流体力学试题例卷.docx

1、流体力学试题例卷一、选择题（ 20 分）1 理想流体是（）a）粘性大的流体b）服从牛顿摩擦定律的流体c）没有粘性的流体d）具有粘性的不可压缩流体2 在恒定流中（）a）流线一定互相平行b）断面平均流速必定沿程不变c）不同瞬时流线有可能相交d）同一点处不同时刻的动水压强相等3一封闭容器，水表面上气体压强的真空度pv10kPa ，水深 2m处的相对压强为（）a） 10kPab） 9.6kPac） 19.6kPad） 29.6kPa4速度 v、密度 、压强 p 的无量纲集合是（）pvpv2pa） vb） pc）d）v25流动中，一定存在流函数。（）a）可压缩流体二元b）不可压缩流体二元c）不可压缩流体

2、三元d）可压缩流体三元6变直径管路，直径d1320mm, d2160mm ，流速 v11.5m/s ， v2 为（）a） 3 m/sb）4 m/sc）6 m/sd） 9 m/s7某棱柱形矩形渠道渠底宽b 4.0m，则水力最优时的水深h 是（）a） 1.0mb） 2.0mc） 4.0md） 8.0m8圆柱形外管嘴正常工作的条件是（）a） l (3 4)d , H09mb） l(3 4) d,H 09mc） l ( 3 4)d, H 09md） l (3 4)d , H09m9堰流是（）a）无压缓流经障壁溢流b）无压急流经障壁溢流c）无压均匀流动d）有压均匀流动10 渗流模型与实际模型相比较（）a

3、）流速相同b）流量相同c）各点压强不同d）渗流阻力不同二、简答题（30 分）1简述流体静压强的两个特性。2简述渐变流。3 如图所示，两简单管道： （ a）图自由出流， （b）图淹没出流，若两管道的作用水头H，管长L，管径 d 及沿程阻力系数均相同，试问：两管过的流量是否相同？为什么？4写出断面单位比能 e 的表达式， 并定性画出流量一定时棱柱形渠道中e 与水深 h 的变化关系曲线。5定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。（各渠段均充分长，各段糙率相同）三、（ 10 分）一弧形闸门 AB，宽 b6 m ，圆心角300，半径 r 2 m ，闸门转轴恰与水面齐平，求水对闸门的总压力。四、

4、（10 分）一大水箱中的水通过一铅垂管与收缩管嘴流入大气中，直管直径d 为 10 cm ，收缩管嘴出口断面直径 dB 为 5 cm，不计水头损失， 求直管中 A 点的相对压强 pA 。铅垂方向的尺寸如图所示。五、（15 分）高压水管经喷嘴射入大气，已知管道直径 D 40 cm ，喷嘴直径 d 10 cm ，流量Q0.4 m3 /s ，不计水和喷嘴的重量，计算喷嘴受到的作用力。六、（ 15 分）如图所示管路系统， 已知流量Q 120 l/s，各管长度分别为l A1000 m l B900 m，lC300 m ，各管直径分别为d A250 mm ， dB300 mm ， dC250 mm ，沿程阻

5、力系数分别A 0.024 ， B 0.029 ， C 0.04 ，在不计局部水头损失的情况下，试求： （ 1）节点 M、N间的水头损失； （ 2）各支管中的流量。一、填空题（本题共9 小题，每空1 分，共20 分）得分1、 牛顿摩擦定律适用的条件是粘性流体和层流流动。2、 比较重力场（质量力只有重力）中，水和酒精所受单位质量力f 水 =f 酒精 （填大于、等于或小于） 。3、 描述液体运动的方法有拉格朗日法和欧拉法两种。4、 从水头角度考虑，则称下列各量为z 位置水头，p压强水头，v2速度水头。2g5、雷诺实验发现了流体在运动时，可能呈现运动状况截然不同的两种流态，这两种流态一般称为流和紊流。

