流體力學(xué)典型例題及答案

1、 專(zhuān)門(mén)收集歷年試卷全國(guó)2002年4月高等教育白學(xué)考試工程流體力學(xué)試題課程代碼：02250、單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共20分）在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確 選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。1. 若流體的密度僅隨（）A.質(zhì)量B.體積C.溫度D.壓強(qiáng)2. 亞聲速流動(dòng)，是指馬赫數(shù) （）時(shí)的流動(dòng)。A.等于1B.等于臨界馬赫數(shù)C.大于1D.小于13. 氣體溫度增加，氣體粘度（）A.增加B.減小C.不變D.增加或減小4. 混合氣體的密度可按各種氣體（）的百分?jǐn)?shù)來(lái)計(jì)算。A.總體積B.總質(zhì)量C.總比容D.總壓強(qiáng)5. 某單位購(gòu)買(mǎi)了一臺(tái)提升汽車(chē)的油壓升降機(jī) （如圖一所示），原設(shè)計(jì)操縱

2、方法是：從 B管進(jìn)高壓油，A管排油時(shí) 平臺(tái)上升（圖一的左圖）；從A管進(jìn)高壓油，B管排油時(shí)平臺(tái)下降。 在安裝現(xiàn)場(chǎng)工人不了解原設(shè)計(jì)意圖，將A、B兩管聯(lián)在一起成為 C管（圖一的右圖）。請(qǐng)你判斷單靠一個(gè) C管通入高壓油或排油，能操縱油壓機(jī)升降嗎?你的判斷：（）A. 可以B.不能動(dòng)作C.能升不能降D.能降不能升6. 在一個(gè)儲(chǔ)水箱的側(cè)面上、下安裝有兩只水銀U形管測(cè)壓計(jì)（如圖二），當(dāng)箱頂部壓強(qiáng)p0=1個(gè)大氣壓時(shí)，兩測(cè)壓計(jì)水銀柱高之差 h=h-h2=760mm（Hg）,如果頂部再壓入一部分空氣，使p°=2個(gè)大氣壓時(shí)。則 h應(yīng)為（）A. h=-760mm（Hg）B. h=0mm（Hg）C.A h=76

3、0mm（Hg）D. h=1520mm（Hg）7. 流體流動(dòng)時(shí)，流場(chǎng)各空間點(diǎn)的參數(shù)不隨時(shí)間變化，僅隨空間位置而變，這種流動(dòng)稱(chēng)為（）A.定常流B.非定常流C.非均勻流D.均勻流8. 流體在流動(dòng)時(shí)，根據(jù)流體微團(tuán)（）來(lái)判斷流動(dòng)是有旋流動(dòng)還是無(wú)旋流動(dòng)。A.運(yùn)動(dòng)軌跡是水平的B.運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線C.運(yùn)動(dòng)軌跡是直線D.是否繞自身軸旋轉(zhuǎn)9. 在同一瞬時(shí)，流線上各個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)的速度方向總是在該點(diǎn)與此線D. 平行A.重合B.相交 C.相切10.圖示三個(gè)油動(dòng)機(jī)的油缸的內(nèi)徑D相等，油壓F2, F3的大小關(guān)系是（忽略活塞重量A. F1=F2=F3B. F1>F2>F3C. F1<F2<F3D. F1=

4、F3>F2Fi ，11.三個(gè)容積完全相等的容器，聯(lián)接如圖示，先將閥門(mén) 入壓縮空氣，絕對(duì)壓強(qiáng)為300KPa,容器ID抽成真空度為 p的讀數(shù)應(yīng)該是（設(shè)當(dāng)?shù)卮髿鈮菏?00KPa）A. 56.7KPaB. 76.7KPaC. 90.0KPaD. 110.0Kpa涸a,b關(guān)閉，閥門(mén)c開(kāi)啟。壓強(qiáng)計(jì)p指示為0。將容器I充 30KPa。先關(guān)閉閥門(mén)c,再開(kāi)啟閥門(mén)a和b.這時(shí)，壓強(qiáng)計(jì)壬滅oca?該HL 要技'P也相等，而三缸所配的活塞結(jié)構(gòu)不同，三個(gè)油動(dòng)機(jī)的出力1112.下列說(shuō)法中，正確的說(shuō)法是 （）A. 理想不可壓均質(zhì)重力流體作定?；蚍嵌ǔＡ鲃?dòng)時(shí)，沿流線總機(jī)械能守恒B. 理想不可壓均質(zhì)重力流體作定常

