工程流体力学习题库

1、、选择题1 .连续介质假设意味着。(A)流体分子互相紧连(B)流体的物理量是连续函数(C)流体分子间有间隙(D)流体不可压缩2 .空气的等温积模量 K=。(A) p (B) T (C) p(D) RT3 .静止流体 剪切应力。(A) 不能承受 (B) 可以承受(B)能承受很小的(D) 具有粘性是可承受4 .温度升高时，空气的粘度 。(A)变小 (B)变大(C) 不变5 .流体的粘性与流体的 无关。(A)分子的内聚力(B)分子的动量交换(C) 温度(D)速度梯度6 .在常温下，水的密度为_kg/m 3。(A) 1(B) 10 (C) 100(D) 10007 .水的体积弹性模量 空气的体积弹性模

2、量。(A) <(B)近似等于(C) >8 . 的流体称为理想流体。(A)速度很小(B)速度很大(C)忽略粘性力(D)密度不变9 . 的流体称为不可压缩流体。(A)速度很小(B)速度很大(C)忽略粘性力(D)密度不变10 .用一块平板挡水，平板形心的淹深为hc,压力中心的淹深为 hD,则hc h d。(A) >( B) < (C)=11 .静止流体的点压强值与 无关。(A)位置 (B)方向(C)流体种类(D)重力加速度12 .油的密度为800kg/m3,油处于静止状态，油面与大气接触，则油面下0.5m处的表压强为 kPa 。(A) 0.8(B) 0.5 (C) 0.4(D

3、) 3.913 .压力体内。(A)必定充满液体(B)肯定不会有液体(B)至少部分有液体(DD可能有液体，也可能无液体14 .大气压pa=105 Pa,如果某点的真空度为 0.49 X 105 Pa,则该点的绝对压强为Pa 。(A) 51 X103(B)149X103(C) 1.5X105(D)1.05X10515 .用一块垂直放置的平板挡水，其挡水面积为A,形心淹深为h,平板的水平倾角为九该平板受到的静水压力为 。(A) p ghA.sin 0(B) p ghA.cos 0 (C) p ghA.tan 0 (D) p ghA16 .欧拉法研究 的变化情况。(A)每个质点的速度(B)每个质点的轨

4、迹(C)每个空间点的流速(D)每个空间点的质点轨迹17 .应用总流的伯努利方程时，两截面之间 。(A)必须都是急变流(B)必须都是缓变流(B)不能出现急变流(D)可以出现急变流18 .水从一个水池经一条管道流出大气，应对 这两个截面应用伯努利方程较好。(A)管道的入口和出口(B)水池面和管道入口(C)水池面和管道出口(D)管道内任意两截面19 .在定常管流中，如果两个截面的直径比为d1/d 2 = 2,则这两个截面上的雷诺数之比Re/Rez(A) 2(B) 4 (C) 1/2(D) 1/420 .定常流动中,(A)加速度为零(B)流动参数不随时间而变(B)流动参数随时间而变(D)速度为常数21

5、 .在 流动中，流线和迹线重合。(A)定常(B)非定常(C) 不可压缩(D)无粘22 .控制体是。(A)包含一定质量的系统(B)位置和形状都变化的空间体(C)固定的空间体(D)形状不变、位置移动的空间体23 .在定常管流中，如果两个截面的直径比为d1/d 2 = 3,则这两个截面上的速度之比V1/ V2(A) 3(B) 1/3 (C) 9(D) 1/924 .文丘里管用于测量(A)点速度 (B)压强(C) 密度 (D)流量25 .应用动量方程求流体对固体壁面的作用力时，进、出口截面上的压强应使用。(A)绝对压强(B)相对压强(C) 大气压(D)真空度26 .流量为Q,速度为V的射流冲击一块与流

6、向垂直的平板，则平板受到的冲击力为 。(A) QV (B) QV (C) p QV (D) p QV27 .沿程损失系数入的量纲(单位)为 。(A) m(B) m/s (C) m 2/s(D 无量纲28 .圆管流动中，层流的临界雷诺数等于。(A) 2320(B) 400 (C) 1200(D) 5000029 .层流中，沿程损失与速度的 次方成正比。(A) 1(B) 1.5 (C) 1.75(D) 230 .管道面积突然扩大的局部损失hj = 。(A) (V 12 - V22) / 2g(B) (V12 + V22) / 2g (C) (V 1 + V2)2 / 2g( D) (V1 - V2

