流体力学试卷及答案(期末考试)

流体力学试卷及答案一一、判断题1、根据牛顿内摩擦定律，当流体流动时，流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。2、一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强的平均值。3、流体流动时,只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。4、在相同条件下，管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。5、稳定（定常）流一定是缓变流动。6、水击产生的根本原因是液体具有粘性。7、长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。8、所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。9、外径为D,内径为d10、凡是满管流流动，任何断面上的压强均大于大气的压强。二、填空题1某输水安装的文丘利管流量计当其汞—水压差计上读数通过的流量为,分析当汞水压差计读数，通过流量为 L/s。2、运动粘度与动力粘度的关系是 ，其国际单位是 .3、因次分析的基本原理是： ;具体计算方法分为两种 。4、断面平均流速V与实际流速u的区别是 。5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为 ，其适用条件是 。6、泵的扬程H是指 。7、稳定流的动量方程表达式为 。8、计算水头损失的公式为 与 。9、牛顿内摩擦定律的表达式 ,其适用范围是 。10、压力中心是指 三、简答题1、稳定流动与不稳定流动.2、产生流动阻力的原因。3、串联管路的水力特性。4、如何区分水力光滑管和水力粗糙管，两者是否固定不变?5、静压强的两个特性.6、连续介质假设的内容。7、实际流体总流的伯诺利方程表达式及其适用条件。8、因次分析方法的基本原理。9、欧拉数的定义式及物理意义.10、压力管路的定义.11、长管计算的第一类问题。12、作用水头的定义.13、喷射泵的工作原理.1（102页）试题：班号：姓名：试题：班号：姓名：第PAGE第4页（共102页）14、动量方程的标量形式.15、等压面的特性.16、空间连续性微分方程式及其物理意义.17、分析局部水头损失产生的原因。18、雷诺数、富劳德数及欧拉数三个相似准数的定义式及物理意义.19、流线的特性。四、计算题1、如图所示，将一平板垂直探入水的自由射流中,设平板截去射流的部分流量Q＝0。012m3/s，并引130m/s,总流量Q＝0.036m3/s，不计重量及水头损失。0求射流加于平板上的力?2径为.求:（1)已知泵入口处真空表读数，求吸入高度。（2)两个液面高差,求泵的扬程。3水平直管半径为R，不可压缩流体作层流流动其半径处点流速为并等于管内平均流速V。 求证：4、如图所示一贮水容器。器壁上有两个半球形盖，设力。5、如图水泵进水系统，h=3m，管径d=0.25m,1﹑2断面间的总水头损失，断面2处的真空度为,求流量。参考答案一、判断题×√×√××××√×二、填空题1、3L/s2斯()3因次和谐的原理，п定理4、过流断面上各点的实际流速是不相同的，而平均流速在过流断面上是相等的5、，稳定流,不可压缩流体，作用于流体上的质量力只有重力，所取断面为缓变流动6、单位重量液体所增加的机械能7、,8、，是指在温度不变的条件下，随着流速梯度的变化， μ值始终保持一常数9、总压力的作用点三、简答题1、稳定流动与不稳定流动。-——在流场中流体质点通过空间点时所有的运动要素都不随时间改变，这种流动称为稳定流；反之，通过空间点处得流体质点运动要素的全部或部分要素随时间改变，这种流动叫不稳定流。2.内因：流体流动中永远存在质点的摩擦和撞击现象，质点摩擦所表现的粘性，以及质点发生撞击引起运动速度变化表现的惯性，才是流动阻力产生的根本原因.3、串联管路的水力特性.—-—串联管路无中途分流和合流时,流量相等，阻力叠加.串联管路总出的流量。4、如何区分水力光滑管和水力粗糙管,两者是否固定不变？—--不是固定不变的。通过层流边层厚度与管壁粗糙度值的大小进行比较。5、静压强的两个特性.——-1.静压强的方向是垂直受压面，并指向受压面。2。任一点静压强的大小和受压面方向无关，或者说任一点各方向的静压强均相等。6质组成,物质的宏观性质依然受牛顿力学的支配.这一假设忽略物质的具体微观结构，而用一组偏微分方程来表达宏观物理量(如质量，数度，压力等)。这些方程包括描述介质性质的方程和基本的物理定律,如质量守恒定律，动量守恒定律等.7、实际流体总流的伯诺利方程表达式为（上的质量力只有重力，所取断面为缓变流动。8相同，将描述复杂物理现象的各个物理量组合而成无因次数群而使变量减少。9、欧拉数的定义式及物理意义.——-，其物理意义为压力与惯性力的比。10、压力管路的定义。———凡是液流充满全管在一定压差下流动的管路都称为压力管路。11、长管计算的第一类问题。—-已知管径,,确定管路中的压力降，或确定起点所需的压头，或计算水利坡降。12、作用水头的定义。-—--任意断面处单位重量水的能量，等于比能除以重力加速度.含位置水头、压力水头和速度水头。单位为m。13用下经管子进入喷嘴,并以很高的速度由喷嘴出口喷出。由于喷出的工作流体速度极高，因此使喷嘴附近的液体(或气体）被带走。此时,在喷嘴出口的后部吸入室便形成真空，因此吸入室可从,便能连续不断地输送液体（或气体).14、,，三个方程为动量方程的标量形式。15、等压面的特性。作用于静止流体中任一点上的质量力必定垂直于通过该点的等压面。16、空间连续性微分方程式及其物理意义.--空间流出与流入的质量差与其内部质量变化的代数和为零。17（a）(b)流速的重新分布，总是伴随有流动分离和旋涡的形成，在旋涡区由于粘性的存在，便有摩擦的能量损失，在旋涡中粘性力作功（c）在旋涡区中，又有质点被主流所带走，即有动量交换，因而消耗运动流体的能量，流体质点的混掺引起的动量变化。18、雷诺数、富劳德数及欧拉数三个相似准数的定义式及物理意义。-—-雷诺数： 惯性力与粘性力之比富劳德数： 惯性力与重力之比欧拉数： 压力与惯性力之比试题：班号：姓名：试题：班号：姓名：PAGE4（102页）19、流线的特性。—--（1）在定常流动时，因为流场中各流体质点的速度不随时间变化,所以通过同一点的流线形状始终保持不变，因此流线和迹线相重合。而在非定常流动时,一般说来流线要随时间变化，故流线和迹线不相重合.（2）通过某一空间点在给定瞬间只能有一条流线，一般情况流线不能相交和分支。否度为零的点称驻点,速度为无穷大的点称为奇点。（3)流线不能突然折转，是一条光滑的连续曲线。（4四、计算题1、参见教材p。772、参见教材p.63/p.703、参见教材p.1114、解:上面的盖为盖，对于盖，其压力体体积为（）左面水平的盖为盖，对于盖,静水压力可分解成水平及铅重两个分力，其中水平方向分力（方向←） 铅重方向分力（方向↓)5、解:1—12－2断面的伯诺利方程：v=v2得：v=1.49m/s Q=v答：流量为《工程流体力学》试卷二一、名词解释。1、雷诺数2、流线 3、压力体4、牛顿流体5、欧拉法6、拉格朗日法7、湿周8、恒定流动9、附面层 10、卡门涡街11、自由紊流射流1213141516、自由射流17、浓差或温差射流18、音速19、稳定流动20、不可压缩流体21、驻点22、自动模型区二、是非题。1.流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面.(）2.平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。（）3.附面层分离只能发生在增压减速区。（)4.等温管流摩阻随管长增加而增加，速度和压力都减少。(）5.相对静止状态的等压面一定也是水平面.（）6.平面流只存在流函数,无旋流动存在势函数.（）7.流体的静压是指流体的点静压。（）8.流线和等势线一定正交。（）9.