流體力學(xué)試題例卷

1、一、選擇題（20分）1理想流體是 （ ）a）粘性大的流體 b）服從牛頓內(nèi)摩擦定律的流體c）沒有粘性的流體 d）具有粘性的不可壓縮流體2在恒定流中 （ ）a）流線一定互相平行 b）斷面平均流速必定沿程不變c）不同瞬時流線有可能相交 d）同一點處不同時刻的動水壓強(qiáng)相等3一封閉容器，水表面上氣體壓強(qiáng)的真空度，水深2m處的相對壓強(qiáng)為（ ）a）10kPa b）9.6kPa c）19.6kPa d）29.6kPa4速度v、密度、壓強(qiáng)p的無量綱集合是 （ ）a） b） c） d）5 流動中，一定存在流函數(shù)。 （ ）a）可壓縮流體二元 b）不可壓縮流體二元c）不可壓縮流體三元 d）可壓縮流體三元 6變直徑管路

2、，直徑，流速，為 （ ）a）3 m/s b）4 m/s c）6 m/s d）9 m/s7某棱柱形矩形渠道渠底寬b4.0m，則水力最優(yōu)時的水深h是 （ ）a）1.0m b）2.0m c）4.0m d）8.0m8圓柱形外管嘴正常工作的條件是 （ ）a） b） c） d）9堰流是 （ ）a）無壓緩流經(jīng)障壁溢流 b）無壓急流經(jīng)障壁溢流 c）無壓均勻流動 d）有壓均勻流動10滲流模型與實際模型相比較 （ ）a）流速相同 b）流量相同 c）各點壓強(qiáng)不同 d）滲流阻力不同二、簡答題（30分）1簡述流體靜壓強(qiáng)的兩個特性。2簡述漸變流。3如圖所示，兩簡單管道：（a）圖自由出流，（b）圖淹沒出流，若兩管道的作用水

3、頭H，管長L，管徑d及沿程阻力系數(shù)均相同，試問：兩管中通過的流量是否相同？為什么？4寫出斷面單位比能e的表達(dá)式，并定性畫出流量一定時棱柱形渠道中e與水深h的變化關(guān)系曲線。5定性繪出圖示棱柱形明渠的水面曲線，并注明曲線名稱。（各渠段均充分長，各段糙率相同）三、（10分）一弧形閘門AB，寬，圓心角，半徑，閘門轉(zhuǎn)軸恰與水面齊平，求水對閘門的總壓力。四、（10分）一大水箱中的水通過一鉛垂管與收縮管嘴流入大氣中，直管直徑d為10 cm，收縮管嘴出口斷面直徑dB為5 cm，不計水頭損失，求直管中A點的相對壓強(qiáng)。鉛垂方向的尺寸如圖所示。五、（15分）高壓水管經(jīng)噴嘴射入大氣，已知管道直徑，噴嘴直徑，流量，不計

4、水和噴嘴的重量，計算噴嘴受到的作用力。六、（15分）如圖所示管路系統(tǒng)，已知流量，各管長度分別為，各管直徑分別為，沿程阻力系數(shù)分別，在不計局部水頭損失的情況下，試求：（1）節(jié)點M、N間的水頭損失；（2）各支管中的流量。得分 一、填空題（本題共9小題，每空1分，共20分）1、 牛頓內(nèi)摩擦定律適用的條件是粘性流體和層流流動。2、 比較重力場（質(zhì)量力只有重力）中，水和酒精所受單位質(zhì)量力=（填大于、等于或小于）。3、 描述液體運動的方法有拉格朗日法和歐拉法兩種。4、 從水頭角度考慮，則稱下列各量為位置水頭，壓強(qiáng)水頭，速度水頭。5、雷諾實驗發(fā)現(xiàn)了流體在運動時，可能呈現(xiàn)運動狀況截然不同的兩種流態(tài)，這兩種流態(tài)

