻力系数，在A、B两断面接测压管，流体由A流至B。管径d50mm，AB段长度LAB0.8m，流量qv=15 m3/h，沿程阻力系数0.0285，两测压管中的水柱高度差h20mm，求弯头参的局部阻力系数。（15分）解： 2分对A、B列能量方程： 3分 2分 2分 2分 2分 2

8、分3、已知：一闸门如图，h12m，h23m，h35m，闸门宽B2m，19806 N/m3，212000N/m3，346000 N/m3。求作用在AB板上的合力，以及作用在B点的合力矩。（15分）解： 2分 2分 2分其中 2分 2分 4分即作用在AB板上的合力为88.5KN，作用在B点的合力矩为1488324.2N·m。 1分一、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。 （ ）3、公式既适用于层流，也适用于紊流。 （ ）4、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、

9、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

10、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 。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 。A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。Ap B C D6、已知突然扩大管道前后管段的管径之比d1/d2=0.5

11、，则突扩前后断面平均流速之比v1/v2为 。A4 B2 C1 D0.57、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 。12调节阀Ahw1> hw2 Bhw 1< hw 2 Chw 1= hw 2 D hw 1= hj阀11、水力

12、最优断面 是指的渠道断面。A造价最低 B糙率最低Cqv、i、n一定时，过流面积A最大 DA、i、n一定时，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、动力黏度、管径d和断面平均流速v的无量纲组合为 。A B C D15、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C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

13、油和水，油层厚h1=40cm，油的密度0=850kg/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，水银的密度Hg=13600 kg/m3，试求油面上的计示压强（10分）。题1图2、某处设置安全闸门如图所示，闸门宽b=0.6m，高h1=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）题2图3、有一水平喷嘴，如图所示，D1=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

14、流动，忽略摩擦损失。（15分）题3图一、填空题（每空1分，共16分）1、流体力学中三个主要力学模型是（1） （2） （3） 2、 、 和位压之和称为总压。3、煤气罐上某点的压强为100mm水柱，相当于_N/m2。4、桥墩绕流模型实验设计应选用_准则。5、正方形形断面管道(边长为a)，其水力半径R等于_。6、对圆管来说，临界雷诺数值_。7、层流运动时，沿程阻力系数与有关，紊流运动沿程阻力系数在光滑管区与 有关，在过渡区与 有关，在粗糙区与 有关。8、并联管路总的综合阻力系数S与各分支管综合阻力系数的关系为 。9、用来表示物理量的本质属性，将其称为 。10、文丘里管是测量 的仪器，毕托管是测量 的

15、仪器。二、单项选择题（每题2分，共20分）1、与牛顿内摩擦定律有关的因素是（ ）A、压强、速度和粘度； B、流体的粘度、切应力与角变形率；C、切应力、温度、粘度和速度； D、压强、粘度和角变形。2、液体粘度随温度的升高而_，气体黏度随温度的升高而_。（ ）A、减小，升高； B、增大，减小； C、减小，不变； D、减小，减小3、以下描述正确的是（ ）A、恒定流必为均匀流； B、三元流动不可能是均匀流；C、恒定流的流线与迹线不一定重合；D、恒定流必为一元流.4、水流一定方向应该是（ ）A、从高处向低处流；B、从压强大处向压强小处流； C、从流速大的地方向流速小的地方流； D、从单位重量流体机械能高

16、的地方向低的地方流。5、总流能量方程用于压缩性可忽略的气体时，下述论述中正确的是（ ）A、及分别为第一断面及第二断面的相对压强；B、及分别为第一及第二断面的绝对压强；C、用相应断面的相对压强或绝对压强，不影响计算结果；D、上述方程只适用于液体，不适用于气体。6、管流的雷诺数Re是（ ） A、 B、 C、 D、7、圆管层流，管轴心处的流速为。该断面的断面平均流速为（ ）A、 B、C、 D、8、圆管突然扩大的水头损失可表示为（ ） A、B、C、D、9、动力粘度的量纲是（ ）A、 B、；C、；D、10、在相同水头H0的作用下，管嘴出流量Q1与同样断面面积的孔口出流量Q2的关系为（ ） A、B、 C、