附面层内的流体流动是粘性有旋流动。(）试题：班号：姓名：试题：班号：姓名：第PAGE第8页（共102页）10.（）11.相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。 （)12.（）13.壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心. （）14.相邻两流线的函数值之差，是此两流线间的单宽流量. （）15.附面层外的流体流动时理想无旋流动。 （)16.处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。 (）流体的粘滞性随温度变化而变化，温度升高粘滞性减少；温度降低粘滞性增大。（ ）流体流动时切应力与流体的粘性有关，与其他无关。 （ 三、填空题。1、1mmH2O= Pa2、描述流体运动的方法有 和 。3、流体的主要力学模型是指 、 和不可压缩性。雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时与 的对比关系。5流量Q1和Q2阻抗为S1和S2的两管路并联则并联后总管路的流量Q为 ,总阻抗S为 串联后总管路的流量Q为 总阻抗S为 6、流体紊流运动的特征是 ，处理方法是 .7、流体在管道中流动时，流动阻力包括 和 .8、流体微团的基本运动形式有: 、 和 .马赫数气体动力学中一个重要的无因次数，他反映了与 的相对比值.10、稳定流动的流线与迹线 .11、理想流体伯努力方程常数中,其中称为 水头。12、一切平面流动的流场，无论是有旋流动或是无旋流动都存在 切平面流动都存在 ，但是，只有无旋流动才存在 。13、雷诺数之所以能判别 反映了和 的对比关系。14、流体的主要力学性质有 、 、、 和 。15、毕托管是广泛应用于测量 和 一种仪器。16、流体的力学模型按粘性是否作用分为 和 括 ， 。17、力学相似的三个方面包括 、 与 。18、流体的力学模型是 模型.19、理想气体伯努力方程中，称 ， 称全压， 称总压.20、紊流射流的动力特征是 。21、流体的牛顿内摩擦定律的表达式 ，u的单位为 。22、浓差或温差射流的热力特征是 。23、流体微团的运动是由 运动， 运动， 运动四种基本运动形式符合而成。24、几何相似是力学相似的 ，运动相似是模型实验的 似是运动相似的 。25、欧拉准数是 和 的相对比值.26、马赫数M反映了惯性力和 相对比值。27、流体流动的状态分为 和 。28、弗鲁得准数反映了 和 .四、选择题。1、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2、一下哪种流体为非牛顿流体 .A、空气B、清水 C、血液 D、酒精3、绝对压强P、相对压强p、真空值p、当地大气压强之间的关系是 A、P=p+p B、p=P+ C、p=-P4、圆管层流过流断面的流速分布为 .A、均匀分布B、对数曲线分布C、二次抛物线分布5、一下那些概念属于欧拉法 .A、流线 B、迹线 C、液体质点 体微团6、圆管紊流粗糙区的沿程摩阻系数 。A、与雷诺数Re有关 相对粗糙度有关C、与Re和有关 D、与和管长l有关7、速度V、长度l、时间t的无量纲组合是 A、 B、 C、 D、头损失 。A、减小B、不变 C、增大9、在圆管流动中，层流的断面速度分布符合 .A、均匀规律 B、直线变化规律C、抛物线变化规律D、对数曲线规律10、流线与流线通常情况下 .A、能相交也能相切 B、仅能相交不能相切C、仅能相切不能相交 相交也不能相切11、速度v，密度，压强p的无量纲集合是 。A、 B、 C、 D、12、雷诺数代表的是 之比.A、惯性力与压力 B、惯性力与重力C、惯性力与表面张力 D、惯性力与粘性力13、压力输水管模型实验，长度比尺为 8，模型水管的流量应为原型输水管流量的 。试题：班号：姓名：试题：班号：姓名：PAGEPAGE23（102页）A、 B、 C、 D、14、一维流动中“截面积大处速度小,截面积小处速度大”成立的条件是 A、理想流体B、粘性流体 C、可压缩流体 D、不可压缩流体15、弹簧管压力表的读数是 。A、绝对压强 B、相对压强C、绝对压强加当地大气压 D、相对压强加当地大气压16、静水中斜置平面壁的形心淹没深hc与压力中心淹没深hD的关系是 .A、大于 B、小于 C、等于 D、无规律17、某风管的断面尺寸为，则该风管的当量直径是 A、 B、 C、 D、18有一变直径管流小管直径d1,大管直径d2=2d1则两断面雷诺数的关系是 A、 B、 C、 D、19、下列流体哪个属于牛顿流体 。A、汽油 B、纸浆 C、血液 五、简答题。1、流体静压强的特性是什么？2、尼古拉兹实验分区级意义是什么？3、附面层提出的意义？4、温差或浓差射流弯曲产生的原因是什么？5、附面层分离的原因是什么?6r7u8、元流的特性是什么？9、伯努利方程常数中各项的物理意义？10、管网水力计算遵循的原则是什么？11、水击（水锤)现象及产生的原因是什么？12、管嘴出流产生真空的原因和条件是什么？13、自由紊流射流的运动、动力特征是什么?14、射流弯曲产生的原因?15、绕流升力产生的原因?原。17、简要说明管道流动局部阻力损失产生的机理。六、计算题。流态?Q0。4/s，求管嘴对水流的作用力。QQ3、已知不可压缩流体的流速分量为：问该流动是否为无旋流动？4t=1M（1，1）的流线方程。/s，则车间相应点的速度为多少？（已知空气的运动粘滞系数为/s)4N。求原型中相应的流速与作用力。172kN/,求作用于弯管上的力的大小和方向,①当水不流动876L/s8AB，宽闸门转轴恰好与水面平齐，求作用于闸门的水静压力。ACACOhBH=,u=0。82，Q；②靠近水箱一侧管嘴内壁形成真空的原因是什么？③合适的管嘴长度是多少？ QQ10Q1和yXRQyXRL=,沿程阻力系数求：管道中水的流量、流速.AABC参考答案：1、雷诺数:是反应流体流动状态的数，雷诺数的大小反应了流体流动时，流体质点惯性力和粘性力的对比关系。2、流线：流场中,在某一时刻，给点的切线方向与通过该点的流体质点的刘速方向重合的空间曲线称为流线。曲面边界线封闭的面积在自由面或者其延长面上的投影面，中间是通过受压曲面边界线所作的铅直投影面。4、牛顿流体：把在作剪切运动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。体运动的方法。67、湿周:过流断面上流体与固体壁面接触的周界称为湿周。间变化的流动。面的一个流速梯度很大的流体薄层内，这个薄层即为附面层.、卡门涡街：当流体经绕流物体时，在绕流物后面发生附面层分离，形成旋涡，并交替释放出来，这种交替排列、有规则的旋涡组合称为卡门涡街。、自由紊流射流：当气体自孔口、管嘴或条缝以紊流的形式向自由空间喷射时，形成的流动即为自由紊流射流.12、流场：充满流体的空间。13、无旋流动：流动微团的旋转角速度为零的流动。、贴附现象：贴附现象的产生是由于靠近顶棚流速增大静压减少，而射流下部静压大，上下压差致使射流不得脱离顶棚。15、有旋流动：运动流体微团的旋转角速度不全为零的流动.16、自由射流：气体自孔口或条缝向无限空间喷射所形成的流动。17、浓差或温差射流：射流介质本身浓度或温度与周围气体浓度或温度有差异所引起的射流.18、音速：音速即声速，它是弱扰动波在介质中的传播速度。19、稳定流动：流体流动过程与时间无关的流动。20、不可压缩流体：流体密度不随温度与流动过程而变化的液体.21、驻点：流体绕流物体迎流方向速度为零的点。22、自动模型区：当某一相似准数在一定的数值范围内，流动的相似性和该准数无二、是非题。1、错误2、正确3、正确4、错误5、错误6、正确7、正确8、正确9、正确10、正确11、正确12、正确13、正确14、正确15、正确16、错误17、错误18、错误三、填空题。