5、一般稱為 層流 和 紊流。6、 管道水頭損失計算方法的不同，管道可分為長管和短管。7、 弗諾得數(shù)表征 慣性力與 重力的相對比值。8、 根據(jù)葉片出口安裝角度的不同，離心式泵與風(fēng)機(jī)的葉型可分為：前向、徑向和后向葉型。9、 離心式泵與風(fēng)機(jī)的機(jī)內(nèi)損失包括：水力損失、容積損失和機(jī)械損失。二、 是非題（正確的劃“”，錯誤的劃“×”）（本大題分10小題，每小題1.5分，共15分）得分1. 水流總是從壓強(qiáng)大的地方向壓強(qiáng)小的地方流動。（× ）2. 均勻流與漸變流一定是恒定流，急變流一定是非恒定流（ × ）3. 水力粗糙管是表示管道的邊壁比較粗糙。（× ）4. 當(dāng)管道過水?dāng)?/p>

6、面流速符合對數(shù)規(guī)律分布時，管中水流為層流。（ × ）5. 串聯(lián)長管道各管段的水頭損失可能相等，也可能不相等。（ ）6. 在管道水力計算中，所謂“長管”就是說管很長，所謂“短管”就是管道很短。（× ）7. 根據(jù)達(dá)西公式，層流沿程水頭損失與流速的平方成正比。（ × ）8. 同樣條件下直接水擊比間接水擊更不安全。（ ）9. 兩個液流只要在相應(yīng)點速度和加速度的大小成比例，則兩個液流就是運動相似的。（× ）10. 比轉(zhuǎn)數(shù)是反映泵與風(fēng)機(jī)在最高效率點的轉(zhuǎn)數(shù)、流量和揚程的一個綜合性參數(shù)。（ ）得分三、 選擇題（本大題共 10小題，每小題1.5分，共 15 分）1. 下列

7、流體哪個屬牛頓流體？ ( A )A.汽油 B.紙漿 C.血液 D.瀝青2. 在平衡液體中， 質(zhì)量力與等壓面（ D ）A.重合 B.平行 C.相交 D.正交3. 靜水中斜置平面壁的形心淹深hc與壓力中心淹深hD的關(guān)系為hc _C_ hD。A.大于 B.等于 C.小于 D.無規(guī)律4. 文丘里管用于測量流量時的主要工作原理是（C ）.連續(xù)性方程.運動方程.伯努利方程D.動量方程5. 在（ C ）流動中，流線和跡線重合。A. 無旋 B. 有旋 C. 定常 D. 非定常6. 運用沿總流的伯努利方程時所選取的兩個斷面（ C ）。A.可以是任何斷面 B. 必須是均流斷面C. 之間可以有急變流 D. 之間必須

8、是緩變流7. 有壓管道的管徑與管流水力半徑的比值（ B ）A.8 B.4 C.2 D.18. 已知液體流動的沿程水力摩擦系數(shù)與邊壁相對粗糙度和雷諾數(shù)都有管，則可以判斷該液體流動屬于（ C ）層流區(qū) B.紊流光滑區(qū) C.紊流過渡區(qū) D.紊流粗糙區(qū)9. 對于兩水箱水位差為4.9m的薄壁小孔口（孔徑為20mm）淹沒出流，流經(jīng)孔口的流量（ A ）A. 1.91 B. 2.52 C.3.08 D.6.56 得分10. 離心式泵與風(fēng)機(jī)在定轉(zhuǎn)速下運行時，為了避免啟動電流過大，通常在 (C )A.閥門稍稍開啟的情況下啟動 B.閥門半開的情況下啟動C.閥門全關(guān)的情況下啟動 D.閥門全開的情況下啟動四、 簡答題：

