工程流体力学精彩试题Word文档格式.docx
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D、d/4。
15、过流断面的水力要素不包括（）。
A、断面面积B、断面湿周C、管壁粗糙度D、速度梯度16、圆管层流中的速度剖面是（）。
A、双曲线B、抛物线C、等值线D、三角形
17、局部水头损失和流速水头很小，计算中可以忽略的压力管路称为（）。
A长管B、短管C、有压管D、多相管
18、并联管路的水力特点是（）。
A2Q=0,hf=Sh力B、Q=NQ,hu=%
G2Q=0,2hfi=0D、Q=NQ,,hf=2hfi；
19、无旋流动是指（）的流动。
A、流体质旋转角速度为0B、速度的旋度为0
C流体质的点运动轨迹为直线D、流体微团运动轨迹为直线
20、层流区水头损失公式h=BQmumUDT中的系数§
和m分别为（）。
A0.0246和1B、4.15和1C、0.0246和0.25D、0.0826入和0.25。
二、利用下图推导欧拉平衡微分方程f—《许=0,再由此推导出
流体静力学基本方程。
（本大题20分）
、图示的油罐内装有相对密度为0.7的汽油，为测定油面高度，利用连通器原理，把U形管内装上相对密度为1.26的甘油，一端接通油罐顶部空间，一端接压气管。
同时，压气管的另一支引入油罐底以上的0.4m处，压气后，当液面有气逸出时U形管内油面高度差△h=0.7m,试计算油缶（内的油深H=?
（本大题20分）
四、为了在直径D=160mm勺管线上自动掺入另一种油品，安装了
如图所示的装置：
自锥管喉道处引出一个小支管通入油池内。
若压力表读数为2.3X105Pa,吼道直径为40mm主管道的流量
为30L/s,油品的相对密度为0.9。
欲掺入的油品的相对密度为0.8,油池油面距喉道高度为1.5m,如果掺入油量约为原输量的10流右，B管水头损失设为0.5m,试确定B管的管径。
（本大题20分）
五、试由牛顿相似准则Ne=二与建立粘性力相识准则，并说明粘dv
性力相似准数的含义（本大题10分）六、往车间送水的输水管路由两管段串联而成，第一管段的管径
为150mm长度为800m第二管段的直径为125mm长度为600m
设压力水塔具有的水头H=20m局部阻力忽略不计，求流量Q,并绘制水头线。
（入1=0.029,入2=0.027,本大题10分）
题7-4图
七、儒科夫斯基疑题：
给人感觉图中的圆柱体会在浮力的作用下会绕其转轴一一图中圆柱中心出的黑点转动起来，由此便可以制造出永动机来吗？
为什么？
（本大题10分）
儒科夫斯基疑题
1、压力的升高时液体的粘度（）。
A不变B、减小C、变化不大D、增大
2、密度为1000kg/m3,动力粘度为103Pas的流体的运动粘度为（）m2/s。
A、102B、104C、106D、108
3、做铅直等加速度运动容器中液体的等压面是（）簇。
A、水平面B、垂直面C、斜面D、曲面
4、1mm1#于（）。
A、133280PaB、13328PaC、1332.8PaD、133.28Pa
5、压力水头的计算公式为（）。
6、流体静力学基本方程式z+p/pg=C^,p/pg的几何意义是（）
A、位置水头B、压力水头C、总水头D、速度水头
7、根据液流中运动参数是否随（）变化，可以把液流分为稳定流和非稳
定流。
A、位置坐标B、时间C、温度D、压力
8、理想流体伯努利方程是（）定律在流体力学中的数学表达式。
A、动量守恒B、牛顿第一'
C、质量守恒D、能量守恒
9、由连续性divu=0可以判断出流动为（）流动
A、稳定B、可压缩C、不可压缩D、均匀
10、
泵的排量是指单位时间内流过泵的流体所具有的（）。
A、质量B、机械能C、体积D、重量
11、水头损失是指单位重量液体在流动过程中所损失的（）
A、势能B、热能C、压能D、机械能
12、测压管水头线与位置水头线的铅直高差反映的是（）的大小。
A、压力水头B、位置水头C、流速水头D、总水头。
13、弗劳德Fr反映的是流体流动过程中（）之比。
14、边长为a的正方形截面管道的水力半径为（）
A、2aB、aC、a/2；
D、a/4。
15、过流断面的水力要素包括了以下四项中的（）项。
A速度梯度B、速度分布C、温度D、管壁粗糙度
16、圆管流动中的粘性应力与半径呈（）关系。
A、线性B、正比例；
C、二次方；
D、无；
17、局部水头损失或流速水头较大，不可忽略的压力管路称为（）。
18、串联管路的水力特点是（）。
AQ=Q,hf=N%B、Q=NQ,h产上
G2Q=0,2h产0D、Q=NQ,,hu=2%;
19、有旋流动是指（）的流动。
A、流体质旋转角速度不为0B、速度的旋度不为0
C流体质点运动轨迹为曲线D、流体微团运动轨迹为曲线
20、水利光滑区水头损失公式h=BQ2%1/炉叶的系数§
A0.0246和1B、4.15和1C、0.0246和0.25D、0.0826入和0.25。
二、利用下图推导包达公式hjJvi）2,再计算图中管道锐缘出
2g
口处的局部阻力系数。
图1突扩管示意图图2管道锐缘出口示意图
、图示的油罐内装相对密度为0.8的油品，装置如图2—11所示的U形测压管。
求油面的高度H=?
