《工程流体力学》考试试卷及答案解析

《工程流体力学》复习题及参考答案

整理人：郭冠中内蒙古科技高校能源与环境学院热能与动力工程09级1班

运用专业：热能与动力工程

一、名词说明。

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、恒定流淌9、附面层10、卡门涡街11、自由紊流射流

12、流场13、无旋流淌14、贴附现象15、有旋流淌16、自由射流

17、浓差或温差射流18、音速19、稳定流淌20、不行压缩流体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肯定是水平面。（）

2.平面无旋流淌既存在流函数又存在势函数。（）

3.附面层分别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，速度和压力都削减。（）

5.相对静止状态的等玉面肯定也是水平面。（）

6.平面流只存在流函数，无旋流淌存在势函数。（）

7.流体的静压是指流体的点静压。（）

8.流线和等势线肯定正交。（）

9.附面层内的流体流淌是粘性有旋流淌。（）

10.亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度增加，压力减小。（）

11.相对静止状态的等玉面可以是斜面或曲面。（）

12.超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度减小，压力增加。（）

13.壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。（）

14.相邻两流线的函数道之差，是此两流线间的单宽流量。（）

15.附面层外的流体流淌时志向无旋流淌。（）

16.处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。（）

17.流体的粘滞性随温度改变而改变，温度上升粘滞性削减；温度降低粘滞性增大。

（）

18.流体流淌时切应力与流体的粘性有关，与其他无关。（）

三、填空题。

1、lmmH2O=Pa

2、描述流体运动的方法有和o

3、流体的主要力学模型是指、和不行压缩性。

4、雷诺数是反映流体流淌状态的准数，它反映了流体流淌时

与的对比关系。

5、流量Qi和Q2,阻抗为Si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o串联后总管路的流量Q为，

总阻抗S为O

6、流体紊流运动的特征是，处理方法是o

7、流体在管道中流淌时，流淌阻力包括和o

8、流体微团的基本运动形式有：、和o

9、马赫数气体动力学中一个重要的无因次数，地反映了

与的相对比值。

10、稳定流淌的流线与迹线o

11、志向流体伯努力方程2+2+《=常数中，其中Z+?称为水头。

r2gr

12、一切平面流淌的流场，无论是有旋流淌或是无旋流淌都存在，因而

一切平面流淌都存在，但是，只有无旋流淌才存在。

13、雷诺数之所以能判别，是因为它反映了

和的对比关系。

14、流体的主要力学性质有、、

、和O

]5、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o作用与液上的力

包括，。

17、力学相像的三个方面包括、与o

18、流体的力学模型是模型。

19、志向气体伯努力方程p十（Z1-z?）（兀一九）十弓一中，P+（4

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o

22、浓差或温差射流的热力特征是o

23、流体微团的运动是由运动，运动，运动和

运动四种基本运动形式符合而成。

24、几何相像是力学相像的，运动相像是模型试验的,动力

相像是运动相像的o

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、流体流淌的状态分为和o

28、弗鲁得准数反映了和相对比值。

四、选择题。

1、按连续介质的概念，流体质点是指O

A、流体的分子B、流体内的固体颗粒C、无大小的几何点

D、几何尺寸同流淌空间相比是微小量，又含有大量分子的微元体

2、一下哪种流体为非牛顿流体o

A、空气B、清水C、血液D、酒精

3、肯定压强I\b,、相对压强P、真空值Pv、当地大气压强Pa之间的关系是

+

A、Pabs=PPvB、p=Pabs+paC、pv=pa-Pabs

4、圆管层流过流断面的流速分布为o

A、匀称分布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o

A、流线B、迹线C、液体质点D、液体微团

6、圆管紊流粗糙区的沿程摩阻系数4o

A、与雷诺数Re有关B、与管壁相对粗糙度4有关

d

C、与Re和9有关D、与和管长1有关

d

7、速度V、长度1、时间t的无量纲组合是o

Avtil

Itvlvfvt

8、圆管断面直径由山突然扩大到d2,若将一次扩大改为两级扩大，则该扩大的局

部水头损失。

A、减小B、不变C、增大

9、在圆管流淌中，层流的断面速度分布符合。

A、匀称规律B、直线改变规律C、抛物线改变规律D、对数曲线规律

10、流线与流线通常状况下o

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D、既不能相交也不能相切

11、速度v,密度/，压强p的无量纲集合是o

A、型B、丝C、巨D、二

vppN

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、压力输水管模型试验，长度比尺为8,模型水管的流量应为原型输水管流量