6、6、 管道水头损失计算方法的不同，管道可分为长管和短管。7、 弗诺得数表征 惯性力与 重力的相对比值。8、 根据叶片出口安装角度的不同，离心式泵与风机的叶型可分为：前向、径向和后向叶型。9、 离心式泵与风机的机损失包括：水力损失、容积损失和机械损失。二、是非题（正确的划“” ，错误的划“” ）（本大题分 10 小题，每小题 1.5 分，共 15 分）层1.得分水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。（ ）2.均匀流与渐变流一定是恒定流，急变流一定是非恒定流（）3.水力粗糙管是表示管道的边壁比较粗糙。 （ ）4.当管道过水断面流速符合对数规律分布时，管中水流为层流。（ ）5.串联长管道各管段的

7、水头损失可能相等，也可能不相等。（ ）6.在管道水力计算中，所谓“长管”就是说管很长，所谓“短管”就是管道很短。（ ）7.根据达西公式 h fl v2（ ），层流沿程水头损失与流速的平方成正比。d 2 g8.同样条件下直接水击比间接水击更不安全。（ ）9.两个液流只要在相应点速度和加速度的大小成比例，则两个液流就是运动相似的。（ ）10.比转数是反映泵与风机在最高效率点的转数、流量和扬程的一个综合性参数。（ ）三、选择题（本大题共10 小题，每小题1.5 分，共15分）1. 下列流体哪个属牛顿流体？ ( A )A. 汽油 B. 纸浆 C. 血液 D. 沥青得分2.在平衡液体中， 质量力与等压面

8、（ D ） A. 重合 B. 平行 C. 相交 D. 正交3. 静水中斜置平面壁的形心淹深 hc 与压力中心淹深 hD 的关系为 hc _C_ hD 。A .大于B. 等于C. 小于D.无规律4. 文丘里管用于测量流量时的主要工作原理是（ C ） . 连续性方程 . 运动方程 . 伯努利方程D. 动量方程5.在（ C ）流动中，流线和迹线重合。A.无旋B.有旋 C.定常D.非定常6.运用沿总流的伯努利方程时所选取的两个断面（C）。A . 可以是任何断面B.必须是均流断面C.之间可以有急变流D.之间必须是缓变流7.有压管道的管径与管流水力半径的比值d / R（ B）A.8B.4C.2D.18.已

9、知液体流动的沿程水力摩擦系数与边壁相对粗糙度和雷诺数Re 都有管，则可以判断该液体流动属于（C）层流区 B. 紊流光滑区 C. 紊流过渡区D. 紊流粗糙区9.对于两水箱水位差为4.9m 的薄壁小孔口（孔径为20mm）淹没出流，流经孔口的流量（A ）A. 1.91l / s B. 2.52 l / s C.3.08l / sD.6.56l / s10.离心式泵与风机在定转速下运行时，为了避免启动电流过大，通常在(C )A. 阀门稍稍开启的情况下启动B. 阀门半开的情况下启动C.阀门全关的情况下启动D. 阀门全开的情况下启动四、简答题：2 小题，每小题8 分，共 16分）得分（本大题共1、 伯努利

10、能量方程解释为什么在炎热的夏天，当火车开动后，车厢里顿时会有风从车厢两侧吹进？ (8 分)答：当火车开动后，车厢的空气获得一定的流速，该流速远大于火车周围的空气流速。 （ 2 分）由伯pv 2努利方程 zc ，流速 v 增大，从而压强变小， （ 4 分）这样，车厢与周围空气形成一定的2g压差，在压差的作用下，空气从车厢两侧吹进厢。（2 分）2、解释为什么雷诺数可以用来作为判别流态的一般准则。(8 分)答：层流受扰动后，当粘性的稳定作用起主导作用时，扰动就受到粘性的阻滞而衰减下来，层流就是稳定的；当扰动占上风，粘性的稳定作用无法使扰动衰减下来，于是流动便变为紊流。(3 分)因此，流动呈现什么流态

