流体力学试的题目含答案Word下载.docx
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A.△h=-760mm(Hg)
B.△h=0mm(Hg)
C.△h=760mm(Hg)
D.△h=1520mm(Hg)
7.流体流动时,流场各空间点的参数不随时间变化,仅随空间位置而变,这种流动称为(
A.定常流
B.非定常流
C.非均匀流
D.均匀流
8.流体在流动时,根据流体微团(
)来判断流动是有旋流动还是无旋流动。
A.运动轨迹是水平的
B.运动轨迹是曲线
C.运动轨迹是直线
D.是否绕自身轴旋转
9.在同一瞬时,流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线(
A.重合
B.相交
C.相切
D.平行
10.图示三个油动机的油缸的内径D相等,油压P也相等,而三缸所配的活塞结构不同,三个油动机的出力F1,F2,F3的大小关系是(忽略活塞重量)(
A.F1=F2=F3
B.F1>
F2>
F3
C.F1<
F2<
D.F1=F3>
F2
11.三个容积完全相等的容器,联接如图示,先将阀门a,b关闭,阀门c开启。
压强计p指示为0。
将容器I充入压缩空气,绝对压强为300KPa,容器Ⅲ抽成真空度为30KPa。
先关闭阀门c,再开启阀门a和b。
这时,压强计p的读数应该是(设当地大气压是100KPa)
A.56.7KPa
B.76.7KPa
C.90.0KPa
D.110.0Kpa
12.下列说法中,正确的说法是(
A.理想不可压均质重力流体作定常或非定常流动时,沿流线总机械能守恒
B.理想不可压均质重力流体作定常流动时,沿流线总机械能守恒
C.理想不可压均质重力流体作非定常流动时,沿流线总机械能守恒
D.理想可压缩重力流体作非定常流动时,沿流线总机械能守恒
13.在缓变流的同一有效截面中,流体的压强分布满足(
A.+Z=C
B.p=C
C.+
D.+Z+
14.当圆管中流体作层流流动时,动能修正系数α等于(
A.1
B.2
C.3
D.2000
15.如图所示,容器若依次装着水与汽油,假定二者均为理想流体,且H=常数,液面压强为
大气压,则从管口流出的水与汽油之间的速度关系是(
A.v水>
v油
B.v水<
v油
C.v水=v油
D.难以确定的
16.粘性流体绕流平板时,边界层内的流态由层流转变为紊流的临界雷诺数Rexcr值为(
A.2000
B.2000~13800
C.5×
105~3×
106
D.2×
105
17.当某管路流动在紊流粗糙管平方阻力区范围内时,则随着雷诺数Re的增大,其沿程损失
系数λ将(
A.增大
B.减小
D.增大或减小
18.水自水箱经管路流出如图所示,若把管路阀门再关小一些,则在阀门前后的测压管1与2的液面高度变化将是(
A.h1升高,h2降低
B.h1降低,h2升高
C.h1与h2都降低
D.h1与h2都升高
19.流体在管内作层流流动时,其沿程损失hf值与断面平均流速v的(
)次方成正比。
B.1.75
C.1.75~2
D.2
20.管路水力计算中的所谓长管是指(
A.长度很长的管路
B.总能量损失很大的管路
C.局部损失与沿程损失相比较可以忽略的管路
D.局部损失与沿程损失均不能忽略的管路
二、名词解释(每小题2分,共10分)
21.流体的密度
22.等压面
23.定常流动
24.水力光滑管与水力粗糙管
25.气体一维定常等熵流动的极限状态
三、简答题(每小题5分,共20分)
26.混合气体密度如何计算,并列出计算公式。
27.对于静止液体,当作用在液体上的质量力仅有重力时,则液体中的哪些面是等压面?
28.什么是有效截面?
流道中流线互相平行时,有效截面形式如何?
29.什么是紊流的时均速度?
写出紊流时均速度轴向分量的定义式,指出式中各符号的含义。
四、计算题(50分)
30.(6分)飞机在10000m高空(T=223.15K,p=0.264bar)以速度800km/h飞行,燃烧室的进口扩压通道朝向前方,设空气在扩压通道中可逆压缩,试确定相对于扩压通道的来流马赫数和出口压力。
(空气的比热容为Cp=1006J/(kg·
K),等熵指数为k=1.4,空气的气体常数R为287J/(kg·
K))
31.(6分)一截面为圆形风道,风量为10000m3/h,最大允许平均流速为20m/s,
求:
(1)此时风道内径为多少?
(2)若设计内径应取50mm的整倍数,这时设计内径为多少?
(3)核算在设计内径时平均风速为多少?
