流体力学题签

流体力学题签单项选择题：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。1•沿程水头损失与流速一次方成正比的水流为（A）。层流B.紊流光滑区 C.紊流过渡区 D.紊流粗糙区2•液体中某点的绝对压强为108kN/m2，贝9该点的相对压强为（D）。1kN/m2 B.2kN/m2 C.8kN/m2 D.10kN/m23•矩形断面明渠水力最佳断面的宽深比B等于（B）1 B.2 C.3 D.4A.数值相等C.仅水平方向数值相等A.数值相等C.仅水平方向数值相等5.已知水流的沿程水力摩擦系数A.层流区C.紊流过渡粗糙区6•流体力学中的一维流动是指（A.恒定流动C.层流运动数值不等D.铅直方向数值最大只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于（紊流光滑区D.紊流粗糙区D）均匀流动运动要素只与一个坐标有关的流动。均匀流和非均匀流恒定流和非恒定流）。抛物线分布椭圆分布均匀流和非均匀流恒定流和非恒定流）。抛物线分布椭圆分布急流和缓流 B.层流和紊流 D.&层流断面流速分布规律符合（BB.D.B.D.直线分布可以形成均匀急流的明渠底坡是缓坡平坡陡坡负坡缓坡平坡陡坡负坡图示容器中有两种液体，密度2> 1，图示容器中有两种液体，密度2> 1，则A.B两测压管中的液面必为（B管高于A管B.A管高于B管AB两管同高 D.无法确定11•按连续介质的概念，流体质点是指（D）。流体的分子 B.流体内的固体颗粒C.几何的点 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12.在液体中潜体所受浮力的大小（B）。A.与潜体的密度成正比 B.与液体的密度成正比C.与潜体的淹没深度成正比 D.与液体表面的压强成反比13.变直径管，直径d=320mm，d=160mm，流速V=1.5m/s,V为（C）。1212A.3m/s B.4m/sC.6m/s9m/s

C.6m/s14.伯努利方程中z+2+学表示（A）。Pg 2gA.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.通过过流断面流体的总机械能总水头线和测压管水头线之间铅锤距离越大，说明（A）。A.断面平均流速越大 B.断面平均流速越小C.断面平均压力越小C.断面平均压力越小发现黏性流体两种流态的实验是（DA.尼古拉兹实验C.帕斯卡实验一般情况下，局部阻力系数Z（CA.与雷诺数有关C.管壁形状有关明渠均匀流可形成于（ A）。A.顺坡C.平坡水跌是指（ C）。A.急流向急流过渡的水力现象C.缓流向急流过渡的水力现象水力最优断面是指（D）。A.造价最低的渠道C.对一定流量具有最大断面积的渠道某流体的运动粘度v=3X10-6m2/s,密度PA.3.75X10-9Pa•sC.2.4X105Pa•s在流体力学中，单位质量力是指（ CA.单位面积液体受到的质量力C.单位质量液体受到的质量力静止液体中，同一点各方向的压强（A.数值相等C.铅直方向数值最大弗劳德数的物理意义表示（B ）。A.粘滞力和重力之比C.惯性力与粘滞力之比下列说法哪个正确（D ）。A.水一定由高处向低处流C.水从压强大的流向压强小的地方圆管水流中的下临界雷诺数等于（CA.1000 B.C.2320 D.断面平均压力越大）。达西实验D.雷诺实验）。管壁相对粗糙度有关D.与以上三者都有关逆坡D.只能形成于临界坡急流向缓流过渡的水力现象D.缓流向缓流过渡的水力现象B.流速最大的渠道D.对一定面积具有最小湿周的断面=800kg/m3,其动力粘度卩为（ B ）。B.2.4X10-3Pa•sD.2.4X109Pa•s）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A）。B.数值不等D.水平方向数值最大B.惯性力与重力之比D.压力与粘滞力之比B.水从流速大的流向流速小的地方D.水从能量大处流向能量小处）。1500580已知液体流动的沿程水力摩擦系数l与边壁粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于（C）。A.层流区 B.紊流光滑区紊流过渡粗糙区 D.紊流粗糙区