5、流動(dòng)時(shí)，沿流線總機(jī)械能守恒C. 理想不可壓均質(zhì)重力流體作非定常流動(dòng)時(shí)，沿流線總機(jī)械能守恒D. 理想可壓縮重力流體作非定常流動(dòng)時(shí)，沿流線總機(jī)械能守恒13.在緩變流的問(wèn)一有效截面中，流體的壓強(qiáng)分布滿(mǎn)足()A. R+Z=C，gB.p=Cp v2 C +CC ,g 2g2 pvD. -p+Z+=C：g2g14. 當(dāng)圓管中流體作層流流動(dòng)時(shí)，動(dòng)能修正系數(shù)a等于（）A.1B.2C.3D.2000H=常數(shù)，液面壓強(qiáng)為15. 如圖所示，容器若依次裝著水與汽油，假定二者均為理想流體，且大氣壓，則從管口流出的水與汽油之間的速度關(guān)系是（）A. v水v油B. v水v油C. v水=v油D. 難以確定的16. 粘性流體繞流

6、平板時(shí)，邊界層內(nèi)的流態(tài)由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鞯呐R界雷諾數(shù)Rexcr值為（A.2000B.2000 13800C.5X 1053X 106D.2 X 1053X 105Re的增大，其沿程損失17. 當(dāng)某管路流動(dòng)在紊流粗糙管平方阻力區(qū)范圍內(nèi)時(shí)，則隨著雷諾數(shù)系數(shù)入將（）C.不變D.增大或減小若把管路閥門(mén)再關(guān)小一些，則在閥門(mén)前后的測(cè)壓管 1與2的液面高度變化將A.增大B.減小18. 水自水箱經(jīng)管路流出如圖所示,是（）A. h1升高，h2降低B. h1降低，h2升高C. h1與h2都降低D. h1與也都升高19. 流體在管內(nèi)作層流流動(dòng)時(shí)，其沿程損失hf值與斷面平均流速 v的（）次方成正比。A.1B.1.75C

7、.1.75 2D.220. 管路水力計(jì)算中的所謂長(zhǎng)管是指（）A.長(zhǎng)度很長(zhǎng)的管路B.總能量損失很大的管路C. 局部損失與沿程損失相比較可以忽略的管路D. 局部損失與沿程損失均不能忽略的管路二、名詞解釋?zhuān)啃☆}2分，共10分）21. 流體的密度22. 等壓面23. 定常流動(dòng)24. 水力光滑管與水力粗糙管25. 氣體一維定常等痼流動(dòng)的極限狀態(tài)三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）26. 混合氣體密度如何計(jì)算，并列出計(jì)算公式。27. 對(duì)于靜止液體，當(dāng)作用在液體上的質(zhì)量力僅有重力時(shí)，則液體中的哪些面是等壓面？28. 什么是有效截面硫道中流線互相平行時(shí)，有效截面形式如何？29. 什么是紊流的時(shí)均速度？寫(xiě)出紊流