32.(7分)离心式风机可采用如图所示的集流器来测量流量,已知风机入口侧管道直径d=400mm,U形管读数h=100mmH2O,水与空气的密度分别为ρ水=1000kg/m3,ρ空=1.2kg/m3,忽略流动的能量损失,求空气的体积流量qv。
33.(7分)要为某容器底部设计一个带水封的疏水管,结构如图示:
容器内部的压强值,最高时是表压强pe=1500Pa,最低时是真空值pv=1200Pa,要求疏水管最高水位应低于容器底部联接法兰下a=0.1m,最低水位应在疏水管口上b=0.2m(水密度ρ=1000kg/m3,重力加速度g=9.8m/s2)
(1)疏水管长度L。
(2)水封水面到疏水管口的深度H。
34.(12分)有一水平放置的90°
渐缩弯管,管内径d1=15cm,d2=7.5cm,入口处平均流速v1=2.5m/s,表压强p1=6.86×
104Pa,若不计阻力损失,求水流对弯管的作用力。
水的密度ρ=1000kg/m3。
35.(12分)用虹吸管输水,如图所示,已知:
水位差H=2m,管顶高出上游水位h=1m,虹吸管内径d=200mm,管长为LAB=3m,LBC=5m,LCD=4m,管路沿程损失系数λ=0.026,局部损失系数有:
管路进口滤网(带底阀)一个,ζ滤网=12,B、C两处90°
圆弯两个,每个ζ弯头=0.5,管路出口ζ出口=1.0,水的密度ρ=1000kg/m3。
试求:
(1)虹吸管的流量qv。
(2)虹吸管中压强最低点的位置及其真空值。
工程流体力学试题参考答案
一、单项选择题(每小题1分,共20分)
1.D
2.D
3.A
4.A
5.A
6.C
7.A
8.D
9.C
10.A
11.A
12.B
13.A
14.B
15.C
16.C
17.C
18.A
19.A
20.C
21.单位体积流体的质量。
22.在流体中压强相等的点组成的面称为等压面。
23.流场中各空间点上所有物理参数均与时间变量t无关,称作定常流动。
24.流体在管内作紊流流动时,用符号△表示管壁绝对粗糙度,δ0表示粘性底层的厚度,则当
δ0>
△时,叫此时的管路为水力光滑管。
δ0<
△时,叫此时的管路为水力粗糙管。
25.在绝热流动的过程中,气流的绝对压强与热力学温度为零,气流的总能量全部转化
为宏观运动的动能的状态。
26.可按各种气体所占气体总体积的百分数来计算。
ρ=1ρ1+2ρ2+3ρ3+…+nρn=
i—各组成气体所占混合气体总体积的百分数;
ρi—各组成气体的密度,kg/m3;
ρ—混合气体密度,kg/m3
27.属于等压面的是以下水平面。
(1)自由表面(或气液分界面)。
(2)两种不互溶液体的交界面。
(3)液体内能互相连通(或不被隔断)的同一种液体内的各水平面。
28.
(1)在流场中(或流道中)存在这样横截面,穿过该截面的每一条流线均与该截面垂直,这样的横截面称为有效截面(又称过流截面)。
(2)当流线互相平行时,有效截面为平面。
当流线互相不平行时,有效截面为曲面。
29.紊流真实速度在一定时间间隔内的统计平均值叫紊流的时均速度。
式中:
t△—初始时刻
T—时间间隔
u—瞬时速度—时均速度
四、计算题(共50分)
30.T0=T∞+
=247.69K
M∞=
P0=p∞
=0.264
31.依连续方程(ρ=C)v1A1=v2A2=qv
1.v1
d1==0.42m=420mm
2.设计内径应取450mm为50mm的9倍,且风速低于允许的20m/s
3.在设计内径450mm时,风速为
32.由伯努利方程
0+0+0=+0+
得v=
由静力学方程p+ρ水gh=0p=-ρ水gh代入
得v==40.43m/s
qv=v
33.根据流体静力学基本方程
表压强pe=ρgh或h=
在最高压强时,管内水面应低于O-O面
h1==
在最低压强时,管内水面应高于0-0面
h2==
故疏水管长度
L=a+h2+h1+b=0.1+0.122+0.152+0.2=0.574m
水封水面到疏水管口深度
H=h1+b=0.153+0.2=0.353m
答:
疏水管长度应为0.574m,水封水面到疏水管口深度为0.353m。
34.
35.
(1)求虹吸管的流量:
列进、出口水池水面的伯努利方程:
H=
把已知参数代入:
求得v=1.59m/s
所以qv=vA=0.05m3/s
(2)求最低压强点及其真空度:
最低压强应是虹吸管内的C点(见图)
列进水池水面及C断面的伯努利方程:
0=h-
得pvc=28200Pa=28.2KPa?