的。

14、一维流淌中，“截面积大处速度小，截面积小处速度大”成立的条件是o

A、志向流体B、粘性流体C、可压缩流体D、不行压缩流体

15、弹簧管压力表的读数是。

A、肯定压强B、相对压强

C、肯定压强加当地大气压D、相对压强加当地大气压

16、静水中斜置平面壁的形心沉没深hc与压力中心沉没深hD的关系是o

A、大于B、小于C、等于D、无规律

17、某风管的断面尺寸为300mmx200mm,则该风管的当量直径是。

A、240mmB、250mmC、300mmD、200mm

18、有一变直径管流，小管直径dp大管直径d2=2di，则两断面雷诺数的关系

是。

A、Ret=—Re,B、=RezC、Re{-l.5Re2D、Re{=2Re.

19、下列流体哪个属于牛顿流体。

A、汽油B、纸浆C、血液D、沥青

五、简答题。

1、流体静压强的特性是什么？

2、尼古拉兹试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缘由是什么？

5、附面层分别的缘由是什么？

6、运动粘滞系数r的物理意义是什么？

7、流体动力粘滞系数u的物理意义是什么？

8、元流的特性是什么？

2

9、伯努利方程z+?+±=常数中各项的物理意义？

r2g

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Z彖由是什么？

12、管嘴出流产生真空的缘由和条件是什么？

13、自由紊流射流的运动、动力特征是什么？

14、射流弯曲产生的缘由？

15、绕流升力产生的缘由？

16、毕托管是广泛应用于测量水流和气流的一种仪器，试画出其示意图，并说明其

工作原。

17、简要说明管道流淌局部阻力损失产生的机理。

18、下式不行压缩流体N-S方程中，各项的物理意义是什么？

1dp3%v、du

X-----+y（-7-+—+—^）=--x

pdxdx~dy~dz~dt

六、计算题。

1、有一钢板制风管，断面尺寸为400mmx200mm,管内气流平均速度为.5m/s,

气体运动粘滞系数为15.0X108m2/s,推断管内气体的流态？

2、一高压管末端接喷嘴，如下图所示，已知喷嘴出口直径为10cm,管道直径为40cm,

水在管中流量Q为0.4m3/s,求管嘴对水流的作用力。

22

3、已知不行压缩流体的流速重量为：ux=x-y,uy=-2xy,1=0,问该流淌是否

为无旋流淌？

4、已知平面流淌的速度重量为：u、=x+t\Uy=-y+t）求：当t=l是过

的流线方程。

5、一车间用直径为0.5m的风口送风，风口风速为6.0m/s,如长度比例常数为4,

确定试验模型风口风速。若在模型内测得某点气流速度为3.0〃z/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0.0000157〃?2/S）

6、对某一桥墩采纳模型比例为&=,进行试验。已知模型中水流速度为0.76m/s,

/〃16

实测模型桥墩受水流作用力为4No求原型中相应的流速与作用力。

7、在水平放置的管线中接弯管，直径从600mm渐渐减小到300mm，水流方向偏

转60°如图所示，在直径较大一端压强为172kN/nf,求作用于弯管上的力的大

小和方向，①当水不流淌时；②当通过的流量为876L/s时；

8、一弧形闸门AB,宽4m,圆心角为45°,半径为2m,闸门转轴恰好与水面平齐，求

作用于闸门的水静压力。

9、如下图所示，一水箱侧面开孔并接有始终径为50mm的短管，形成管嘴出流，己

知作用水头H=5m,管嘴出流流量系数u=0.82,试问：①管嘴出流流量Q；②

靠近水箱一侧管嘴内壁形成真空的缘由是什么？③合适的管嘴长度是多少？

H

>

Q

10、如图所示，一水平射流冲击光滑平板，流量为。。,密度夕，直径为%,求：①平板

所受的冲击力②流量Q1和Q2

11、如下图所示：水箱侧壁接出一根由两段不同管径所组成的管道，已知

4=200mm,d2=lOOnm,两管短长均为L=50m,H=10m,沿程阻力系数

彳=0.01,加=0.3,£8=0.2,求：管道中水的流量、流速.

