材料工程基础复习测试题.docx
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材料工程基础复习测试题
概述:
1、根据力作用方式的不同，作用在流体上的力
可分为、。
2、流体力学中的三个主要力学模型
3、在流体力学中，单位质量力是指。
A、单位面积流体受到的质量力；B、单位体
积流体受到的质量力；
C、单位质量流体受到的质量力；D、单位重
量流体受到的质量力。
4、理想流体是。
B、服从牛顿内摩
D、具有粘性的不
A、粘性大的流体；
擦定律的流体；
C、没有粘性的流体;
可压缩流体。
5、理想流体与实际流体的主要区别在
于。
A、是否考虑粘滞性B、是否考虑易流动性
C、是否考虑重力特性D、是否考虑惯性
6、什么是流体粘滞性？
牛顿内摩擦定律内容是什么？
举例说明哪些是牛顿流体，哪些是非牛顿流体？
流体静力学
1、当相对压强为零时，称为绝对真空。
3、压强的两种计算基准分别
4、一个标准大气压=kPa=
mmHg
5、从压强的基本定义出发，单位可以用
来表示，其SI制单位是；
压强还可以用液柱高度来表示，常用单位有
禾廿。
4、静止液体中同一点各方向的流体静压
强。
A、数值相等B、数值不等
C、水平方向数值相等
D、垂直方向数值
1个工程大气压，
则容器内绝对压强是
最大
C、P1>P2=P3>P4；
D、PivP2=P3vP4；
6、一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面
下4.2m处测压管高度为2.2m，设当地大气压为
米水柱
A、2m；B、8m；C、1m；D、一2m
7、在绝对静止液体中，质量力与等压面
A、重合;
B、平行
C、相交;
正交。
8如下图a所示两种液体盛在同一容器中，其中1<2。
试分析下面两个水静力学方程式:
Z3
PlP2
Z1Z2
ig2g
Z2
P2
2g
P3
3g
哪个对？
哪个错？
说明其原因
9、什么是等压面？
如上图b的水平面A-A、B-B、
C-C是否等压面？
说明理由。
10、流体静压强的两个特点是什么？
写出流体静
力学基本方程式
流体动力学
判断：
1、流线是光滑的曲线，不能是折线，流线之间可以相交。
2、流场中液体质点通过空间点时，所有的运动要素不随时间变化的流体叫恒定流。
填空：
1、根据流场中各点的运动参数是否随时间变化,将流体流动可分为和。
2、流线不能相交（驻点处除外），也不能是折线,
因为，流线只能是一条光滑的
3、过流断面上的测压管水头是、
之和。
4、恒定管流上下游过流断面的直径比为£，则
相应的速度水头之比为。
A、1;B、1；C、4；D、2。
24
5、图中相互之间可以列总流伯努利方程的断面
A、1-1断面和2-2断面
“〜4
C、1-1断面和3-3断面
D、3-3断面和4-4断面
6．什么是欧拉法？
什么是拉格朗日法？
流体力
学中拉格朗日分析法和欧拉分析法有何区别？
7、什么是恒定流动？
什么是非恒定流动？
8、什么是流线？
什么是迹线？
流线与迹线的区别是什么？
流动阻力和能量损失
判断：
1、当流速分布比较均匀时，则动能修正系数的
值接近于零。
填空和简答：
1、在工程的设计计算中，根据流体接触的边壁
沿程是否变化，把流体流动过程中的能量损失分
类：
。
2、英国物理学家雷诺通过实验发现流体运动有两种结构不同的流动状态，分别
为、；可通过
来判别。
3、圆管内流体恒定层流流动时，其过流断面上
流速分布呈规律。
4、在圆管中流体作紊流流动的过流断面流速分
布规律符合。
分布；D、椭圆分布。
5、水平放置的渐扩管如图所示，如忽略水头损
C、P1=P2；
D、不确定。
6、已知流体流动的沿程水力摩擦系数与管壁
相对粗糙度K/d和雷诺数Re都有关，即可以判
断该液体流动属于
A、层流区；B、紊流光滑区；C、紊流过
