工程的流体力学习的题目库

一、选择题TOC\o"1-5"\h\z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)流体不可压缩空气的等温积模量K= 。p (B)T(C)p(D)RT3•静止流体 剪切应力。 A不能承受(B)可以承受能承受很小的(D)具有粘性是可承受温度升高时，空气的粘 。 B变小 (B)变大(C)不变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 AorD在常温下，水的密度为 kg/m3。 D(A)1 (B)10(C)100(D)1000水的体积弹性模量 空气的体积弹性模量。 C(A)< (B)近似等于(C)> 的流体称为理想流体。 C(A)速度很小(B)速度很大(C)忽略粘性力(D)密度不变 的流体称为不可压缩流体。 D(A)速度很小(B)速度很大(C)忽略粘性力(D)密度不变用一块平板挡水，平板形心的淹深为h，压力中心的淹深为h，则h h。Bc D c D(A)> (B)< (C)=静止流体的点压强值与 无关。 B(A)位置 (B)方向(C)流体种类(D)重力加速度油的密度为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。 C(A)0.8 (B)0.5(C)0.4(D)3.9压力体内 。 D(A)必定充满液体 (B)肯定不会有液体

至少部分有液体(D)可能有液体，也可能无液体大气压p=105Pa,如果某点的真空度为0.49X105Pa,则该点的绝对压强为 Pa。Aa(A)51X103 (B)149X103(C)1.5X105(D)1.05X105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6,该平板受到的静水压力为 。 A(A)pghA.sin6 (B)pghA.cos6 (C)pghA.tan6(D)pghA欧拉法研究 的变化情况。 C(A)每个质点的速度 (B)每个质点的轨迹每个空间点的流速(D)每个空间点的质点轨迹应用总流的伯努利方程时，两截面之间 。 BorC必须都是急变流 (B)必须都是缓变流不能出现急变流 (D)可以出现急变流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)水池面和管道入口水池面和管道出口 (D)管道内任意两截面在定常管流中，如果两个截面的直径比为d/d=2,则这两个截面上的雷诺数之比Re/Re1212(A)2 ((A)2 (B)4(C)1/2D)1/4定常流动中,(A)加速度为零(B)(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)速度为常数在 流动中，流线和迹线重合。(A)定常(A)定常(B)非定常不可压缩(D)无粘控制体是.(A)包含一定质量的系统(B)(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、位置移动的空间体在定常管流中，如果两个截面的直径比为d/d=3,则这两个截面上的速度之比V/V1212二 。 D(A)3 (B)1/3(C)9(D)1/9文丘里管用于测量 。(A)点速度 (B)压强(C)密度(D)流量TOC\o"1-5"\h\z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(A)绝对压强(B)相对压强(C)大气压(D)真空度流量为Q,速度为V的射流冲击一块与流向垂直的平板，则平板受到的冲击力为 。(A)QV(B)QV2 (C)pQV(D)pQV2沿程损失系数入的量纲(单位)为 。 D(A)m (B)m/s(C)m?/s(D)无量纲圆管流动中，层流的临界雷诺数等于 。 A(A)2320 (B)400(C)1200(D)50000层流中，沿程损失与速度的 次方成正比。 A(A)1 (B)1.5(C)1.75(D)2管道面积突然扩大的局部损失h二 。 Dj(A)(V2-V2)/2g (B)(V2+V2)/2g(C)(V+V)2/2g(D)(V-V)2/121212122gTOC\o"1-5"\h\z虹吸管最高处的压强 大气压。 ？(A)> (B)二(C)<(D)$超音速气流在收缩管道中作 运动。 ？(A)加速(B)减速(C)等速速度势只存在于 ？不可压缩流体的流动中(B)可压缩流体的定常流动中(C)无旋流动中 (D)二维流动中流函数存在于 ？不可压缩流体的平面流动中 (B)可压缩流体的平面流动中不可压缩流体的轴对称流动中 (D)任意二维流动中按连续介质的概念，流体质点是指 DA•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。作用在流体的质量力包括 CDA.压力；B.摩擦力；C.重力；D.惯性力。