8、時(shí)均速度軸向分量U的定義式，指出式中各符號(hào)的含義。四、計(jì)算題（50分）30.（6分）飛機(jī)在10000m高空（T=223.15K,p=0.264bar）以速度800km/h飛行，燃燒室的進(jìn)口擴(kuò)壓通道朝向前方，設(shè)空氣在擴(kuò)壓通道中可逆壓縮，試確定相對(duì)于擴(kuò)壓通道的來(lái)流馬赫數(shù)和出口壓力。（空氣的比熱容為Cp=1006J/（kg K）,等痼指數(shù)為 k=1.4，空氣的氣體常數(shù) R為287J/（kg - K）31.（6分）一截面為圓形風(fēng)道，風(fēng)量為10000m3/h，最大允許平均流速為20m/s,求：（1）此時(shí)風(fēng)道內(nèi)徑為多少？（2）若設(shè)計(jì)內(nèi)徑應(yīng)取50mm的整倍數(shù)，這時(shí)設(shè)計(jì)內(nèi)徑為多少？（3）核算在設(shè)計(jì)內(nèi)徑時(shí)平均風(fēng)

9、速為多少？32. （7分）離心式風(fēng)機(jī)可采用如圖所示的集流器來(lái)測(cè)量流量，已知風(fēng)機(jī)入口側(cè)管道直徑d=400mm,U形管讀數(shù)h=100mmH 2O，水與空氣的密度分別為p水=1000kg/m 3, p空=1.2kg/m3,忽略流動(dòng)的能量損失，求空氣的體積流量qv集流器33. （7分）要為某容器底部設(shè)計(jì)一個(gè)帶水封的疏水管，結(jié)構(gòu)如圖示：容器內(nèi)部的壓強(qiáng)值，最高時(shí)是表壓強(qiáng)pe=1500Pa,最低時(shí)是真空值Pv=1200Pa,要求疏水管最高水位應(yīng)低于容器底部聯(lián)接法蘭下a=0.1m,最低水位應(yīng)在疏水管口上 b=0.2m（水密度 p =1000kg/m3,重力加速度 g=9.8m/s2）求：疏水管長(zhǎng)度L。（2）水

10、封水面到疏水管口的深度H。34. （12分）有一水平放置的 90°漸縮彎管，管內(nèi)徑d1=15cm,d2=7.5cm,入口處平均流速 v=2.5m/s,表壓強(qiáng)p=6.86x 104Pa,若不計(jì)阻力損失，求水流對(duì)彎管的作用力。水的密度p =1000kg/m3。35. （12分）用虹吸管輸水，如圖所示，已知：水位差H=2m,管頂高出上游水位 h=1m，虹吸管內(nèi)徑d=200mm ,管長(zhǎng)為L(zhǎng)AB=3m,L BC=5m,L CD=4m，管路沿程損失系數(shù) 入=0.026,局部損失系數(shù)有：管路進(jìn)口濾網(wǎng)（帶底閥）一個(gè)，匕濾網(wǎng)=12,B、C兩處90°圓彎兩個(gè)，每個(gè) 匚彎頭=0.5，管路出口匚出

11、口 =1.0，水的密度p =1000kg/m3。試求：（1）虹吸管的流量qv。（2）虹吸管中壓強(qiáng)最低點(diǎn)的位置及其真空值。全國(guó)2002年4月高等教育白學(xué)考試工程流體力學(xué)試題參考答案課程代碼：02250、單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共20分）I. D2.D3.A4.A5.A6.C7.A8.D9.C10.AII. A12.B13.A14.B15.C16.C17.C18.A19.A20.C、名詞解釋?zhuān)啃☆}2分，共10分）21. 單位體積流體的質(zhì)量。22. 在流體中壓強(qiáng)相等的點(diǎn)組成的面稱(chēng)為等壓面。23. 流場(chǎng)中各空間點(diǎn)上所有物理參數(shù)均與時(shí)間變量t無(wú)關(guān)，稱(chēng)作定常流動(dòng)。24. 流體在管內(nèi)作紊流流動(dòng)時(shí)，用符號(hào)表