渡区；D、紊流粗糙区7、莫迪图的五个阻力区之中，又称为阻力平方
区的是。
A、层流区；B、水力光滑区；C、过渡
区；D、紊流粗糙区。
&流体流动的层流和紊流各有什么特点？
怎样
判别流体流动的流态？
9、流体流动产生能量损失的原因有哪些？
如何
减小能量损失？
孔口管嘴管路流动
填空与简答：
1、当流体通过孔口出流到另一个充满液体的空
间时称为2、在相同条件下，孔口出流的出流流量要比管
流出流的要。
么区什别么叫孔口自由出流和淹没出流？
它们有什
4、什么叫管嘴出流？
与孔口出流的主要区别是
什么？
形成管嘴出流的条件是什么？
相似性原理与量纲分析
填空与简答：
1、反映粘滞力与惯性力比例的相似准数称
为；其表达式
为。
2、要保证两个流动问题的力学相似，必须是两
个流动相似，相似，相似，以及两个流动的边界条件和起始条件相似
3、表示惯性力与重力相对比值的相似准数
A、雷诺数B、弗诺得数C、欧拉数;
D、葛拉晓夫数。
4、什么是几何相似、运动相似和动力相似？
欧拉数、雷诺数、弗诺得数与马赫数的数学表达式是什么？
泵和风机
1、按出口安装角2划分泵与风机的叶轮叶型，
当2V90°时，为;当2=90°时,
为;当2>90°时，
为。
2、离心泵的性能参数包
括、、、效率与转
速等。
3、试述离心风机与离心泵的工作原理。
4、什么叫离心泵的气蚀现象？
产生的原因是什
么？
5、选用泵与风机应同时满足哪两个方面的要求？
简述泵与风机的选择步骤。
气体力学在窑炉中的应用
1、压缩空气在管嘴中流动时，当压强比为0.528时，该截面称为临界截面，临界截面的气流速度为，质量流量达
1..
1
2T
・・
…2
下流
量形
2、热气体在等径管道垂直向动，在流动中伴随着各种能
式的相互转换，（1—1截面上截面）
和2—2截面下截面）各压头之间的关系如下:
hs〔hs2
hgeihge2
hk〔hk2
3、热气体在图示管道中流动
时，试判别下列关系：
hsi.
hgei
hs2:
■hge2
hklhk2
4、自然抽风烟囱的抽力是由所要求的，它依靠
提供。
5、对自然抽风的烟囱，当进入烟囱的烟气温度
不变，在常压下，夏季时烟囱的通风能力
冬季时通风能力；在外界气温相
同的条件下，晴天时烟囱的通风能力
雨天时的通风能力。
6、空气从初压为8X105Pa的贮气罐中通过管嘴
流出后压强降为4x105Pa，并达到完全膨胀。
该管咀的形状是。
A、渐缩管B、等径管C、文丘里管
D、拉伐尔管。
7、垂直分流法则适用于。
A、阻力损失起主要作用的通道内;
B、几
何压头起主要作用的通道内;
C、阻力损失等于几何压头的通道内；D、任
何垂直分流通道。
8、两气体伯努利方程
hs1hge1hK1hs2hge2hK2hL
中的hge计算式为：
A、ppa；B、gza；C、pap；D、gza
9、影响烟囱抽力的因素是烟囱高度和温度。
10、比较低的烟囱，产生的抽力也一定很小。
11、几座窑同时合用一个烟囱排烟，在进行烟囱
计算时，烟气量和烟囱底部抽力应取几座窑和合
量才能满足排烟要求12、可压缩气体从拉伐尔管向环境流出时，会产
生拥塞效应。
即气体的流速不再随压强比的减少而增加。
13、工业窑炉气体流动有什么特点？
将伯努利方
程应用于窑炉气体流动应注意哪些条件？
二气
体伯努利方程中各项的意义是什么？
基准面最
好选取在什么位置？
14、什么叫烟囱的抽力？
设计烟囱时有哪些注意点？
五、计算题1、试比较同一水平面上的1、2、3、4、5各点
3
压力的大小，并说明其理由
2
■-
水
1
'ILL
2、一直立的煤气管，在底部的测压管中读数为hi=100mmH2O，在H=20m咼处测得h2=
115mmH2O。
管外空气的重度y=12.64N/m3,求
管中静止煤气的重度。
3、管道末端装一喷嘴，管道和喷嘴直径分别为
D=100mm和d=30mm,如通过的流量为