7、)2 /2g31 .虹吸管最高处的压强 大气压。(A) >(B) = (C) <(D) >32 .超音速气流在收缩管道中作(A)加速(B)减速(C)33 .速度势只存在于(A)不可压缩流体的流动中(C)无旋流动中运动。等速(B)可压缩流体的定常流动中(D)二维流动中34 .流函数存在于(B)不可压缩流体的平面流动中(B)可压缩流体的平面流动中(C)不可压缩流体的轴对称流动中(D)任意二维流动中35 .按连续介质的概念，流体质点是指A .流体的分子；B.流体内的固体颗粒；C .无大小的几何点；D.几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。36 .作用在流体的质量力

8、包括A.压力；B.摩擦力；C.重力；D.惯性力。37 .与牛顿内摩擦定律直接有关系的因素是A.切应力和压强；B.切应力和剪切变形速率；C.切应力和剪切变形。38 .水的粘性随温度升高而A .增大；B.减小；C.不变。39 .气体的粘性随温度的升高而A.增大；B .减小；C .不变。40 .流体的运动粘度u的国际单位是A . m 2/s ; B. N/m 2 ; C. kg/m ; D. N - s/ m 241 .理想流体的特征是A.粘度是常数；B.不可压缩；C.无粘性；D.符合pV=RT>42 .当水的压强增加1个大气压时，水的密度增大约为1A . 20000 ； B . ； c .。

9、43 .以下关于流体粘性的说法中不正确的是A.粘性是流体的固有属性；B .粘性是在运动状态下流体具有抵抗剪切变形速率能力的 量度C .流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重作用；D .流体的粘性随温度的升高而增 大。44 .已知液体中的流速分布w-y如图所示，其切应力分布为A. ° = 0 ; B . t =常数；C . t = ky （k 为常数）。45 .以下关于液体质点和液体微团的正确论述是A.液体微团比液体质点大；B .液体微团包括有很多液体的质点；C .液体质点没有大小，没有质量；D .液体质点又称液体微团。46 .液体的汽化压强随温度升高而A.增大；B .减小；C .不变

10、；47 . 一封闭容器盛以水，当其从空中自由下落时（不计空气阻力），其单位质量力为A . 0 ; B . -g ; C . mg ; D . - mg。48 . 一列火车在水平直道上匀速行使时，车内的流体所受的单位质量力为A . 0 ; B . -g ; C . mg ; D . -mg 。49 .以下哪几种流体为牛顿流体A.空气；B .清水；C .血浆； D.汽油； E .泥浆。50 .以下关于流体汽化压强的论述中，不正确的是A.液体的温度升高则汽化压强增大；B .液体的温度升高则汽化压强减小；C.液体的汽化压强随海拔而变化；D. 20oC的水的汽化压强为1 atm; E.100oC的水的汽

11、化压强为1 atm； F.水在常温下不会沸腾； G.液体中的压力越大则汽化压强越大。51 .以下哪几种流体为非牛顿流体A.空气；B .清水；C .血液；D.酒精；E .泥浆。52 .静止液体中存在A.压应力；B .压应力和拉应力；C .压应力和切应力；D .压应力、切应力和拉应力；53 .相对压强的起量点是A.绝对真空；B. 1个标准大气压；C.当地大气压；D.液面压强。54 .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。55 .绝对压强Pabs、相对压强P、真空值Pv、当地大气压强Pa之间的关系是A. P abs=p+pv ； B.

12、p=p abs+pa ； C. p v = papabs。56 .在密闭的容器上装有U形水银测压计，其中1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为A. A.p 1=p2=p3 ; B. p 1>p2>p3 ; C. p 1<p2<p3 。57 .用U形水银差压计测量水管内A、B两点的压强差，水银面高差hp=10cm ,pA-pB为A. A.13.33kpa; B. 12.35kpa; C . 8kpa 。58 .垂直放置的矩形挡水平板，深为3m,静水总压力P的作用点到水面的距离 yD为A. 1.2 5m ; B. 1.5m ; C. 2.0m D , 2.5m。59 .