H

参考答案：

一、名词说明。

1、雷诺数:是反应流体流淌状态的数，雷诺数的大小反应了流体流淌时，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。

3、压力体：压力体是指三个面所封闭的流体体积，即底面是受压曲面，顶面是受

压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意牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。

5、欧拉法：探讨流体力学的一种方法，是指通过描述物理量在空间的分布来探讨

流体运动的方法。

6、拉格朗口法：通过描述每一质点的运动达到了解流体运动的方法称为拉格朗口

法。

7、湿周：过流断面上流体与固体壁面接触的周界称为湿周。

8、恒定流淌：流场中，流体流速及由流速确定的压强、粘性力、惯性力等也不随

时间改变的流淌。

9、附面层：粘性较小的流体在绕过物体运动时，其摩擦阻力主要发生在紧靠物体

表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。

10、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别，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。

11、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,

形成的流淌即为自由紊流射流。

12、流场：充溢流体的空间。

13、无旋流淌：流淌微团的旋转角速度为零的流淌。

14、贴附现象：贴附现象的产生是由于靠近顶棚流速增大静压削减，而射流下部

静压大，上下压差致使射流不得脱离顶棚。

15、有旋流淌：运动流体微团的旋转角速度不全为零的流淌。

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淌。

17、浓差或温差射流：射流介质本身浓度或温度与四周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、稳定流淌：流体流淌过程与时间无关的流淌。

20、不行压缩流体：流体密度不随温度与流淌过程而改变的液体。

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：当某一相像准数在肯定的数值范围内，流淌的相像性和该准数

无关，也即原型和模型的挂数不相等，流淌仍保持相像，准数的这一范围称为自动模

型区。

二、是非题。

1、错误2、正确3、正确4、错误5、错聂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、9.807；

2、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/=J+/=；Q=Q1=Q2;S=S1+S2；

JsJS[y]S2

6、脉动现象；时均法；

7、沿程阻力；局部阻力；

8、平移运动；旋转流淌；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、志向气体；粘性气体；质量力；表面力；

17、几何相像；运动相像；动力相像；

18、连续介质;

22

19、势压；P+^-;p+（Z|-Z2）（九一7口+^-；

20、各横截面上的动量相等；

du

21、r=+u—；pas；

dy

22、各截面的相对焰值相等；

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:DCCCA6-10:BDACC11-15:DDCDB16-19：BADA