0.02m3/s,不计水流过喷嘴的阻力，求截面1处的压力
4、水管直径50mm，末端的阀门关闭时，压力
表读数为21kN/m2,阀门打开后读数降至
5.5kN/m2,如不计管中的压头损失，求通过的流
5、用水银压差计测量水管中的点速度u，如读
题4图
肌h=60mm，求该点流速。
6、水沿管线下流，若压力计的读数相同，求需要的小管直径do,不计损失
①
水
£
-
4
0
—j-
24
27、水由图中的喷口流出，喷口直径d=75mm,不计损失，计算H值（以m计）和p值（以kN/m2
8水流经变截面管道，已知细管直径di,粗管
直径d2=2di,试问哪个截面的雷诺数大？
两截面
雷诺数的比值Rei/Re2是多少？
9、水管直径为50mm,1、2两截面相距15m,
高差3m，通过流量Q=6L/s，水银压差计读数为250mm，试求管道的沿程阻力系数
题42图
10、水从A水箱通过直径为
10cm的孔口流入B
题43图
水箱，流量系数为0.62。
设上游水箱的水面高程Hi=3m并保持不变。
求：
（1）左右水面上方同为大气压力作用且B水箱中
无水时，求通过孔口的流量。
（2）左右水面上方同为大气压力作用且B水箱水
面高程H2=2m时，求通过孔口的流量。
（3）A箱水面压力为2000Pa，Hi=3m时，而B水
箱水面压力为0,H2=2m时，求通过孔口的流量
11、两水池用虹吸管连通，上下游水面水位差
H=2m，管长li=3m、l2=5m、b=4m，直径d=200mm，上游水面至管顶高度h=1m。
已知
=0.026、进口网e=10、每个弯头为b=1.5，出口。
=1.0，求：
（1）整个管路的阻抗Sh；⑵虹吸管中的流量Q。
12、水箱侧壁接出一根由两段不同的管径所组成的管道。
已知d1150mm，d275mm，丨5om，管道的
当量糙度ko.6mm,水温为2ooc。
若管道的出口流
题13图
12
速V22m/s,求⑴整个管路的阻抗Sh；2）水位H
13、如图水泵抽水系统，管长、管径单位为m，
给于图中，流量Q4010'm3/s，0.03。
求：
⑴吸
水管及压水管的S数。
（2）求水泵所需水头。
14、某一单吸单级泵，流量q45m3/h，扬程h33.5m，
转速n29oor/min，试求其比转数％为多少？
如该泵为双吸式，应以Q/2作为比转数中的流量计算值，则其比转数应为多少？
当该泵设计成八级泵，应以H/8作为比转数中的扬程计算值，则比转数为多少？
15、重度992kgf/m3,【忠】5m,吸水面标高102m,水面为大气压，吸入管段阻力为0.79m。
试求：
泵轴的标高最高为多少？
如此泵装在昆明地区，
海拔高度为1800mm,泵的安装位置标高应为多
少？
16、某水泵输送20C的清水，流量Q=0.08m3/s,吸入管直径d=200mm,吸入管段阻力
hs=0.65m，泵的允许吸上真空度[Hs]=5.5m，若
当地大气压强Pa=8mH2O。
试确定泵的安装高
度。
17、某水泵用于输送20C的清水，流量Q为0.12m3/s,吸入管径D为250mm，吸入管段的阻
力hs=0.83m，制造厂提供的允许吸上真空度[Hs]为5m，试确定该泵的几何安装高度Hg。
18、热气体沿竖直管道流动，如图1.8所示，密
度h=0.75kg/m3,外界空气密度1.2kg/m3，I-I
面动压头12Pa，II—II面动压30Pa，沿程压头损失15Pa,I—I面相对静压头200Pa,求气体由上而下运动和气体由下而上运动II—II的相对静压头为多少？
绘出两种情况的能量分布图
题18图
题19图
19、如图所示，热空气在垂直等直径的管道中流
动，管内平均温度为546°C,管外空气温度为
0C,试求：
（1）热空气自上而下流动时在截面2-2处的静压并绘出1-1与2-2截面间的压头转换图，已知1-1与2-2截面间的摩擦阻力为仲a,截面1-1处的静压为-40Pa;