TOC\o"1-5"\h\z37．与牛顿内摩擦定律直接有关系的因素是 BA.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 BA.增大；B.减小；C.不变。39．气体的粘性随温度的升高而 AA.增大；B.减小；C.不变。流体的运动粘度u的国际单位是 AA.m2/s；B.N/m2；C.kg/m；D.N•s/m2理想流体的特征是 CA.粘度是常数；B.不可压缩；C.无粘性；D.符合pV=RT。当水的压强增加1个大气压时，水的密度增大约为 ？A.—1—20000；A.—1—20000；B.；C.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。TOC\o"1-5"\h\z已知液体中的流速分布卩-y如图所示，其切应力分布为 ？A.t=O；B.t=常数；C.t=ky（k为常数）。以下关于液体质点和液体微团的正确论述是 DA.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。液体的汽化压强随温度升高而 AA.增大；B.减小；C.不变；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 CA.0；B.-g；C.mg；D. -mg。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 CA.0；B.-g；C.mg；D.-mg。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。以下关于流体汽化压强的论述中，不正确的是 A

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.20°C的水的汽化压强为1atm;E.100°C的水的汽化压强为1atm;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。绝对压强p、相对压强p、真空值p、当地大气压强p之间的关系是abs v aA.p=p+p；B.p=p+p；C.p=p－p。absv absa vaabs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A.A.57．p=p=p；B.p>p>p；A.A.57．p=p=p；B.p>p>p；C.p<p<p。1 2 3 1 2 3 1 2 3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h=10cm,p-p为p ABA.A.13.33kpa；B.12.35kpa；C.8kpa。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y为A．1.25m；B．1.5m；C．2.0mD．2.5m。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。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.45。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；一元流动是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。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d!=320mm，d2=160mm，流速V!=1.5m/S，V2为：C.的运动物理量有以下关系p14C.的运动物理量有以下关系p14A.3m/s； B.4m/s；C.6m/s；D.9m/s。4为面上各点，各点等直径水管，A—A为过流断面，B—B为水平面，1、2、34为面上各点，各点D.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。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<p2。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。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。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。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。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。当流场中的流线与迹线重合时.此流动是H.非恒定流。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。速度v,长度丨，重力加速度g的无量纲组合是A． ；B． ；C.；D.速度v,密度p,压强p的无量纲的组合是A.；B.；D.A.；B.；D.速度v长度丨，时间t的无量纲组合是A. ;B. ;C. ;D.压强差Ap密度p长度丨流量Q的无量纲组合是A.B.C.A.B.C.D.TOC\o"1-5"\h\z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 BA.雷诺准则；B.弗劳德准则；C.欧拉准则。密度p,动力粘滞系数卩，流速v和长度丨的无量纲组合是A. ；B. ；C. ；D.雷诺数的物理意义表示 CA.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。明渠水流模型实验，长度R为4.模型流量应为原型流量的TOC\o"1-5"\h\zA. ;B. ;C.D. 。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. 。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h为A.h=h;B.h=h+L;C.h=L-h。fff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，且与半径成正比；C.管壁处为零，向广轴线性增大；D.抛物［KIH线分布。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TOC\o"1-5"\h\z在圆管层流中，过水断面流速分布符合 CA.均匀规律；B.直线变化规律；C.抛物线规律；D.对数曲线规律。半圆形明渠，半径r=4m，水力半径为A.4m； B.3m； C.2m；D.1m。变直径管流，细断面直径为d，粗断面直径为d=2d，粗细断面雷诺数的关系是 D121A.R=0.5R；B.R二R；C.R==1.5R;；D.R=2R。e1e2e1e2e1e2e1e2圆管层流，实测管轴线上的流速为4m/s。则断面平均流速为 CA.4m/sB.3.2m/s C.2m/sD.2.5m/s。圆管紊流过渡区的沿程摩阻系入 BA.雷诺数Re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和管长丨有关。圆管紊流粗糙区的沿程摩阻系入A.雷诺数Re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和管长丨有关。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。理想液体在流动过程中,流层之间的切应力为 AA.零；B.粘性切应力t;C.惯性切应力t；D.t+to1212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t；C.惯性切应力t；D.t+to1212在紊流状态下，流场固定空间点的瞬时流速为 DA.时间平均流速u;B.脉动流速u'；C.断面平均流速v；D.u+u'o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；比较在正常的工作条件下，作用水头H直相等时小孔的流量Q圆柱形外管嘴的流量A.Q>Q;B.Q<Q;C.Q=Q。nnn圆柱形外管嘴的正常出流条件是 AA.L=(3-4)d ,H>9mB.L=(3-4)dH<9m00C.L>(3-4)d ,H>9mD.L<(3-4)d ,H<9m00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<Q B.Q>Q1212C・Q=QD.不定。12100•并联长管1、2两管的直径相同，沿程阻力系数相同，长度L=3L，通过的流量为C21A.Q=Q;B・Q=1.5Q；1212C.Q=1.73Q；D.Q=3Q1212TOC\o"1-5"\h\zA、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 DA.h=h+h+h;B.h=h+h;fab f1 f2 f3fabf1 f2C.h=h+h; D.h=h=h=hofab f2 f3fabf1 f2 f3长管并联管道各并联管段的 AA.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。并联管道如图,阀门全开时各管段流量Q、Q、Q,123现关小阀门K,其他条件不变，流量变化为A.QQQ都减小；B.QQ减小Q不变；1、 2、 3 1、 3 2C..QQ减小，Q增大；D.Q不变，Q增大，Q减小。1、 3 2 1 2 3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。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。长管的水力计算场采用比阻A公式H二ALQ2比阻A有关的参数包括 BA.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。某薄壁小孔口在作用的出流Q0,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,0与0的流量关系为； CnnA.Q=QB.Q<QC.Q>Q0n0n0n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。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。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。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.过水断面面积3具有最大的湿周X；B.底宽b=2h（h为水深）；C.h=2Rh（Rh为水力半max径）。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。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。明渠流动为急流时.A.F>1；B.h>h；C.h>h；D.d/d>0。r c 0 eh明渠流动为缓流时：A.F<1；B.h<h；C.h<h；D.d/d<0。r c 0 eh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。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:5<2.5；C.2.5H5<2.5；C.2.5H<10。A. <0.76；B.0.76H121.自由式宽顶堰的堰顶水深hc0A.h<h；B.h>h；C.h=h；D.不定（其中h为临界水深）c0c0cc0cc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.是否考虑惯性对于实际流体,总水头线是（）的线。 AA.。 B.沿程升高。。C.沿程可升可降。D.沿程不升不降。二、判断题5判断下列说法是否正确。若正确在括号内划V,否则划H。1.动能修正系数与断面流速分布有关。（）临界雷诺数的大小与流体的性质无关。（）长短是指管道几何长度长的管道。（）谢齐（Chezy）公式适用于紊流粗糙区。（ ）.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。（）.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、简答题等压面是水平面的条件有那些？