1、9.8072、欧拉法;拉格朗日法；3、连续介质；无粘性;4、惯性力；粘性力;5、Q=Q1+Q2；Q=Q1=Q2;S=S1+S2；6、脉动现象；时均法；7、沿程阻力;局部阻力；8、平移运动;旋转流动；变形运动；9、惯性力;弹性力;10、重合;11、测压管;12、流线；流函数;势函数;13、流态;惯性力；粘性力14、惯性；重力性;粘滞性;压缩性和热胀性;表面张力特性;15、气体;水流；16、理想气体;粘性气体；质量力；表面力；17、几何相似;运动相似；动力相似；18、连续介质；19;20、各横截面上的动量相等；2122、各截面的相对焓值相等；23、平移；旋转;线变形；角变形；24、前提；目的；保证；25、压力；26、弹性力；27、层流;紊流;28、重力；惯性力；四、选择题。1—5:DCCCA 6-10：BDACC 11—15：DDCDB 16-19：BADA五、简答题。一点流体静压强的大小作用面方向无关,只与该点的位置有关。2、①层流区②临界过渡区③紊流光滑区④紊流过度区⑤紊流粗糙区素.3、在于将流场划分为两个计算方法不同的区域，即势流区和附面层.在附面层外的势流区按无旋流动理想流体能量方程或动量方程求解；在附面层内，按粘性有旋流动流N-S曲。压减速区时，流体质点受到与主流方向相反的压差作用，将产生方向的回流，而附面层形成旋涡。旋涡的产生使得附面层与壁面发生分离。的阻力加速度，具有运动学要素。7u速和压强是均匀分布。9、Z:断面对基准面高度，水力学中称位置水头，单位位能;在断面压强作用下，流体沿测压管所能上升的高度，压强水头，单位位能；位能.的阻力损失为正，反之为负，则各管段阻力损失的代数和必等于零.11、有压管路中运动着的液体,由于阀门或水泵突然关闭,使得液体的速度和动量发生急剧变化,从而造成液体压强骤然变化，该现象就是水击(水锤）现象，产生的原因①液体的可压缩性②管道材质的弹性。123～4H0极限值为。13、在自由紊流射流的主体段，射流各断面上速度分布是相似的，轴线速度越来越小，横截面积越来越大，质量流量也越来越大；个横截面上的动量守恒。力不相平衡,使整个射流发生向下或向上弯曲。大，上、下部存在压强差，由此产生向上的力称为升力。16（P61）17（略)18、X：是作用在流体微团上的单位质量力.是作用在流体微团上单位质量流体的压力。是流体质点的加速度.1、解:所以管内气体为紊流流动。2、解：如图所示，由连续性方程得:/s/s则：/3、①检查流动是否无旋：②求速度势函数:t=1积分：xy+y-x+c=0得：c=—1c=-1xy+y—x—1=0x+1）(y—1)=05、根据相似原理可得，实验模型风口直径为：原型雷诺数为：Ren=6。0×0.5/0.0000157=191082.8>50000所以气流处于阻力平方区,（可采用粗糙度较大的管道50000VmVm×0。125/0.0000157=50000Vm=6.28m/s若在模型内测得某点气流速度为3。0m/s，则车间相应点的速度为：Vn==3.0×0.955=2.87m/s6、经分析可知，此流动的主要作用力是重力，所以决定性相似准数为付鲁德准数。由付鲁德模型律可知：由付鲁德准数相等推理得:所以:/s由欧拉准数相等推理得：7、建立下图所示的坐标，水流方向如图所示：YU1，P1YU1，P1OXP2U2OXP2U2P1=P2=172kN/XY=0—172×1/4×3。14×（300/1000）2×0.86=—10.5kN对弯管的合力:方向为：a=arctan（Fy/Fx)=方程得：解得：/s /s带入数据解得：P2/r=10。2H2O=10.2×9.8=100Kn/列动量方程：X：Fx=42.4kN:y：Fy=15。2Kn合力为:R==45.1Kn方向为：a=arctan（Fy/Fx）=8、解：9、①/s②孔口与管嘴出流流动时,在出流管嘴内形成以真空区域主要原因是：流体具有粘滞一侧管嘴内壁形成真空.③L=(3—4）D=（3-4)×50=150—200mm10、建立如图所示的坐标:设平板对水流的冲击力为R（方向与x轴正方向相同）,如图中所示：射流出口速度:(x）得:R=流出动量-流入动量==由连续性方程可得：Q0=Q1+Q2--—--——①平板切线方向（y）无摩擦力,满足动量守恒；即；0=联立方程①②解得：出口处为断面2—2，由伯努利方程知:连续性方程可知： 所以所以所以/s0.047/s试卷三一\选择题部分（1)在水力学中，单位质量力是指（答案:c )b、单位体积液体受到的质量力；d、单位重量液体受到的质量力。（2)在平衡液体中，质量力与等压面(答案：d ）a、重合； b、平行 c、相交； d、正交.液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为a、1kN/m2 b、2kN/m2 c、5kN/m2 d、10kN/m2b水力学中的一维流动是指（答案：d a、恒定流动;b、均匀流动；c、层流运动d、运动要素只与一个坐标有关的流动.有压管道的管径d与管流水力半径的比值d/R=（答案:b )a、8； b、4； c、2； d、1。已知液体流动的沿程水力摩擦系数与边壁相对粗糙度和雷诺数Re流动属于ca、层流区; b、紊流光滑区; c、紊流过渡粗糙区; d、紊流粗糙区(7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强250m，则管道中原来的流速v0为答案：ca、1.54m b、2。0m c、2.45m d、3。22m(8）在明渠中不可以发生的流动是（ 答案:c ）a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流;c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。在缓坡明渠中不可以发生的流动是（ 答案：b abcd、非均匀急流。底宽b=1。5m的矩形明渠,Q=1。5m3/sh=0.4m,则该处水流的流态为答案：ba、缓流；bc、临界流；出流的流量Q与闸前水头的H（ 答案:d 正比.a、1次方 b、2次方 c、3/2次方 d、1/2次方渗流研究的对象是( 答案：a ）的运动规律.abc、气态水；d、薄膜水。（13)测量水槽中某点水流流速的仪器有答案：ba、文丘里计 b、毕托管 c、测压管 d、薄壁堰λL=1000.1米，则原型中对应点水深为和流量比尺为答案：da、1米，λQ=1000； b、10米,λQ=100；c、1米，λQ=100000; d、10米，λQ=100000。2、判断题:（2分）任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强. （错误 答案:水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。 （ 答案：错误水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙. （ 答案：错误粘滞性是液体产生水头损失的内因。 （ ）答案：正确(5）同样条件下直接水击比间接水击更不安全。答案：正确（）（6）在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流.答案：错误(）矩形断面水力最佳断面的宽深比β=2。答案：正确（）（8）断面比能沿流程总是减小的。答案：错误（）（9)在流量和渠道断面形式一定的条件下，跃前水深越大，跃后水深也越大（ 答案:错误(10）渗流达西定律适用的条件是恒定均匀层流渗流，并且无渗透变形。（ 答案：正确3（2~4分）牛顿内摩擦定律适用的条件是 层流运动 和 牛顿液体 。100kN/m22kN/m2，真空度为 不存在 。只受重力作用，静止液体中的等压面是水平面。答案:液体存在粘滞性和边界的影响.k水流在明渠中的流态为缓流时,其水深hh,弗汝德数Fr1。k在流量不变的条件下，水跃的跃前水深越小,则水跃的跃后水深越大。根据管道水头损失计算方法的不同,管道可以分为短管和长管。水击计算中阀门关闭的时间Ts水击相长Tr的水击称为直接 把TsTr的水击称为间接水击。2a 型水面曲线是发生在陡坡坡上的缓流流(指急流或缓流）的2水面线,这时弗汝德数Fr沿程减小（指增大、减小或不变）溢流堰的过堰流量与堰顶水头的3/2次方成正比。c（11)泄水建筑物下游发生远驱水跃时,下游收缩断面水深hc