全国2011年1月自学考试流体力学试题
03347
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)
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.不可压缩流体是指()
A.平衡流体B.运动流体
C.无粘性流体D.忽略密度变化的流体
2.如题2图所示,用U形水银压差计测量水管A、B两点的压强差,水银面高差hp=10cm,pA-pB为()
A.13.33kPa
B.12.35kPa
C.9.8kPa
D.6.4kPa
3.关于水流流向的正确说法是()
A.水一定是从高处往低处流题2图
B.水一定是从流速大处往流速小处流
C.水一定是从机械能大处往机械能小处流
D.水一定是从测压管水头高处往测压管水头低处流
4.实际液体的水力坡度J为()
A.J<
0B.J=0
C.J>
0D.J=Jp
5.如题5图所示,排水管的断面平均流速v=2.0m/s,则管道出口的局部水头损失为()
A.0.102m
B.0.204m
C.0.306m
D.0.408m
题5图
6.欲使水力最优梯形断面渠道的水深和底宽相等,则渠道的边坡系数m应为()
A.1/4B.1/2
C.3/4D.1
7.棱柱形渠道发生M2型水面曲线时,水流的特性为()
A.Fr<
lh>
hcB.Fr>
hc
C.Fr<
lh<
hcD.Fr>
8.宽顶堰的淹没系数
随淹没程度hg/H的增大而()
A.减小B.增大
C.先减小后增大D.先增大后减小
9.地下水渐变渗流的浸润线,沿程变化为()
A.下降B.保持水平
C.上升D.前述情况都可能
10.桥墩绕流的模型设计应采用()
A.雷诺准则B.马赫准则
C.欧拉准则D.弗劳德准则
二、填空题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)
请在每小题的空格中填上正确答案。
错填、不填均无分。
11.已知某流体的粘性切应力为5.0N/m2,动力粘度为0.1Pa·
s,则其剪切变形速率为
__________。
12.在平衡流体中,等压面恒与质量力__________。
13.在恒定流中,__________与迹线重合。
14.直径100mm的圆管长1000米,水头损失lm,则管壁处的切应力为__________Pa。
15.水流处于紊流粗糙区时,沿程摩阻系数与__________有关。
16.圆柱形外管嘴作用水头为4.5m,管嘴直径为20mm,则从管嘴流出的流量为__________
__________l/s。
17.底宽b=5m的长直矩形断面渠道,通过的流量为Q=40m3/s,若渠道内某断面水深
h=2m,则该断面水流的流动状态为__________。
(填急流或缓流或临界流)
18.明渠水流由急流过渡到缓流时发生__________。
(填水跃或水跌)
19.根据堰的分类可知,堰顶厚度
=0.8m,堰上水头H=1.5m的堰属于__________堰。
20.雷诺数表征惯性力与______________之比。
三、名词解释题(本大题共5小题,每小题3分,共15分)
21.均匀流
22.层流
23.简单管道
24.临界水深
25.渗透系数
四、简单计算题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
26.如题26图所示,用真空计B测得封闭水箱液面上的真空度为0.98kPa,若敞口油箱的液面低于水箱液面的高度H=1.5m,油柱高h1=5.6m,水银柱高h2=0.2m,求油的密度。
题26图
27.某矩形断面渠道,粗糙系数n=0.025,通过流量Q=5.0m3/s,底宽b=4m,水深h=2m,问此渠道底坡应为多少?