流体静压强的有那两个特性？明渠均匀流有那些特性？说明描述流体运动的两种方法(拉格朗日法与欧拉法)的主要区别何谓不可压缩流体？试述系统和控制体的概念。何谓绝对压强？何谓计示压强？试述理想流体和粘性流体的概念。试述流线和迹线的概念。试解释水击现象.试述层流和紊流的概念。试述有旋流动和无旋流动的概念。四、计算题1.已知一流动的速度场为：v二2xy+x,v二x2-y2-y，试证明该流动为有势流动，且存在xy流函数，并求速度势及流函数。解：(1)7Q解：(1)7Qv贰=2"，则3二3二3二0,流动为无旋流动,xyz该流动为有势流动。Qv Qv又•/十+斗二2y+1-2y—1二0，即流动为不可压缩流体的平面流动,Qx Qy.该流动存在流函数。(2) •/ 如如• d申=——dx+——dy=vdx+vdy=(2xy+x)dx+(x2—y2—y)dyTOC\o"1-5"\h\zQx Qy xy.速度势为：x2 y3y2\o"CurrentDocument"P=J(2xy+x)dx+(x2—y2—y)dy=x2y+ — — +c232\o"CurrentDocument"dx+dy=—vdx+vdy=—(x2—y2—y)dx+(2xy+x)dyQx Qy yx.流函数为：=J—(x2—y2—y)dx+(2xy+x)dy=xy2+xy—斗+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d=45cm，其活塞上受1力F=320N,密封气体的计示压强为981.0Pa;第二个圆筒的直径d二30cm，其活塞12上受力卩2二490N,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h0解：Ae+P水gh=-^+PAa兀d2