12、示管壁絕對(duì)粗糙度，6 0表示粘性底層的厚度，則當(dāng)6 0>時(shí)，叫此時(shí)的管路為水力光滑管。a 0 <時(shí)，叫此時(shí)的管路為水力粗糙管。25. 在絕熱流動(dòng)的過(guò)程中，氣流的絕對(duì)壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度為零，氣流的總能量全部轉(zhuǎn)化 為宏觀運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的狀態(tài)。三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）26. 可按各種氣體所占?xì)怏w總體積的百分?jǐn)?shù)來(lái)計(jì)算。nP = & P 1+ 2 p 2+ 3 p 3+ + En p n= E Ej Pji目6i 各組成氣體所占混合氣體總體積的百分?jǐn)?shù)；pi各組成氣體的密度，kg/m3;3P 混合氣體笞度，kg/m27. 屬于等壓面的是以下水平面。（1）自由表面（或氣液分界面）。（

13、2）兩種不互溶液體的交界面。（3）液體內(nèi)能互相連通（或不被隔斷）的同一種液體內(nèi)的各水平面。28. （1）在流場(chǎng)中（或流道中）存在這樣橫截面，穿過(guò)該截面的每一條流線均與該截面垂直，這樣的橫截面稱(chēng)為 有效截面（又稱(chēng)過(guò)流截面）。（2）當(dāng)流線互相平行時(shí)，有效截面為平面。當(dāng)流線互相不平行時(shí)，有效截面為曲面。29. 紊流真實(shí)速度在一定時(shí)間間隔內(nèi)的統(tǒng)計(jì)平均值叫紊流的時(shí)均速度。-1 to Tu =七 udt式中：tA一初始時(shí)刻T一時(shí)間間隔u一瞬時(shí)速度 u 一時(shí)均速度四、計(jì)算題（共50分）2 八800 103 230. To=T8 +v2/2Cp =223.15+( 3600 )2 / (2x1006)=247

14、.69K_3 M = v 專(zhuān)(800 X10 3 / 3600)0 了耳a *J1.4 x 287 x 223.15=0.2641 14 1 0.74221.41.4d = 0.38bar31.依連續(xù)方程(p =C) v1A=v2&=qv21 d Jr- 410000 4 3600 20 -：=0.42m=420mm設(shè)計(jì)內(nèi)徑應(yīng)取 450mn 50mnt勺9倍，且風(fēng)速低于允許的 20m/s 在設(shè)計(jì)內(nèi)徑450mnfl寸，風(fēng)速為v2qv-d244 1000023600 二 0.45=17.46m/s32.由伯努利方程20+0+0=巴 +0+ ，g2g得 v= . 一2 P.由靜力學(xué)方程 p+

15、 p水gh=0n p=- p水gh代入/口 ， 蹤/L 1oo0得 v= . 2gh -. 2 9.807 0.1 =40.43m/s虹 2：23qv=v ,d =40.43 , (0.4) =5.08m /s33.根據(jù)流體靜力學(xué)基本方程表壓強(qiáng)pe= p gh或h=pe4在最高壓強(qiáng)時(shí)，管內(nèi)水面應(yīng)低于O-O面=0.153mpe 1500 h=:g 1000 9.8在最低壓強(qiáng)時(shí)，管內(nèi)水面應(yīng)高于0-0面h2=也=1200 = 0.122m:g 1000 9.8故疏水管長(zhǎng)度L=a+h 2+h1+b=0.1+0.122+0.152+0.2=0.574m水封水面到疏水管口深度H=h+b=0.153+0.2=0.353m0.353m。答：疏水管長(zhǎng)度應(yīng)為0.574m,水封水面到疏水管口深度為Atrtf34.由 Mi = vaA 可得改=% 房工= 4* = IQm/g得 p： = P1 + (vl-vl) = 5,88x14 斗啰X (2,5= - 1(F) = 21725PfltpiAt - FK = p(t (0-危)paA: - Fy - pqT ( - v2 - 0)Fl A】(p】+間)=x (U .15)*x (6,86 x 104 + ttf x2.52) = 1322NFr = Aa (pj + pv?)=奇0.0