工程流体力学考试试题-答案

1、1、一、是非题(正确的划，错误的划" 乂') (本大题分10小题，每小题1.5分，共15分)在连续介质假设的条件小，液体中各种物理量的变化是连续的。2、3、4、5、相对压强可以大于、等于或小于零。紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。谢才系数C的单位是m在渗流模型中，任意一微小过水断面的平均渗流流速 真实断面平均流速u小。u应比该断面实际渗流的6、均匀缓流只能在缓坡上发生，均匀急流只能在陡坡上发生。7、l 丫2公式hf =九既适用于层流，也适用于紊流。 d 2g8、串联长管道各管段的水头损失可能相等，也可能不相等。9、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。10、

2、局部水头损失系数可以用尼古拉兹的试验图来分析说明其规律。二、单项选择题(填写唯一正确答案的编号)(本大题分5小题，每小题2分，共10分)1、静止液体中同一点各方向的压强(1)数字相等(3)仅水平方向数值相等(1)(2)数值不相等(3)铅直方向数值最大2、可以形成均匀急流的明渠底坡是(1)缓坡(3)平坡(2)(4) 陡坡 负坡3、宽顶堰流量系数 m的最大值为(1)0.30 0.385(2)(3) 0.502(4) 0.754、流函数(1)(3 )(3)在等势面上为常数 沿流线为常数(2)(4)只有在无旋流中才存在表达了速度与压强的关系三、思考题(4X8=32分)(b)表示一水管正在打开阀门放水，

3、若它们的上游水位均保持1 .图(a)表示一水闸正在提升闸门放水，图 不变，问此时的水流是非符合 AiVi=A2V2的连续方程？为什么?12答：不符合，因连续方程适用条件为：恒定流；而以上两种情况均为非恒定流。2 .何谓断面比能曲线？比能曲线有哪些特征？答：一、比能曲线：当流量 Q,过水断面形状，尺寸一定时，断面比能Es随水深h的变化关系曲线:二、特征：1)2)3)Es = h: Q2Q2=f(h) 2gA2一条二次曲线，下端以水平轴线为渐进线，h-0, Es-g;曲线上端与以坐标轴成45。角直线为渐近线hf8, Esf8；当h由0f8, Es由8-8,其中有一最小值 Esmin,相应的水深为

4、hk；最小比能Esmin相应K点将曲线分成上下两支，上支 Fr<1,为缓流；下支Fr>1 ,急流;临界流;缓流；急流。4)临界水深hk可判断流态:(1)当 h=hk(2)当 h>hk(3)当 h<hk答：因为4.长管、长管:短管:VQ=常数，所以：1)尾门提高，跃后水深下降，跃前水深2)尾门降低，跃后水深上升，跃前水深 短管是怎样定义的？书中介绍了哪四种复杂管道？h上升，故水跃向后移;h下降，故水跃向前移。以沿程水头损失 hf为主，局部水头损失 hj和流速水头很小(所占沿程水头损失 局部水头损失hj和流速水头在总水头损失中所占比例较大，不能忽略的管道。hf的5%以下)；

5、书中介绍了：串联、并联、分叉和沿程均匀泄流的管路。3 .试验槽中水流现象如图示，流量不变，如提高或降低一些尾门(尾门之前的水流始终为缓流) 水跃位置是否移动？向前或是向后移动？为什么？四、作图题（2X 6=12分）1、定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线。Q,糙率n均为一定，试定性绘出下列各渠道中的水面线。2.在各段都长而直的棱柱体渠道中，已知五、根据题目要求解答下列各题（本大题共3小题，总计31分）1、（本小题8分）已知某流场的流速势为e=a（x2y2 ）,式中a为常数，试求： （1） Ux及Uy；（2）流函数方程。2、（本小题12分）一四通叉管（如图），其轴线均位于同一水平面内，两端输

6、入流量Q=0.2m3/s, Q3=0.1m3/s,相应断面动水压弓1 P1=20kPa, p3=15kPa,两侧叉管直接喷入大气，已知各管直径 d1=0.3m, d2=0.2m , d3=0.15m, 8=30° , 试求交叉处，水流对管壁的作用力（忽略摩擦力）。解：(1) Q1 Q3 =2Q2 , Q2 =(Q1 Q3)/2 = 0.15m3/sQ1Q2Q3v1 = 1 =2.82 m/s; v2 = 2 =8.49m/s; v3 = 3 =3.18m/sA1A2A3(2)以1 -1,2- 2和3-的面间的水体作为控制 体，求各断面的动水总压力：P1 =p1 A1 =1.41kN;

7、P2 =p2 A2 =0.0kN;P3 =p3 A3 =0.47kN;（3） 7&x方向写动量方程：,os-流入动量.Rx = -1.07 kN即：水流对管壁的作用 力为1.017kN,方向向左。3、如图所示，水从水箱 A流入水箱B,管路长l为25m,管径d为25mm,沿程阻力系数 入为0.03,管路d . a _ _、 中有两个90弯管d=1及一个闸板式阀门|色= 0.5 I,当两水箱的水位差H为1.0m时，试求管内通过的流量为若干?解：以B水箱的水面为基准面，写1 _1和2 _2能量方程:22二H_Pl ,。1 Vip2注2、2z1z 2h w =，hw z1 - z22g2g,1 =hf +Zhj =（九d + 二进 +2 二弯 +二阀 十二出 jvg从局部水头损失表格中可得=0.131 0.1632 1 7 2 1 = 0.2942=0.5, ,-阀=2.06, % =1.0上.25