中國(guó)礦業(yè)大學(xué)工程流體力學(xué)期末復(fù)習(xí)題二

1、工程流體力學(xué)復(fù)習(xí)題二一、選擇題1、以下哪些概念屬于歐拉法 。 A、流線 B、跡線 C、液體質(zhì)點(diǎn) D、液體微團(tuán)2、有一變直徑管流，小管直徑d1，大管直徑d2=2d1，則兩斷面雷諾數(shù)的關(guān)系是 。 A、 B、 C、 D、3、一維流動(dòng)限于： 。A、流線是直線；B、速度分布按直線變化；C、流動(dòng)參數(shù)是一個(gè)空間坐標(biāo)和時(shí)間變量的函數(shù)；D、流動(dòng)參數(shù)不隨時(shí)間變化的流動(dòng)。4、流體動(dòng)力粘度的國(guó)際單位是 。 A、Pa·s B、C、N/s D、5、用U形水銀壓差計(jì)測(cè)量水管內(nèi)A、B兩點(diǎn)的壓強(qiáng)差，水銀面高差hp=10cm,-為： 。A、13.33kPa； B、12.35kPa；C、9.8kPa； D、6.4kPa。

2、6、伯努利方程中表示( )。A單位重量流體具有的機(jī)械能； B單位質(zhì)量流體具有的機(jī)械能；C單位體積流體具有的機(jī)械能； D通過(guò)過(guò)流斷面的流體所具有的總機(jī)械能。7、對(duì)于理想流體的歐拉積分式與伯努力積分式的適用條件，其差別在于（）。A是否為不可壓縮流體 B是有旋流動(dòng)還是無(wú)旋流動(dòng)C是否在有勢(shì)的質(zhì)量力作用下 D是否為定常流動(dòng)二、填空題1、在作剪切運(yùn)動(dòng)時(shí)滿足 的流體稱為牛頓流體。2、某時(shí)刻流場(chǎng)中的一條曲線，線上每一點(diǎn)切線方向與流體在該點(diǎn)的速度矢量方向一致，則該曲線稱為 。3、只要比較總流中兩個(gè)漸變流斷面上單位重量流體的 總機(jī)械能 大小，就能判別出流動(dòng)方向。4、漸變流流線的特征是 近似為平行直線 。5、如圖所

3、示，用隔板將水流分成上、下兩部分水體，已知小孔口直徑d=20cm，上下游水位差H=2.5m，流量系數(shù)為0.6，則泄流量Q= 。6、由相距2a的點(diǎn)源與點(diǎn)匯疊加后，令a趨近于零得到的流動(dòng)稱為 。三、計(jì)算題1、 已知流場(chǎng)的速度為，試確定t=to時(shí)通過(guò)（xo,yo）點(diǎn)的流線方程。A為常數(shù)。解：將，帶入流線微分方程得積分上式得t=to時(shí)通過(guò)（xo,yo）點(diǎn)，得于是流線方程為2、已知速度場(chǎng)=2+2+2，=-+，=+-。試求點(diǎn)（2，2，1）在=3時(shí)的加速度。解： （m/s2）（m/s2）（m/s2）（m/s2）3、擋水建筑物一側(cè)擋水，該建筑物為二向曲面（柱面），=，為常數(shù)，試求單位寬度曲面上靜水總壓力的水平

4、分力和鉛垂分力。解：（1）水平壓力：（）（2）鉛垂分力：（）4、如圖示為一側(cè)有水的傾斜安裝的均質(zhì)矩形閘門，其寬度b=2m，傾斜角，鉸鏈中心O 位于水面以上C=1m，水深h=3m，求閘門開(kāi)啟時(shí)所需鉛直向上的提升力T，設(shè)閘門重力G=0.196×105N。 解：建立坐標(biāo)系O-xy，原點(diǎn)在O點(diǎn)，Ox垂直于閘門斜向下，Oy沿閘門斜向下，浸在水中的閘門上的作用力 （不計(jì)大氣壓力）為設(shè)壓力中心為D到ox軸的距離為，則有當(dāng)閘門轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)與G產(chǎn)生的合力矩與提升力T產(chǎn)生的力矩相等，則有則T大小為5、如下圖所示，水流在平板上運(yùn)動(dòng)，靠近板壁附近的流速呈拋物線形分布，E點(diǎn)為拋物線端點(diǎn)，E點(diǎn)處，水的運(yùn)動(dòng)黏度=1