五、简答题。

1、流体静压强的方向是沿着作用面的内法线方向；在静止或相对静止的流体中，

任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

意义：比较完整地反应了沿程阻力系数的改变规律，揭示了沿程阻力系数改变的主要

因素。

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

的势流区按无旋流淌志向流体能量方程或动量方程求解；在附面层内，按粘性有旋流

淌流体能量方程或N-S方程求解；

4、浓差或温差射流由于浓度或温度不同，引起射流介质密度与四周其气体密度与

四周气体密度不同，所受的重力与浮力不相平衡，使得整个射流将发生向上或向下的

轴弯曲。

5、当流体绕流曲面体流淌时，在减压增速区，流淌维持原来的附面层；流淌进入

增压减速区时，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

面层外的流体仍保持原有的前进，这样，回流和前进这两部分运动方向相反的流体相

接触，就形成旋涡。旋涡的产生使得附面层与壁面发生分别。

6、流体运动粘滞系数r表征单位速度梯度作用下的切应力对单位体积质量作用产

生的阻力加速度，具有运动学要素。

7、流体动力粘滞系数u表征单位速度梯度作用下的切应力，反映了粘滞的动力性

质。

8、元流的特性：元流的边界由流线组成：流体质点不能出入元流；元流断面上的

流速和压强是匀称分布。

9、Z：断面对基准面高度，水力学中称位置水头，单位位能；

卜在断面压强作用下，流体沿测压管所能上升的高度，压强水头，单位位能；

2

断面以速度U为初速度的铅直向上射流所能达到的理论的高度，流速水

2g

头，单位位能。

10、①任一节点流入和流出的流量相等；②任一闭合环路中，如规定顺时针方向

流淌的阻力损失为正，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

量发生急剧改变，从而造成液体压强隧然改变，该1见象就是水击（水锤）现象，

产生的缘由①液体的可压缩性②管道材质的弹性。

12、缘由是流体质点流淌时由于有惯性，因而流线不能成折线，是光滑的曲线，

所以能够形成真空区域；条件是：管嘴长度为管径的3〜4倍；作田水头Ho

极限值为9.36o

13、在自由紊流射流的主体段，射流各断面上速度分布是相像的，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。

14、在温差射流场中，由于气流密度与四周的气体的不同，射流气体所受的浮力

与重力不相平衡，使整个射流发生向下或向上弯曲。

15、当绕流物体为非对称形或虽为对称但其对称轴与来流方向不平行时，在绕流

物体上部流线较密，流速大；下部流线较疏，流速小，则上部压强小，下部

压强大，上、下部存在压强差，由此产生向上的力称为升力。

16、（见第五版书第五

17、（略）

18、X：是作用在流体微团上的单位质量力。

斌:是作用在流体微团上单位质量流体的压力。

'察+符+翁：是作用在流体微团上单位质量流体粘性偏应力的

合力。

一:是流体质点的加速度。

dt

六、计算题。

_A4x0.2八八”

R=—=-----------------=0.067

%2x(0.2+0.4)

1、解：=47?=4x0.067=0.267

Re=Jex-=0267'1?=2.67x10,a2000

y15.0xl06

所以管内气体为紊流流淌。

2、解：如图所示，由连续性方程得：

Q0.43/

V.=—=-------------——=3、18m/s

1、

41—X3Q.1M4x(/——40)2

4100

Q0.4一八/

——--------------———51.07/Z/s

&lx3,14x(—)2

4100

以轴线为基准面，列1-2断面的伯努利方程a=\

0+'+二=()+』或，此时p、=0

y2gy2g

222

vvsiO—

则：p1=(-—-!-)X/=9.8X—~~--=1295.4ZN/m1

2g2g2x9.8

设喷嘴对水流的作用力为F,沿水流方向列动量方程，并取a=1得:

PM_尸=g2(V2-V))

F=plA]-pQ(v2-Vj)

—

inncA1oiA/4。xo.八八八.51.03.18

=1295.4x—x3.14x(--)~-1000x0n.4x---------

41001000

=162.7-19.1

=143.6左N

3、①检查流淌是否无旋：

两者相等，故为无旋流淌

②求速度势函数：

d°=uxdx+u、dy

=(x2-y2)dx-2xydy

=x-*dx-dixy2

4、依据流线方程定义得流线方程:

dx_dy

ux%

dxdy

x+厂-y+t

当t=l时，生=上

x+1—y+1

化简得：xdy+ydx+dy-dx=O

积分：xy+y-x+c=O

流线通过(1,1)点：即1X1+1-1+c=0得：c=-1

将c=-l带入上式,得xy+y-x-l=O

化简得：(x+1)(y-1)=0

5、依据相像原理可得，试验模型风口直径为：

dm若=0.125

原型雷诺数为：Ren=6.0X0.5/0.0000157=191082.8>50000

所以气流处于阻力平方区，(可采纳粗糙度较大的管道)，则阻力平方区的最低雷诺

数为50000则：相应的模型气流出口速度Vm为：

VmXO.125/0.0000157=50000

Vm=6.28m/s

流速比尺为：/I=—=0.955

6.28

若在模型内测得某点气流速度为3.Om/s,则车间相应点的速度为：

Vn=vx丸=3.0义0.955=2.87m/s

6、经分析可知，此流淌的主要作用力是重力，所以确定性相像准数为付鲁德准数。

由付鲁德模型律可知：

v2v2

,ngnLgm

皿=电,空=峥

由付鲁德准数相等推理得：4=—；

匕〃/，〃

所以：vn=J^xy,”=J^x0.76=3.04/n/s

由欧拉准数相等推理得：其=吗=

'P，n叫喘L

由：F=A/?x/2

得二=必、£=£4=4

即△匕I：LI：e

/3

所以：F“十F,”=©x4=16384N

Ln

7、建立下图所示的坐标，水流方向如图所示:

/P2,U2

o

O

①当水流不动时：

Pl=P2=172kN/m2

设Fx,Fy为水流作用于弯管的分力，如图

(,

Fx=P]A-P2A2COS60

X方向：=172xlx3.14x(-^2.)2-172xlx3.14x(^-)2x().5

4100041000

=42.5&N

Y方向：Fv=0-/>Asina60°

=0-172X1/4X3.14X(300/1000)2x0.86

=-10.5kN

对弯管的合力：R=[F：+F；=43.8kN

方向为:a=arctan(Fy/Fx)

=14°

②当有流淌时：

由连续性方程得：；血:对=；血;〃2=0用76

解得：=3.2/7?/su2=12.4m/s

忽视阻力，应用伯努利方程，列1-1,2-2断面的方程：

22

4“2

-P--\-十*--%-----_---P--l-十------

y2gy2g

带入数据解得:P2/r=10.2H20=10.2X9.8=100Kn/m2

列动量方程：

X方向：PjA]-p2A2cos600-Fx=闻(u2cos60)-0)

带入数据得：Fx=42.4kN

o

同理：y方向：Fy-P,A2sina60=(u2sina6O0-0)

代入数据解得：Fy=15.2Kn

合力为：R二)尸；+岑=45.IKn

方向为：a=arctan(Fy/Fx)

=19.7°

刀h=rsin45°=41m

oc=h=y/2m

"历泌='x五x9.8x行x4=39.2〃N

•v22

[21

Fv=rb(x3.14r--A/?)=9.8x4x(x3.14x22--V2>/2=22.3kN

8282

F=$F；+F；=45.\kN

9、①。=叫/项=0.82X3.14X；X(强2后7(而=ooi61m3/s

②孔口与管嘴出流流淌时，在出流管嘴内形成以真空区域主要缘由是：流体具有粘

滞性，流体质点流淌时存在惯性，流线不能发生干脆拐弯，只能是光滑的曲线因此靠

近水箱一侧管嘴内壁形成真空。

③[户(3—4)0=(3—4)X50=150—200mm

10、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：丫。=乌=空

叫出0

4

由于平板是光滑的，所以仅有法向力，由动量方程(x轴方向)得:

R二流出动量-流入动量

0-pQ()(-V0sin8)=匐)V0sin0

_4pQ（；sin（9

所以平板所受冲击力大小与R相等，方向相反。

由连续性方程可得：Q0=Q1+Q2--------①

由于射流是水平方向，且置于大气中，所以压力能不变，能量损失不计，由能量方

程得：F=J=得v产.

=V2

2g2g2g

平板切线方向（y轴方向）无摩擦力，满意动量守恒;

即：0=(pQ[V]-p22V2)-“oV()COS。

化简得：Qi-。2=Q（）COS。------------②

联立方程①②解得：Q=go0(l+cose)

。2=12)(1-COS。)

11、选取水平面为截面1T,出口处为断面2-2,由伯努利方程知：

PlV0P、V2/V121vj匕2田

z.+—+—=z°+—+—(+2-----+A--+M—+

72g/2g42gd22g2g2g

连续性方程可知…M=%A,所以

丹岑4

io+0+0=0+0+'+0.01^-11-504v；

所以+0.01+0.3、+0.2

2g2002g2g2g

10001000

所以V[=1.51w/s,所以吗=4%=6.04〃?/s

0=4M=；成力=；x3.14x（怒尸x1.51=0.047mVs

中国矿业高校2023〜2023学年第2学期

《工程流体力学》试卷（）卷

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

题号—•二二总分

得分

阅卷人

一.名词说明（共10小题，每题2分，共20分）

粘滞性；迹线与流线；层流；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（共10小题，每题3分，共30分）