13、在液体中潜体所受浮力的大小A.与潜体的密度成正比；B.与液体的密度成正比；C.与潜体淹没的深度成正比。60 .完全淹没在水中的一矩形平面，当绕其形心轴旋转到什么位置时，其压力中心与形心最远？A. 45o倾斜；B. 60o倾斜；C.水平；D.铅直。61 .恒定流是A.流动随时间按一定规律变化；B.流场中任意空间点上的运动要素不随时间变化；C.各过流断面的速度分布相同； 62. 一兀流动是A.均匀流；B.速度分布按直线变化；C.运动参数是一个空间坐标和时间变量的函数。63 .均匀流是A.当地加速度为零；B,迁移加速度为零；C.向心加速度为零；D.合加速度为零。64 .变直径管，直径 d1=320m

14、m d2=160mm 流速 V1=1.5m/s , V2为：A. 3m/s ; B . 4m/s ; C. 6m/s ; D. 9m/s 。的运动物理量有以下关系65.等直径水管，A A为过流断面，B B为水平面，1、2、3、4为面上各点，各点A. P1 = P2 ； B. P 3=P4 ; C. + = +;D +=+。66伯诺里方程中z+ 表示A.单位重量液体具有的机械能；B.单位质量液体具有的机械能；C.体积液体具有的机械能；D.通过过流断面液体所具有的总机械能。67水平放置的渐扩管，如果忽略水头损失，断面形心点的压强有以下关系A p1>p2 ； B p1=p2 ； C p1<

15、;p2 。68粘性流体总水头线的变化规律是A.沿程下降；B.沿程上升；C.保持水平；D.前三种情况都有可能。69粘性液体测压管水头线的沿程变化是A.沿程下降；B.沿程上升；C.保持水平；D.前三种情况都有可能。70以下哪三种概念属于欧拉法A.流线；B .迹线；C.液体质点；D.液体微团；E.控制体；F.固定空间点。71以下哪些概念属于拉格朗日法A.流线；B .迹线；C.液体质点；D.液体微团；E.控制体；F.过水断面。72当流场中的流线为相互平行的直线时此流动是A.恒定的均匀流B.恒定的非均匀流C.均匀流 D.非恒定均匀流E.非恒定非均匀流F .非均匀流G .恒定流H .非恒定流。73当流场中

16、的流线与迹线重合时此流动是A.恒定均匀流 B.恒定的非均匀流C.均匀流 D.恒定非均匀流E.非恒定非均匀流 F.非均匀流 G.恒定流 H.非恒定流。74 .速度v,长度l ,重力加速度g的无量纲组合是A；B ；C.； D. 。75 .速度v,密度p ,压弓虽p的无量纲的组合是A；B ；C；D. 。76速度v 长度 l ，时间 t 的无量纲组合是A .; B . ; C . ; D .77.压强差A p密度p长度l流量Q的无量纲组合是A.; B . ; C . ; D .78进行水力模型实验，要实现有压管流的动力相似，应选用的准则是A.雷诺准则；B.弗劳德准则；C.欧拉准则。79.密度p ,动力

17、粘滞系数 小流速v和长度l的无量纲组合是A. ;B.;C.;D.。80雷诺数的物理意义表示A.粘滞力与重力之比；B.重力与惯性力之比;C.惯性力与粘滞力之比；D.压力与粘滞力之比。81.明渠水流模型实验，长度R为4.模型流量应为原型流量的A.;B.;C.;D.。82.压力输水管模型实验，长度比R为8,模型水管的流量应为原型输水管流量的A.;B.;C.;D.。83.水在垂直管内由上向下流动，相距L的两断面间测压管水头差为 h,则两断面间沿程水头损失hf为A . hf=h ; B. hf=h+L; C. hf=L -h 。84圆管流动过流断面上的切应力分布为：A.在过流断面上是常数；B.管轴处是零

18、，且与半径成正比；C.管壁处为零，向广轴线性增大；D.抛物线分布。85在圆管紊流中，过水断面流速分布符合A.均匀规律；B.直线变化规律；C.抛物线规律；D.对数曲线规律86在圆管层流中，过水断面流速分布符合A.均匀规律；B .直线变化规律；C.抛物线规律；D.对数曲线规律。87 .半圆形明渠，半径 r°=4m,水力半径为A. 4mxB . 3mxC. 2m ; D. 1m。88 .变直径管流，细断面直径为di,粗断面直径为d2=2di,粗细断面雷诺数的关系是A. R e1=0.5Re2； B . R e1 = R2； C. R e1=1.5Re2； ； D. R1=2出。89 .圆管