的共轭水深hh（h,填写、符号)c t t答案:填写、、符号vm=o。8m/svp=4m/sm/s。4（3～4分）（1)什么是理想液体？为什么要引入理想液体的概念?试题：班号：姓名：试题：班号：姓名：答案：理想液体是指没有粘滞性的液体。难.为了简化液体运动的讨论，我们引入了理想液体的概念，忽略液体的粘滞性，分析其运动规律,然后再考虑粘滞性影响进行修正，可以得到实际水流的运动规律，用以解决实际工程问题.这是水力学重要的研究方法。（2?答案:这种说法错误的。均匀是相对于空间分布而言，恒定是相对于时间而言.当流量不变通过一变直径管道时，虽然是恒定流，但它不是均匀流。（3）简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数λ的变化规律.答案:λReRe成反比；在层流到紊流过渡区λ仅是Re的函数在紊流光滑区λ=1(R；过渡区λ=2R，；粗糙区λ=f3( )，紊流粗糙区又称为阻力平方区。(4）为什么舍齐公式 只适用于阻力平方区？答案：舍齐公式是根据明渠均匀流的大量观察资料总结的公式,自然界中明渠水流几乎都处于紊流阻力平方区，因此该公式只适用于紊流阻力平方区。（5）流动相似的含义是什么？似是保证，才能实现流动相似。（6)从力学意义上解释明渠均匀流只能在正坡渠道中产生的原因.答案:均匀流的断面平均流速水头和压强水头沿程不变，但水流运动总要消耗能量，因此从能量方程来分析，只能消耗位能来克服水流阻力。所以均匀流只能产生在正坡渠道中。(7）分析水面曲线时，如何寻找急流和缓流的控制断面？答案：急流的控制断面在上游，因为外界对急流的干扰不能向上游传播;缓流的控制断面在下游，其原因与急流正好相反。（8)在渗流计算中达西定律与杜比公式有何区别？u=kJ，其适用于恒定均匀层流渗流;而杜比公式是适用于恒定非均匀渐变层流渗流，同一过水断面上各点的渗流流速都相等且等于v=kJ。5、作图题：v=0018（v=0018（102页）试题：班号：姓名：试题：班号：姓名：PAGEPAGE33（102页）解：（2）定性绘出图示棱柱形明渠内的水面曲线，并注明曲线名称及流态。(各渠段均充分长,各段糙率相同） (5分）6、计算题：（1）A=0。64m2，长l=50m,两个30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为ζ1=0。2,ζ2=0.5，ζ3=1。0，沿程水力摩擦系数λ=0.024，上下游水位差H=3m.求通过的流量Q？ （10分）解:按短管计算,取下游水面为基准面，对上下游渠道内的计算断面建立能量方程（5分)将参数代入上式计算，可以求解得到(5分）2.662m3/s。（2)（如图D=75cm,d=2。H=5.5mhw=0.5m。用压力表测得橡胶管与喷嘴手握住喷嘴，需要多大的水平力R,行近流速v0=0，取动能校正系数和动量校正系数均为1。 （15分)解：以过喷嘴中心的水平面为基准面,列水箱渐变流断面1-1和喷嘴出2-2的能量方程（5分)橡胶管道内的流速为