=——1-4兀d2•・•P=P12F2兀d2 2_I4F——3-兀d2——14=0.402(m)3.已知：一闸门如图，h=2m,h=3m,h=5m,闸门宽B=2m,Y=9806N/m3,Y=120001 2 3 1 2N/m3,Y=46000N/rw。求作用在AB板上的合力，以及作用在B点的合力矩。F=pghA=YhhB=9806x1x2x2=39224(N)解：iiciii2iF'=pghA=9806x2x3x2=117672(N)2ii2F''=pghA=i2000xi.5x3x2=i08000(N)2c22F=pghA=46000x2.5x(2+3)x23c33=ii50000(N)F=F-F-F=ii50000-39224-108000合3i2=885i04(N)\o"CurrentDocument"h h h hM=Fx」—Fx(h+」)—F'x2—F''x2-B3 3i2 3 2 2 2 3\o"CurrentDocument"5 2 3 3=ii50000x--39224x(3+―)-ii7672x--108000x-=i488324.2(N.m)\o"CurrentDocument"3 3 2 34.图示为水自压力容器定常出流，压力表读数为10atm,H=3.5m,管嘴直径D=0.06m,1D=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，忽略一切损失0解：对容器液面和管嘴出口截面列伯努利方程P v2L+H=―i-pg 2g2P"=e+2gHP2xi0x心xi05+2x9.8x3.5i000=45.77(m/s)(D)—ilD'2y2v=12X45.77=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：YF=pq(v -v)=PA+Fpnxv 1x 2x 2e2xF=pq(v-v)-PAv1 2 2e2对管嘴的进出口断面列伯努利方程，得v2 Pv2—+2^=1pg2gP二981986.77(Pa)2e.・.F=1000x45.77x-x0.062x(45.77-11.44)—981986.77x-x0.122

x 4 4=-6663.6(N)F=-F=6663.6(N)x5.如图示，水流经弯管流入大气，已知d=100mm,d=75mm,v=23m/s,不计水头损失，求122弯管上所受的力。解：由连续方程得：vd5.如图示，水流经弯管流入大气，已知d=100mm,d=75mm,v=23m/s,不计水头损失，求122弯管上所受的力。解：由连续方程得：vd2=vd21122d2 752亠=x23=12.94(m/s)v=v1 2d2 10021对弯管的进、出口截面列伯努利方程P—1b+z+pg0，z1=pv2—— □_v2 P v2\o"CurrentDocument"—=2b+Z+ 2-\o"CurrentDocument"12g pg 2 2gz，代入得：

pv2 1000( )亠= 232-12.942丿=1.808x105(Pa)\o"CurrentDocument"2 2g 2选弯管所围成的体积为控制体，对控制体列动量方程：+F+F=PA+Fpn2x pnbx 1b1pnbx+F+F=Fpn2ypnbypnby其中，P2b=P1bpqv-v=Fv2x 1x pn1xpqv-v=Fv2y 1y pn1y1000X23x-x0.0752C4 2cos30。一v)=1.808x105x-x0.12+F1 4 pnbxpnby1000X23x-xo.°752(中30°-0)=Fpnby求得：F二-710.6(N)pnbxF二1168.5(N)pnby

・•・F=—F二710.6(N)x pnbxF=—F二—1168.5(N)y pnbyF='：F2+F2=1367.6(N)■xy6.已知油的密度p=850kg/m3，粘度n=0.06Pa.s,在图示连接两容器的光滑管中流动，已知H=3m。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，入二O.3164/Reo.25）。解：（1）即：解：（1）即：对两容器的液面列伯努利方程，得：H=h=h+》hwfj\o"CurrentDocument"lv2 v2=X+1.5-\o"CurrentDocument"d2g 2g\o"CurrentDocument"40v2 v23=X +1.5-0.32g 2g(1)设入二0.03，代入上式，得v二3.27m/s，则0.06X'=血=空£=0.0291138970.250.03—0.0291Re0.25X—X'