19、层流，实测管轴线上的流速为4m/so则断面平均流速为A. 4m/s B . 3 . 2 m/s C. 2m/s D. 2.5m/s。90 .圆管紊流过渡区的沿程摩阻系入A.雷诺数R e有关；B.与管壁相对粗糙度有关A /d有关；C.与Re和A/d有关；D.与 Re和管长l有关。91 .圆管紊流粗糙区的沿程摩阻系入A.雷诺数R e有关；B.与管壁相对粗糙度有关A /d有关；C.与Re和A/d有关；D.与 Re和管长l有关。92 .工业管道的沿程摩阻系数入在紊流过渡区随雷诺数的增加而A.增加；B ,减小；C.不变；D.前三种情况都有可能。93理想液体在流动过程中, 流层之间的切应力为A.零；B .

20、粘性切应力P1； C .惯性切应力P 2； D. T 1+ T 2o94实际液体在紊流状态，其流层间的切应力为A.零；B .粘性切应力P1； C .惯性切应力P 2； D. T 1+ T 2o95在紊流状态下，流场固定空间点的瞬时流速为A.时间平均流速 u;B.脉动流速u' C.断面平均流速 v ; D. u+u'。96所谓的工业管道当量粗糙高度是指：A.和工业管道粗糙高度相同尼古拉兹粗糙高度；B.和尼古拉兹粗糙高度相同的工业管道粗糙高度；C.和工业管道入值相同的尼古拉兹粗糙高度；D.和工业管道粗糙区入值相等的同直径的尼古拉兹管的粗糙高度；97.比较在正常的工作条件下，作用水头

21、H直径d相等时小孔的流量Q圆柱形外管嘴的流量QnA. Q >Qn； B . Q<Qn； C. Q = Q n。98圆柱形外管嘴的正常出流条件是A L=(3-4)d ,H0>9m BL=(3-4)d H0<9mC. L>(3-4)d ,H0>9mD. L<(3-4)d ,H0<9m99图示两根完全相同的长管道只是安装高度不同，两管的流量关为A . Q i<Q 2B . Q i>Q2C . Q i=Q2D.不定。100.并联长管1、2两管的直径相同，沿程阻力系数相同，长度L2=3Li,通过的流量为A. Q 1 = Q2； B . Q 1

22、= 1.5Q2;C. Q 1=1.73 Q2； D. Q i=3Q 2101. A、B两节点连接并联管段1、2、3、则A、B两节点的水头损失为A. hfab=hf1+hf2+hf3；B . hfab =hf1 +hf2;C. hfab=hf2+hf3 ;D. hfab=hf1 =hf2=hf3。102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 . 通过水量相等。103并联管道如图, 阀门全开时各管段流量Q1、 Q2、 Q3,现关小阀门K, 其他条件不变, 流量变化为A. Q 1、Q 2、Q3都减小；B. 、1、3减小、2不变；C. . Q 1

23、Q 3减小，Q 2增大；D. Q 1不变，Q 2增大，Q 3减小。104将孔口改为同直径的外管嘴出流, 其他的条件不变化, 则出流流量增大, 这是由于A. A.阻力系数减小所致; B 流速系数增大所致; C 作用水头增大所致。105长管作用水头H 保持不变, 出口又由自由出流改为淹没出流后, 管路流量A. 减小 ; B. 不变 ; C 增大 ; D 不一定。106 .长管的水力计算场采用比阻A公式H=ALQ2比阻A有关的参数包括A.管径d管长L,管道的摩阻系数入；B管径 d.管道的摩阻系数入；C.管长L和管 道的摩阻系数入；D .管径d管长L和管道流量。107 .某薄壁小孔口在作用的出流Q0,

24、当作用水头将为，并孔口改为同直径的管嘴后的出流流量为Q n, Q与Q n的流量关系为；A. Q 0=Q B . Q<Q C. Qo>Qn108 .明渠均匀流只能发生在：A.A.平坡棱柱形渠道；B.顺坡棱柱形渠道；C.逆坡棱柱形渠道。109 .水力最优断面是：A.A.造价最低的渠道断面；B.壁面粗糙系数最小断面；C.对一定的流量具有最大断面积的断面；D.对一定的面积具有最小湿周的断面。110 .水力最优矩形断面，宽深比是：A.A.0.5 ; B.1.0 ; C.2.0 ; D. 4.0。111 .梯形断面渠道，在底坡i,粗糙系数n和通过流量Q一定的条件下，水力最优断面的条件 是：A.

