工程流體力學(xué)試題(共16頁(yè))

1、一、選擇題：從給出的四個(gè)選項(xiàng)中選擇出一個(gè)正確的選項(xiàng)（本大題60分，每小題3分）1、溫度的升高時(shí)液體粘度（ ）。A、變化不大 B、不變 C、減小 D、增大2、密度為1000kg/m3，運(yùn)動(dòng)粘度為10-6m2/s的流體的動(dòng)力粘度為（ ）Pas。A、1 B、0.1 C、0.01 D、0.0013、做水平等加速度運(yùn)動(dòng)容器中液體的等壓面是（ ）簇。A、斜面 B、垂直面 C、 水平面 D、曲面4、1mmH2O等于（ ）。A、9800Pa B、980Pa C、98Pa D、9.8Pa5、壓強(qiáng)與液標(biāo)高度的關(guān)系是（ ）。A、h=p/g B、p=g C、h=p/g D、h=p/6、流體靜力學(xué)基本方程式z+p/g=

2、C中，p/g的物理意義是（ ） A、比位能 B、比壓能 C、比勢(shì)能 D、比動(dòng)能7、根據(jù)液流中運(yùn)動(dòng)參數(shù)是否隨（ ）變化，可以把液流分為均勻和非均勻流。A、時(shí)間 B、空間位置坐標(biāo) C、壓力 D、溫度8、連續(xù)性方程是（ ）定律在流體力學(xué)中的數(shù)學(xué)表達(dá)式。A、動(dòng)量守恒 B、牛頓內(nèi)摩擦 C、能量守恒 D、質(zhì)量守恒。9、平均流速是過(guò)留斷面上各點(diǎn)速度的（ ）。A、最大值的一半 B、面積平均值 C、統(tǒng)計(jì)平均值 D、體積平均值10、泵加給單位重量液體的機(jī)械能稱(chēng)為泵的（ ）。A、功率 B、排量； C、揚(yáng)程 D、效率11、水力坡度是指單位管長(zhǎng)上（ ）的降低值。A、總水頭 B、總能量 C、軸線(xiàn)位置 D、測(cè)壓管水頭12、

3、總水頭線(xiàn)與測(cè)壓管水頭線(xiàn)間的鉛直高差反映的是（ ）的大小。 A、壓力的頭 B、位置水頭 C、流速水頭 D、位置水頭。13、雷諾數(shù)Re反映的是流體流動(dòng)過(guò)程中（ ）之比。A、慣性力與粘性力 B、粘性力與慣性力C、重力與慣性力 D、慣性力與重力14、直徑為d的圓形截面管道的水力半徑為（ ）A、2d B、d C、d/2； D、d/4。15、過(guò)流斷面的水力要素不包括（ ）。 A、斷面面積 B、斷面濕周 C、管壁粗糙度 D、速度梯度16、圓管層流中的速度剖面是（ ）。A、雙曲線(xiàn) B、拋物線(xiàn) C、等值線(xiàn) D、三角形17、局部水頭損失和流速水頭很小，計(jì)算中可以忽略的壓力管路稱(chēng)為（ ）。A、長(zhǎng)管 B、短管 C、有

4、壓管 D、多相管18、并聯(lián)管路的水力特點(diǎn)是（ ）。A、Qi=0，hf=hfi B、Q=Qi, hfj=hfiC、Qi=0，hfi=0 D、Q=Qi, hf=hfi；19、無(wú)旋流動(dòng)是指（ ）的流動(dòng)。A、流體質(zhì)旋轉(zhuǎn)角速度為0 B、速度的旋度為0C、流體質(zhì)的點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為直線(xiàn) D、流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)軌跡為直線(xiàn)20、層流區(qū)水頭損失公式hf=Q2-mmL/D5-m中的系數(shù)和m分別為（ ）。A、0.0246和1 B、4.15和1 C、0.0246和0.25 D、0.0826和0.25。二、利用下圖推導(dǎo)歐拉平衡微分方程，再由此推導(dǎo)出流體靜力學(xué)基本方程。 （本大題20分）六面體受力分析xyzdxdydzoA·