厂0.03二3%>2%故，令入二入'=0.0291，代入（1）得：v=3.306（m/s）则pvd8500.06X'=血=空£=0.0291138970.250.03—0.0291Re0.25X—X'

厂0.03二3%>2%故，令入二入'=0.0291，代入（1）得：v=3.306（m/s）则pvd850x3.306x0.3Re= = =14050.5H0.31640.060.3164X'= = =0.0291=XRe0.25 14050.50.25兀v=—x0.32x3.306=0.234(m3/s)2)0.234= =0.117(m3/s)0.117x4■v—= qv= —= =1.655(m/s)兀d2 3.14x0.324Re=PV±=850x空x03=7033.75H0.06X=聾=0・3164 =0.0345Re0.25 7033.750.25d=30cmL=40m则H_h_h+》hwfj-(九1+1.5+g)V2d v2g40 1.65523_(0.0345 +1.5+g)0.3 /2x9.8求得：g_15.37v7．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v=6km/h，海水密度p=1200kg/rw，粘度v=1.145X10-6m2/s，空气的密ppp度p=1.29kg/m3,粘度v=1.45X10-5m2/s，试求：（1）风洞中的模拟速度应为多大？（2）mml1—m=——ll1—m=——l3kl=kk，vl_1.45x10-5—1.145=kk，vl_1.45x10-5—1.145x10-6x3_38pm v,kV.k=—V=——m—•: vkVkl plv=kv=38X6=228(km/h)mvp2)由k=kk2kFpl（38》_1.29（38》_1.29(11200J3（38）20.1725•••F=F/k=1000/0.1725=5798(N)PmF7•流体通过孔板流量计的流量q与孔板前、后的压差△P、管道的内径d、管内流速v、孔v1板的孔径d、流体密度p和动力粘度有关。试用n定理导出流量q的表达式。v（dimAP二ML-1T-2，dimu二ML-1T-1）。解：设q二f(AP,d,v,d,p,u)v1选d,v,p为基本变量q_兀pQ] dcv1AP_兀Pa2Vb2dc2d_兀pa3vb3dc313卩_兀pa4vb4dc44上述方程的量纲方程为：Lc1Lc2LT-1_M-3丿

l二Cl一3)3Ct一JLc3ML-1T-1二Cl一3乂CtLc1Lc2由量纲一致性原则，可求得：a=01b=11c=21.q..兀=—1vd2q=vd2a=01b=11c=21.q..兀=—1vd2q=vd2fva=12

b=22

c=02AP2pv2APdp'pv2dpvd丿a=03b=03c=13d兀=j3da=14b=14c=14pvd8．如图所示，由上下两个半球合成的圆球，直径d=2m，时，不计球的自重，求下列两种情况下螺栓群A-A所受的拉力。（1）上半球固定在支座上；（2）下半球固定在支座上。解：（1）上半球固定在支座上时球中充满水。当测压管读数H=3m(兀d2― 2兀r3)I4 3丿=1000x9.8x(3.14x1x3+2x3.14x1/3)=112.89(kN)F=pgV=pgp2)下半球固定在支座上时/兀d2 2兀r3、 H— 143丿=1000x9.8x(3.14x1x3—2x3.14x1/3)=71.84(kN)F=pgV=pgp9.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：=1^"=1.53.6根据粘性力相似准则，Re=Rempkk=1vl1 1 hk== =―m\o"CurrentDocument"1k 1.5 hvphh=—^=1(m)m1.5Fk=kk2k2=——m-FpvlFpF1500・•・F= m = =1500(N)pkk2k2pvl1连续管系中的90°渐缩弯管放在水平面上，管径d=15cm,d=7.5cm，入口处水平均12流速v=2.5m/s，静压p=6.86X104Pa（计示压强）。如不计能量损失，试求支撑弯管在其11e位置所需的水平力。解：由连续方程：=(75)2X2.5=10(m=(75)2X2.5=10(m/s)\o"CurrentDocument"v=_1 —v2A d2122由能量方程：\o"CurrentDocument"p v21e\o"CurrentDocument"p v21e+ 4\o"CurrentDocument"Pg 2gv22=-^e+Pg2g=p+-(v2-v2)=6.86X104+1000(2.52-102)21=21725(Pa)X方向动量方程：p2e1ePq(v-v)=F-pATOC\o"1-5"\h\zv2x 1x x 2e2F=pq(v一v)+pAxv2x 1x 2e2兀 兀=1000X2.5X-X0.152X(10-0)+21725x-x0.075244=537.76(N)Y方向动量方程：Pq(v-v)=F-pAv2y1yy 1e1F=pq(v-v)+pAyv2y1y 1e1--=1000X2.5X-X0.152X(0+2.5)+6.86x104x-x0.152

