流体力学A期中考试

1、流体力学流体力学A（期中）试卷（期中）试卷 1 1将在作纯剪切流动时满足牛顿内摩擦定律的流体将在作纯剪切流动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为称为 。牛顿内摩擦定律的数学表。牛顿内摩擦定律的数学表达式为达式为 。p6p6牛顿流体牛顿流体dydu2 2某地大气压强为某地大气压强为98 98 KN/mKN/m2 2 , , 则相对压强为则相对压强为7 7mHmH2 2O O时的绝对压强为时的绝对压强为 ，绝对压强为，绝对压强为68.568.5KN/mKN/m2 2时的真空压强为时的真空压强为 。p22p22 166.6 KN/m229.5 KN/m2一、填空题一、填空题( (每小题每小题2 2分，共分

2、，共2020分分) )3 3在在 流中，流线和迹线是完全重合的。流中，流线和迹线是完全重合的。p54p54 4圆管层流运动过流断面上流速分布呈圆管层流运动过流断面上流速分布呈 分分布布, , 其断面平均流速是最大流速的其断面平均流速是最大流速的 倍。倍。p99p995根据粘性底层厚度及管壁粗糙突起的高度根据粘性底层厚度及管壁粗糙突起的高度，紊紊流可分为光滑区、过渡区和粗糙区。光滑区的流可分为光滑区、过渡区和粗糙区。光滑区的仅仅与与 有关，而粗糙区的有关，而粗糙区的与与 有关。有关。p108p108 恒定恒定抛物线抛物线 0.5Re相对粗糙度相对粗糙度7对圆管流动，当流动为层流时，沿程损失系数对

3、圆管流动，当流动为层流时，沿程损失系数= 。p100p100 6有一室内水管，已知管径有一室内水管，已知管径d=25mm，水流在管水流在管中作恒定均匀流动，水温中作恒定均匀流动，水温t=10C，此时水的运动粘此时水的运动粘滞系数滞系数=1.306=1.3061010-6-6m m2 2/s/s。若管中水流运动为层若管中水流运动为层流，试求管中水流的最大流速为流，试求管中水流的最大流速为 m/sm/s。p95p95 0.1264/Re8由于紊流的脉动，瞬时点流速具有随机性，可由于紊流的脉动，瞬时点流速具有随机性，可以把瞬时流速看作是由以把瞬时流速看作是由 流速和流速和 流流速两部分所组成。速两部

4、分所组成。 p1029不可压缩液体，在平衡状态下的等压面不可压缩液体，在平衡状态下的等压面为为 。 P37-38时均时均脉动脉动0ZdzYdyXdx10对圆管流动，当流动为层流时，沿程损失与断对圆管流动，当流动为层流时，沿程损失与断面平均流速的面平均流速的 次方成比例，当流动为紊流次方成比例，当流动为紊流粗糙区时，沿程损失与断面平均流速的粗糙区时，沿程损失与断面平均流速的 次次方成比例。方成比例。 12二、单选题（每小题二、单选题（每小题2分，共分，共20分）分） 1粘性流体总水头线沿程的变化是：粘性流体总水头线沿程的变化是：。 A.A.沿程下降；沿程下降；B.B.沿程上升；沿程上升； C.

5、C.保持不变；保持不变； D.D.都有可能。都有可能。 2在在 过流断面上，流体动压强可近似地按静压过流断面上，流体动压强可近似地按静压强分布确定。强分布确定。p63 A. A. 恒定流恒定流 B. B. 渐变流渐变流 C. C. 非恒定流非恒定流 D. D. 急变流急变流 AB3下面关于水流流向的说法，正确的是下面关于水流流向的说法，正确的是 。A.A. 水是从压强大的地方向压强小的地方流；水是从压强大的地方向压强小的地方流； B.B. 水一定由高处向低处流；水一定由高处向低处流；C.C. 水是从流速大的地方向流速小的地方流；水是从流速大的地方向流速小的地方流； D.D. 水是从总能量大的地

6、方向总能量小的地方流。水是从总能量大的地方向总能量小的地方流。 4 4欧拉法描述流体运动的均匀流是指流体运动欧拉法描述流体运动的均匀流是指流体运动的的 。A. A. 当地加速度为零；当地加速度为零； B. B. 迁移加速度为零；迁移加速度为零；C. C. 向心加速度为零；向心加速度为零； D. D. 以上都不是。以上都不是。 DB 5. 5. 静止液体中存在静止液体中存在 。 A. A. 压应力；压应力； B. B. 压应力与拉应力；压应力与拉应力； C. C. 压应力与切应力压应力与切应力 D. D. 压应力、切应力与拉应力压应力、切应力与拉应力 6. 6. 假如通过文丘里流量计的液体是理想

7、液体，当流假如通过文丘里流量计的液体是理想液体，当流量不变时，压差量不变时，压差H H比通过实际液体时比通过实际液体时 。 A. A. 大了大了 B. B. 小了小了 C. C. 不变不变 D. D. 无法确定无法确定AB7.7. 下面关于均匀流的阐述，错误的是下面关于均匀流的阐述，错误的是: : A. A. 断面平均流速沿流程不变的流动；断面平均流速沿流程不变的流动； B. B. 流线皆为平行直线的流动；流线皆为平行直线的流动；C. C. 各点流速都相等的流动；各点流速都相等的流动； D. D. 沿着过流断面上，液体的压强满足静压强的规律。沿着过流断面上，液体的压强满足静压强的规律。 8.