25、过水断面面积3具有最大的湿周Xmax； B.底宽b=2h（h为水深）；C.h=2Rh（Rh 为水力半径）。112 .无压圆管均匀流的流量随水深而变化，当充满度a为何值时，其流量最大：Aa .=1 ; B. a =0.95 ; C. a =0.81 ; D. a =0.5。113 .无压圆管均匀流的流速随水深而变化，当充满度a为何值时，其流速最大：Aa =1 ; B. a =0.95 ; C. a =0.81 ; D. a =0.5。114 .明渠流动为急流时.A.Fr>1; B.h>hc； C.h>h。； D.de/d h>0o115 .明渠流动为缓流时：A.Fr<

26、;1; B.h<hc； C.h<h。； D.de/d h<0。116 .明渠水流由急流过渡到缓流时发生：A.水跃;B水跌;C.连续过渡；D.都可能。117 .在流量一定时，渠道断面的形状、尺寸和壁面粗糙一定时，随底坡的增大，正常水深将：A.增大;B.减小;C.不变。118 .在流量一定，渠道断面的形状、尺寸一定时，随底坡的增大，临界水深将：A.增大;B减小;C.不变。119 .堰流特定的局部水流现象是：A.缓流通过障壁；B缓流溢过障壁；C.急流通过障壁；D.激流溢过障壁。120 .符合以下条件的堰流是宽顶堰流：A. <0.76 ; B.0.76 H <2.5 ;

27、C.2.5 H <10。121 .自由式宽顶堰的堰顶水深hc0A.hc0<h; B.hc0>hc； C.hc0=hc； D.不定（其中 hc为临界水深）122 .理想流体与实际流体的主要区别在于（）。A.是否考虑粘滞性B.是否考虑易流动性C.是否考虑重力特性D.是否考虑惯性123 .对于实际流体，总水头线是（）的线。A.沿程下降。B.沿程升高。C.沿程可升可降。D.沿程不升不降。二、判断题判断下列说法是否正确。若正确在括号内划，否则划 H。1 .动能修正系数与断面流速分布有关。（）2 .临界雷诺数的大小与流体的性质无关。（）3 .长短是指管道几何长度长的管道。（）4 .谢齐（

28、Chezy）公式适用于紊流粗糙区。（）5 .按程沿程阻力系数的变化规律，尼古拉滋试验曲线分为三个区。（）6 .对于以重力为主导因素的流动，可按佛劳德准则进行模型设计。（）三、简答题1. 等压面是水平面的条件有那些？2. 流体静压强的有那两个特性？3. 明渠均匀流有那些特性？4 .说明描述流体运动的两种方法（拉格朗日法与欧拉法）的主要区别。5 .何谓不可压缩流体？6 .试述系统和控制体的概念。7 .何谓绝对压强？何谓计示压强？8 .试述理想流体和粘性流体的概念。9 .试述流线和迹线的概念。10 .试解释水击现象.11 .试述层流和紊流的概念。12 .试述有旋流动和无旋流动的概念。四、计算题1 .

29、已知一流动的速度场为：vx = 2xy+x , vy = x -y -y ,试证明该流动为有势流动，且存在流函数，并求速度势及流函数。解：（1） ._vx 2x_vy 2x ，yx则 CO x= CO y= CO z = 0 ,流动为无旋流动，该流动为有势流动。又_vx _vL 2y 1 2y 1 0 ,即流动为不可压缩流体的平面流动, x y，该流动存在流函数。y)dy22d dx dy vxdx vydy (2xy x)dx (x y x y速度势为：232(2xy x)dx (x2 y2 y)dy x2 y c232dx x-dy yvydx vxdy/ 2 2(x y y)dx (2x

30、y x)dy流函数为：3, 222x(x y y)dx (2xy x)dy xy xy T c2 .如图所示，两圆筒内装的是水，用管子连接。第一个圆筒的直径d1= 45 cm,其活塞上受力F1=320 N,密封气体的计示压强为981.0 Pa ;第二个圆筒的直径d2= 30 cm ,其活塞上受力F2=490 N,开孔通大气。若不计活塞重量，求平衡状态时两活塞的高度差ho解:PiFiAiPePa水ghP2AA2F2A2 d124 d；PaPiP20.402(m)3.已知:N/m3,解：F1F2'1ghc1A11ghAF22ghe2 A2F33ghc3 Ah11 1h1B 9806 1 2