及液面压力P0=?
。
（本大题20分）
四、由断面为0.2m2和0.1m2的两根管子组成的水平输水管系从水
箱流入大气中，假设不考虑局部水头损失，第一段的水头损失为流速水头的4倍，第二段为3倍。
（a）求断面流速vi及V2；
（b）绘制水头线；
（c）求进口A点的压力（本大题20分）。
H=4m
五、试由牛顿相似准则Ne=二有建立重力相识准则，并说明重力dv
相似准数的含义（本大题10分）
六、有一中等直径钢管并联管路，流过的总水量为0.08m3/s,钢
管的直径di=150mmd2=200mm长度li=500m12=800mi试并联管中的流量Q、Q及A、B两点间的水头损失（设并联管路沿程阻力系数均为人=0.039。
本大题10分）。
QiLidi
Q2L2d2
题7-5图
七、试结合图中给出的机翼周边的流谱解释机翼为什么能够获得升力（本大题10分）
机翼周边的流谱
A卷答案
1、C2、D3、A4、D5、C6、B7、B
8、D9、B10、C11、A12、C13、A14、D
15、D16、B17、A18、B19、B20、B
二、解：
在静止流体中任取出图示的微元正六面体。
首先，我们分析作用在这个微元六面体内流体上白^力在x方向上的分量。
微元体以外的流体作用于其上的表面力均与作用面相垂直。
因此，只有与X方向相垂直的前后两个面上的总压力在X轴上的分量不为零。
设六面体中心点A处的静压力为p（x,y,z）,则作用在A和A2点的压力可以表示为
.:
pdxFpdx
P1=p-；
P2=p+。
:
x20x2
所以作用在A和A2点所在面上的总压力分别为
/1fp1:
p.
（pdx）dydz、（p+——-dx）dydz。
2:
x2:
x
微元体内流体所受质量力在x方向的分力为Xpdxdydz,由于流体处于平衡状态，则
，1p12,
（p--dx）dydz-（p+—dx）dydz+Xpdxdydz=0。
2I2;
用pdxdydz除上式，简化后得x-14p=0,同理，在V、z方向，
pdx
1.