9、（本大題共 2小題，每小題8分，共16分）1、 伯努利能量方程解釋為什么在炎熱的夏天，當(dāng)火車開動后，車廂里頓時會有風(fēng)從車廂兩側(cè)吹進(jìn)？(8分)答：當(dāng)火車開動后，車廂內(nèi)的空氣獲得一定的流速，該流速遠(yuǎn)大于火車周圍的空氣流速。（2分）由伯努利方程，流速v增大，從而壓強(qiáng)變小，（4分）這樣，車廂與周圍空氣形成一定的壓差，在壓差的作用下，空氣從車廂兩側(cè)吹進(jìn)廂內(nèi)。（2分）2、解釋為什么雷諾數(shù)可以用來作為判別流態(tài)的一般準(zhǔn)則。(8分)得分答：層流受擾動后，當(dāng)粘性的穩(wěn)定作用起主導(dǎo)作用時，擾動就受到粘性的阻滯而衰減下 來，層流就是穩(wěn)定的；當(dāng)擾動占上風(fēng)，粘性的穩(wěn)定作用無法使擾動衰減下來，于是流動便變?yōu)槲闪鳌?3分)因此

10、，流動呈現(xiàn)什么流態(tài)，取決于擾動的慣性作用和粘性的穩(wěn)定作用相互斗爭的結(jié)果。（2分）雷諾數(shù)之所以能判別流態(tài)，正是因為它反映了慣性力與粘性力的對比關(guān)系,（3分）。五、 計算題（本大題共 3小題，共34分）1、AB曲面為一圓柱形的四分之一，半徑R=0.2m，寬度（垂直紙面）B=0.8m，水深H=1.2m，液體密度，AB曲面左側(cè)受到液體壓力。求作用在AB曲面上的水平分力和鉛直分力。（10分）解：（1）水平分力：.(3分)，方向向右（2分）。（2）鉛直分力：繪如圖所示的壓力體，則.（3分），方向向下（2分）。2、一吸水裝置，水池N的水位不變，已知水位h1、h2和h3的值，若不計損失，問喉部斷面面積A1和噴

11、嘴斷面面積A2滿足什么關(guān)系才能使水從水池M引入管流中。解：對池N的液面、喉部截面1列伯努利方程，有 .(2分) 對0-0和1-1斷面列伯努利方程 .(2分)當(dāng)水剛好從水池M引入管流時的喉部壓強(qiáng)： .(2分)由可得， .(2分)由連續(xù)性方程，聯(lián)立求解，得 .(4分)3、油泵從開口油池將油壓送到右端表壓強(qiáng)的密閉油箱中。油泵流量，油泵總效率，油的密度，油的運動黏度，油管直徑，油面高度差，油管總長度，油管總局部阻力系數(shù)，試確定油泵的功率N 。（12分）解：(2分) (2分) 顯然，流動為層流，故有(2分)阻抗為(2分)由能量方程方程，易得油泵的揚程Hi為(2分)故油泵的功率為 (2分)一名詞解釋（共1

12、0小題，每題2分，共20分）粘滯性；跡線與流線；層流；質(zhì)量力；偶極流；排擠厚度；順壓力梯度；時均速度；輸運公式；連續(xù)介質(zhì)假說二選擇題（共10小題，每題3分，共30分）1絕對壓強(qiáng)pabs與相對壓強(qiáng)p 、真空度pv 、當(dāng)?shù)卮髿鈮簆a之間的關(guān)系是：A. pabs =p+pv； B. p=pabspa C. pv= papabs D. p=pabs+pa2如圖所示 A. p0=pa； B. p0>pa； C. p0<pa； D. 無法判斷。3在研究流體運動時，按照是否考慮流體的粘性，可將流體分為( )。A. 牛頓流體及非牛頓流體；B. 可壓縮流體與不可壓縮流體；C. 均質(zhì)流體與非均質(zhì)流體；

13、D. 理想流體與實際流體。4比較重力場（質(zhì)量力只有重力）中，水和水銀所受的單位質(zhì)量力f水和f水銀的大?。緼. f水<f水銀；B. f水=f水銀；C. f水>f水銀；D、不一定。5流動有勢的充分必要條件是( )。A. 流動是無旋的； B. 必須是平面流動；C. 必須是無旋的平面流動； D. 流線是直線的流動。6 雷 諾 數(shù) Re 反 映 了( )的 對 比 關(guān) 系A(chǔ).粘滯力與重力 B.重力與慣性力 C. 慣性力與粘滯力D. 粘滯力與動水壓力7一密閉容器內(nèi)下部為水，上部為空氣，液面下4.2m處測壓管高度為2.2m，設(shè)當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?個工程大氣壓，則容器內(nèi)氣體部分的相對壓強(qiáng)為_ 水柱（ ）