28•并联长管1、2,两管的直径相同，沿程阻力系数相同，长度L2=3.，通过的流量为（C）。A．Q=Q B.Q=1.5Q1212Q=1.73Q D.Q=3Q1212下列可能发生明渠均匀流的渠道是（A）。A.正坡棱柱形渠道平坡棱柱形渠道A.正坡棱柱形渠道平坡棱柱形渠道串联管道各串联管段的（DA.水头损失相等水力坡度相等填空题均匀流过流断面上压强分布服从于B.正坡非棱柱形渠道负坡棱柱形渠道）。B.总能量损失相等所通过的流量相等。水静力学规律。平衡状态下，流体内（包括任一边界上）任意压强的变化，将等值传涕到其他各点（只要静止不被破坏），这就是著名的帕斯卡定律。3•作用于曲面上的水静压力P的铅直分力Pz等干所排开的液体重量（压力体的水内重）由紊流转变为层流的临界流速v 小于 由层流转变为紊流的临界流速v'，其中v'称c c c为上临界流速，v称为下临界流速。c5•淹没出流是指液体通过孔口出流 到另一个充满液体的空间时的流动。潜体所受浮力的大小与其所在液体的密度 成正比。自由出流宽顶堰堰上水流流态为急流。当液流为恒定 流时，流线与迹线重合。通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。具有自由液面的水流模型试验，一般选用一弗劳德―准则设计模型。理想流体是指黏性为零（无黏性）的流体，也就是流动阻力为零。TOC\o"1-5"\h\z圆管均匀流的切应力在管壁处T=Tw，在管轴的T= 0有一水平放置的管道，沿流体运动的方向管径逐渐缩小，若流体为理想流体，则管道的总水头线保持水平，测压管水头线沿程下降 —I f紊流运动中，时均速度u，瞬时速度u和涨落速度u'的关系为《二ux十Uxx x x已知某液流的沿程水头损失系数九=0.02，则谢才系数C= 62.6描述液体运动的两种方法分别为 和欧拉法。恒定流动的 时变加速度为零。雷诺数的物理意义是表示惯性力和黏滞 力之比;单位流程上的水头损失称为 水力坡度 。断面比能的沿程变化规律de/ds=0，则该水流为 均匀流。作用在流体的每一质点上、大小与流体的质量成比例的力称为一质量力流体静压强的方向为作用面的一内法线方向 。应用皮托管测量A点流速，若两测压管液柱差为h，则A点流速为uA=J2gh。流体由直管流入断面很大的容器时，其局部水头损失系数Z= 1流体绕曲面壁流动时，在_旋涡一区，流体由于受到逆压梯度和近壁摩擦阻力的作用，可能出现边界层分离现象。孔口流量系数U等于流速系数©与 收缩系数&—的乘积。水力最优梯形断面的水力半径R与水深h的比值为1/2- 。h在流量一定的情况下，当形成均匀流的明渠实际底坡大于临界底坡时，明渠中将发生急流状态的均匀流。当堰顶厚度6与堰上水头H的比值增至 _10一 以上时，沿程水头损失不能忽略，流动已经不属于堰流。在普通完全井的 影响半径之外，地下水位将不受该井抽水影响。名词解释题迹线：流体质点在某一时段的运动轨迹称为迹线断面平均流速：设想过流断面上速度v均匀分布，通过的流量等于实际流量，此速度v定义为该断面的平均流速粘性底层：紧靠壁面存在一个粘性切应力(或粘性力)起控制作用的薄层。短管：水头损失中，沿程水头损失和局部水头损失都占相当比重，两者都不可忽略的管道临界底坡：正常水深等于该流量下临界水深时的渠底坡度。流量：单位时间内通过某一过水断面的液体体积。湿周：过流断面上流体与固体接触的周界。均匀流：凡流线是平行直线的流动均为均匀流。水跃：是明渠水流从急流状态过渡到缓流状态时，水面骤然跃起的急变流现象。断面比能：是相对于通过该断面最低点的基准面的机械能。均匀流：凡流线是平行直线的流动均为均匀流。层流:液体流动时，呈层状流动，各层质点互不掺混。简单管道:沿程直径不变，流量也不变的管道。临界水深:断面单位能量最小的明渠流是临界流，对应的水深称为临界水深。渗透系数:反映土性质和流体性质综合影响渗流的系数。简单计算题有一矩形断面的小排水沟，水深15，底宽20，流速，水温10°C(v=1.31x10-6m2/s),请判别流态。解bh请判别流态。解bh_20x15