11、，取决于扰动的惯性作用和粘性的稳定作用相互斗争的结果。（ 2 分）雷诺数之所以能判别流态，正是因为它反映了惯性力与粘性力的对比关惯性力L 3v 2 / Lv LRe （ 3分）。系 ,2粘性力v/ LL五、 计算题 （本大题共3 小题，共34 分）得分1、 AB 曲面为一圆柱形的四分之一，半径R=0.2m ，宽度（垂直纸面） B=0.8m ，水深 H=1.2m ，液体密度850kg / m 3 ， AB曲面左侧受到液体压力。求作用在AB曲面上的水平分力和铅直分力。（10分）解：（ 1）水平分力：Pxhc Azg( HR) RB .(3 分)28509.8 (1.20.2 ) 0.20.8146

12、6.1N ，方向向右（2 分）。2（ 2）铅直分力：绘如图所示的压力体，则PzVg ( HR2R)RB .（3分）48509.8(1.20.2) 0.23.140.221542.1，方向向下（ 2 分）。40.82、一吸水装置，水池 N 的水位不变，已知水位 h1、h2 和 h3 的值，若不计损失，问喉部断面面积 A1 和喷嘴断面面积 A2 满足什么关系才能使水从水池 M引入管流中。解：对池N 的液面、喉部截面1 列伯努利方程，有h1h2V22 .(2分)2g对 0-0和 1-1 断面列伯努利方程h1p1v12.(2 分)2g当水刚好从水池 M引入管流时的喉部压强：p1h3 .(2 分)由可得

13、， h1h3v12 .(2分)2 g由连续性方程 v1 A1v2 A2 ，联立求解，得A1 v2h1h2 . .(4分 )A2 v1 h1 h33、 油泵从开口油池将油压送到右端表压强p196.2kPa 的密闭油箱中。油泵流量 Q 3.1410 3 m3 / s ，油泵总效率0.8 ，油的密度800kg / m3 ，油的运动黏度1.25cm2 / s ，油管直径d 2cm ，油面高度差 h2m ，油管总长度 l2m，油管总局部阻力系数2 ，试确定油泵的功率N 。（12 分）解：3.1410 3m10s (2分 )40.022d100.021600 (2 分)Re1.25104显然，流动为层流，

14、故有640.04 (2分 )1600阻抗为8(l)Sd3.1106分 )2 d 4 g (2由能量方程方程，易得油泵的扬程Hi为H iph SQ21962002 3.1 106 3.142 10 657.6m (2分 )8009.81故油泵的功率为NQH i800 g3.1410357.6 (2分 )0.81.77kW一名词解释（共 10 小题，每题 2 分，共 20 分）粘滞性；迹线与流线；层流；质量力；偶极流；排挤厚度；顺压力梯度；时均速度；输运公式；连续介质假说二选择题（共 10 小题，每题 3 分，共 30 分）1绝对压强 pabs与相对压强 p 、真空度 p 、当地大气压 p 之间的

15、关系是：vaA. pabs=p+p ；B. p=p p C. p = p pabsD. p=p+pvabsavaabs a2如图所示A. p0=pa；B. p0pa； C. p0pa；D. 无法判断。3在研究流体运动时，按照是否考虑流体的粘性，可将流体分为()。A. 牛顿流体及非牛顿流体；B. 可压缩流体与不可压缩流体；C. 均质流体与非均质流体；D. 理想流体与实际流体。4比较重力场（质量力只有重力）中，水和水银所受的单位质量力f 水 和 f 水银 的大小？A. f 水f 水银 ； D、不一定。5流动有势的充分必要条件是 ()。A. 流动是无旋的； B. 必须是平面流动；C. 必须是无旋的平

16、面流动； D. 流线是直线的流动。6 雷 诺 数 Re 反 映 了 ( )的 对 比 关 系A. 粘滞力与重力 B.重力与惯性力 C. 惯性力与粘滞力 D. 粘滞力与动水压力7一密闭容器下部为水，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1 个工程大气压，则容器气体部分的相对压强为 _ 水柱（ ）。A. 2m B. 1m C. 8m D. 2m8如图所示，下述静力学方程哪个正确？9下列压强分布图中哪个是错误的？10粘性流体总水头线沿程的变化是 ( ) 。A. 沿程下降 B. 沿程上升 C. 保持水平 D. 前三种情况都有可能。三计算题（共 3 小题，共 50 分）2