31、 2 39224(N)29806 21200046000117672(N)1.52.5(22 108000(N)3) 2一闸门如图，h1 = 2m h2 =3m, h3 =5m,闸门宽 B = 2m, 丫 1 =9806 N/m3, 丫 2=12000丫 3 =46000 N/m3。求作用在AB板上的合力，以及作用在B点的合力矩。31150000(N)F 合 F3 展885104(N)F2115000039224 108000h3M b F333511500003F1h1(h2I)239224 (3 -) 11767234.图示为水自压力容器定常出流，压力表读数为h233108000 - 14

32、88324.2(N.m)310atm, H=3.5m,管嘴直径 D=0.06m ,D=0.12m,试求管嘴上螺钉群共受多少拉力？计算时管嘴内液体本身重量不计，忽略切损失。解：对容器液面和管嘴出口截面列伯努利方程:Pe-H g2V12Pe 2gH2 10 1.013 105100045.77(m/s)2D1V2V1D20.060.122 9.8 3.545.77 11.44(m/s)选管嘴表面和管嘴进出口断面所围成的体积为控制体，列动量方程:Fpnx qv V1x V2xP2eA2FxFxqv V1V2P2eA2对管嘴的进出口断面列伯努利方程，得2V22gP2e置g 2gP2e981986.77

33、(Pa)Fx 1000 45.7720.06245.77 11.44981986.770.1226663.6(N)FFx 6663.6( N)5.如图示，水流经弯管流入大气，已知d1=100mm d2=75mm v2=23m/s,不计水头损失，求弯管上所受的力。解：由连续方程：得：,2, 2v1dlv2d2v2dl % 23d2100212.94(m/s)对弯管的进、P1b出口截面列伯努利方程:v1P2bIt其中，P2 b= 0,P1b一 Z1 gZ1 = z2丫2_22g g2,代入得：2Vi2gZ22V22gITq1000 "2232_ 4 212.942_ 5 _1.808 1

34、05(Pa)选弯管所围成的体积为控制体，对控制体列动量方程:qv v2x %xqv v2y MyF pn1xF pn1yF pn2xFpn2yFpnbxFpnbyPbA FpnbxF pnby21000 23 0.0754v2 cos30_ 5_2_v11.80810-0.1Fpnbx4p21000 23 0.0754v2 sin 300 Fpnby求得：Fpnbx= - 710.6 (N)Fpnby= 1168.5 (N)F x= - F pnbx= 710.6 (N) y= - F pnby= -1168.5 (N)一一 2一 2FFxFy1367.6(N)6,已知油的密度p =850 k

35、g/m 3,粘度科=0.06 Pa.s ,在图示连接两容器的光滑管中流动，已知H=3 m当计及沿程和局部损失时，求： （1）管内的流量为多少？ （ 2）在管路中安 一阀门，当调整阀门使得管内流量减小到原来的一半时，问阀门的局部损失系数等于多少？（水力光滑流动时，入 =0.3164/Re 0.25）。解：（1）对两容器的液面列伯努利方程，得:H hw hf hjl v2d 2g40 v20.3 2g21.5 2g21.5 2g即: 设入=0.03 ,代入上式，得 v = 3.27 m/svd 850 3.27 0.30.060.3164C 0.25Re0.31640 251389700.0291

36、d=30cn0.03 0.02910.03故，令入=入'=0.0291 ,代入（1）3%2%得:v=3.306(m/s)Revd850 3.3060.30.3164C 0.25Re0.060.316414050.5140 50.50250.0291qvd2v 0.32 3.306 0.234(m3/s)4(2)0.234qv0.117(m3/s)Reqvd24vd0.117 43.14 0.321.655(m/s)850 1.655 0.3“7033.750.060.3164C 0.25Re0.31640 257033.750.0345hwhf1.5 v)hj2v2gRe 13897.

