流体力学自考题模拟4.docx
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流体力学自考题模拟4
流体力学自考题模拟4
第Ⅰ部分选择题
一、单项选择题
（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。
）
1.单位质量力是指作用在______
A.单位面积流体上的质量力
B.单位质量流体上的质量力
C.单位重量流体上的质量力
D.单位体积流体上的质量力
答案：
B
[考点]本题主要考查的知识点为单位质量力。
[解答]质量力的大小用单位质量力表示。
设均质流体的质量为m，所受质量力为FB，则单位质量力为
，可知正确答案为B。
2.
表示在静止液体中，各点的______
A.测压管水头均相等
B.位置水头均相等
C.压强水头均相等
D.测压管高度均相等
答案：
A
[考点]本题主要考查的知识点为测压管高度与测压管水头。
[解答]在液体静力学基本方程中，z为位置高度或位置水头，
为测压管高度或压强水头，两项之和
为测压管水头，
表示静止液体中各点的测压管水头相等。
3.如图所示，倾斜放置的矩形平板挡水闸门，水深为3m，作用在闸门上的静水总压力p的作用点到水面的距离hD为______
A.1.25m
B.1.5m
C.2m
D.2.5m
答案：
C
[考点]本题主要考查的知识点为惯性矩的平移轴定理。
[解答]根据惯性矩的平行移轴定理，代入公式可知：
故正确答案为C。
4.理想流体元流伯努利方程表示无粘性流体恒定流动，沿元流单位重量流体的______
A.势能守恒
B.动能守恒
C.压能守恒
D.机械能守恒
答案：
D
5.半圆形明渠中，半径r=4m，水力半径为______
A.4m
B.3m
C.2m
D.1m
答案：
C
[考点]本题主要考查的知识点为水力半径。
[解答]水力半径为
，A为过流断面面积，半圆形明渠过流断面面积为
，湿周χ=πr，则水力半径
。
6.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
答案：
C
7.如图所示两根完全相同的长管道，只是安装高度不同，两管的流量关系为______
A.Q1＜Q2
B.Q1＞Q2
C.Q1=Q2
D.不确定
答案：
C
[考点]本题主要考查的知识点为长管的流量。
[解答]由于长管的流量为
，又因为两管道其他条件相同，所以，Q1=Q2。
8.宽顶堰形成淹没溢流的充分条件是______
A.hs＜0
B.h-p'＞0.8H0
C.hs＜0.8H0
D.hs＜0.5H0
答案：
B
[考点]本题主要考查的知识点为淹没溢流的充分条件。
[解答]根据实验得到淹没溢流的充分条件是hs=h-p'＞0.8H0。
9.普通完全井的出水量______
A.与抽水深度成正比
B.与井的半径成正比
C.与井水深成正比
D.与井的半径除以影响半径的对数成正比
答案：
A
10.进行水力模型实验，要实现明渠水流的动力相似，且重力起主要作用，应选的相似准则是______
A.雷诺准则
B.弗劳德准则
C.欧拉准则
D.其他
答案：
B
[考点]本题主要考查的知识点为模型实验的选择。
[解答]模型实验做到完全相似是困难的，一般只能达到近似相似，就是保证对流动起作用的力相似。
若明渠流动中的重力起主要作用，应按弗劳德准则设计模型。
第Ⅱ部分非选择题
二、填空题
1.牛顿内摩擦定律表明，决定流体内部切应力的因素是粘度和______。
答案：
剪切变形速度（或速度梯度）
2.均质不可压缩流体是指______为常数的流体。
答案：
密度
3.静止流体内任一点上压强的大小与______方位无关。
答案：
作用面
4.动量修正系数β是修正以断面平均速度计算的动量与实际动量的差异而引入的修正系数，它的数学表达式为β=______。
答案：
5.如图所示，矩形断面明渠流的水力半径R=______。
答案：
6.水由孔口直接流入另一部分水体中称为______。
答案：
淹没出流
7.某圆形污水管管径d=600mm，管壁粗糙系数n=0.014，管道底坡i=0.0024，则最大设计充满度时的流量为______。