(1。5分）（1分）N （6。5分)水流对喷嘴冲击力为即为手握喷嘴所需之力。 （1分）（3）有一梯形渠道，底宽b=10mh=3m1：1,糙率n=0.014,。001。如流动在紊流粗糙区，求通过的流量Q。 （9分）解：计算渠道断面水力要素，过流断面面积 m2 (1.5分)湿周 m (1.5分）水力半径 m （1分)舍齐系数 (2分）通过的流量 Q=AC（Ri)0.5=144.93m3/s (3分)（4)某矩形断面渠道中筑有一溢流坝。已知渠宽B＝18m,流量Q＝265m3/s，坝下收断面处水深hc=1.1m,当坝下游水深ht=4。7m时，问： （12分)坝下游是否发生水跃？ (4分）如发生水跃，属于何种形式的水跃？ （4分）是否需要修建消能工？若需要修建消能工，估算消力池深。（4分)解：1）hk，判断收缩断面和下游水流流态，q=Q/B=265/18=14.72m3/smm因为收缩断面水深hc=1。1m hk为急流，下游水深ht=4.7mhk为缓流，所以溢流坝下游必定发生水跃。计算收缩断面处水深hc的共軛水深hc”hc”＝＝＝5.81m因为 hc”ht，该水跃为远驱水跃.溢流坝下游发生远驱水跃，需要修建消力池.d,取水跃淹没系数j＝1。05则池深约为 d=jhc"-ht=1.055.81–4.7=1.40m一、判断题(×，每题2分共20分）液体的粘度随温度的升高而降低，随压力的升高而增大。平衡流体中任意点的静压强值只能由该点的坐标位置来决定，而与该压强的 作用方向无关.即作用于同一点上各方向的静压强大小相等。3。若平衡流体在X=5、Y=4、Z=3，则等压面方程为。4。流线和迹线实质是一回事。理想流体在有势质量力的作用下作定常流动时，函数的值在任一点上保持不变。同一水头作用下，出流直径相同的管嘴与孔口，管嘴出流量大于孔口出流量。实际流体流经水力半径小的过水断面时，流动阻力小。实际流体圆管层流的切应力分布是中间最大、管壁边缘为零的线性分布。尼古拉茨实验的水力粗糙管区阻力系数与雷诺数有关。串联管路的总水头等于各管段水头损失之和。二、选择题(10分）单位重量流体具有的机械能；B．单位质量流体具有的机械能；C．单位体积流体具有的机械能；D．通过过流断面的流体所具有的总机械能。动量方程仅适用于理想流体的流动 B．仅适用于粘性流体的流动C．理想流体与粘性流体的流动均适用D．仅适用于紊流流体在管内作层流流动时,其沿程损失hf值与断面平均流速v的 次方成正比。A．1 B．1。75 C．1。75～2 D．24．相对压强的起量点是A。绝对真空；B。1个标准大气压;C。液面压强。D.当地大气压强；5．工程上计算流体在圆管内流动时,由紊流变为层流采用的临界雷诺数取为A．13800 B．2320C．2000 D．1000三、绘图题(绘出AB曲面上的压力体,8分)四、计算题（12分）如右图,直径为的圆柱，固定不动.内径为的圆筒，同心地套在圆柱之外。二者的长度均为。柱面与筒内壁之间的空隙充以甘油，转动外筒，转速为=100r/min，测得转矩为。求甘油的动力粘性系数。五、计算题（20分）,（1)如果A、B之间的水头损失表示为，试求值.（2)求出水银差压计中的读数.六、计算题（20分）如图所示,计算圆管突然扩大的局部损失。七、计算题（10分)如图有一并联管路，已知=100mm，=80m，=0。021；=75mm，=50m，=0。025；Q=30,一、判断题(220分）1.液体的粘度随温度的升高而降低，随压力的升高而增大。√2。平衡流体中任意点的静压强值只能由该点的坐标位置来决定,而与该压强的 作用方向无关。即作用于同一点上各方向的静压强大小相等。√X=5、Y=4、Z=3，则等压面方程为。ⅹ流线和迹线实质是一回事。ⅹ5ⅹ同一水头作用下，出流直径相同的管嘴与孔口,管嘴出流量大于孔口出流√实际流体流经水力半径小的过水断面时，流动阻力小。ⅹ实际流体圆管层流的切应力分布是中间最大、管壁边缘为零的线性分布。ⅹ尼古拉茨试验的水力粗糙管区阻力系数λ与雷诺数有关。ⅹ10。串联管路的总水头等于各管段水头损失之和。√二、选择题（315分)1．A 2．C 3．A 4．D 5．C三、画图题（绘出AB曲面上的压力体,8分）实压力体EE'A 虚压力体EE’D’D 实压力体D’DBB’四、计算题（12分)解： (7分)； （３分)（12分)五、计算题（20分）（1以B为基准，取AB断面列伯努利方程（8分）又， （12分）代入数值，=3.4 （14分）设B断面到水银测压计左支管水银交界面的垂直距离为b ，从开始，用逐段加减的方法推演到，可得 （18分）由,得 (20分）六、计算题（20分)解:0—0，过水断面的压强、速度及位置高度如图（设）（1） （7分）由于在dt时间内从断面Ⅰ到Ⅱ的流速由变为,根据动量定理得整理得 （2) （14分)由（1）（2)得由连续性方程代入上式得 （18分）其中（20分）七、计算题（10分）解：由；则，代入数值得（3分)（7分)则所以解出(10分）贵州大学2007-2008学年第二学期考试试卷 A工程流体力学参考答案及评分标准得分评分人一、名词解释（205得分评分人(1分管壁绝对粗糙度，δ0表示粘性底层的厚度，则当δ0＞△时，叫此时的管路为水力光滑管;（2分)当δ0＜△时,叫此时的管路为水力粗糙管（2分）物体壁面附近存在大的速度梯度的薄层称为边界层（2分）99％处的距离作为边界层的厚度，以δ（3分)得分评分人2分），并随主流向下游运动，这就是卡门涡街.（3得分评分人二、246流线的微分方程为是怎么得来的?答：流线是速度场的矢量线.（1分）任一时刻t，曲线上每一点处的切向量（1分)都与该点的速度向量相切。即(2分）则（1分)根据行列式运算规则,（1分）2．,分别对应的欧拉积分和伯努力积分的结果都是是不是说两种流动情况下的结论完全一样？答:不一样.（1分）械能在流场中保持不变（2分）而伯努里积分表明理想正压性流体在有势的质量力作用下作定常有旋流动时，单位质量流体的总机械能沿流线保持不变（2分）（1分）公式说明了什么问题？答:说明了变截面管流中，气体速度与通道截面积的关系.（1分)如要满足即气体流经通道,速度增加，则当时，，应采用渐缩喷管;（2）而当时，应采用渐扩喷2分）时，（1分）公式，适用于什么场合，有何含义？得分评分人答：适用于定常流动（1分）（1分）变化率相互约束,不能随意变化.亦可说，流体在x,y，z三方向上的变形速率之和等于零.即在流动过程中不可压流体的形状虽有变化,但流体体积保持不变.（4得分评分人四．分析证明题(2412分）0已知不可压粘性流体绕圆球流动，阻力FD与球的直径d、来流速度U、流体的密度ρ、动力粘度μ有关，试用π定理推求阻力FD的表达式。0解:d,U0,，ρ5—3=2个π项（2分)写成量纲式按量纲和谐原理求指数,对联立求解得： （1分）所以（2分）同理：联立求解得：(1分）（2分)，阻力或,令，则: （4分）试证明流体通过两流线间单位高度的体积流量等于两条流线的流函数之差。证：在x—y平面上任取AB点，AB连线如图所示,则（A→B为使dψ与同号）3218烟气密度为0。6kg/m3，烟道内压力损失为,烟囱内压力损失为，求烟囱出口处的烟气速度和烟道与烟囱底部接头处的烟气静压。其中,炉膛入口标高为0m，烟道与烟囱接头处标高为5m，烟囱出口标高40m1。2kg/m3.1）列炉膛入口截面1和烟囱出口截面2(2）炉膛其中：;;炉膛（，该式是两截面处的静压关系，由烟囱外处于静止状态与烟囱等高差的空气建立平衡方程求得） (1分)整理得：=6。725(N/m2） （2分)烟囱出口烟气速度:(m/s） （1分）（2）同理，列烟道出口和烟囱出口的能量方程,此时，得（2）解得：(Pa)（表压)对于的平面流动，问：（1)是否有势流动？若有势，确定其势函数φ(2）是否是不可压缩流体的流动？(3）求流函数ψ解：(1由知为有势流动，1分）（3分)（2)由知为不可压缩流体的流动,存在流函数,（1分)（3)，（3分）已知大气层中温度随高程H的变化为：T=288—aHa=0.0065K/m，现有一飞机在10000m1.5.求飞机的飞行速度。解（2分）(4分）（2分)45x50cm21cm的木块,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/，油层厚度0.05c，斜坡角22.60见图示，求油的粘度。解：木块重量沿斜坡分力F与切向力T平衡时，等速下滑=网络教育《工程流体力学》模拟试题(二）10220项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内.错选、多选或未选均无分。交通土建工程施工中的新拌建筑砂浆属于（ )A、牛顿流体 B、非牛顿流体 C、理想流体 流体2．牛顿内摩擦定律中的为运动流体的（ ）A、拉伸变形 B、压缩变形 C、剪切变形 切变形速率3．金属测压计的读数为( )A、绝对压强 B、相对压强 C、真空压强 大气压4．文丘里管可用来测量（ ）A、点流速 B、点压强 C、断面平均流速 D、流量5．在工程流体力学中，常取的基本量纲为（ ）A、质量量纲M、长度量纲L、时间量纲TB、流量量纲Q、长度量纲L、时间量纲TC、流速量纲V、长度量纲L、时间量纲TD、加速度量纲A、长度量纲L、时间量纲T6．静止液体作用在曲面上的静水总压力的水平分力，式中的（ A、为受压面形心处的绝对压强B、为压力中心处的相对压强C、为受压曲面的面积 曲面在铅垂面上的投影面积7．圆管层流运动的断面流速分布为( ）A、平面 B、抛物面 C、双曲面 曲面8．已知不可压缩流体的流速场为，则该流动属于（ A、一元流 B、二元流 C、三元流 定流9．水力最优梯形断面渠道的水力半径（ ）A、 B、 C、 10．渗流系数比尺（ ）A（长度比尺) B（流速比尺)C（流量比尺） D（时间比尺)412）在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选、少选或未选均无分.1．水在土壤中存在的形式主要有( )A、气态水 B、重力水C、毛细水D、薄膜水 水2．水力相似一般应包括（ ）A、几何相似 B、运动相似 力相似D、初始条件相似 E、边界条件相似下列关于水流流向的说法中,不正确的有( A、水一定是从高处向低处流E、水一定是从机械能大处向机械能小处流（248紊流的沿程水头损失与流速成正比（ )绝对压强可正可负。而相对压强和真空压强则恒为正值（ ）四、简答题（10分）五、计算题（51050）试设计一矩形断面小桥孔径。已知设计流量，桥下游水深（提4、5、6、8、12、16、20已知某市政长直输水管道的沿程阻力系数，水力半径，水流过管长的水头损失，试求该水管的通过流量.和，试求该贮液罐内液体的重度.某建筑小区欲修建一条混凝土抹面（）的矩形断面排洪渠道，尺寸.A、B40cm，U形水银差压=30cm,m/s，若，试求：A、B两点测压管水头差；②A、B模拟试题（二）答案一、单项选择题（1×2=20分)1．B 2．D 3．B 4．D 5．A 6．