37、51.6552v)2 9.840 (0.03451.50.3求得:v 15.377.为确定鱼雷阻力，可在风洞中进行模拟试验。模型与实物的比例尺为1/3,已知实际情况下鱼雷速度 vp=6 km/h ,海水密度p p=1200 kg/m 3,粘度丫 p=1.145 x 10-6 m2/s ,空气的密度P卡1.29 kg/m3,粘度y m=1.45 x 10-5 m/s ,试求：（1）风洞中的模拟速度应为多大？ （2）若在风洞中测得模型阻力为1000NI,则实际阻力为多少?解：已知lm 1kl-lp 3（1）由 Ra = Re m 得，k » = k v kl,kim= k vVp= 38

38、(2)由 kF= k P ki2 kv2kZrnkFFpFp = Fn/k1.45 10pki1.145 10x 6 =228 (km/h)得2138 2一 3831.2912001000/0.1725 = 5798 (N)3 38238 20.17257.流体通过孔板流量计的流量qv与孔板前、后的压差A P、管道的内径d1、管内流速V、孔板的孔径dp流体密度p和动力粘度科有关。试用兀定理导出流量 （dim A P =ML-1 T-2, dim（i=ML1T-1）。qv的表达式。解：设qv= f (选 d, v,A P, d 1, v, d,P为基本变量qva1 b1C1v da2 vb2 d

39、 c2d1a3vb3dc3a4b4c4v d上述方程的量纲方程为:l3t3 a1_ 1 b1ML 3 LT 1ML1T 23 a2_ML 3 LT1 b2 Lc2MLa3LT 1 b3 Lc3ML1T 1ML3 a3LT由量纲一致性原则,可求得:d1 dvdqvvd2 fP d1 v2 , d , vd8.如图所示，由上下两个半球合成的圆球,直径d=2m球中充满水。当测压管读数H=3ma1=0a2=1a3=0a4=1b1=1b2=2b3=0b4=1c1=2c2=0c3=1c4=1qvvd 2时，不计球的自重，求下列两种情况下螺栓群上；（2）下半球固定在支座上。解：（1）上半球固定在支座上时A-

40、A所受的拉力。（1）上半球固定在支座d2F gVp g H 42 r31000 9.8 3.14 12 3.141/3112.89(kN)（2）下半球固定在支座上时F gVpgVH2 r331000 9.83.14 1 32 3.141/371.84(kN)9.新设计的汽车高1.5m,最大行驶速度为 108km/h,拟在风洞中进行模型试验。已知风洞 试验段的最大风速为 45m/s,试求模型的高度。在该风速下测得模型的风阻力为1500N,试求原型在最大行驶速度时的风阻。解：kvk根据粘性力相似准则，Rem RepVmvp1083.61.5kl_1hmkv 1.5 hphphm 高 1(m)22k

41、Fk k：k：FpFmk kv2kl2FmFp15001500(N)10 .连续管系中的90o渐缩弯管放在水平面上，管径 d1=15 cm, d2=7.5 cm,入口处水平均流 速vi=2.5 m/s,静压p1e=6.86 X 104 Pa （计示压强）。如不计能量损失，试求支撑弯管在其位 置所需的水平力。解：由连续方程：ViAd122必V1A1V2 A215 2()2.5 10(m/s) 7 . 5由能量方程:22PieVlP2eV2g2g g2g224100022P2ePie (Vi2 v22) 6.86 104(2.52 102)2221725(Pa)X 方向动量方程：qv(V2x V1

42、x)Fx P2eA2Fxqv(V2x V1x) P2eA21000 2.5 0.152 (10 0) 21725 0.075244537.76(N)Y方向动量方程：qv(V2y My)FyPeAFyqV(V2y V1y) P1eA_2 421000 2.5 0.15(0 2.5) 6.86 10 0.15441322.71(N)FFx2Fy2合力为：,537.762 1322.7121427.85( N)11 .小球在不可压缩粘性流体中运动的阻力Fd与小球白直径 H等速运动的速度 V、流体的密度P、动力粘度科有关，试导出阻力的表达式。(dimF =MLT-2, dim d=ML1T-1)。(1

43、5 分)解：设 Fd = f (D, v, p )选D、v、p为基本变量Fd 1 与64 a2vb2Dc2上述方程的量纲方程为:MLT 2 ML 3 a1 LT 1 > Lc1ML 1T 1 ML 3 a2 LT 1 b2 Lc2由量纲一致性原则，可求得：ai=1a2=1bi=2b2=1ci=2c2=1Fd_1v2d22 vdFdv2d2fvd12 .如图所示，一封闭容器内盛有油和水，油层厚h1=40 cm,油的密度p o=850 kg/m3,盛有水银的U形测压管的液面距水面的深度h2=60 cm,水银柱的高度低于油面h=50 cm,水银的密度p hg= 13600 kg/m 3,试求油