5、.0×10-6m2/s，試求=0，2，4cm處的切應(yīng)力。（提示：先設(shè)流速分布，利用給定的條件確定待定常數(shù)A、B、C）解：以D點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，設(shè)流速分布，由已知條件得C=0,A=-625,B=50則由切應(yīng)力公式得y=0cm時(shí)，；y=2cm時(shí)，；y=4cm時(shí)，6、用文丘里流量計(jì)測(cè)量水的流量，已知D=0.2m，d75mm，l=0.5m，并與水平面成300角放置。壓差計(jì)讀數(shù) h0.6m,不計(jì)任何損失,求流量Q。解：則：根據(jù)連續(xù)性方程：根據(jù)伯努利方程：7、水管直徑50mm，末端閥門關(guān)閉時(shí)，壓力表讀值為21。閥門打開(kāi)后讀值降至5.5，如不計(jì)水頭損失，求通過(guò)的流量。解：（1）水箱水位（m）（2

6、）閥門開(kāi)啟后，從水箱液面到儀表處列伯努利方程，可得：（m/s）（m3/s）8、已知：一個(gè)水平放置的90º彎管輸送水 d1150mm，d275mm p12.06×105Pa，Q0.02m3/s求：水流對(duì)彎管的作用力大小和方向（不計(jì)水頭損失）解：取1-1、2-2兩斷面列伯努利方程所以：對(duì)選取的控制體列動(dòng)量方程：x方向：y方向：所以：水流對(duì)彎管壁的作用力為F的反作用力F，大小相等，方向相反。9、研究流體繞流與流向垂直放置的橫臥圓柱體所受的阻力T時(shí)，涉及的物理參數(shù)為：流體的流速U、流體的粘度、密度、圓柱直徑D、圓柱長(zhǎng)度及圓柱表面粗糙度。試用因次分析方法中的定理確定各物理量間的無(wú)因次

7、關(guān)系式。并證明T=CDAU2 (其中：A=D，稱迎流面積)，寫出阻力系數(shù)CD的函數(shù)表達(dá)式。解：（1）（2）選基本物理量U， DU= LT-1， = ML-1T-1， = ML-3， D=L， l=L， = L， T=MLT-2M：1x1 x11L：-1-3x1 + y1 + z1 ð y1 1 ð T：-1-y1 z11同理得：，所以，令 則 10、矩形斷面的平底渠道，其寬度為2.7m，渠底在某斷面處抬高0.5m，該斷面上游的水深為2m，下游水面降低0.15m，如忽略邊壁和渠底阻力，試求：（1）渠道的流量；（2）水流對(duì)底坎的沖力。解：（1）以上游渠底為基準(zhǔn)面，列上、下游過(guò)水

8、斷面的能力方程：其中：，m，m，m，m（m3/s）（m/s）（m/s）（2）取控制體如圖，列動(dòng)量方程.（kN）11、射流沖擊一葉片如圖所示，已知：d=10cm, ,求當(dāng)葉片固定不動(dòng)時(shí)，葉片所受到的沖擊力為多少？ 解：建立直角坐標(biāo)系O-xy，Ox軸水平向右，Oy軸豎直向上，并取進(jìn)口與出口之間的部分為控制體對(duì)于射流沖擊問(wèn)題，忽略阻力損失和重力影響意味著射流和折轉(zhuǎn)流各斷面處流速相等，即。射流的質(zhì)量流量為 因葉片對(duì)稱，則由控制體y方向上動(dòng)量守恒方程，并考慮到質(zhì)量守恒方程可得即： 假設(shè)葉片對(duì)水的作用力大小Fx，方向沿x軸負(fù)方向，再建立控制體x方向上的動(dòng)量守恒方程式可得整理可得，x方向水對(duì)葉片的沖擊力Fx為12、如圖所示，有一盛水的開(kāi)