44=1322.71(N)合力为:F=；F2+F2=、：537.762+1322.712=1427.85(N)'x y

小球在不可压缩粘性流体中运动的阻力F与小球的直径D、等速运动的速度V、流体的D密度P、动力粘度U有关，试导出阻力的表达式。(dimF二MLT-2,dim二ML-1T-1)。(15分)解：设FD=f(D,v,p,u)选D、v、p为基本变量F=兀PalV£DqD1卩=兀Pa2Vb2D*4二M一3>Ct二M一3>Ct-1)Lc1ML-1T-1MLT-2由量纲一致性原则，可求得：a=12b=1a=12b=12c=12pvd1b=21c=21F兀= D—1 Pv2d2二pv2d2f如图所示，一封闭容器内盛有油和水，油层厚h=40cm，油的密度p二850kg/m3，盛有1o水银的U形测压管的液面距水面的深度^=60cm,水银柱的高度低于油面h=50cm,水银的密度p=13600kg/m3，试求油面上的计示压强(15分)。hg解： P二P+Pgh+pgh2e eo1w2二pg(h+h—h)hg1 2P=pg(h+h—h)—pgh—pghe hg1 2 o1w2=13600x9.8x(0.4+0.6—0.5)—850x9.8x0.4—1000x9.8x0.6=57428(Pa)

额定流量q=35.69kg/s的过热蒸汽，压强p=981N/cm2，蒸汽的比体积为v=0.03067me解：由连续方程：得：m3/kg,经内径为227mm的主蒸汽管道铅垂向下，再经90°解：由连续方程：得：q=pVAmqqv35.69x0.03067x4

=pA=Kd2”4=兀x0.2272=27.047(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：pq(V-V)=F +F+F=-PA+Fv2x 1x pn1x pn2x pnbx2e2pnbxF=q(V-V)+PATOC\o"1-5"\h\zpnbxm2x 1x 2e2兀x0.2272\o"CurrentDocument"=35.69x(27.047-0)+981x104x 4——=3.98x105(N)为测定90°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=50mm，AB段长度L二0.8m,流量q二15吓/h，沿程阻力系数入二0.0285，两测压AB v管中的水柱高度差Ah二20mm，求弯头的局部阻力系数£。（15分）解：