44、面上的计示压强(15分)。解:P2ePeogh1wgh2hgg(A h2 h)Pehgg(h1 h2 h)ogh1wgh213600 9.8 (0.4 0.6 0,5) 850 9.8 0.4 1000 9.8 0.6 57428(Pa)7匕 油 hA/J 匕水I I13 .额定流量qm=35.69 kg/s 的过热蒸汽，压强 pe=981 N/cm：蒸汽的比体积为 v=0.03067 m3/kg ,经内径为227mml勺主蒸汽管道铅垂向下，再经90o弯管转向水平方向流动。如不计能 量损失，试求蒸汽作用给弯管的水平力。解：由连续方程：得：qmVAVqmqmv 35.69 0.03067 4A

45、d20.2272427,047(m/s)选弯管所围成的体积为控制体，对控制体列x方向动量方程:qv V2xVixFpnixFpnbx qm V2xVFpn 2xP2eA2FpnbxP2eA2Fpnbx35.69 (27.047 0)9811040.22724 _53.98 1 05(N)14 .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。已知管径 d=50 mm, AB段长度Lab = 0.8 m ,流量qv = 15 m 3/h ,沿程阻力系数入=0.0285,两测压管 中的水柱高度差A h = 20 mm ,求弯头的局部阻力系数E。 （15分）解：qvVa

46、Vb V 4对A、B列伯努利方程:3600150.052422PAVAP BVB一 Za - Zbhf水g2g水g2gPa水gZaPb一Zb水gP1一 Z1水gP2一 Z2水gP1vAz1 丁水g2gP2水gZ22Vb2ghfP1hfZ1P2Z2（乙Z2)又hfl v2d 2g2gd 2g穹( vh)2 9.8 0.02_22.122(13600 (10001) 0.0285 0.050.6415 . Pipe AB is of uniform diameter and h=10.5 m The pressure at A is 170 kPa andat B is 275 kPa. Find

47、 the direction of the flow, and what is the pipe friction headloss in meters of the fluid if the liquid has a specific gravity of (a) 0.85; (b)1.45? (10 分)Solution: (a)HaPaZa2Va2g1700000.85 9810HbPeZe2750002v10.5 2g2v2v30.89 (m)2g2v(b)2gHb0.8598102g32.98the flow is from B to Ahf32.98(30.89 2g2 v 2g)

48、PaZaPeZevA 2g2 Ve 2g1700001.45 98102750001.45 981010.52.09(m)2g2v2g22.45 (m) 2g2v19.33 一(m)2gHathe flow is from A to Bhf HaHb2v22.45 2g(19.332 v 2g)3.12(m)16. A curved pipe is attached to a tank, and liquidflows out into atmosphere throughthe curved significantpipe. Determine thedata are given in th

49、eresultant force on the curved pipe. All the3figure. Assume an ideal liquid with 丫 =55 lb/ftNeglect the weight of the liquid. (10分)Solution:PlZi2 上 2gP330 1445535202V3Z32g2V32 32.2v3 77.6( fps)V2V3 A3A77.6 91643.6( fps)P2Z22 V2 而P3Z3P2(Z3 Z2)22V3V22g2V3而55 (20 10)77.62 43.622 32.2_ 24075.2(lb/ ft )

50、28.3( psi)FxF2xF3xFbxQ(V3xV2x)FyF2yF3yFbyQ"3yV2y)22D3D2FbxV3(v3 cos20V2) p244Fx Fbx 165(lb)2D3FbyV3-(V3sin 200)173(lb)4Fy Fby 173(lb)22F . Fx Fy 239165(lb)17. An 180-mm-diameter pipeline (f=0.032) 150 m long discharges a 60-mm-diameterwater jet into the atmosphere at a point that is 80 m below

51、the water surface atintake. The entrance to the pipe is reentrant, with ke=0.9, and the nozzle losscoefficient k2=kn=0.055. Find the flow rate and the pressure at B. (15分)Solution:(a)p。Z0V1 vZ0Z22V02gp2d 2gZ22,V1ke 二2g2_ _ 2D26021D121802 9v2 9v1150V22gk2hL2V22g2V22g2113 022(b)v29v133.54(m/s)PbZbPb2Vb2g2 2V2 VbP2Z22g2(v22g2v122g)2g2V252-) 98