17、D、三、判断题（每题1分，共10分）1、当静止液体受到表面压强作用后，将毫不改变地传递到液体内部各点。( )2、恒定流时，流线簇的形状不随时间变化，但流线不一定与迹线相重合。( )3、渐变流过流断面上动水压强的分布规律可近似地看作与静水压强分布规律相同。( )4、流线是光滑的曲线，不能是折线，流线之间可以相交。( )5、在水流过水断面面积相等的前提下，湿周愈大，水力半径愈小。( )6、堰流的出流过程的能量损失主要是沿程损失。( )7、曲面附面层分离发生在断面逐渐扩大而压强沿程增加的区段内，即增压减速区。( ) 8、明渠水流一般属于湍流粗糙区。( )9、欧拉数是惯性力和弹性力的比值。( )10、

18、流体微团运动的基本形式有平移运动和变形运动。( )四、简答题（第题6分，共24分）1、列出恒定总流的伯努利方程，并简述它的适用条件？2、简述什么是理想流体与实际流体。3、什么是沿程损失？什么是局部损失？4、什么是恒定流？什么是均匀流？五、计算题（每题10分，共30分）1、一底面积为40×50cm2，高为1cm的木块，质量为5kg，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s，油层厚1mm，斜坡角300 （如图1），求油的粘度。图12、如图2所示，用一根直径d200 mm的管道从水箱中引水。水箱中的水由于不断得到外界补充而保持水位恒定。若需要流量Q60L/s，问水箱中水位

19、与管道出口断面中心的高差H应保持多大?假定水箱截面积远大于管道截面积，水流总水头损失hw5.5mH2O。图23、如图3所示，用多管水银测压计测水箱表面的压强。图中高程的单位为m。试求水箱表面的相对压强。（水银的密度） 水水银 1、连续介质模型，不可压缩流体力学模型，无粘性流体力学模型2、静压、动压3、9804、弗劳德5、 6、23007、，8、9、量纲10、流量 流速二、选择题（每题2分，共20分）1、B 2、A 3、B 4、D 5、B6、A 7、D 8、C 9、B 10、C三、判断题（每题1分，共10分）1 2. × 3. 4. × 5. 6. × 7. 8.

20、9. × 10. ×四、简答题（第题6分，共24分）1、 答：伯努利方程： （2分） 适用条件： （1）流体是不可压缩的，流动是恒定的. （1分） （2）质量力只有重力. （1分） （3）过流断面取在渐变流区段上，但两过流断面之间可以是急变流。（1分） （4）两过流断面间除了水头损失外，总流没有能量的输入和输出。（1分）2、答：理想流体即指无粘性流体，是不考虑流体的粘性的理想化的流体；（3分）而实际流体是指考虑流体的粘性的流体（3分）。3、答：流体沿着管路流动时，由于管壁上摩擦阻力存在，因而要产生一定的能量损失称之为沿程能量损失。（3分）另一个是流体在流经局部障碍装置时，由

21、于流体速度的方向和大小发生变化，引起速度重新分布随之产生旋涡，这时要损失一部分机械能称之为局部损失。（3分）4、答：恒定流是指流场中各运动要素不随时间变化的流动；（3分）均匀流是指流场上各质点的流速矢量沿程不变的流动。（3分）五、计算题（每题10分，共30分）1、解： 木块重量沿斜坡分力F与切力T平衡时，等速下滑 （2分） （5分） （2分） （1分）2、解：列1-1和2-2断面能量方程： （2分）其中 （2分）由连续性方程Q=v2A2得： （4分）因此能量方程变为： （2分）3、解 设水箱表面的相对压强为po,则 （8分） （2分）1、某水库坝址处有1954年至1992年实测年最大洪峰流量，

