工程流体力学试题与答案4

1、、判断题（对的打,错的打“X,每题2分，共20分）1 .一切流体都是牛顿流体。2 .流体静压强的方向不一定垂直于受力面的内法线方向。3 .平衡流体等压面微分方程为XdxYdyZdz04 .过水断面都是平面。5 .实际流体圆管层流的平均流速是最大流速的一半。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。7 .尼古拉茨试验的水力光滑管区阻力系数与雷诺数Re无关。28 .局部损失通用计算公式为hjj2g9 .只要流体流过的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。22P1V1P2V2Z2一2g2g10 .在质量力只有重力作用下，实

2、际流体微小流束的伯努利方程为Zi二、选择题（每题3分，共15分）1 .长管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.通过流量相等。2 .比较在正常的工作条件下，作用水头H、直径d相等时，小孔出流量Q和圆柱形外管嘴出流量QnA.Q>Qn；B.Q<Qn；C.Q=Qno3 .变直径管，直径d1=320mmd2=160mm流速V1=1.5m/s,V2为A.3m/s;B.4m/s;C.6m/s;D.9m/s。4 .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。5 .水平放置的渐扩管，如果忽略水头损失

3、，断面形心点的压强有以下关系A.P1>P2;B.P1=P2;C.P1<P2。三、绘图题（对同一种液体绘出AB壁面上的相对压强分布图，5分）四、计算题（20分）如右图，求作用在直径D2.4m,长B1m的圆柱上的总压力在水平及垂直方向的分力和压力中心。五、计算题（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所示，已知：DA0.25m,pA7.85104N/m2；Db0.50m,Pb4.91104此行2,流速丫81.2m/s,h1m。试判断流动方向，并计算AB两断面之间的水头损失。六、计算题（20分）某供水系统中一水平供水管道，直径D0.2m,拐弯处的弯角45,管中断面11

4、处的平均流速V14m/s,压强为p19.8104Pa,如右图所示，若不计弯管内的水头损失，求水流对弯管的作用力。七、计算题（10分）做沿程水头损失实验的管道，直径d1.5cm,测量段长度l4m,1000kg/m3,1.518103Ns/m2。试求:当流量Q0.03Ls时，管中的流态（2）此时的沿程水头损失系数、判断题（每题2分，共20分）1 .一切流体都是牛顿流体。x2 .流体静压强的方向不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XdxYdyZdz0vz4 .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。V6 .在紊流状态下，能量损失包括流体层之间

5、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。V7 .尼古拉茨试验的水力光滑管区阻力系数入与雷诺数Re无关。x28 .局部损失通用计算公式为hjVj2g9 .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 .在质量力只有重力的作用下，实际流体微小流束的伯努力方程为22PlViP2V2一Z22g2g、选择题（每题3分，共15分）三、画图题（5分）四、计算题（20分）解：1 ）水平分力CPxhcA112DDL 98102.421 28252.8N22（5分）其压力中心zD2）垂直分力zcJcZcA2D13LD12DLD22c “-D 1.6m3（10PzD

6、2L 9810 82.4281 22198.6N （方向向上）（15分）1.A2.B3.C4.B5其压力中心xyD/2匹1.624228252.80.509m（20分）pz22198.6五、计算题（10分）解：设液流由ZB,基准水平面为C10,取A、B两断面，列总流的伯努利方程ZiPi2 1V12gZ2P22 2V22ghl（5分）分）代入数据得hl 3.1m水柱。因为hl0,所以所设方向正确。即（10 分）VpAp根据连续性万程vaAavbAb得vA-B-B代入上式（8Aa六、计算题（20分）（2分）（10 分）水头损失，则由总流的伯努利方程得到p1p2 1ata 9.8 104 N. m2

7、24于正 p2A2p1Ap1 D 9.8 104又 1000 kg/m3将上述这些数值代入前面二式，可求出Rx、Rx p1Al p2A2 cos 45Q2v2 cos45、23077 3077 一 1000 0.126 42RyQ2v2 sin 45p2 A2 sin 45（16 分）0.223077N4Ry,得Q1v12 1000 0.126 4 1049N23077 二 1000 0.126 42、222532N解：过水断面11和22的断面积、平均流速和压强分别用A1、v1、p1和A2、V2、P2表示，建立如图坐标系。断面11和断面22所受压力分别为p1Al和p2A2,管壁对流体的作用力为

8、R。R可沿x、y轴分解为Rx、Ry,由于弯管是水平放置的，重力在x轴和y轴的投影等于零。总流的动量方程在x轴和y轴的投影为Q2v2cos45Q1vlp1Ap2A2cos45RxQ2v2sin45p2A2sin45Ry即Rxp1Alp2A2cos45Q2v2cos45Q1vlRyQ2v2sin45p2A2sin45根据题意可知aa2d24则Q1Q2QA1v10.2240.126m7s（13分）4由连续性方程可知，v1v24m/s,同时，又由于弯管水平放置，且不计水流对弯管的作用力R与R大小相等，方向相反，即Rx1049N；Ry2532N最后得RRx22Ry,10492253222740.7NtanRy2532Rx七、计算题（解：（1）104910分）v97d2vdRe