8、8. 粘性流体测压管水头线沿程的变化是：粘性流体测压管水头线沿程的变化是：。 A. A.沿程下降；沿程下降； B.B.沿程上升；沿程上升； C. C.保持不变；保持不变； D.D.都有可能。都有可能。 DC 9. 9. 雷诺数的物理意义表示雷诺数的物理意义表示 。 A. A. 粘滞力与重力之比；粘滞力与重力之比； B. B. 重力与惯性力之比；重力与惯性力之比； C. C. 惯性力与粘滞力之比；惯性力与粘滞力之比； D. D. 压力与粘滞力之比。压力与粘滞力之比。 10. 10. 恒定流是恒定流是 。A.A. 流动随时间按一定规律变化流动随时间按一定规律变化B. B. 各过流断面的速度分布相同

9、；各过流断面的速度分布相同；C. C. 流场中任意点的运动要素与时间无关；流场中任意点的运动要素与时间无关； D. D. 流线为平行直线流线为平行直线 CC三、计算题（三、计算题（10分）分） 对于压强较高的密封容器，可以采用复对于压强较高的密封容器，可以采用复式水银测压计，如图，测压管各液面高程为：式水银测压计，如图，测压管各液面高程为： 1 1=1.5=1.5m m， 2 2=0.2m=0.2m， 3 3=1.2m=1.2m， 4 4=0.4m=0.4m， 5 5=2.1m=2.1m。求液面压强求液面压强p p5 5。p27p27例例2-42-4 54321水气空银水)(4545gpp解：

10、解：p5)(4334gppHg23pp )(212gpHg故：故：)()(4543215ggpHg)4 . 01 . 2(8 . 91)4 . 02 . 12 . 05 . 1 (8 . 96 .135pKPamKN3 .263/3 .2632四、计算题（四、计算题（20分）分） 如图所示为一弧形闸门。已知：如图所示为一弧形闸门。已知：R=10mR=10m，门宽门宽b=8mb=8m， =30=30 ，试求：试求：(1)(1)作用在该弧形闸门上的静水总压力；作用在该弧形闸门上的静水总压力；（2 2）压力作用点压力作用点D在水面下的位置在水面下的位置hD 。oRabceDdhD总压力的水平分力总压

11、力的水平分力b)HHg(ApPxcx24mRH5sinkNPx2548总压力的铅垂分力总压力的铅垂分力bgAgVPabcdez2288.952.436.52mmmAAAcdeabceabcde而：而：KNPz6.774888.99800总压力的合力总压力的合力KNPPPzx266322（2）合力作用线与水平方向夹角）合力作用线与水平方向夹角oxzarctgPParctg91.1625486 .774合力合力P P与闸门的交点与闸门的交点D D到水面的距离：到水面的距离：mRhoD91. 691.16sin104sin4将将Px和和Pz的作用线延长，交于的作用线延长，交于m点，点，过过m点作与水

12、平面交角为点作与水平面交角为 的直线，的直线，与曲面的交点就是静水总压力的作用与曲面的交点就是静水总压力的作用点。点。如果受压面是圆柱面，如弧形、圆筒如果受压面是圆柱面，如弧形、圆筒等，则总压力的作用线必定通过圆心，等，则总压力的作用线必定通过圆心，因为圆柱面上各微小面积上的压力都因为圆柱面上各微小面积上的压力都是指向圆心，构成汇交力系，其交点是指向圆心，构成汇交力系，其交点就是圆心，因此合力作用线也必定通就是圆心，因此合力作用线也必定通过圆心。过圆心。五、计算题（五、计算题（20分）分）水平输水弯管。直径由水平输水弯管。直径由 d1 = 200mm经经= 60o转角变为转角变为d2 = 15

13、0mm。已知转弯前断面的表压强。已知转弯前断面的表压强 p1= 18 kPa，输，输水流量水流量Q = 0.1 m3/s，不计水头损失，求水流对弯管的作用力。，不计水头损失，求水流对弯管的作用力。p83解解：d1d21、取控制体；、取控制体；11222、取坐标系；、取坐标系；xoy3、找出控制体上所受外力；、找出控制体上所受外力；P1P2RyRx4、将动量方程分别投影在、将动量方程分别投影在不同的坐标轴上，即不同的坐标轴上，即11222160cos60cosvvQRPPx060sin60sin222vQRPy上式中上式中而而P2= p2 A2 中的中的 p2 则需通过列则需通过列1-2断面间的

14、伯努利方程求得。断面间的伯努利方程求得。将各量代入动量方程，得弯管对水流的作用力为将各量代入动量方程，得弯管对水流的作用力为NApP5652 . 04180002111gvgpgvgp22222211kPavvpp043. 72222112其中其中smdQAQv/18. 342111smdQv/66. 54222NRx538NRy597水流对弯管的作用力与其对水流的作用力大小相等方向相反水流对弯管的作用力与其对水流的作用力大小相等方向相反NRx538NRy597六、计算题（六、计算题（10分）分） 某一水池，通过一根管径某一水池，通过一根管径d=1000mmd=1000mm、管长管长L=800mL=800m的管道，恒定地放水。已知水池水面和管道出口高差的管道，恒定地放水。已知水池水面和管道出口高差H=20mH=20m，管道上有两个弯头，每个弯头的局部阻力系数管道上有两个弯头，每个弯头的局