重庆科技学院工程流体力学样卷及答案.docx

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重庆科技学院工程流体力学样卷及答案

重庆科技学院

20/20学年第学期考试试卷()卷

课程名称:

工程流体力学适用专业/年级:

选课课号:

(命)题人:

李良

本卷共8页,考试方式:

闭卷,考试时间:

120分钟

题号

总分

得分

阅卷人

一、选择题:

(本题共10小题,每小题2分,共20分)

1、空气的动力粘度随温度升高()。

A.增大;B.降低;C.不变;D.不定。

2、与牛顿内摩擦定律有关的因素是()

A、压强、速度和粘度;B、流体的粘度、切应力与速度梯度;

C、切应力、温度、粘度和速度;D、压强、粘度和速度梯度。

3、压力体内()。

A.必定充满液体;

B.可能有液体,也可能无液体;

C.至少有部分液体。

4、液体随容器作匀加速直线运动时,重力和惯性力的合力总是与液体自由表面()。

A.相切;B.斜交;C.正交。

5、毕托管用于测量()。

A.流体点流速;B.流体密度;C.流体流量;D.流体点压强。

6、欧拉运动微分方程:

中各项的量纲是()。

A.应力;B.能量;C.加速度;D.上述回答都不对;

7、下列属于牛顿流体的()

A.空气;B.血液;C.泥浆;D.沥青。

8、在圆管流中,层流的断面流速分布符合()

A.均匀规律;B.直线变化规律;C.抛物线规律;D.对数曲线规律。

9、.动力粘度的量纲是()

A.

;B.

;C.

;D.

10、雷诺数Re反映了()的对比关系

A.粘性力与重力B.重力与惯性力

C.惯性力与粘性力D.粘性力与动水压力

 

二、判断题:

对的打“√”,错的打“×”(本题共10小题,每小题1分,共10分)

 

1、当流速分布比较均匀时,则动能修正系数的值接近于1。

()

2、水力直径是过水断面的面积A与周长S的比值。

()

3、流体力学的研究方法只有实验方法和数值计算方法两种。

()

4、研究流体的运动规律是应用拉格朗日法分析流体运动的轨迹。

()

5、应用总流的伯努利方程时,两过水断面之间不能出现急变流。

()

6、压力表测得压强值是被测对象的绝对压强。

()

7、管路尺寸的长短是区分长管与短管的依据。

()

8、在过流断面突变处一般发生局部水头损失。

()

9、薄壁孔的收缩系数对其出流性能没有影响。

()

10、缝隙两端的压差或配合件间发生相对运动,流体在缝隙中就会产生流动。

()

 

三、简答题:

(本题共5小题,每小题2分,共10分)

1、简述流体的连续介质假设。

 

2、简述流线与迹线的概念。

 

3、简述串联管路的流动特性。

 

4、简述水击现象。

 

5、简述马赫数的概念。

 

四、计算题:

(本题共5小题,共60分)

1、蓄水容器上有三个半球形的盖,容器中装满水,如图下所示。

已知:

液面高H=2.5m,容器高h=1.5m,盖的半径R=0.5m。

求:

作用于三个半球形盖的水静压力。

(10分)

 

2、如图所示,一封闭容器内盛有油和水,油层厚h1=40cm,油的密度ρo=850kg/m3,盛有水银的U形测压管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ρhg=13600kg/m3,试求油面上的计示压强。

(10分)

 

3、如图下所示,水流经弯管流入大气,已知d1=100mm,d2=75mm,v2=23m/s,不计水头损失,求弯管上所受的力。

(15分)

 

 

4、球形物体在粘性流体中运动所受阻力FD与球体直径d、球体运动速度V、流体的密度ρ和动力粘度μ有关,试用π定理量纲分析法建立FD的公式结构。

(12分)

 

5、在如图所示的弯管中,水流量qv=15m3/h,管径d=50mm,沿程阻力系数λ=0.0285,AB段长度LAB=0.8m,比压计中水银面高度差Δh=20mm。

求弯管的局部阻力系数。

(13分)

 

工程流体力学试题1重庆科技学院20/20学年第学期

试卷参考答案及评分标准(卷)

课程名称:

工程流体力学选课课号:

适用专业/年级:

抽(命)题人:

李良

考试方式:

闭卷卷面总分:

100分

一、选择题:

(本题共10小题,每小题2分,共20分)

1、(A);2、(B);3、(B);4、(C);5、(A);

6、(C);7、(A);8、(C);9、(B);10、(C)。

二、判断题:

(本题共10小题,每小题1分,共10分)

1、√2、×3、×4、×5、×6、×7、×8、√9、×10、√

三、简答题:

(本题共5小题,每小题2分,共10分)

1、把流体看成是由无数连续分布、彼此无间隙地占有整个空间的流体质点所组成的介质,即流体的连续介质假设。

2、迹线:

流场中流体质点的运动轨迹。

流线:

流场中的瞬时光滑曲线,在曲线上流体质点的速度方向与各该点的切线方向重合。

3、串联管路无中途分流或合流,各管段流量相等,阻力叠加,总管路特性系数等于各管段的管路特性系数之和。

4、当液体在压力管道中流动时,由于某种外界原因液体流动速度突然改变,引起管道中压力产生反复的、急剧的变化,这种现象称为水击。

5、马赫数:

气体运动速度与介质中声速之比。

四、计算题:

(本题共5小题,共60分)

1、【解】

 

2、【解】

(7分)

(3分)

 

3、【解】

如图所示建坐标系,以入口断面和出口断面之间的液体为研究对象,

设弯管对水流的作用力为

(2分)

由连续方程:

得:

(2分)

对弯管的进、出口截面列伯努利方程:

(3分)

其中,P2=0,z1=z2,代入得:

(1分)

选弯管所围成的体积为控制体,对控制体列动量方程:

(4分)

(2分)

求得:

=-710.6(N)∴Fx=-

=710.6(N)

=1168.5(N)Fy=-

=-1168.5(N)

(1分)

4、【解】

本问题的物理量共有5个:

FD、d、V、ρ、μ,即n=5,基本量纲M、L、T,即m=3,故应该有2个独立无量量纲。

则有:

 

(5分)

选ρ、V、d为循环量,与余下的FD、μ组合成无量纲数π1、π2。

(3分)

(3分)

这两个独立的无量纲数的关系是

(1分)

 

5、【解】以A、B两断面作为研究断面,可以建立伯努利方程,

(3分)

由液注高度差可得

(3分)

由流体能量损失公式得

(4分)

由流量公式可得

(1分)

所以,解得局部阻力系数

0.64(1分)

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