22、其中有三年洪峰流量较大，分别是1958年、1972年、1963年，见表2。另外，查明自1902年以来的90年间，为首的两次大洪水为1921年和1949年，并能判断不会遗漏掉比1902年更大的洪水。试考虑特大洪水处理，用独立样本法分别推求上述五项洪峰流量的经验频率。（精确到小数点后3位）（10分）表2某水库坝址洪峰流量频率计算表时 间1902195419541992洪水性质历史调查实测资料年 份19211949195819721988其余年份洪峰（m3/s）16500157008320150809670<7000注：9000 m3/s以上的洪峰为特大洪水。解：特大洪水重现期：N=1992-

23、1902+1= 90年 （1分）一般洪水重现期：n=1992-1954+1= 39年 （1分）其中特大洪水年份有有1921年，1949年，1972年，一般性洪水年份有1972年，1988年。（1分）特大洪水经验频率计算： （1分）1921年： （1分）1949年： （1分）1972年： （1分）一般洪水经验频率计算： （1分）1988年： （1分）1958年： （1分）2、某桥跨越次稳定河段，设计流量6250 m3/s，河槽流量5960 m3/s，河床全宽290m，河槽宽度240m，设计水位下河槽平均水深5.5m，河滩平均水深2.7m，试用经验公式法计算桥孔净长。（注：系数k1，对于稳定河段取

24、1，对于次稳定河段取0.92。（中间计算结果精确小数点后两位，桥孔净长取整数。）（8分）解：经验公式（2分）（2分）（2分）（2分）3、 某桥跨越次稳定河段，设计流量8470 m3/s，河槽流量8060 m3/s，河床全宽370m，河槽宽度300m，设计水位下河槽平均水深6.4m，河滩平均水深3.5m，试用经验公式法计算桥孔净长。（注：系数k1，对于稳定河段取1，对于次稳定河段取0.92。计算中间结果保留到小数点后两位，桥孔净长取整数。）（8分） 解：经验公式（2分）（2分）（2分）（2分）3已知甲乙两条河流流域的自然地理特征很相似，甲河有19711985年的资料，乙河有19561985年的资

25、料，能否用乙系列展延甲系列？若可以，对下列年份的流量值进行展延。（经计算：，）年份196819691970乙系列流量820560780甲系列流量解： 因为，所以可以用乙系列展延甲系列。建立甲系列倚乙系列的回归方程，甲为y，乙为x。 回归方程：1968年：x=820，y=724.61969年：x=560，y=482.81970年：x=780，y=687.44某桥跨越次稳定河段，设计流量8470 m3/s，河槽流量8060 m3/s，河床全宽370m，河槽宽度300m，设计水位下河槽平均水深6.4m，河滩平均水深3.5m，试用经验公式法计算桥孔净长。（注：系数k1，对于稳定河段取1，对于次稳定河段

26、取0.92。计算中间结果保留到小数点后两位，桥孔净长取整数。）解：经验公式5已求得某桥位断面年最大洪峰流量频率计算结果为=365m3/s，Cv=0.72，Cs=3Cv。试推求该桥位断面50年一遇设计洪峰流量。皮尔逊型曲线离均系数值表见下表。皮尔逊型曲线离均系数值表 P%Cs2105090972.12.931.29-0.32-0.869-0.9352.22.961.28-0.33-0.844-0.900解：已知：Cv0.72，365m3/s，Cs=3Cv，则Cs=3×0.72=2.16 50年一遇设计洪峰频率为 由洪峰设计频率2和Cs2.16，查表内插得2.115。由公式： 6某三级公路跨越平原区次稳定河段，拟建一座桥，桥位横断面处的河床土质为粗砂、砾石。建筑河段为五级航道。根据桥位附近水文资料，得设计流量为3500，设计水位63.65m，设计水位对应的河槽流量3190，河滩流量310，河槽平均流速为3.1，全断面平均流速2.6，总过水面积1340，河槽过水面积1030，河滩过水面积310，设计水位对应的水面宽为234.27m，河槽宽为111.67m。试分别用冲刷系数法和经验公式估算桥孔长度。（注：五级航道