公用设备工程师-公共基础-流体力学-流体动力学基础

公用设备工程师-公共基础-流体力学-流体动力学基础[单选题]1.关于流线，错误的说法是()。[2017年真题]A.流线不能相交B.流线可以是一条直线，也可以是光滑的曲线，但（江南博哥）不可能是折线C.在恒定流中，流线与迹线重合D.流线表示不同时刻的流动趋势正确答案：D参考解析：ABC三项，流线基本性质有：①流线表示某时刻流动方向的曲线；②过空间某点在同一时刻只能作一根流线；③流线只能是光滑的连续曲线，不能转折；④对流速不随时间变化的恒定流动，流线形状不随时间改变，与迹线重合，对非恒定流流线形状随时间而改变；⑤流线密处流速快，流线疏处流速慢。D项，迹线是一个流体质点在一段连续时间内在空间运动的轨迹线，表示不同时刻的流动趋势。而流线是同一时刻不同流体质点所组成的曲线，它给出该时刻不同流体质点的速度方向。[单选题]3.下列不可压缩二维流动中，哪个满足连续性方程？()[2014年真题]A.ux＝2x，uy＝2yB.ux＝0，uy＝2xyC.ux＝5x，uy＝－5yD.ux＝2xy，uy＝－2xy正确答案：C参考解析：对于不可压缩流体，流过同一管路上各个界面的流量保持不变，微观上为各个方向的速度分量之和为0，其微分形式连续性方程为：∂ux/∂x＋∂uy/∂y＋∂uz/∂z＝0，逐项代入式中，只有C项满足连续性方程。[单选题]5.汇流水管如图6-2-1所示，已知三部分水管的横截面积分别为A1＝0.01m2，A2＝0.005m2，A3＝0.01m2，入流速度v1＝4m/s，v2＝6m/s，求出流的流速v3为()。[2012年真题]图6-2-1A.8m/sB.6m/sC.7m/sD.5m/s正确答案：C参考解析：根据连续性方程可得，Q1＋Q2＝Q3，即v1A1＋v2A2＝v3A3。因此，出流的流速为：v3＝（v1A1＋v2A2）/A3＝（4×0.01＋6×0.005）/0.01＝7（m/s）。[单选题]6.对某一流段，设其上、下游两断面1—1、2—2的断面面积分别为A1、A2，断面流速分别为v1、v2，两断面上任一点相对于选定基准面的高程分别为Z1、Z2，相应断面同一选定点的压强分别为P1、P2，两断面处的流体密度分别为ρ1、ρ2，流体为不可压缩流体，两断面间的水头损失为h1—2。下列方程表述一定错误的是()。[2011年真题]A.连续性方程：v1A1＝v2A2B.连续性方程：ρ1v1A1＝ρ2v2A2C.恒定流能量方程：p1/（ρ1g）＋Z1＋v12/（2g）＝p2/（ρ2g）＋Z2＋v22/（2g）D.恒定流能量方程：p1/（ρ1g）＋Z1＋v12/（2g）＝p2/（ρ2g）＋Z2＋v22/（2g）＋h1—2正确答案：C参考解析：在流体中，任何截面的总水头是一致的，题中已给出两断面间有水头损h1—2失，而C项未计算h1—2，所以是错误的。[单选题]7.如图6-2-2所示，下列说法中，错误的是()。[2010年真题]图6-2-2A.对理想流体，该测压管水头线（Hp线）应该沿程无变化B.该图是理想流体流动的水头线C.对理想流体，该总水头线（H0线）沿程无变化D.该图不适用于描述实际流体的水头线正确答案：A参考解析：总水头H0＝z＋p/（ρg）＋u2/（2g），由图可以看出总水头线是水平的、沿程无变化，说明沿程没有损失，所以流体为理想流体；而实际流体由于受到黏滞力的作用，导致水头损失，其总水头线应该是有所降低的。由测压管水头计算公式Hp＝z＋p/（ρg）＝H0－u2/（2g）可知，测压管水头线的变化主要取决于流速的变化，与是否为理想流体无关。[单选题]8.图6-2-3中相互之间可以列总流伯努利方程的断面是()。[2008年真题]图6-2-3A.1—2断面和3—3断面B.2—2断面和3—3断面C.1—1断面和3—3断面D.3—3断面和4—4断面正确答案：C参考解析：总流伯努利方程建立在下述假设下：①流体运动恒定；②流体均匀不可压缩；③作用于流体上的质量力只有重力；④所研究的流体质点沿同一条流线运动。因此，只有1—1断面和3—3断面符合。在选择计算断面时，应选择断面形状、尺寸、方向不变的渐变流断面，其近似可看做恒定流。[单选题]9.水由喷嘴水平喷出，冲击在光滑平板上，如图6-2-4所示，已知出口流速为50m/s，喷射流量为0.2m3/s，不计阻力，平板受到的冲击力为()。[2013年真题]图6-2-4A.5kNB.10kNC.20kND.40kN正确答案：B参考解析：根据伯努利方程，在流体中，总水头是不变的，Q入＝Q出，A入＝A出，故v入＝v出＝50m/s，F＝ρv入Q＝1×50×0.2＝10kN。[单选题]10.