D 7．B 8．C 9．C 二、多项选择题（4×3=12）ABCDE 2．ABCDE 3．ABCD三、判断改错题（4×2=8分）1（2（×）相对压强可正可负。而绝对压强和真空压强则恒为正值。四、简答题(10）定义：流线近似为平行直线的流动称为渐变流;（5分）1．从出发进行设计：①判别流动状态（3分）②计算孔径取标准孔径 （3分）③校核，已转为淹没式过流.（可以) （4分）由得故 据题意有(5分)故 分）将水力最优条件代入（5）得 ， （5分）5.①(5））课程编号:03034 考试时间：100分钟 考试方式：闭卷学院 化工 班级 姓名 学号一．名词解释（10220）;质量力；偶极流；排挤厚度；顺压力梯度；时均速度；输运公式；连续介质假说二．选择题（10330）1pabs与相对压强ppvpa之间的关系是:A.pabs=p+pv；B.p=pabs－paCpv=pa－pabsD。p=pabs+pa2．如图所示A。p0=pa； B。p0>pa； C.p0<pa; D。无法判断.3．在研究流体运动时，按照是否考虑流体的粘性，可将流体分为（ A。牛顿流体及非牛顿流体; B。可压缩流体与不可压缩流体；C。均质流体与非均质流体；D.理想流体与实际流体.比较重力场（质量力只有重力）中，水和水银所受的单位质量力f水和f水银的大小？A.f水〈f水银；B。f水=f水银；C.f水〉f水银;D、不一定.5．流动有势的充分必要条件是()。A。流动是无旋的； B。必须是平面流动;C。必须是无旋的平面流动;D.流线是直线的流动。Re反映了()的对比关系A。粘滞力与重力B。重力与惯性力C.惯性力与粘滞力D。粘滞力与动水压力4。2m2.2m，设当地大1个工程大气压,则容器内气体部分的相对压强为水柱(。2m B. 1m C. 8m D.－2m8．如图所示，下述静力学方程哪个正确？9．下列压强分布图中哪个是错误的？10．粘性流体总水头线沿程的变化是（ ）.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.三．计算题（350）向上运动，试求容器中水面的倾角，并分析p（15分）的高度差为30cm，图中U形管读数为25cm水银柱，试求油的流量以及进口与喉部两截（（20分)不可压缩平面流动的流函数为，试判断是否存在势函数，如果存在,（15分）工程流体力学试题答案及评分标准一．名词解释（10220）流动的抵抗，并以内摩擦力的形式表现出来，这种流体的固有物理属性称为流体的粘滞性或粘性迹线——流体质点的运动轨迹曲线,向一致流体运动规则、稳定，流体层之间没有宏观的横向掺混的量纲必须是相同的,等式两边的量纲也必然是相同的-2aa趋近于零得到的流动想流体的流通面积减少,计算时将平板表面上移一个厚度,此为排挤厚度7．顺压力梯度——沿流动方向压力逐渐降低,边界层的流动受压力推动不会产生分离-—湍流的瞬时速度随时间变化，瞬时速度的时间平均值称为时均速度-—将系统尺度量转换成与控制体相关的表达式连续介质假说——将流体视为由连续分布的质点构成,流体质点的物理性质及其运动参量是空间坐标和时间的单值和连续可微函数。二．选择题（10330）1BC；2B;3D;4B；5A；6C；7D；8B;9B；10A三．计算题（350）面向上运动，试求容器中水面的倾角，并分析p与水深的关系.解：根据压强平衡微分方程式:（1分）单位质量力:(2分）在液面上为大气压强，代入（1分）由压强平衡微分方程式,得：(2分）（2分):（4分）代入自由面方程得：p与淹深成正比。(3分).已知喉部与进口截面间U25cm水银柱,试求油的流量以及进口与喉部两截面（)解:（1分）故（1分)（2分）（1（2分）（5分)（2（1分)（1分）由伯努力方程，知（4分）（1分）所以（2分）,如果存在,求其势函数。解:(1）此流动无旋，存在势函数。2分课程编号：03034 考试时间：100分钟 考试方式：闭卷学院 化工 班级 姓名 学号一．名词解释（10330径；逆压力梯度；连续介质假说；淹深二．选择题（10220）液体粘度随温度的升高而 ,气体粘度随温度的升高而 ( 。减小，增大B。增大，减小；C.D.减小，减小的液体，则旋转前后容器底压强分布试题：班号：姓名：试题：班号：姓名：PAGEPAGE35（102页）（ )；A。相同； 底部所受总压力( ）。相等; 相等。当地大气压为0。1MPa，该点的绝对压强为：A.65000Pa； B.55000Pa； C。35000Pa； D. 165000Pa.静止流体中任意形状平面壁上压力值等于 处静水压强与受压面积的乘积（ A.受压面的中心; B.受压面的重心;C。受压面的形心; D.受压面的垂心；5．粘性流体静压水头线的沿流程变化的规律是( 。沿程下降B．沿程上升CD．前三种情况都有可能。流动有势的充分必要条件是（ ）.A．流动是无旋的； B．必须是平面流动;C．必须是无旋的平面流动； 是直线的流动。动力粘滞系数的单位是（ A N·s/m B. N·s/m2 C. m2/s D.m/s8．雷诺实验中，由层流向紊流过渡的临界流速和由紊流向层流过渡的临界流速之间的关系是（ )。A.＜；B。＞；C。＝；D.不确定U形水银测压计,1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为：A。p1=p2=p3; B.p1>p2>p3;C。p1〈p2<p3； D。p2〈p1〈p3。10．流函数（又称拉格朗日流函数）存在的充分必要条件是（）A。有势流动; B.不可压缩流体的流动；C.平面流动； D。不可压缩流体的平面流动.三．计算题(共3小题,共50分)水自压力容器稳定地流出.若不记管嘴内的液体和管嘴本身的重力，试求管嘴上螺栓群共受多大的拉力？（20分）如图所示为一文丘里流量计,,1400mm,Uh=45mm，试计算体积流量（忽略损失。(15分）试卷标准答案一．名词解释（10330）逆压力梯度；连续介质假说；淹深形的抵抗，并以内摩擦力的形式表现出来，这种流体的固有物理属性称为流体的粘滞性或粘性。的量纲必须是相同的，等式两边的量纲也必然是相同的（3）,其大小与质量成正比.单位质量流体所受到的质量力称为单位质量力。(3分)根据需要选取的具有确定位置和形状的微元流体。控制体的表面称为控制面稳态流动——流场中各点的运动参数不随时间变化动量损失厚度——与理想流体流动相比，粘性流体在边界层内减速造成动量损失，如果按理想流体流动计算动量放大速度，必须考虑壁面上移一个距离（减小流道个距离称为动量损失厚度.水力当量直径——非圆截面的流道计算阻力损失时以水力当量直径代替圆管直径,其4倍的流道截面积与湿周之比.逆压力梯度——沿流动方向上压力逐渐升高,边界层的流动受抑制容易产生分离。将流体视为由连续分布的质点构成，流体质点的物理性质及其运动参量是空间坐标和时间的单值和连续可微函数。.10220）1A;2B,A；3C；4C；5D；6A;7B;8B；9C；10D三．计算题（350）2．水自压力容器稳定地流出.表压，.,试求管嘴上螺栓群共受多大的拉力？（20分)解:断面的伯努力方程为（3分）(1分）（1分）试题：班号：姓名：试题：班号：姓名：PAGEPAGE46（102页）断面的伯努力方程为(3分）（2分）（1分）设喷嘴作用在控制体上的力为，利用动量定理，有（3分）（3分）（2分）即管嘴上螺栓群所受的拉力为（1分)计算体积流量(忽略损失）.（15分）解：1－12－2截面处于缓变流中（2分）,列总流的伯努力方程有:（3分)，其中=（1分） (1)根据连续性方程有：（2分） （2)（Z=0）L,有:（3分）（3）根据上述三式带入已知条件，求得：＝29.67m/s（2分）=3.73/s（2分)工程流体力学试题课程代码：02250(120分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。若流体的密度仅随( ）变化而变化，则该流体称为正压性流体.A。质量 B。体积C。温度 D.压强亚声速流动，是指马赫数( ）时的流动.A.等于1 B。等于临界马赫数C。大于1 D.小于1气体温度增加，气体粘度（ A.增加 B.减小C。不变 D.增加或减小4。混合气体的密度可按各种气体（ ）的百分数来计算。A。总体积 B。总质量 C.总比容 D。总压强5某单位购买了一台提升汽车的油压升降（如图一所示原设计操纵方法是从B管进高压油,A管排油时平台上升（图一的左图)；从A管进高压油，B管排油时平台下降.在安装现场工人不了解原设计意图，将A、B两管联在一起成为C管（图一的右图）。请你判断单靠一个C管通入高压油或排油，能操纵油压机升降吗?你的判断:（ ）A.可以 B.不能动作 C。能升不能降 D。能降不能升6。在一个储水箱的侧面上、下安装有两只水银U形管测压计（如图二），当箱顶部压强p0=1个大气压时，两测压计水银柱高之差△h=h1-h2=760mm(Hg)，如果顶部再压入一部分空气,使p0=2个大气压时。则△h应为( ）A.△h=—760mm（Hg) B。△h=0mm(Hg)C.△h=760mm(Hg) D。△h=1520mm（Hg）流体流动时，流场各空间点的参数不随时间变化，仅随空间位置而变，这种流动称( A.定常流 B。非定常流C.非均匀流 D.均匀流流体在流动时，根据流体微团( )来判断流动是有旋流动还是无旋流动。A。运动轨迹是水平的 B.运动轨迹是曲线C.运动轨迹是直线 D.是否绕自身轴旋转在同一瞬时，流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线( ）A。重合 B.相交 C。相切 D.平行图示三个油动机的油缸的内径D相等，油压P也相等,而三缸所配的活塞结构不同，三个油动机的出力F1，F2，F3的大小关系是(忽略活塞重量）( ）A.F1=F2=F3B。F1>F2〉F3C。F1〈F2<F3D.F1=F3〉F2三个容积完全相等的容器,a,b关闭,阀门c开启。压强计p0。将容器I充入压缩空气，绝对压强为300KPa,30KPa。先关闭阀门c,再开启阀门a和b。这时，压强计p的读数应该是（100KPa)A。56.7KPaB.76。7KPaC。90.0KPaD。110。0Kpa12。下列说法中，正确的说法是( )A.理想不可压均质重力流体作定常或非定常流动时，沿流线总机械能守恒B.理想不可压均质重力流体作定常流动时,沿流线总机械能守恒C。理想不可压均质重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒D.理想可压缩重力流体作非定常流动时,沿流线总机械能守恒在缓变流的同一有效截面中，流体的压强分布满足（ ）+Z=C B.p=CC。+ D.+Z+当圆管中流体作层流流动时,动能修正系数α等于( )B.2C。3 D。2000如图所示,容器若依次装着水与汽油,假定二者均为理想流体，且H=常数，液面压强为大气压,则从管口流出的水与汽油之间的速度关系是（ )A。v>v水 油〈v水

