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

一

二

三

四

五

六

七

八

九

十

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

和

。

（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）