5、;·A2A1·p1p2三、圖示的油罐內(nèi)裝有相對(duì)密度為0.7的汽油，為測(cè)定油面高度，利用連通器原理，把U形管內(nèi)裝上相對(duì)密度為1.26的甘油，一端接通油罐頂部空間，一端接壓氣管。同時(shí)，壓氣管的另一支引入油罐底以上的0.4m處，壓氣后，當(dāng)液面有氣逸出時(shí) U形管內(nèi)油面高度差h=0.7m，試計(jì)算油罐內(nèi)的油深H= ?（本大題20分）p00.4mp壓力氣體hH四、為了在直徑D=160mm的管線(xiàn)上自動(dòng)摻入另一種油品，安裝了如圖所示的裝置：自錐管喉道處引出一個(gè)小支管通入油池內(nèi)。若壓力表讀數(shù)為2.3×105Pa，吼道直徑為40mm，主管道的流量為30 L/s，油品的相對(duì)密度為0.9。

6、欲摻入的油品的相對(duì)密度為0.8，油池油面距喉道高度為1.5m，如果摻入油量約為原輸量的10%左右，B管水頭損失設(shè)為0.5m，試確定B管的管徑。（本大題20分）B11223344五、試由牛頓相似準(zhǔn)則建立粘性力相識(shí)準(zhǔn)則，并說(shuō)明粘性力相似準(zhǔn)數(shù)的含義（本大題10分）六、往車(chē)間送水的輸水管路由兩管段串聯(lián)而成，第一管段的管徑為150mm，長(zhǎng)度為800m，第二管段的直徑為125mm，長(zhǎng)度為600m，設(shè)壓力水塔具有的水頭H=20m，局部阻力忽略不計(jì)，求流量Q，并繪制水頭線(xiàn)。（1=0.029，2=0.027，本大題10分）H題7-4圖七、儒科夫斯基疑題：給人感覺(jué)圖中的圓柱體會(huì)在浮力的作用下會(huì)繞其轉(zhuǎn)軸圖中圓柱中心

7、出的黑點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，由此便可以制造出永動(dòng)機(jī)來(lái)嗎？為什么？（本大題10分）F浮儒科夫斯基疑題O 一、選擇題：從給出的四個(gè)選項(xiàng)中選擇出一個(gè)正確的選項(xiàng)（本大題60分，每小題3分）1、壓力的升高時(shí)液體的粘度（ ）。A、不變 B、減小 C、變化不大 D、增大2、密度為1000kg/m3，動(dòng)力粘度為10-3 Pas的流體的運(yùn)動(dòng)粘度為（ ）m2/s。 A、10-2 B、10-4 C、10-6 D、10-83、做鉛直等加速度運(yùn)動(dòng)容器中液體的等壓面是（ ）簇。A、水平面 B、垂直面 C、斜面 D、曲面4、1mmHg等于（ ）。A、133280Pa B、13328Pa C、1332.8Pa D、133.28Pa5、

8、壓力水頭的計(jì)算公式為（ ）。A、h=p/g B、p=g C、h=p/g D、h=p/6、流體靜力學(xué)基本方程式z+p/g=C中，p/g的幾何意義是（ ） A、位置水頭 B、壓力水頭 C、總水頭 D、速度水頭7、根據(jù)液流中運(yùn)動(dòng)參數(shù)是否隨（ ）變化，可以把液流分為穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流。A、位置坐標(biāo) B、時(shí)間 C、溫度 D、壓力8、理想流體伯努利方程是（ ）定律在流體力學(xué)中的數(shù)學(xué)表達(dá)式。A、動(dòng)量守恒 B、牛頓第一 C、質(zhì)量守恒 D、能量守恒9、由連續(xù)性divu=0可以判斷出流動(dòng)為（ ）流動(dòng)A、穩(wěn)定 B、可壓縮 C、不可壓縮 D、均勻10、泵的排量是指單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)泵的流體所具有的（ ）。A、質(zhì)量 B、機(jī)械

9、能 C、體積 D、重量11、水頭損失是指單位重量液體在流動(dòng)過(guò)程中所損失的（ ）A、勢(shì)能 B、熱能 C、壓能 D、機(jī)械能12、測(cè)壓管水頭線(xiàn)與位置水頭線(xiàn)的鉛直高差反映的是（ ）的大小。 A、壓力水頭 B、位置水頭 C、流速水頭 D、總水頭。13、弗勞德Fr反映的是流體流動(dòng)過(guò)程中（ ）之比。A、慣性力與粘性力 B、粘性力與慣性力C、重力與慣性力 D、慣性力與重力14、邊長(zhǎng)為a的正方形截面管道的水力半徑為（ ）A、2a B、a C、a/2； D、a/4。15、過(guò)流斷面的水力要素包括了以下四項(xiàng)中的（ ）項(xiàng)。A、速度梯度 B、速度分布 C、溫度 D、管壁粗糙度16、圓管流動(dòng)中的粘性應(yīng)力與半徑呈（ ）關(guān)系。