14、。 A. 2m B. 1m C. 8m D. 2m8如圖所示，下述靜力學(xué)方程哪個正確？ 9下列壓強(qiáng)分布圖中哪個是錯誤的？10粘性流體總水頭線沿程的變化是( ) 。A. 沿程下降 B. 沿程上升 C. 保持水平 D. 前三種情況都有可能。三計算題（共3小題，共50分）1  如圖所示，有一盛水的開口容器以3.6m/s2的加速度沿與水平成30º夾角的傾斜平面向上運動，試求容器中水面的傾角，并分析p與水深的關(guān)系。（15分）2有一的文德利管，接入鉛垂的輸油管上，油的流動方向朝上。已知喉部與進(jìn)口截面間的高度差為30cm，圖中U形管讀數(shù)為25cm水銀柱，試求油的流量以及進(jìn)口與喉部兩截面之

15、間的壓力差。（）（20分）3. 不可壓縮平面流動的流函數(shù)為，試判斷是否存在勢函數(shù)，如果存在，求其勢函數(shù)。（15分）一名詞解釋（共10小題，每題2分，共20分）1粘滯性流體在受到外部剪切力作用時發(fā)生變形(流動)，其內(nèi)部相應(yīng)要產(chǎn)生對變形的抵抗，并以內(nèi)摩擦力的形式表現(xiàn)出來，這種流體的固有物理屬性稱為流體的粘滯性或粘性2跡線流體質(zhì)點的運動軌跡曲線流線同一瞬時，流場中的一條線，線上每一點切線方向與流體在該點的速度矢量方向一致3層流流體運動規(guī)則、穩(wěn)定，流體層之間沒有宏觀的橫向摻混4量綱和諧只有量綱相同的物理量才能相加減，所以正確的物理關(guān)系式中各加和項的量綱必須是相同的，等式兩邊的量綱也必然是相同的5偶極流

16、由相距2a的點源與點匯疊加后，令a趨近于零得到的流動6排擠厚度粘性作用造成邊界層速度降低，相比理想流體有流量損失，相當(dāng)于中心區(qū)理想流體的流通面積減少，計算時將平板表面上移一個厚度，此為排擠厚度7順壓力梯度沿流動方向壓力逐漸降低，邊界層的流動受壓力推動不會產(chǎn)生分離8時均速度湍流的瞬時速度隨時間變化，瞬時速度的時間平均值稱為時均速度9輸運公式將系統(tǒng)尺度量轉(zhuǎn)換成與控制體相關(guān)的表達(dá)式10連續(xù)介質(zhì)假說將流體視為由連續(xù)分布的質(zhì)點構(gòu)成，流體質(zhì)點的物理性質(zhì)及其運動參量是空間坐標(biāo)和時間的單值和連續(xù)可微函數(shù)。二選擇題（共10小題，每題3分，共30分） 1BC；2B；3D；4B；5A；6C；7D；8B；9B；10A

17、三計算題（共3小題，共50分）1  如圖所示，有一盛水的開口容器以3.6m/s2的加速度沿與水平成30º夾角的傾斜平面向上運動，試求容器中水面的傾角，并分析p與水深的關(guān)系。解：根據(jù)壓強(qiáng)平衡微分方程式：（1分）單位質(zhì)量力： （2分） 在液面上為大氣壓強(qiáng)，代入（1分） 由壓強(qiáng)平衡微分方程式，得： （2分）（2分）任意點：（4分）代入自由面方程得：p與淹深成正比。 （3分）2有一的文德利管，接入鉛垂的輸油管上，油的流動方向朝上。已知喉部與進(jìn)口截面間的高度差為30cm，圖中U形管讀書為25cm水銀柱，試求油的流量以及進(jìn)口與喉部兩截面之間的壓力差。（）解