C.v=v水 油D。难以确定的16。粘性流体绕流平板时,边界层内的流态由层流转变为紊流的临界雷诺数Rexcr值为（ A。2000 B.2000～13800 C。5×105～3×106 D.2×105～3×10517。当某管路流动在紊流粗糙管平方阻力区范围内时，则随着雷诺数Re的增大，其沿程损失系数λ将( ）A.增大 B。减小 C。不变 D.增大或减小18。水自水箱经管路流出如图所示，若把管路阀门再关小一些，则在阀门前后的测压管1与2的液面高度变化将是（ ）A。h1升高，h2降低B。h1降低,h2升高C。h1与h2都降低D.h1h2都升高19.流体在管内作层流流动时，其沿程损失hf值与断面平均流速v的（ )次方成正比.A。1 B。1。75 C.1.75～2 D.220。管路水力计算中的所谓长管是指( ）A.长度很长的管路 B。总能量损失很大的管路C.局部损失与沿程损失相比较可以忽略的管路D。局部损失与沿程损失均不能忽略的管路二、名词解释（2分,10分）21。流体的密度22.等压面23。定常流动24.水力光滑管与水力粗糙管25。气体一维定常等熵流动的极限状态三、简答题（520分）26。混合气体密度如何计算，并列出计算公式。?什么是有效截面？流道中流线互相平行时，有效截面形式如何？29。什么是紊流的时均速度？写出紊流时均速度轴向分量的定义式，指出式中各符号的含义。四、计算题（50分）30。(6分)10000m高空(T=223。15K，p=0。264bar）以速度800km/h飞行，燃烧室口压力.(Cp=1006J/（kg·K)k=1。4R为287J/(kg·K））31.（6分）一截面为圆形风道，风量为10000m3/h20m/s,求：(1)此时风道内径为多少？（2）50mm的整倍数，这时设计内径为多少？(3）核算在设计内径时平均风速为多少?32（7分离心式风机可采用如图所示的集流器来测量流量d=400mm,U形管读数h=100mmH2O，水与空气的密度分别为ρ能量损失，求空气的体积流量qv。