b+2h~20+2x15=6cm=6870>575vR0.15x0.06=6870>575Re= =v 1.31x10-6为紊流用多管水银测压计测压，图中标高的单位为m,试求水面的压强P°。P0a3.0 水解：p=p-(3.0-1.4)pg04=p+(2.5-1.4)pg-(3.0-1.4)pg5 Hg=p+(2.3—1.2)pg-(2.5—1.2)pg+(2.5—1.4)pg-(3.0—1.4)pga Hg Hg=p+(2.3+2.5-1.2-1.4)pg-(2.5+3.0-1.2-1.4)pga Hg=+[(2J+r5-lJ2-l_4)xl3_6-(2j5+3_0-1J2-14)]pg=p+265.00(kPa)a答：水面的压强p0=265.00kPa。3.—变直径管段AB,直径d=0.2m,d=0.4m，高差△h=1.5m，测得p=30kPa,A B Ap=40kPa，B点处断面平均流速v=1.5m/s.水在管中的流动方向。BB解：冗7v・——d2TOC\o"1-5"\h\zVB4B1.5X0.42 .0.22= =6ms0.22冗7d2以过A点的水平面为等压面，则以过A点的水平面为等压面，则pv2 30 62H=上A+-A= + =4.8980mHOA pg 2g 9.82x9.8 2pv2 40 1.52H=h+绻+十=1.5+ + =5.6964mHOB pg 2g 9.8 2x9.8 2可以看出：H>H，水将从B点流向A点。BA

4.密闭容器，压力表的示值为4900N/m2，压力表中心比A点高0.4m,A点在水下1.5m,,求水面的相对压强和绝对压强。解：p=p+p-l.lpg0 a=p+4900-1.1x1000x9.807a=p—5.888(kPa)a相对压强为：—5.888kPa。绝对压强为：95.437kPa。水管直径d=10cm，管中流速V=1m/s，水温为10°C(V=L31x10«g/s)，试判别流态。又流速等于多少时，流态将发生变化？解：Re== =7634>2300为紊流vRecd1.31x10-6x230001=0.30m/s流速为0.30m/s时流态将发生变化.6.游泳池长25m，宽vRecd1.31x10-6x230001=0.30m/s流速为0.30m/s时流态将发生变化.6.游泳池长25m，宽10m,水深1.5m，池底设有直径10cM的放水孔直通排水地沟，试求放尽池水所需时间。解：2Vt=Qmax= 2V= 2x25x10x1.5—0.62x3.14x0.052x、19.6x1.5=28420s=7.89h7.水管直径50mm，末端阀门关闭时，压力表读值为21kPa，阀门打开后读值降为5.5kPa,求不计水头损失时通过的流量Q.解:P=0唸去V=：2g、p―p—1 2Pg丿=：2g21—55=5.57m/sPgQ=VA=5.57Xn(0.05)2/4=10.9L/s&通风管径直径为250mm，输送的空气温度为20C，试求保持层流的最大流量。若输送空气的质量流量为200kg/h，其流态是层流还是紊流？(20°时空气P=1.20kg/m3,v=1.57x10-5m2)解：查表得20°时空气p=1.20kg/m3,v=1.57x10$m?/s=0.144m/s_vRe_1.57x105x2300=0.144m/sd 0.25=0.00707ms/s=7.07L/s兀d2 3.14=0.00707ms/s=7.07L/s=v =0.144xc4=^-^= =0.0462ms/s>Qp 3600x1.20 c为紊流9•有一普通完全井，其半径r=0.36m，含水层厚度H=7m，岩土渗透系数k=0.0016m/s,0井中水深h=4m，试计算井的出水量。（影响半径R=3000sr'k）林：捕水課崖—2加影畸李径R-300山圧=勢<加Q=l.3®H讯尹）井間出水用为o.m1/*.10.金属矩形平板闸门，门高h=3m，宽b=1m，由两根工字钢横梁支撑。挡水面与闸门顶边齐平，如要求两横梁受力相等，两工字钢的位置戸和乃应为多少?解：作用在闸门上的液体总压力大小及作用点y—彳血=2m将水静压力分布图分为面积相等的两部分，则珥二马二彳二2.2印P1= =2.25^”二I血1二血又因为总压力对水面轴之力矩等于两部分对同一轴的矩求和，即鬥7二印1+》