解：P——3—P水G水v2+ZP——3—P水G水v2+Z+A= =—1 2gPg水v二vABP—+zPg3

水P一一—+zPkg 2=h+h八ili

入£ D2gV2P-P=— 2+(Z-Z)=\o"CurrentDocument"Pg3 2水v22g2gPAh l(汞 —Ah)—九 =v2 P d水2%9・8x。“2x(33600一i)一0.0285竺2.122 1000 0.05PipeABisofuniformdiameterandh=10.5mThepressureatAis170kPaandatBis275kPa.Findthedirectionoftheflow,andwhatisthepipefrictionheadlossinmetersofthefluidiftheliquidhasaspecificgravityof(a)0.85;(b)1.45?(10分)Solution:(a)=厶+zY=厶+zYAABtheflowisv2+-E-2gv2+—2gv2+-E-2gv2+—2g(b)HA=么+zYA+土=170000+(b)HA=么+zYA+土=170000+10.5+匸=22.45+—(m)2g 1.45x9810 2g 2g=乙+ZYEv2+-E-2g275000+0+号1.45x9810 2gv2=19.33+ (m)2gH>HABtheflowisfromAtoBv2 v2h=H-H=22.45+ —(19.33+ )=3.12(m)fAB2g 2gAcurvedpipeisattachedtoatank,andliquidflowsoutintoatmospherethroughthecurvedpipe.Determinetheresultantforceonthecurvedpipe.Allthesignificantdataaregiveninthefigure.Assumeanidealliquidwithy=55lb/ft3significantdataaregivenNeglecttheweightoftheliquid.(10分)Solution:v22gvSolution:v22gv2+2g30x14435v2+35=20+ -3—2x32.2=77.6(fps)-xA 77.6-xA 77.6x9 3=A216=43.6(fps)-2+-^-2gp=Y(z-z232)+p=Y(z-z232)+H=55x(20-10)+77®-43@2g2x32.2=4075.2(lb/ft2)=28.3(psi)工FExFyF=bxF+F2x 3xF+F2y3y兀D2

p- 1(-3 4 3+F=pQ(---)bx 3x 2x+F=pQ(- --)by 3y 2y兀D2一1=165(lb)4cos20。--)-p22F=-F=-165(lb)TOC\o"1-5"\h\zx bx兀D2F=p-——(-sin20。-0)=-173(lb)by3 4 3F=-F=173(lb)y byF=:F2+F2=239x y

17.An180-mm-diameterpipeline(f=0.032)150mlongdischargesa60-mm-diameterwaterjetintotheatmosphereatapointthatis80mbelowthewatersurfaceatintake.Theentrancetothepipeisreentrant,withk=0.9,andthenozzlelossecoefficientk=k=0.055.17.An180-mm-diameterpipeline(f=0.032)150mlongdischargesa60-mm-diameterwaterjetintotheatmosphereatapointthatis80mbelowthewatersurfaceatintake.Theentrancetothepipeisreentrant,withk=0.9,andthenozzlelossecoefficientk=k=0.055.FindtheflowrateandthepressureatB.(15分)2nSolution:(a)耳+z+v2—0-=厶+z+v22+hy02gy22gLf1v2v2+kv2v2z—z=—+k-1-4+202d2g e2g22g2gvD26021=―==—vD2 1802 921v=9v2180=(0.032竺+0.9+92+0.055x92) ^2—0.18 2x9.81113.022v22x9.811v=3.73(m/s)1Q=v1.A1=3.73xKX0.1824=0.0948(m3/s)(b)v=9v=33.54(m/s)(b)21TOC\o"1-5"\h\zv2p v2+—^= 2+z+—+hv2\o"CurrentDocument"2gY2 2gLv2v2—v2

p=Y(tB+kB 2g2v2—v2 v2\o"CurrentDocument"=y(—__+k亠)=9810x59.78=5.86x105(Pa)=586(kPa)2g 22gWhatminimumvalueofbisnecessarytokeeptherectangularstonefromslidingifitweighs160lb/ft3,a=14ft,c=16ft,andthecoefficientoffrictionis0.45?Withthisminimumbvalue,willitalsobesafeagainstoverturning?Assumethatwaterdosenotgetunderneaththestoneblock.(10分)Solution1:a 142F=YhA=62.4XXaxB=62.4x xB=6115.2B(lb)wwc22F=fbcB-0.45x160xbx16xB=1152bB(lb)fstokeeptherectangularstonefromsliding,thenF>Ffw1152bB>6115.2Bb>5.31(ft)TOC\o"1-5"\h\zSince a 14\o"CurrentDocument"M=Fx-=6115.2Bx=28537.6B(lb.ft)ww3 3i <21M=ybcBx-=160x5.31x16Bx—=36091(lb.ft)>Mss22witisalsosafeagainstoverturning.Aflowisdefinedbyu=2(1+t),v=3(1+t),w=4(1+t).Whatisthevelocityofflowatthepoint(3,2,4)att=2?Whatistheaccelerationatthatpointatt=2?(10分)Solution:Att=2u=2(1+1)=2x(1+2)=6v=3(1+1)=3x(1+2)=9w=4(1+1)=4x(1+2)=12dududu dua +u+v+w=2xdtdxdy dzdvdvdv dva— +u+v+w=3ydtdxdy dzdwdwdw dwa +u——+v——+w——=4zdtdxdy dz/.V=xu2+v2+w2=62+92+122=16.16—=、■—2+—2+—2=\：22+32+42=5.39x y z