28.有一普通完全井,其半径r0=0.36m,含水层厚度H=7m,岩土渗透系数k=0.0016m/s,井中水深h=4m,试计算井的出水量。
(影响半径R=3000s
五、计算题(本大题共3小题,每小题10分,共30分)
29.如题29图所示,在蓄水容器垂直壁的下面有一1/4圆柱面的部件AB,该部件的长度l=1.0m,半径R=0.4m,水深h=1.2m,试求作用在部件AB上的静水总压力,要求绘制水平分力的压强分布图和铅垂分力的压力体图。
题题29图
30.如题30图所示的分岔管水流射入大气,干管及分岔管的轴线处于同一水平面上。
已知
=30°
,v2=v3=12m/s,d1=200mm,d2=d3=100mm,不计水头损失,求水流对分岔管的作用力。
题30图
31.如题3l图所示为离心式水泵抽水装置。
已知流量Q=201/s,几何给水高度Hg=18m。
吸水管长度l1,=8m,管径d1=150mm;
压水管长度l2=20m,管径d2=100mm。
沿程摩阻系数
=0.042,局部水头损失系数为:
进口
e=5.0,弯头
b=0.17。
水泵的安装高度Hs=5.45m,水泵进口的允许真空度[hv]=7mH2O。
(1)试校核水泵进口的真空度hv;
(2)试求水泵的扬程H。
题31图
2011年1月全国自考流体力学参考答案
全国2010年10月自学考试流体力学试题
1.流体在静止时( )
A.既可以承受压力,也可以承受剪切力
B.既不能承受压力,也不能承受剪切力
C.不能承受压力,可以承受剪切力
D.可以承受压力,不能承受剪切力
2.如图所示,密闭容器上装有U型水银测压计。
在同一水平面上1、2、3点上的压强关系为( )
A.p1=p2=p3
B.p1<p2<p3
C.p1>p2>p3
D.p1>p2=p3
3.恒定流一定是( )
A.当地加速度为零B.迁移加速度为零
C.向心加速度为零D.质点加速度为零
4.在总流伯努利方程中,压强P是渐变流过流断面上的( )
A.某点压强B.平均压强
C.最大压强D.最小压强
5.圆管均匀流过流断面上切应力符合( )
A.均匀分布
B.抛物线分布
C.管轴处为零、管壁处最大的线性分布
D.管壁处为零、管轴处最大的线性分布
6.如图所示,安装高度不同、其他条件完全相同的三根长管道的流量关系为( )
A.Q1=Q2=Q3
B.Ql<Q2<Q3
C.Ql>Q2>Q3
D.Ql<Q2=Q3
7.有压管流中,阀门瞬时完全关闭,最大水击压强
p的计算公式为( )
A.
B.
C.
D.
8.只适用于明渠均匀流流动状态的判别标准是( )
A.微波波速B.临界底坡
C.弗劳德数D.临界水深
9.矩形修圆进口宽顶堰在
3.0的条件下,其流量系数( )
A.m<0.32B.m=0.32
C.m=0.36D.m>0.36
10.用裘皮依公式分析普通完全井浸润线方程时的变量是( )
A.含水层厚度B.浸润面高度
C.井的半径D.渗透系数
11.动力粘度
与运动粘度v的关系为
=__________。
12.水的体积模量(体积弹性模量)K=2.1×
109N/m2,压强增加196kPa后,8m3水的体积减小量为__________m3.
13.液体静力学基本方程z+
=C的物理意义是静止液体中各点单位重量液体具有的__________相等。
14.在紊流光滑区,
,则沿程水头损失hf与流速v的__________次方成正比。
15.绕流阻力包括摩擦阻力和__________阻力。
16.孔口外接短管,成为管嘴出流,增加了阻力,但流量不减,反而增加,这是由于_______的作用。
17.共轭水深中跃前水深和跃后水深具有相同的__________。
18.宽顶堰发生侧收缩时,局部水头损失增加,__________降低。
19.渗透系数的确定方法有实验室测定法、__________和经验方法三种。
20.采用国际单位制进行量纲分析时,对于不可压缩流体,三个基本量纲分别是__________。
21.不可压缩流体
22.流线
23.当量粗糙
24.短管
25.自流井
四、简答题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
26.图示一有压管道,小管直径dA=0.2m,大管直径dB=0.4m,A点压强水头为7mH2O,B点压强水头为4mH2O,已知大管断面平均流速vB=1m/s,B点比A点高1m.求管中水流的方向。
27.如图所示一密闭水箱,箱壁上连接一圆柱形外管嘴。
已知液面压强p0=14.7kPa,管嘴内径d=50mm,管嘴中心线到液面的高度H=1.5m,管嘴流量系数
=0.82,试求管嘴出流量Q.
28.已知图示渠段下游为无穷远,上游水深小于正常水深。
试对其进行分区,定性画出水面曲线并标出曲线名称。
29.如图所示开口盛水容器,容器壁上设有半径R=0.4m的半球盖AB.已知球形盖中心点的水深h=1.6m,不计半球盖自重,试求半球盖连接螺栓所受的总拉力和总切力。
(球体体积公式为
30.如图所示,管道内水流经水平对称分岔管道流入大气。
已知流量Q=0.2m3/s,干管直径dl=300mm,支管直径d2=d3=100mm,分岔角
,不计水头损失,试求水流对分岔管的作用力。
31.如图所示溢流坝泄流模型剖面。
已知溢流坝最大下泄流量为Qp=850m3/s,若采用长度比尺λl=50的模型进行实验,试求模型的最大泄流量Qm.如测得模型坝脚处收缩断面流速vm=2.65m/s,模型的堰上水头Hm=10.8cm,试求原型相应的流速vp和堰上水头Hp.
2010年10月全国自考流体力学参考答案