18、：故 （1分） 故 （1分） （2分）（1）（2分）（5分）（2）（1分）（1分）由伯努力方程，知（4分）（1分）所以 （2分）3. 不可壓縮平面流動的流函數(shù)為，試判斷是否存在勢函數(shù)，如果存在，求其勢函數(shù)。解：（1）此流動無旋，存在勢函數(shù)。2分第一章1.       流體質(zhì)點微光上足夠大而宏觀上又充分小的流體分子團(tuán)。2.       流體力學(xué)研究的對象是流體，從物質(zhì)結(jié)構(gòu)的角度來看，流體是由大量的分子構(gòu)成的，這些分子都在做無規(guī)則的熱運動。3.   

19、    流體承受的力壓力，剪切力。靜止則只有壓力，沒有剪切力。都沒有拉力。4.       流體力學(xué)的研究方法大體上有理論，數(shù)值和實驗三種。5.       隔離體從流體中分離出一封閉表面包圍的流體。6.       表面力是通過直接接觸沒作用在所取流體表面上的力。7.       表面力分法向力（垂直力），切向力（水平力）。8

20、.       流體的物理性質(zhì)決定流動狀態(tài)的內(nèi)在因素，與流體運動有關(guān)的主要物理性質(zhì)是慣性，粘性和壓縮性。9.       重度（容重）單位體積流體所具有的重量。KG/m³。10.   慣性是物體保持原有運動狀態(tài)的性質(zhì)，改變物體的運動狀態(tài)，都必須克服慣性的作用，表示慣性大小的物理量是質(zhì)量，質(zhì)量越大，慣性越大，運動狀態(tài)越難改變。11.   水銀的密度為13600KG/m³。12.   內(nèi)摩擦力=切向力

21、=粘性。13.   粘性是流體在運動過程中出現(xiàn)阻力，產(chǎn)生機(jī)械性能損失的根源。是流體阻抗剪切變形速度的特性。14.   質(zhì)量力是作用所取流體體積內(nèi)每個質(zhì)點上的力，因力的大小與流體的質(zhì)量成正比，故稱質(zhì)量力。（單位m/s2）15.   流速在流層法線方向的變化率，稱為速度梯度。16.   速度du/dy實際為流體微團(tuán)的剪切變形速度。17.   u是比例系數(shù)，稱為動力粘度。簡稱粘度，（單位是Pa.s  /s）。（數(shù)值查表）18.   壓縮性是流體受壓，分子間距離減小，體積縮

22、小的性質(zhì)。膨脹性事流體受熱，分子間距離增大，體積膨脹的性質(zhì)。19.   水的粘度隨著溫度升高而減小，氣體則相反。20.   增加一個大氣壓，則乘以二個大氣壓。水密度則變成1/20000. 第二章1.靜止流體性質(zhì)1.應(yīng)力方向沿作用面的內(nèi)法線方向。2.靜壓強(qiáng)的大小與作用面方位無關(guān)。2.在靜止流體中，各點單位質(zhì)量流體所受表面力與質(zhì)量力相平衡。3.等壓面流體中壓強(qiáng)相等的空間點構(gòu)成的面（平面或曲面）稱為等壓面。等壓面的一個重要性質(zhì)，等壓面與質(zhì)量力正交。4.絕對壓強(qiáng)是以沒有氣體分子存在的完全真空為基準(zhǔn)起算的壓強(qiáng)，以符號Pabs表示，相對壓強(qiáng)是以當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?/p>

23、基準(zhǔn)起算的壓強(qiáng)，以符號 p表示。Pa則是一個當(dāng)?shù)卮髿鈮?。P=Pabs-Pa5.真空度（Pv）=-P，是當(dāng)?shù)卮髿鈮篜a減去絕對大氣壓Pabs。6.壓力表讀出來的都是當(dāng)?shù)貕簭?qiáng)。7.壓強(qiáng)大小=受力面的壓強(qiáng)*受力面的面積。第三章1.恒定流，非恒定流以時間為標(biāo)準(zhǔn)，若個空間點上的運動參數(shù)（速度、壓強(qiáng)、密度）都不隨時間變化，這樣的流動時恒定流，反之非恒定流。2.流線流線是表示某時刻流動方向的曲線，曲線上各點的速度矢量都與該曲線相切。3.流線是表示某時刻流動方向的瞬時線，而在恒定流中，因各空間點上的速度矢量不隨時間變化，則流線的形狀和位置不隨時間變化； 在一般情況下流線不相交，流線不能使折線，是光滑的曲線或直