幼二巧+耳必=J1=4-72=2.58^3L=20m，直径2自密闭容器经两段串联管道输水，已知压力表读数p=1at,L=20m，直径2Md=100mm,d=200mm，沿程摩阻系数入二入=0.03，试求流量。1212解：列a-a和2-2解：列a-a和2-2的伯努利方程H+件二二+hPg 2g la-2V2 /V2 （V—V）2 /V2h=匚1+入—1——1—+ 1 2 +入_2——2加-2 入口2g 1d2g+尢一2 h2d22g57aI<L-'h 心丄 ：-■根据连续性方程得v2=v1根据连续性方程得v2=v1（d1/d2）2d[1-（亍）2]2V2di2p lV2H+—m=（匚+入一1-）4+—Pg 入口1耳2g 2g_I 2gH+2p/pV= | 1 d M id[I匚入口+^1才+[1一（才丿2]2+（1+九2才丿（才）4{1222代入数据计算结果lV2d+（1+九-f-）-（1）42d2gd22I 19.6x2+2x98000/1000 “匕/10 20 二7・385m/s■0.5+0.03x +[1-0.52]2+（1+0.03x ）x0.54I 0.1 0.2通过管道的流量小兀d2rCCL3.14x0.12cclc,Q=v1=7.385x =0.058m3/s14 4有一浆砌块石的矩形断面渠道。已知渠道长l=500m，底宽b=3.2m，渠中水深h0=1.6m，粗糙系数n=0.025,通过的流量Q=6m3/s，试求沿程水头损失。解：3.2x1.6R= 0.8mA=bh=5.12mA=bh=5.12m205.12=1.17m/s

5.12=1.17m/s-1.17J"3S.542価=0.00115=7!=0.00115x500=0.57Sm计算题1.一弧形闸门，宽2m,圆心角a=30°，半径R=3m,闸门转轴与水平齐平，试求作用在闸门上的静水总压力的大小和方向。AahAah(Rsina)2 \3xsin30丿解：(1)水平压力：P= Pg-b= x2x9.807x22。=22.066(kN)(—)2）垂向压力：P=V2）垂向压力：P=VPg=Pgz(11兀R2—一一Rsina-Rcosa11122TOC\o"1-5"\h\z(兀x32 32=9.807x ——sin30cos30x2\o"CurrentDocument"122

l丄/ / 丿o o=7.996(kN)(f)合力：P=,^：P2+P2=€22.0662+7.9962=23.470(kN)0=arctan二=19.92Px oAeP

x oAeP2.已知一矩形渠道糙率n=0.02，底坡i=0.0001，底宽b=4m，在发生均匀流时，过水断面形状满足水力最优（佳）断面。求:（1）均匀流时渠道通过的流量；（2）均匀流时佛汝德数及临界水深。解：（1）水力最优断面时，水深h=2m则水力半径R=-bhb+2h4+2则水力半径R=-bhb+2h4+2x2=1mi1/2R2/3=<0.00010.02•12/3=0.5m/sQ=VA=Vbh=0.5x8=4m3/(2)Fr=gh05 =0.113v'9.8x2、q■(4/4)2=30.102=(2)Fr=gh05 =0.113v'9.8x2、q■(4/4)2=30.102=0.467m9.83.某溢流坝下收缩断面处水深h=1.1m,已知单宽流量qc=14.72m2/s，当坝下游水深h=4.7m时，1）求对应收缩断t面处水深h的跃后水深h；2）坝下游发生何种形式的水c c2跃？是否需要修建消能工？解：1）计算临界水深h,判断收缩断面和下游水流流态,k.aq2 ,'14.722rr=39T=2.81因为收缩断面水深h=1.1mh为急流,c k下游水深h=4.7m h为缓流，t k所以溢流坝下游必定发生水跃。2）计算收缩断面处水深h的共軛水深h c c2h=c2-1)1.1T14.7229.8x1.13-1)=5.81m因为hh,该水跃为远驱水跃。c2 t溢流坝下游发生远驱水跃，需要修建消力池。4.有一矩形断面混凝土渡槽，糙率n=0.014,底宽b=1.5m，槽长L=120m。进口处槽底高程Z：=52.16m,出口槽底高程Z2=52.04m