Waterflowsoverthespillwayofconstantsection.Giventhaty=4.2mandy=0.7m,determinetheresultanthorizontalforceonthespillwaypermeterofsection).Assumeidealflow.(10spillwaywidth(perpendiculartothespillway分)section).Assumeidealflow.(10Solution:vy=vy1122TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"p v2p v2i+y+—^= 2+y+-^—\o"CurrentDocument"Y1 2g丫2 2g将y=4.2m,y=120.7m,p1二p,y=9810N/m224.2v=0.7v12v2v24.2+1 =0.7+ -2—2x9.812x9.81,代入得TOC\o"1-5"\h\z解得：v=1.4,v=8.412YF=pQ(v-v)x2x 1xF-F+F=pvyB(v-v)12b1121F=—三yB+y鉴yB+pvyB(v-v)b21221121F 4.22 0.72b=-9810x+9810x+1000x1.4x4.2x(8.4-1.4)=-42960(N/m)B 2 2F=-F=42.96(kN) TotherightbWaterandoilinanopenstoragetank.(a)Findthetotalforcesexertedbythefluidsonatankwall,and(b)thelocationofthecenterofpressure.(10分)Solution:(a)F=F+F'+F''122F=YhA1oilc11=0.8x9800x15x(1.5x2)2=17640(N)F'=YhA2oil12=0.8x9800x1.5x(1x2)=23520(N)F''=y hA=9800x+x(1x2)=9800(N)2waterc222(b)F二F+F'+F”二17640+23520+9800二50960(N)\o"CurrentDocument"11.25 2y=1+ =1.5(m)\o"CurrentDocument"pi 13y = =0.5(m)\o"CurrentDocument"p2' 2y ==0.333(m)\o"CurrentDocument"p2'' 3F.y=F.y+F'.y +F”.y =17640x1.5+23520x0.5+9800x0.333p1p1 2p2' 2p2''=41483.441483.4F41483.450960=0.814(m)Adivergingnozzlethatdischargesan8-in-diameterwaterjetintotheairistherightendofahorizontal6-in-diameterpipe.Ifthevelocityinthepipe12fps,exertsonSolution:22.onisfindthemagnitudeanddirectionofthenozzle.Neglectfluidfriction.theresultantaxialforcethewater(10分)Av

A12=62x12=6.75(ft/s)82P•.•7Yv2Z+ 22 2g・•・p1(V2-V2)=2g 262.4(6.752-122)1 2x32.2F=卩Q(V2—V)=PA+F1 11bxF=-Fx bx=PA11=5.24(lb)1:V,/=-95.38(lb/ft2)兀6-P叫-V1)=-95・38x-x(R2-62.4…兀/6、4、12‘ 322x12x4x(12)2x(6.75-12)totheright100-mm-diameterpipe23.Ahorizontal1mbelowthesurface.Consideringallvelocityofwater.theendofwater;(b)theoutpipeiftheofthebody(f=0.027)projectsintoabodyofwater(ke=0.8)elosses,findthepressureatapoint5mfromis4m/sandtheflowis(a)intothebodyof(10分)Solution:(a)v2+z+亠1 2gP+二=zY 2g 2J=1+0.027纟x19800 0.12x9.8精彩文档p=20.6(kN/m2)1TOC\o"1-5"\h\z(b)p v2 pv2i+z+—=2+z+4-h1 2g 丫2 2gL\o"CurrentDocument"p v2 lv2 v2i+亠=z-z-fJ-ki-2g2 1d2g e2g\o"CurrentDocument"p5 42 42-p^=1-0.027 x-1.8x9800 0.12x9.8 2x9.8p=-15.4(kN/m2)24.Arectangularplate5ftby4ftisatanangleof30withthehorizontal,andthe5-ftsideishorizontal.Findthemagnitudeoftheforceononesideoftheplateandthedepthofitscent