17、1 如图所示， 有一盛水的开口容器以 3.6m/s 的加速度沿与水平成 30o夹角的倾斜平面向上运动，试求容器中水面的倾角，并分析p 与水深的关系。（15 分）2有一 30cm 15 cm 的文德利管，接入铅垂的输油管上， 油的流动方向朝上。已知喉部与进口截面间的高度差为 30cm，图中 U 形管读数为 25cm 水银柱，试求油的流量以及进口与喉部两截面之间的压力差。 （ g 8825N / m2 ）（ 20分）3.不可压缩平面流动的流函数为 xy 2 x 3 y 10 ，试判断是否存在势函数，如果存在，求其势函数。（ 15 分）一名词解释（共 10 小题，每题 2 分，共 20 分）1粘滞性

18、流体在受到外部剪切力作用时发生变形 (流动 )，其部相应要产生对变形的抵抗，并以摩擦力的形式表现出来，这种流体的固有物理属性称为流体的粘滞性或粘性2迹线流体质点的运动轨迹曲线流线同一瞬时， 流场中的一条线， 线上每一点切线方向与流体在该点的速度矢量方向一致3层流流体运动规则、稳定，流体层之间没有宏观的横向掺混4量纲和谐只有量纲相同的物理量才能相加减， 所以正确的物理关系式中各加和项的量纲必须是相同的，等式两边的量纲也必然是相同的5偶极流由相距 2a 的点源与点汇叠加后，令 a 趋近于零得到的流动6排挤厚度粘性作用造成边界层速度降低，相比理想流体有流量损失，相当于中心区理想流体的流通面积减少，计

19、算时将平板表面上移一个厚度，此为排挤厚度7顺压力梯度沿流动方向压力逐渐降低，边界层的流动受压力推动不会产生分离 8时均速度湍流的瞬时速度随时间变化，瞬时速度的时间平均值称为时均速度9输运公式将系统尺度量转换成与控制体相关的表达式10连续介质假说将流体视为由连续分布的质点构成，流体质点的物理性质及其运动参量是空间坐标和时间的单值和连续可微函数。二选择题（共 10 小题，每题 3 分，共 30 分）1BC；2B；3D；4B ；5A ；6C； 7D； 8B； 9B； 10A 三计算题（共 3 小题，共 50 分）1 如图所示，有一盛水的开口容器以 3.6m/s2 的加速度沿与水平成 30o夹角的倾斜

20、平面向上运动，试求容器中水面的倾角，并分析 p 与水深的关系。解：根据压强平衡微分方程式：（1 分）单位质量力：（2 分）在液面上为大气压强，代入（ 1 分）由压强平衡微分方程式，得：（2 分）（2 分）任意点：（4 分）代入自由面方程得：p 与淹深成正比。 （3 分）2有一 30cm 15 cm 的文德利管，接入铅垂的输油管上，油的流动方向朝上。已知喉部与进口截面间的高度差为 30cm，图中 U 形管读书为 25cm 水银柱，试求油的流量以及进口与喉部两截面之间的压力差。（ g 8825N / m2 ）解： d1 30cma302706.86 cm214（1 分）故d215cma15 2176.71cm224（1 分）故g8825 N / m2z30cm（2 分）h25cm水银柱 25 （1333708825） 352.8cm油柱（1）8825（2 分）a1a22gh706.86176.713Qa12706.8622 981 352.8 151832cm / sa22176.712（5 分）V1Q151832214.8cm / sa1706.86（2）（ 1分）Q151832V2859.2cm / sa2176.71（1 分）由伯努力方程，知V2pV2p11z222z1g （ 4 分）2gg2g214.82p1859.22