流体力学试题及答案.docx
《流体力学试题及答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《流体力学试题及答案.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
流体力学试题及答案
流体力学试题
一、判断题（每题1分，共10分）
1、紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。
（）
2、均匀流中只考虑沿程水头损失，渐变流中只考虑局部水头损失。
（）
I2
3、公式hf-v既适用于层流，也适用于紊流。
（）
d2g
4、不可压缩液体连续方程既适用于恒定流，也适用于非恒定流。
（）
5、理想流体是指不考虑粘性作用的流体。
（）
6、不管是层流还是紊流，其运动要素在时间和空间上都具有脉动性。
（）
7、恒定流时，流线的形状不随时间变化，流线不一定与迹线相重合。
（）
&圆形管的直径就是其水力半径。
（）
9、几何相似是运动相似和动力相似的前提与依据。
（）
10、仅由液体产生作用在水平平面上的总压力与容器的形状无关。
（）
二、填空题（每空2分，共20分）
1、流体是在任何微小的的作用下都能够发生的物质。
2、当压力体与液体在时为实压力体，否则为虚压力体。
3、在工程流体力学中，描述流体运动的常用方法有和。
4、简单管路是指和沿程不发生变化的管路系统。
5、局部阻力系数与、、有关。
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.hw111、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
一、判断题（每题1分，共10分）
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。
x
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。
x
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。
（V）
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
Fpz
arctan——
Fpx
!
h2]—（」
2
1
2
、）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）
2
1V1
2g
Z2
2
p22V2,
—hl
2g
（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。
（2分）
（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；
P2
—0.115m;
2g
2
V1
P1g2g2g
V2
40.425
n0..32
6.02m/s（2分，列对公式给1分）
2g
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）
2
p2d2cos45FyQ（v2cos450）
4
22
pd1p2d2cos45FxQ（v2cos45vj（2分）
44
将本题中的数据代入:
22
FxpidiP2d2cos45qv（v2cos45w）=32.27kN（1分）
44
2
Fyp2d2cos45qVv2cos45=7.95kN（1分）
4
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
解：
（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
升级会员 