10、 A、線(xiàn)性 B、正比例； C、二次方； D、無(wú)；17、局部水頭損失或流速水頭較大，不可忽略的壓力管路稱(chēng)為（ ）。A、長(zhǎng)管 B、短管 C、有壓管 D、多相管18、串聯(lián)管路的水力特點(diǎn)是（ ）。A、Qi=Qj，hf=hfi B、Q=Qi, hfj=hfiC、Qi=0，hfi=0 D、Q=Qi, hf=hfi；19、有旋流動(dòng)是指（ ）的流動(dòng)。A、流體質(zhì)旋轉(zhuǎn)角速度不為0 B、速度的旋度不為0C、流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線(xiàn) D、流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線(xiàn)20、水利光滑區(qū)水頭損失公式hf=Q2-mmL/D5-m中的系數(shù)和m分別為（ ）。A、0.0246和1 B、4.15和1 C、0.0246和0.25 D、0.08

11、26和0.25。二、利用下圖推導(dǎo)包達(dá)公式，再計(jì)算圖中管道銳緣出口處的局部阻力系數(shù)。（本大題20分）圖2 管道銳緣出口示意圖圖1 突擴(kuò)管示意圖12p112p2銳緣出口流動(dòng)方向三、圖示的油罐內(nèi)裝相對(duì)密度為0.8的油品，裝置如圖211所示的U形測(cè)壓管。求油面的高度H=?及液面壓力p0=?。（本大題20分）A0.8m油0.5m水B0.4mHp01.6mB四、由斷面為0.2m2和0.1 m2的兩根管子組成的水平輸水管系從水箱流入大氣中，假設(shè)不考慮局部水頭損失，第一段的水頭損失為流速水頭的4倍，第二段為3倍。（a）求斷面流速v1及v2；（b）繪制水頭線(xiàn)；（c）求進(jìn)口A點(diǎn)的壓力（本大題20分）。H=4mAv

12、1v2A1=0.2m2A2=0.1m2五、試由牛頓相似準(zhǔn)則建立重力相識(shí)準(zhǔn)則，并說(shuō)明重力相似準(zhǔn)數(shù)的含義（本大題10分）六、有一中等直徑鋼管并聯(lián)管路，流過(guò)的總水量為0.08m3/s，鋼管的直徑d1=150mm，d2=200mm，長(zhǎng)度l1=500m，l2=800m。試并聯(lián)管中的流量Q1、Q2及A、B兩點(diǎn)間的水頭損失（設(shè)并聯(lián)管路沿程阻力系數(shù)均為=0.039。本大題10分）。題7-5圖QABQ1L1d1Q2L2d2七、試結(jié)合圖中給出的機(jī)翼周邊的流譜解釋機(jī)翼為什么能夠獲得升力（本大題10分）機(jī)翼周邊的流譜A卷答案一、選擇題：1、C 2、D 3、A 4、D 5、C 6、B 7、B8、D 9、B 10、C 1

13、1、A 12、C 13、A 14、D15、D 16、B 17、A 18、B 19、B 20、B二、解：xyzdxdydzoA··A2A1·p1p2在靜止流體中任取出圖示的微元正六面體。首先，我們分析作用在這個(gè)微元六面體內(nèi)流體上的力在x方向上的分量。微元體以外的流體作用于其上的表面力均與作用面相垂直。因此，只有與x方向相垂直的前后兩個(gè)面上的總壓力在x軸上的分量不為零。設(shè)六面體中心點(diǎn)A處的靜壓力為p(x，y，z)，則作用在A1和A2點(diǎn)的壓力可以表示為；。所以作用在A1和A2點(diǎn)所在面上的總壓力分別為、。微元體內(nèi)流體所受質(zhì)量力在方向的分力為Xdxdydz，由于流體處于平衡