1.肯定压强Pabs与相对压强p、真空度pv、当地大气压pa之

间的关系是：

A.pabs二p+pv；B.p=pabs-PaC.pv=pa-PabsD.p二pabs+pa

2.如图所示

A.po=pa；B.po>pa；C.po<pa；D.无法推断。

3.在探讨流体运动时，依据是否考虑流体的粘性，可将流体分为（）o

A.牛顿流体及非牛顿流体；B.可压缩流体与不行压缩流体；

C.均质流体与非均质流体；D.志向流体与实际流体。

4,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vf水果；B.£水=£水眼;C.fQf水果；D、不肯定。

5.流淌有势的充分必要条件是（）o

A.流淌是无旋的；B.必需是平面流淌；

C.必需是无旋的平面流淌；D.流线是直线的流淌。

6.雷诺数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

7.一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下4.2m处测压管高度为2.2m,设当地

大气压为1个工程大气压,则容器内气体部分的相对压强为一水柱（)o

A.2mB.1mC.8mD.-2m

8.如图所示，口但*P讴，下述静力学方程哪个正确？

A・勺十命一+能B・z?+君■—+君

PlP3

C・%+窄=勺+啰D・品=z?+玲

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改变是（）。

A.沿程下降B.沿程上升C.保持水平D.前三种状况都有可能。

三.计算题（共3小题，共50分）

1.如图所示，有一盛水的开口容器以3.6m/s2的加速度沿

与水平成30°夹角的倾斜平面对上运动，

试求容器中水面的倾角，并分析p与水深的关系。（15分）

题三T图

2.有一3（）cmxl5cm的文德利管，接入铅垂的输油管上，

油的流淌方向朝上。已知喉部与进口截面间的高度差为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

两截面之间的压力差。（Pg=8825N//）go分）

3,不行压缩平面流淌的流函数为x）'+2x—3y+10,试推断是否存

题三-2图

在势函数，假如存在，求其势函数。（15分）

工程流体力学试题答案及评分标准

一.名词说明（共10小题，每题2分，共20分）

1.粘滞性一一流体在受到外部剪切力作用时发生变形（流淌），其内部相应要产生对变

形的反抗，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

2.迹线流体质点的运动轨迹曲线

流线一一同一瞬时，流场中的一条线，线上每一点切线方向与流体在该点的速度矢

量方向一样

3.层流一一流体运动规则、稳定，流体层之间没有宏观的横向掺混

4,量纲和谐——只有量纲相同的物理量才能相加减，所以正确的物理关系式中各加和

项的量纲必需是相同的，等式两边的量纲也必定是相同的

5.偶极流一一由相距2a的点源与点汇叠加后，令a趋近于零得到的流淌

6.排挤厚度一一粘性作用造成边界层速度降低，相比志向流体有流量损失，相当于中

心区志向流体的流通面积削减，计算时将平板表面上移一个厚度，此为排挤厚度

7,顺压力梯度一一沿流淌方向压力渐渐降低，边界层的流淌受压力推动不会产生分别

8.时均速度一一湍流的瞬时速度随时间改变，瞬时速度的时间平均值称为时均速度

9.输运公式一一将系统尺度量转换成与限制体相关的表达式

10.连续介质假说一一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（共10小题，每题3分，共30分）

IBC；2B；3D；4B；5A；6C；7D；8B；9B；1OA

三.计算题（共3小题，共50分）

1.如图所示，有一盛水的开口容器以3.6m/s2的加速度沿

与水平成30°夹角的倾斜平面对上运动，

试求容器中水面的倾角，并分析p与水深的关系。

解：依据压强平衡微分方程式：

cb=p（Xdx+Fdy+Zdz）（］分）

单位质量力：

X=-以cos30°

y=o

Z=-(g+asin30°)(2分)

在液面上为大气压强，⑫=°代入（1分）

由压强平衡微分方程式，得：

-acos300dx-(g+asin30°)dz=0

-acos30°x-