流体力学试题及答案Word格式.docx
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三、单项选择题(每题2分,共30分)
1、不可压缩流体指忽略的流体。
A.密度B.密度变化C.粘度D.粘度变化
2、连续介质模型意味着。
A•流体分子之间没有间隙B.流体中的物理参数是连续函数
C.流体分子之间有间隙D.流体不可压缩
3、已知不可压缩流体的流速场为Ux=f(y,z),uy=f(x),uz=0,则该流动为。
A•恒定一元流B.恒定二元流C.恒定三元流D•非恒定均匀流
静水压力的方向
4B.2C.1D.0.5
5
圆管湍流的断面流速分布为
当虹吸管内流体流动时,虹吸管最高处压强
10、如图所示,有两个长度和断面尺寸相同的支管并联,如果在支管2中加一个调节阀,则水头损失
调节阀
2亠
D.hw1=hj阀
A.hw1>
hw2B.hw1<
hw2C.hw1=
11、水力最优断面是指的渠道断面。
B.糙率最低
A.造价最低
C.qv、i、n—定时,过流面积A最大
D.A、
i、
n一定时,通过流量qv最大
12、相对压强是指该点的绝对气压与
的差值。
A.标准大气压
B.当地大气压
C.真空压强
D.工程大气压
13、静止流体中任意一点的压强与
无关。
A.点的位置
B.作用面的方向
C.流体的种类
D.重力加速度
14、密度p、动力黏度卩、管径d和断面平均流速v的无量纲组合为
vddvd
A.B.C.——
v
A.水一定是从高出往低处流
B.水一定是从流速大处往流速小处流
C.水一定是从压强大处往压强小处流
D.水一定是从机械能大处往机械能小处流
四、计算题(共40分)
.3
1、如图所示,闭容器内盛有油和水,油层厚hi=40cm,油的密度po=85Okg/m,盛有水银的U形测压管
3
的液面距水面的深度h2=60cm,水银柱的高度低于油面h=50cm,水银的密度pHg=13600kg/m,试求油面
上的计示压强(10分)。
2、某处设置安全闸门如图所示,闸门宽b=0.6m,高hi=1m,铰接装置于距离底h2=0.4m,闸门可绕A点
转动,求闸门自动打开的水深h为多少米?
(15分)
pa=103.4KPa,出口水速为22m/s。
求固定喷嘴法兰螺栓上所受的力为多少?
假定为不可压缩定常流动,忽略摩擦损失。
(15分)
答案
1.一切流体都是牛顿流体。
X
2•流体静压强的方向不一定垂直于受力面的内法线方向。
x
3.平衡流体等压面微分方程为Xdx+Ydy+Zdz=O(V)
4.过水断面都是平面。
5.实际流体圆管层流的平均流速是最大流速的一半。
(V)
6.在紊流状态下,能量损失包括流体层之间的内摩擦力损失和流体层之间相互混杂、能量交换而引起的
附加损失。
(V)
7.尼古拉茨试验的水力粗糙管区阻力系数与雷诺数Re和管长1有关。
x
其它条件相同时,实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数。
(V)
9.只要流体流过面积的大小和形状不变的过水断面,这种流动称为均匀流动。
10.在渗流模型中,任意一微小过水断面的平均渗流流速u应比该断面实际渗流的真实断面平均流速u小。
二、选择题(每题2分,共30分)
1.C2.B3.C4.B5.B6.C7.C8.C9.B10.A11.A12.D13.A
14.B15.A
三、填空题:
(每小题2分,共20分)
1、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。
2、按重力相似准则设计的溢流坝水力模型,长度比尺入L=25,当模型中某点的流速为vm=0.8m/s,则
原型中对应点的流速为vp=4m/s。
3、用欧拉法来描述流体的运动时,流体的加速度由两部分组成,第一部分称为当地加速度,
另一部分称为迁移加速度。
4、明渠水流中判断水流是缓流的依据是FrV1(填写v或〉或=)。
5、在非惯性坐标系中,质量力包括重力和惯性力。
6、描述流体的运动方法有拉格朗日法和欧拉法。
四、计算题(4题,共40分)
1、(10分)一扇形闸门如图3所示,宽度b=1.0m,圆心角=45°
,闸门挡水深h=3m,试求水对闸门
的作用力及方向
[解]水平分力:
Fpx
ghcAx
压力体体积:
V[g
[3(3
sin45
1.1629m3
铅垂分力:
Fpz
合力:
Fp
方向:
g2hb10009・81
3.0
2
44.145kN(2分,列对公式给1分)
h)
3)
gV1000
22
FpxFpz
arctan——
Fpx
!
h2]—(」
1
、)2
8sin45
32](3
8sin45
)2
(2分,列对公式给1分)
9.81
1.162911.41kN
(2分,列对公式1分)
i22
-44.14511.4145.595kN(2分,列对公式给1分)
arctan11.4114.5(2分,列对公式给1分)
44.145
2、(10分)由两根不同直径的管子与一渐变连接管组成的管路如右图
4所示,已知:
Da0.25m,
pA7.85104Nm2;
Db0.50m,pB
4.91104Nm2,流速Vb1.2m/s,h1m。
试判断
流动方向,并计算A、B两断面之间的水头损失。
图4
解:
设液流由AtB,基准水平面为
O—O,
A、B两断面,列总流的伯努利方程
(2分)
1V1
2g
Z2
p22V2,
—hl
(3分)
vbAb
BB代入上式
Aa
代入数据得hl3.1m水柱。
因为hl
0,所以所设方向正确。
(12分)在水平放置的输水管道中,有一个转角
径d1600mm,下游管道直径d2300mm,流量qv
段弯头的作用力,不计损失。
[解]
(1)用连续性方程计算
Va
4Q
(2)
P2
4qV40.425
nd;
n0.62
用能量方程式计算
1.5m/s;
—0.115m;
V1
P1g2g2g
V2
40.425
n0..32
6.02m/s(2分,列对公式给1分)
140
1.849m
9.81(0.115
1.849)
122.98kN/m2(2分,列对公式给1分)
(3)将流段1-2做为隔离体取出,建立图示坐标系,弯管对流体的作用力R的分力为Rx和Ry,列
出x和y两个坐标方向的动量方程式,得(2分)
p2d2cos45FyQ(v2cos450)
4
pd1p2d2cos45FxQ(v2cos45vj(2分)
44
将本题中的数据代入:
FxpidiP2d2cos45qv(v2cos45w)=32.27kN(1分)
Fyp2d2cos45qVv2cos45=7.95kN(1分)
F、Fx2Fy233.23kN(1分)
tan1空13.83°
(1分)
Fx
j3
4、(8分)做沿程水头损失实验的管道,直径d=1.5cm,测量段长度l=4m,100(kgm,
1.518103Ns.,m2。
试求:
(1)当流量Q=0.03L/s时,管中的流态?
(2)此时的沿程水头损失系数
(1)
(共5分,算对v给2分,公式对给1分,算对Re给3分,公式对给1分)所以管中流态为层流。
(1分)
640.03899
(2分,公式列对给1分)
Re1671.144