f--：
'
p=0
这便是流体平衡微分方程式。
质量力仅有重力时，单位质量流体
所受到的质量力可表示为X=Y=0；
Z=g,将其代入上式可得
dp=—pgdz或d（p+fgz）=0
积分可得
p+pgz=c
两端同除以pg则有
p
z+—=c
pg
这便是流体静力学基本方程。
三、解：
选取U形管中甘油最低液面为等压面，由气体各点压力相等,可知油罐底以上0.4m处的油压即为压力管中气体压力，即
p0；
gogh=p0%g（H-0.4）
行
；
g。
h1.260.7
H=-g—0.4=0.4=1.66m
四、解：
列1-1和2-2断面的伯努利方程，则
22
0上也=0.也出
：
1g2g：
田2g
其中Vi=—Q-=1.493m/s
1y-：
D4
Q
V2——=23.885m/s
12
-二d2
4
得p2=PiV1-v2；
i=—25718.9Pa
2
列4-4自由液面和3-3断面的伯努利方程，以4-4自由液面为基准面，则
p3V3
000=H3--hw43
2g2g一
其中P3=P2、V3=q,代入上式，得dB=0.028m。
1_.2dB
五、解：
当作用在流体上的合外力中粘性力起主导作用时，则有F=T=A
pdu/dy,牛顿数可表示为
引入雷诺数Re=plv/仙，则牛顿数相等这一相似准则就转化为
Rep=Rem
由此可见，粘性力相似准数就是雷诺数，粘性力相似准则就是原
型与模型的雷诺数相等。
对于圆管内的流动，可取管径d作为特
征尺度，这时的雷诺数可表示为
cvdvd
Re==-
au
雷诺数的物理含义是惯性力与粘性力的比值。
六、解：
列自由液面和出口断面的伯努利方程
_2_2
QL1QL2
H=0.082610.08262-廿
d1d2
则流量-3
Q=0.0155m/s
位置水头线
七、答：
由于流体静压力的特性一可知，流体静压力的作用方向永远沿着作用面的内法线方向，所以流体对圆柱体表面的作用力的方向也永远垂直于作用面，所以圆柱体表面上的压力的作用线必然要通过圆柱体的轴线，这些力对。
点的力矩为零。
因此，圆柱体并不会绕。
点转动，也就不能由此制造出永动机来。
1、C2、D
8、D9、B
15、D16、B
3、A4、D5、C6、B7、B
10、C11、A12、C13、A14、D
17、A18、B19、B20、B
在图中取管道内壁、漩涡区起始端和末端断面围成空间为控制体，在1、2两个断面间应用伯努利方程，有
4史
v1P2v2
1-Z2++22.+hw1_20
2gPg2g
因两断面间的距离很短，忽略沿程阻力，取a1=a1=0,则
hj
Pl-P2.5一V2
g2g
再对控制体应用动量方程：
忽略控制体侧面上的摩擦力后控制体内的流体在流动方向上所受的合力为
EF=A?
（P1—P2）0
则动量方程为
A2（P1—P2）—（Q（V2一%）,两端同时除以pg4得
P1-P2V2/、
=——（V2—V1）o
fgg
将其代入式
（1）可得：
vv-V2
hj=—（V2-V1）^
整理后可得
突扩管局部阻力
即包达公式。
它表明圆管液流突然扩大的局部水头损失等于损失流速（V1-V2）折算成的水头。
由连续性方程可得
M=V2A或
Ai
V2”'
A
Ai.2vivi
—）-
A22g2g
P0及罐内外两个液柱的压
则包达公式可以写成
V22Vi
hj=（1——）丁=（i
Vi2g
所以管道锐缘出口处的局部阻力系数为己=i三、解：
A点的压力可用自由液面的压力力来表示，即
Po+p°
gH+0.4Pwg=Pa=Po+i.6即g
可得
H=i.2pw/彷=i.5mo
为了计算液面压力Po取B—B为等压面，B点的压力可表示为
Po+（i.6+0.3+0.5）Pwg=Pb=0.5保g所以，
P0=0.5保g—2.4^g=43i20Pa。
列自由液面和管子出口断面的伯努利方程，则222
H*423卫2g2g2g
由Avi=A2V2得
v2=3.96m/s、Vi=i.98m/s
细管断中点的压力为：
1V2r3
（-3；
）「=i.29.8I0=II.76kPa
粗管断中点的压力为：
2
（2V2字「=33.32I03=33.32kPa
水头线
则有F=G=
当作用在流体上的合外力中重力起主导作用时,pgV=pgl3,则牛顿数可表示为
Ne=
引入弗劳德数Fr=v/朝,则牛顿数相等这一相似准则就转化为
Frp=F「m
由此可见，重力相似准数就是弗劳德数，重力相似准则就是原型与模型的弗劳德数相等。
Fr的物理含义是惯性力与重力的比值。
由并联管路的特点hfi=hf2,有
Q2L「Qi
d；
一d5
又有
QiQ2二Q
联立上两式，代入已知数据可解得
33
Q1=0.03m3/s,Q2=0.05m3/s
A、B两点间的水头损失
七、解：
由于流谱中流线的疏密反映了速度的大小，所以从图中可以看出，机翼上部的流线要比下部的流线密，所以机翼上表面的流速要大于下表面的，再由伯努利方程可知流速大的地方压力小，反之亦然。
因此可以判断：
机翼上表面的压力要小于下表面的压力，这一压差使机翼获得了升力。
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