（2）热空气自下而上流动时在截面1-1处的静压并绘出1-1与2-2截面间的压头转换图，已知2-2
与1-1截面间的摩擦阻力为2Pa,截面2-2处的
静压为-100Pa。
1、（本题8分）两水池用虹吸管连通，上下游水
面水位差H=2m，管长
li=3m、l2=5m、l3=4m，直
径d=200mm，上游水面至管顶高度h=1m。
已知=0.026、进口网e=10、每个弯头为b=1.5，出口。
=1.0，求:
（1）整个管路的阻抗Sh；
（2）虹吸管中的流量Q
1、（本题8分）水从A水箱通过直径为10cm的孔口流入B水箱，流量系数为0.62。
设上游水箱的水面高程Hi=3m并保持不变。
求：
（本题共8分）
（1）
左右水面上方同为大气压力作用且B水箱中无水时，求通过孔口的流量。
（2）左右水面上方同为大气
压力作用且B水箱水面高程H2=2m时，求通过孔口的流量。
（3）A箱水面压力为2000Pa，Hi=3m时，而B水
箱水面压力为0,H2=2m时，求通过孔口的流量
1、（本题8分）水箱右侧接出一根由两段不同的
管径所组成的管道。
已知di=150m仆d2=75mm，
l=50m，三个局部阻力系数依次是1=0.5、
2=0.375（流速为V2）、3=1，两个管道的沿程阻
力损失分别为1=0.03、2=0.037。
若管道的出口
流速V2=m/s，求：
（本题共8分）
（1）整个管路的阻抗Sh；—
⑵水位H。
L亘壬壬当N
2、（本题4分）一水泵输送20C的清水，流量
Q=0.08m3/s,吸入管直径d=200mm，吸入管段
阻力hs=0.65m，泵的允许吸上真空度
[Hs]=5.5m，若当地大气压强pa=8mH2O。
试确
定泵的安装高度
注：
允许吸上真空度的修正公式：
[Hs']=[Hs]-10.33-hA0.24hv
3、（本题9分）热水管内径d1150mm；外径d2160mm。
热水平均温度为90C，周围空气温度为20C,
管内表面的对流辐射换热系数ii2oow/m2C,
管外表面的对流辐射换热系数215w/m2°C,管
壁导热系数60W/mC,管外表面黑度0.90。
试求：
（I）热水管每米长散热损失qi；
2）管外表面的辐射换热系数R和流换热
系数
2、（本题4分）某水泵用于输送20C的清水，流量Q为0.12m3/s，吸入管径D为250mm，吸入管段的阻力hs=0.83m，制造厂提供的允许吸上真空度［Hs］为5m，试确定该泵的几何安装高度Hg。
当地大气压为标准大气压。
3、（本题9分）某热工设备的垂直平壁厚度为
0.05m,导热系数o.445W/m°C。
已知内部气体温
度为187C,环境温度为27C,外壁与周围环境的对流换热系数为5W/m2C,辐射换热系数为6W/m2C,热气体与内壁的总换热系数为10.85W/m2C。
内部气体的吸收率等于黑度,
Agg0.21,壁面黑度w1。
求
（1）内壁温度；
（2）热气体与内壁的辐射换热系数和对流换热系数。
2、（本题8分）某一单吸单级泵，流量Q=45m3/h，
扬程H=33.5m，转速n=2900r/min，试计算比转
数nsp。
如该泵为双吸式，应以Q/2作为比转数中的流量计算值，则其比转数应为多少?
当该泵设计成八级泵，应H/8作为比转数中的扬程计算值，则比转数为多少？
3、（本题9分）某窑炉壁内层为耐火粘土砖，外
层为红砖，已知内表面温度为1000C,外表面
温度要求不得超过80C,并要求尽量多用红砖，少用耐火砖，已知耐火砖的导热系数
0.6980.64103t（W/m°C）；红砖的导热系数
0.4650.51103t（W/mC）,红砖最高使用温度为
600C,红砖看作黑体，环境温度为20C，炉壁表面向环境的对流换热系数为7.．13W/m2C，求二层材料的最小厚度（mm）。
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