答案：
0.23m3/s
8.由于堰流的受力性质和______都相同，则各堰型的基本公式相同。
答案：
运动形式
9.雷诺数表征惯性力与粘滞力之比，两流动相应雷诺数相等，______相似。
答案：
粘滞力
10.在压力输水管模型实验中，长度比尺为4，则模型流量应为原型流量的______。
答案：
1/4
三、名词解释题
（每小题3分，共15分）
1.表面力
答案：
表面力：
是指通过直接接触，作用在所取流体表面上的力。
2.等压面
答案：
等压面：
流体中压强相等的空间点构成的面（平面或曲面），称为等压面。
3.临界流
答案：
临界流：
当明渠中流速等于微幅干扰波的传播速度，即v=c时，是缓流和急流两种流态的分界，这种流动状态称为临界流。
4.渗流模型
答案：
渗流模型：
是指渗流区域的边界条件保持不变，略去全部土颗粒，认为渗流区域连续充满流体，而流量与实际渗流相同，压强和渗流阻力也与实际渗流相同的替代流场。
5.自流井
答案：
自流井：
含水层位于两个不透水层之间，顶面的压强大于大气压强，这样的含水层是承压含水层，汲取承压地下水的井，称为承压井或自流井。
四、简答题
（每小题5分，共15分）
1.简述对于通大气的开敞容器，怎样绘制液体静压强分布图。
答案：
压强分布图是在受压面承压的一侧，以一定比例尺的矢量线段表示压强大小和方向的图形，是液体静压强分布规律的几何图示。
对于通大气的开敞容器，液体的相对压强p=ρgh，沿水深直线分布，只要把上、下两点的压强用线段绘出，中间以直线相连，就得到相对压强分布图。
2.一矩形修圆进口无侧收缩宽顶堰，流量Q=12m3/s，堰宽b=1.8m，堰高p=p'=0.8m，下游水深h=1.73m，试求堰顶水头H0。
答案：
假定p/H＞3.0，则根据公式有m=0.36，则有：
则
，因此根据公式需要对m进行修正：
又由公式得修正后：
3.几何相似、运动相似、动力相似的含义是什么?
答案：
（1）几何相似指两个流动（原型和模型）流场的几何形状相似，即相应的线段长度成比例，夹角相等。
（2）运动相似指两个流动相应点速度方向相同，大小成比例。
（3）动力相似指两个流动相应点处质点受同名力作用，力的方向相同，大小成比例。
五、计算题
（每小题10分，共30分）
如图所示一封闭水箱。
左下端有一半径为R、宽为b的90°圆弧形柱面AB。
已知：
R=1m，b=1m，h1=2m，h2=3m。
试求：
1.柱面AB上所受静水总压力的水平分力和垂直分力。
答案：
解：
柱面AB上所受静力总压力分析如图所示。
水平分力：
px=pcAx
Ax=Rb
且方向向左。
垂直分力：
pz=ρgV
方向向上。
2.液面压强p0。
答案：
解：
p0=ρg（h2-h1）
=1000×9.8×（3-2）
=9.8（kPa）
3.如图所示，润滑系统的油泵在温度t=20℃供给Q=60L/min的机油，机油运动粘度v1=2×10-4m2/s，比重为0.9，机油管直径d=35mm，长度l=5m，泵入口断面在液面下h=1m，求泵入口断面上的压强是多少?
如果油温升高为80℃时，v2=0.2×10-4m2/s，比重为0.85，则泵入口断面压强又是多少?
答案：
解：
先判断这两种情况下的流动状态：
故都是层流，沿程阻力系数λ=64/Re，忽略局部阻力和油箱中的液面变化，对油箱液面和泵入口前断面列伯努利方程，得：
解出
式中h、l、d、Q都是已知数值，但两种不同温度时，油液的密度ρ，粘度（影响到雷诺数Re）发生变化，于是，当t1=20℃，ρ1=900kg/m3，Re1=182时，油泵入口压强
当t2=80℃，ρ2=850kg/m3，Re2=1820时，油泵入口压强
4.自由溢流矩形薄壁堰，水槽宽B=1.5m，堰宽b=1.2m，堰高p=p'=0.5m,试求堰上水头H=1.2m时的流量。
答案：
解：
自由溢流矩形薄壁堰满足如下条件
H≤1.24m，p≤1.13m、b≤2m
则流量系数用修正的巴赞公式计算：
代入流量计算公式，得出
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