24、線，在零點可能相交，通常稱為駐點，速度無窮大的點，通常稱為奇點以及流線相切點。4.流體質(zhì)點在一段時間內(nèi)的運動軌跡叫跡線。流場速度方向不隨時間變化，只是速度大小隨時間變化，這是流線和跡線仍相重合。5.水?dāng)嗝嬖诹魇献鞒龅呐c所有流線正交的橫斷面是過流斷面。6.元流過流斷面無限小的流束，幾何特征與流線相同。7.總流過流斷面為有限大小的流束。8.流量單位時間通過流束某一過流斷面的流體量稱為該斷面的流量。9.動壓強(qiáng)因為流體無粘性，運動時內(nèi)部流層間不出現(xiàn)剪應(yīng)力，只有壓應(yīng)力，既動壓強(qiáng)。動壓強(qiáng)的大小與作用面的方位無關(guān)。10.均勻流速度方向平行，速度分布大小相同。11.動量質(zhì)量與速度的乘積（MV）是運動強(qiáng)度的度

25、量。動量是矢量，與速度方向無關(guān)。12.作用在控制體內(nèi)流體上的外力等于單位時間控制體流出動量與流入動量之差，即凈流出的動量。13.總流量方程應(yīng)用條件恒定流動，過流斷面為漸變流斷面，不可壓縮流體。                                  

26、                          第四章1. 說頭損失 總流單位重量流體平均的機(jī)械能損失稱為水頭損失。2. 沿程阻力 在邊界沿程無變化（邊壁形狀，尺寸，流動方向均無變化）的均勻流段上，產(chǎn)生的流動阻力稱為沿程阻力或摩擦阻力。3. 局部水頭損失在邊界沿程急劇變化，流速分布發(fā)生變化的局部區(qū)段上，集中產(chǎn)生的流動阻力稱為局部阻力。由局部阻力

27、引起的水頭損失稱為局部水頭損失。4.層流表明玻璃管內(nèi)的水，一層套一層呈層裝流動，各層質(zhì)點互補摻混，這種流態(tài)稱為層流。5.紊流表明此時質(zhì)點的運動軌跡極不規(guī)則，各層質(zhì)點相互摻混，這種流態(tài)稱為紊流。6.濕周過流斷面上流體與固體接觸的周界，稱為濕周。7.過流斷面上流速呈拋物線分布，是圓管層流的重要特征之一。8.動能修正系數(shù)即圓管層流的平均流速最大流速一半。9.紊流脈動壓強(qiáng)、濃度等量也隨時間無規(guī)則的變化，這種現(xiàn)象稱為紊流脈動。10.質(zhì)點摻混、紊流脈動式紊流的特征，也是研究紊流的出發(fā)點。11.粘性底層緊靠壁面存在一個粘性剪應(yīng)力起控制作用的薄層，這一薄層稱為粘性底層。12.第一區(qū)紊流區(qū)（RE函數(shù)有關(guān)）第二區(qū)

28、向紊流過渡區(qū)（RE函數(shù)）第三區(qū)紊流光滑區(qū)，圓管流層（RE函數(shù)）第四區(qū)紊流過渡區(qū)（RE有關(guān)，又與Ks/d相對粗燥度有關(guān)）第五區(qū)紊流粗糙區(qū)，水利粗燥，阻力平方區(qū)（只與粗燥度有關(guān)，與RE無關(guān)）13.均勻流動受到破壞流速的大小，方向或分布發(fā)生變化，由此集中產(chǎn)生的流動阻力是局部阻力，所引起的能量損失稱為局部水頭損失。造成局部水頭損失的部件和設(shè)備稱為局部阻礙。                                                              &#