有一变截面压力管道，断面A处管径dA＝100mm，断面平均流速vA＝8.1m/s；断面B处平均流速vB＝10m/s，则断面B处管径为()mm。A.80B.90C.110D.120正确答案：B参考解析：根据连续性方程vAAA＝vBAB，式中，截面面积A＝πd2/4。因此，连续性方程可以变为vAdA2＝vBdB2，从而可以求出：[单选题]11.密度ρ＝1.2kg/m3的空气，经直径d＝1000mm的风管流入下游两支管中，如图6-2-5所示，支管1的直径d1＝500mm，支管2的直径d2＝300mm，支管的断面流速分别为v1＝6m/s，v2＝4m/s，则上游干管的质量流量为()kg/s。图6-2-5A.1.95B.1.75C.1.65D.1.45正确答案：B参考解析：根据连续性方程vA＝v1A1＋v2A2，即v（πd2/4）＝v1（πd12/4）＋v2（πd22/4），可得vd2＝v1d12＋v2d22，则干管断面空气流速为v＝（v1d12＋v2d22）/d2＝1.86m/s。上游干管的质量流量：Q＝ρvA＝ρv（πd2/4）＝1.75kg/s。[单选题]12.输水管道的直径为200mm，输水量为1177kN/h（重力流量），则其断面平均流速为()m/s。A.1.06B.2.06C.3.06D.4.06正确答案：A参考解析：体积流量Q＝1177kN/h＝1177/（9.8×3600）m3/s＝0.033362m3/s（1h＝3600s），则断面平均流速v＝Q/A＝4Q/（πd2）＝1.06m/s。[单选题]13.黏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正确答案：A参考解析：对实际流体元流，黏性切应力阻碍流体运动，为克服阻力，流体将损失机械能，对应的水柱高度差即水头损失。实际流体元流的总水头线是沿流程下降的斜坡线，又称水力坡度线。[单选题]14.如图6-2-6所示有压恒定流水管直径d＝50mm，末端阀门关闭时压力表读数为21kPa，阀门打开后读值降至5.5kPa，如不计水头损失，则该管的通过流量Q为()L/s。图6-2-6A.18B.15C.10.9D.9正确答案：C参考解析：列水箱液面和管道阀门处断面的能量方程得：z1＋p1/γ＋v12/（2g）＝z2＋p2/γ＋v22/（2g）。阀门关闭时，能量方程中v1＝v2＝0，p1＝0kPa，p2＝21kPa，则可以求出z1－z2＝2.143m。阀门打开时，能量方程中p2＝5.5kPa，则可以求出管中流速v2＝5.57m/s。所以，阀门打开时，该管道中的流量为：Q＝v2A＝10.9L/s。[单选题]15.如图6-2-7所示有一垂直放置的渐缩管，内径由d1＝300mm渐缩至d2＝150mm，水从下而上自粗管流入细管。测得水在粗管1—1断面和细管2—2断面处的相对压强分别为98kPa和60kPa，两断面间垂直距离为1.5m，若忽略摩擦阻力，则通过渐缩管的流量为()m3/s。图6-2-7A.0.125B.0.25C.0.50D.1.00正确答案：A参考解析：根据连续性方程A1v1＝A2v2，A1/A2＝（d1/d2）2＝22＝4，解得：v1＝v2/4。根据伯努利方程v12/2＋p1/ρ＋gZ1＝v22/2＋p2/ρ＋gZ2，代入各参数得，v12/2＋98＝v22/2＋60＋1.5×9.8，再代入v1＝v2/4，解得：v1＝1.763m/s。因此，Q＝v1A1＝1.763×3.14×0.32/4＝0.125m3/s。[单选题]16.如图6-2-8所示，消防管道直径D＝200mm，末端收缩形喷嘴出口直径d＝50mm，喷嘴和管道用法兰盘连接，并用螺栓固定。当流量Q＝0.1m3/s时，螺栓所受的总拉力为()kN。图6-2-8A.4.78B.35.83C.40.59D.45.61正确答案：A参考解析：由流量公式Q＝v1A1＝v2A2得，两断面流速分别为：v1＝Q/A1＝4Q/（πD2）＝3.18m/s，v2＝Q/A2＝4Q/（πd2）＝50.96m/s。根据管道轴线方向的动量方程ρQ（β2υ2x－β1υ1x）＝Rx，取β1＝β2＝1.0，可以求得螺栓所受的总拉力为：Rx＝ρQ（β2υ2x－β1υ1x）＝4.78kN。[单选题]17.如图6-2-9所示，一倒置U形管，上部为油，其密度ρcal＝800kg/m3，用来测定水管中的A点流速uA，若读数Δh＝200mm，则该点流速uA为()m/s。图6-2-9A.0.885B.1.980C.1.770D.2.000正确答案：A参考解析：对U型管右侧水油接触面进行受力分析，mcalgΔh＋m水v2/2＝m水gΔh，即ρcalVgΔh＋ρ水Vv2/2＝ρ水VgΔh，从而有：ρ水v2/2＝（ρ水－ρcal）gΔh。将水