14、狀態(tài)，則。用dxdydz除上式，簡(jiǎn)化后得，同理，在y、z方向，可得和，其矢量形式可寫(xiě)為這便是流體平衡微分方程式。質(zhì)量力僅有重力時(shí)，單位質(zhì)量流體所受到的質(zhì)量力可表示為X=Y=0；Z=-g，將其代入上式可得或積分可得兩端同除以g則有 這便是流體靜力學(xué)基本方程。三、解：選取U形管中甘油最低液面為等壓面，由氣體各點(diǎn)壓力相等，可知油罐底以上0.4m處的油壓即為壓力管中氣體壓力，即得 四、解：列1-1和2-2斷面的伯努利方程，則 其中 得 列4-4自由液面和3-3斷面的伯努利方程，以4-4自由液面為基準(zhǔn)面，則其中、，代入上式，得。五、解：當(dāng)作用在流體上的合外力中粘性力起主導(dǎo)作用時(shí)，則有F=T= Adu/d

15、y，牛頓數(shù)可表示為引入雷諾數(shù)Re=lv/，則牛頓數(shù)相等這一相似準(zhǔn)則就轉(zhuǎn)化為由此可見(jiàn)，粘性力相似準(zhǔn)數(shù)就是雷諾數(shù)，粘性力相似準(zhǔn)則就是原型與模型的雷諾數(shù)相等。對(duì)于圓管內(nèi)的流動(dòng)，可取管徑d作為特征尺度，這時(shí)的雷諾數(shù)可表示為雷諾數(shù)的物理含義是慣性力與粘性力的比值。六、解：列自由液面和出口斷面的伯努利方程則流量 位置水頭線(xiàn)總水頭線(xiàn)及測(cè)壓管水頭線(xiàn)七、答： 由于流體靜壓力的特性一可知，流體靜壓力的作用方向永遠(yuǎn)沿著作用面的內(nèi)法線(xiàn)方向，所以流體對(duì)圓柱體表面的作用力的方向也永遠(yuǎn)垂直于作用面，所以圓柱體表面上的壓力的作用線(xiàn)必然要通過(guò)圓柱體的軸線(xiàn)，這些力對(duì)O點(diǎn)的力矩為零。因此，圓柱體并不會(huì)繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，也就不能由此制造出

16、永動(dòng)機(jī)來(lái)。一、選擇題：1、C 2、D 3、A 4、D 5、C 6、B 7、B8、D 9、B 10、C 11、A 12、C 13、A 14、D15、D 16、B 17、A 18、B 19、B 20、B二、解：在圖中取管道內(nèi)壁、漩渦區(qū)起始端和末端斷面圍成空間為控制體，在1、2 兩個(gè)斷面間應(yīng)用伯努利方程，有。因兩斷面間的距離很短，忽略沿程阻力，取1=1=0，則 (1)突擴(kuò)管局部阻力p11L122p2再對(duì)控制體應(yīng)用動(dòng)量方程：忽略控制體側(cè)面上的摩擦力后控制體內(nèi)的流體在流動(dòng)方向上所受的合力為。則動(dòng)量方程為，兩端同時(shí)除以gA2得。將其代入式（1）可得：整理后可得即包達(dá)公式。它表明圓管液流突然擴(kuò)大的局部水頭損失等于損失流速（v1-v2）折算成的水頭。由連續(xù)性方程可得 或 ，則包達(dá)公式可以寫(xiě)成所以管道銳緣出口處的局部阻力系數(shù)為=1三、解：A點(diǎn)的壓力可用自由液面的壓力p0及罐內(nèi)外兩個(gè)液柱的壓力來(lái)表示，即A0.8m油0.5m水B0.4mHp01.6mB可得。為了計(jì)算液面壓力p0取BB為等壓面，B點(diǎn)的壓力可表示為，所以，Pa。四、解：列自由液面和管子出口斷面的伯努利方程，則由 得 、細(xì)管斷中點(diǎn)的壓力為：粗管斷中點(diǎn)的壓力為：總水頭線(xiàn)測(cè)壓管水頭線(xiàn)水頭線(xiàn)位置水頭線(xiàn)五、解：當(dāng)作用在流體上的合外力中重力起主導(dǎo)作用時(shí)，則有F=G=gV=gl3，則牛頓數(shù)可表示為引