=1000kg/m3,ρ水

=1.2kg/m3，忽略流动的空33.（7分)要为某容器底部设计一个带水封的疏水管，结构如图示：容器内部的压强值，最高时是表压强pe=1500Pa，最低时是真空值pv=1200Pa，要求疏水管最高水位应低于容器底部联接法兰下a=0.1m，最低水位应在疏水管口上b=0.2m（水密度ρ=1000kg/m3,重力加速度g=9。8m/s2)求：（1）L.（2）水封水面到疏水管口的深度H。34。(12分）90°渐缩弯管,d1=15cm，d2=7.5cm,入口处平均流速v1=2.5m/s,表压强p1=6。86×104Pa，若不计阻力损失,求水流对弯管的作用力。水的密度ρ=1000kg/m3。35。(12分)用虹吸管输水，如图所示，已知：水位差H=2mh=1m，虹吸管d=200mmLAB=3m,LBC=5m，LCD=4m,λ=0.026,局部损失系数有:管路进口滤网（带底阀)一个,ζ

=12，B、C90°ζ滤网

=0。5ζ弯头=1.0ρ=1000kg/m3。出口试求：qv。虹吸管中压强最低点的位置及其真空值。20024月高等教育自学考试工程流体力学试题参考答案课程代码：02250一、单项选择题（120分）1.D 2.D 3。A 4.A 5。A6。C 7.A 8.D 9.C 10。A11。A 12.B 13.A 14.B 15。C16.C 17.C 18.A 19.A 20.C二、名词解释(2分,10分）21.单位体积流体的质量.在流体中压强相等的点组成的面称为等压面。流场中各空间点上所有物理参数均与时间变量t无关,称作定常流动.24。流体在管内作紊流流动时，用符号△表示管壁绝对粗糙度，δ0表示粘性底层的厚度,则当δ0〉△时，叫此时的管路为水力光滑管。δ0<△时,叫此时的管路为水力粗糙管。25。在绝热流动的过程中，气流的绝对压强与热力学温度为零，气流的总能量全部转化为宏观运动的动能的状态。三、简答题（5分,20分)26。可按各种气体所占气体总体积的百分数来计算。ρ=1ρ1+2ρ2+3ρ3+…+nρn=i—各组成气体所占混合气体总体积的百分数;ρi-各组成气体的密度，kg/m3；ρ—混合气体密度，kg/m3属于等压面的是以下水平面.自由表面（或气液分界面)。(2)两种不互溶液体的交界面。（3)液体内能互相连通（或不被隔断)的同一种液体内的各水平面.28.（1)在流场中（或流道中)存在这样横截面,穿过该截面的每一条流线均与该截面垂直，这样的横截面称为有效截面（又称过流截面）。当流线互相平行时，有效截面为平面.当流线互相不平行时,有效截面为曲面。29。紊流真实速度在一定时间间隔内的统计平均值叫紊流的时均速度。t初始时刻—时间间隔瞬时速度—四、计算题（50分）30．T0=T∞+=247。69KM∞=P0=p∞=0.264依连续方程（ρ=C）v1A1=v2A2=qv1.v1 d1==0。42m=420mm450mm50mm920m/s450mm时,风速为32。由伯努利方程0+0+0=+0+v=由静力学方程p+ρ gh=0p=-ρ gh代入水 水得v==40.43m/sqv=v33。根据流体静力学基本方程表压强pe=ρghh=在最高压强时,O-O面h1==在最低压强时，管内水面应高于0-0面h2==故疏水管长度L=a+h2+h1+b=0。1+0。122+0。152+0.2=0。574m水封水面到疏水管口深度H=h1+b=0.153+0.2=0.353m答:0.574m，水封水面到疏水管口深度为0.353m.34。35．（1)求虹吸管的流量:列进、出口水池水面的伯努利方程：H=把已知参数代入:v=1。59m/s所以qv=vA=0.05m3/s(2)求最低压强点及其真空度：最低压强应是虹吸管内的C点(见图）列进水池水面及C断面的伯努利方程:0=h—得pvc=28200Pa=28。2KPa?20111月自学考试流体力学试题课程代码：03347一、单项选择题（10220分）选、多选或未选均无分。1。不可压缩流体是指（ )A.平衡流体 B.运动流体C.无粘性流体 D。忽略密度变化的流体2.2UA、Bhp=10cm,pA—pB为（)A.13。33kPaB。12.35kPaC。9。8kPaD.6。4kPa3。关于水流流向的正确说法是( ）A.水一定是从高处往低处流 题2图B。水一定是从流速大处往流速小处流C。水一定是从机械能大处往机械能小处流D。水一定是从测压管水头高处往测压管水头低处流4。实际液体的水力坡度J为( ）A。J<0 B.J=0C.J〉0 D。J=Jp5。如题5图所示，排水管的断面平均流速v=2。0m/s，则管道出口的局部水头损失为( ）A.0。102mB。0。204mC。0.306mD。0。408m5图6.欲使水力最优梯形断面渠道的水深和底宽相等，则渠道的边坡系数m应为( A。1／4 B。1／2C。3／4 D.17。棱柱形渠道发生M2型水面曲线时，水流的特性为( ）A.Fr<l h>hc B.Fr〉l h>hcC。Fr〈lh<hc D.Fr>lh〈hc8.宽顶堰的淹没系数随淹没程度hg／H的增大而( )A。减小 B.增大C.先减小后增大 D。先增大后减小9。地下水渐变渗流的浸润线，沿程变化为（ )A。下降 B。保持水平C。上升 D.前述情况都可能10。桥墩绕流的模型设计应采用（ ）A.雷诺准则 B。马赫准则C。欧拉准则 D。弗劳德准则二、填空题（10220分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。11.5。0N／m20。1Pa·s，则其剪切变形速率为 。12。在平衡流体中,等压面恒与质量力 。13。在恒定流中， 与迹线重合。14。直径100mm的圆管长1000米,水头损失lm,则管壁处的切应力为 Pa.水流处于紊流粗糙区时,沿程摩阻系数与 有关。圆柱形外管嘴作用水头为4.5m，管嘴直径为20mm，则从管嘴流出的流量为 l／s。底宽b=5m的长直矩形断面渠道,Q=40m3／s，若渠道内某断面水深h=2m，则该断面水流的流动状态为 。(填急流或缓流或临界流）明渠水流由急流过渡到缓流时发生 。(填水跃或水跌)19。根据堰的分类可知，堰顶厚度=0。8m，堰上水头H=1。5m的堰属于 堰。20。雷诺数表征惯性力与 之比。三、名词解释题（5小题,315分）均匀流层流简单管道临界水深渗透系数四、简单计算题(3515分)2626图所示，用真空计B测得封闭水箱液面上的真空度为0。98kPa，若敞口油箱的液面低于H=1。5mh1=5.6mh2=0.2m，求油的密度。26图某矩形断面渠道，粗糙系数n=0。025Q=5.0m3／sb=4mh=2m，问此渠道底坡应为多少？r0=0.36mH=7mk=0。0016m/s，井中h=4m,（R=3000s）五、计算题(31030分）2929图所示，在蓄水容器垂直壁的下面有一1／4圆柱面的部件AB，该部件的长度l=1.0m，R=0.4m,h=1。2m，试求作用在部件AB上的静水总压力,要求绘制水平分力的压强分布图和铅垂分力的压力体图.题29图30.如题30图所示的分岔管水流射入大气，干管及分岔管的轴线处于同一水平面上。已知=30°，v2=v3=12m／s，d1=200mm,d2=d3=100mm，不计水头损失，求水流对分岔管的作用力。30图1 1 2 e b s 31。如题3l图所示为离心式水泵抽水装置。已知流量Q=201/sHg=18m。吸水管长度l，=8md=150mml=20md=100mm。沿程摩阻系数=0.042，局部水头损失系数为：进口=5。0，弯头=0。17H=5.45m，水泵进口的允许真空度[1 1 2 e b s =7mH2O.v(1）h；v（2)H。31图201010月自学考试流体力学试题课程代码：03347一、单项选择题（10小题,220分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分.流体在静止时（ ）A．既可以承受压力，也可以承受剪切力B．既不能承受压力，也不能承受剪切力C．不能承受压力，可以承受剪切力D．可以承受压力，不能承受剪切力如图所示密闭容器上装有U型水银测压计在同一水平面上123点上的压强关系（ ）A．p1=p2=p31 2 B．p＜p＜1 2 1 2 C．p＞p＞1 2 1 2 D．p＞p=p3．恒定流一定是（ 1 2 当地加速度为零C．向心加速度为零

迁移加速度为零D．质点加速度为零在总流伯努利方程中，压强P是渐变流过流断面上的（ A．某点压强 B．平均压强试题：班号：姓名：试题：班号：姓名：PAGEPAGE48（102页）最大压强 D．最小压强圆管均匀流过流断面上切应力符合( A．均匀分布B．抛物线分布C．管轴处为零、管壁处最大的线性分布D．管壁处为零、管轴处最大的线性分布如图所示，安装高度不同、其他条件完全相同的三根长管道的流量关系为（ )A．Q1=Q2=Q3lQ2B．Q＜Q＜3lQ2lQ2C．Q＞Q＞3lQ2lD．Q＜Ql

2=Q3有压管流中,阀门瞬时完全关闭，最大水击压强p的计算公式为( ）A． B．C． D．只适用于明渠均匀流流动状态的判别标准是（ )微波波速C．弗劳德数

临界底坡D．临界水深矩形修圆进口宽顶堰在3.0的条件下，其流量系数（ )m＜0。32C．m=0。36

B．m=0.32D．m＞0。36用裘皮依公式分析普通完全井浸润线方程时的变量是( )含水层厚度C．井的半径

浸润面高度D．渗透系数二、填空题(10小题,220分)请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。动力粘度与运动粘度v的关系为= .水的体积模量(体积弹性模量)K=2。1×109N/m2，压强增加196kPa后，8m3水的体积减小量为 m3．液体静力学基本方程z+=C的物理意义是静止液体中各点单位重量液体具有的 相等。在紊流光滑区,，则沿程水头损失hf与流速v的 次方成正比.绕流阻力包括摩擦阻力和 阻力.孔口外接短管，成为管嘴出流，增加了阻力，但流量不减，反而增加，这是由的作用。共轭水深中跃前水深和跃后水深具有相同的 .宽顶堰发生侧收缩时，局部水头损失增加, 降低。渗透系数的确定方法有实验室测定法、 和经验方法三种。采用国际单位制进行量纲分析时，对于不可压缩流体，三个基本量纲分别。三、名词解释题（5315分)21．不可压缩流体流线当量粗糙短管自流井四、简答题（3小题,515分)dA=0。2m,dB=0.4m，A7mH2O，B点压强水4mH2OvB=1m/s，BA1m．求管中水流的方向.0=14.7kPd=50mmH=1。5m，管嘴流量系数=0.82Q．已知图示渠段下游为无穷远，上游水深小于正常水深.试对其进行分区，定性画出水面曲线并标出曲线名称。五、计算题（本大题共3小题,每小题10分,共30分)29．如图所示开口盛水容器，容器壁上设有半径R=0.4m的半球盖AB．已知球形盖中心点的水深h=1.6m，不计半球盖自重，试求半球盖连接螺栓所受的总拉力和总切力。(球体体积公式为）Q=0.2m3/s，干管直径dl=300mm，支管直径d2=d3=100mm，分岔角，不计水头损失，试求水流对分岔管的作用力。lv31．如图所示溢流坝泄流模型剖面。已知溢流坝最大下泄流量为Qp=850m3/s，若采用长度比尺λ=50lvQ

．如测得模型坝脚处收缩断面流速m

pHm=10.8cm,vpH．p201010月全国自考流体力学参考答案水力学及工程流体力学试题库试卷一、是非题（正确的划“√”，错误的划“╳"）试题：班号：姓名：试题：