歷年考試試卷流體力學(xué)a

1、華技大學(xué)流體力學(xué)（I）試卷（A 卷）（閉卷）2008 年 11 月 5 日 學(xué)院：班級(jí):學(xué)號(hào)： 一. 基礎(chǔ)選答題 （20 分）（每小題 2 分，只有一個(gè)最佳）1.一般情況下，溫度升高，流體的粘度增加，這種流體是（ A ）。A. 氣體B. 液體C. 不確定粘性流體沿平面固壁做層流運(yùn)動(dòng)， m = 1.510-3 Pa s ，壁面附近速度為：2.u ( y ) = 6 y3 + 3y2 + 2 y +10 (m/s) ，壁面上( y = 0 (m)的切應(yīng)力為（C ）N/m2 。A. -13.6B. 2.5510 1C. 3.0 10-33.流體運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性方程表示流體在運(yùn)動(dòng)中（ A ）守恒。A. 質(zhì)

2、量B. 動(dòng)量C. 能量4.研究管道水流所發(fā)生水擊現(xiàn)象時(shí)需要考慮水的（ A ）。A.B. 傳熱性C. 粘性壓縮性5.圓管中圓管平均A. 2 倍，小圓管連接大圓管。大圓管半徑是小圓管半徑的 2 倍，大速度是小圓管的（ B ）。B. 1/4 倍C. 1/2 倍6.管道水流的雷諾數(shù)表示流體中的（ A ）。A.慣性力與粘性力之比B.粘性力與慣性力之比C.粘性力與重力之比1題號(hào)（滿分）一(20)二(8)三(10)四(14)五(10)六(14)七(12)八(12)總分（100）評(píng)分7.粘性流體的湍流應(yīng)力是由于（ B ）。A. 流體粘性太小B. 流體質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量交換C. 流體速度太高8.小擾動(dòng)在氣流中A. 增加

3、，氣體的熵（ B ）。B. 不變C. 減少9.超聲速氣流經(jīng)過(guò)擴(kuò)散管道時(shí)，它的溫度（ C ）。A. 升高B. 不變C. 降低10.管道水流狀態(tài)在湍流粗糙區(qū)域，能量沿程損失系數(shù)與（ C ）有關(guān)。A. 雷諾數(shù)B. 雷諾數(shù)和管壁粗糙度C. 管壁粗糙度，面積 A = 2 2 m2 、質(zhì)量二.（8 分）dMM = 200 Kg 的平板沿長(zhǎng)斜面向下滑動(dòng)，斜面與水平面之間夾角 q = 30 ， 板與斜面之間為厚度d = 0.05 mm 的 油 膜 ， 其 動(dòng) 力 粘 度 為V0qm = 2 10-3 Pa s 。試求板下滑的極限速度V 。0解：當(dāng)板重力沿斜面方向分力與粘性摩擦力相平衡時(shí)，板下滑的速度達(dá)到極限值

4、V0 。t = m V0此時(shí)切應(yīng)力為dMg sinq = t A = m AV0板的力平衡為d由此解出Mgd sinq200 9.806 510-5 sin 30V0 = 6.125 (m/s)m A210-3 42，在一直徑d = 300 mm 、三（10 分高 H = 500 mm 的敞口圓柱形容器中注水至高度h = 300 mm ，容器繞垂直軸旋轉(zhuǎn)。求水液面剛好達(dá)到容器邊緣（此時(shí)圖中虛線所示）時(shí)的轉(zhuǎn)數(shù)n 。面如解：由于容器旋轉(zhuǎn)前后水的體積不變（亦即容器中空氣的體積不變），設(shè)最低點(diǎn)距容器上緣高度為 L，于是有：面p d 2 L = p d 2( H - h1 )424L = 2( H -

5、h1 ) = 400 (mm) = 0.4 (m)對(duì)于容器邊緣上的點(diǎn)r = d = 0.15 (m) ， z = L = 0.4 (m)s2表面方程 zs =w2r2解出2g2 9.806 0.42gzsw = 18.67 (rad/s)r20.152n = 60w = 6018.67 = 178.3 (r/min)2p2p3四（14 分），利用文丘里管的喉部負(fù)壓抽吸基坑中的積水。已知 d1 = 50 mm ， d2 = 100 mm， h = 2 m ，管出口通大氣。不計(jì)水頭損失，試計(jì)算能抽出基坑中積水的管道最小流量。解：要抽出基坑中的積水，則喉部的相對(duì)壓強(qiáng)：p = p - r gh = 0

6、 -1000 9.806 2 = -19.16103 (Pa) = -19.61 (KPa)1a方程，取a1 = a2 = 1.0不計(jì)損失（用相對(duì)壓強(qiáng)），有在 1-1 及 2-2 斷面列V 2V 2p 1 - 2 = - 1 2g2gr g又由連續(xù)性方程： Q = V1 A1 = V2 A222 dA0.1V = V 2 = V 2 =V = 4V 0.05 12222Ad 1 1將上式代入方程，有-19.6116V 2V 2p 2 - 2 = - 1 = -= 22g2gr g9.806解出速度4 9.8064g15V = 1.62 (m/s)215計(jì)算能抽出基坑中積水的管道最小流量pV =

7、 p 0.12 1.62 = 0.0127 (m3/s) = 12.7 (l/s)Q = V A =d22 22 2444五（10 分）一直徑d = 2 cm 的圓截面水射流，以V = 5 m/s 的速度水平?jīng)_擊上端裝有鉸鏈的平板，平板重心與鉸心的距離h1 = 10 cm ，射流中心與板重心的距離h2 = 5 cm 。試計(jì)算要使板保持不旋轉(zhuǎn)而需要在板重心點(diǎn)所施加的外力 P。PV解：設(shè)水流與板之間的作用力為 F ，由動(dòng)量方程-F = 0 - rQV計(jì)算得到p d 2p 410-4F = rV 2= 1000 52 = 7.854 (N)44由力矩平衡Ph1 = F (h1 + h2 )得到需要在

8、板重心處所施加的外力P = h1 + h2F = 1.5 7.845 = 11.78 (N)h15h1h2六(14 分)用三支測(cè)壓管測(cè)量管道水流的壓強(qiáng) ， 已 知 測(cè) 壓 管 的 水 柱 高 度 分 別 為h1 = 520 mm， h2 =180 mm ， h3 = 100 mm ， 相鄰測(cè)壓管之間的距離 L = 4 m ，管直徑 d = 0.08 m ，管流量Q = 610-3 m3/s 。求管流的沿程損失系數(shù) l 及閥門的局部損失系數(shù) z 。解：平均速度4Q4 610-3V = 1.194 (m/s)p d 2p 0.082由方程得L V 2V 2h1 - h2 = l d+ V2g2gL

9、V 2h2 - h3 = l d2g由第二式解出- h ) = 2 0.089.806 (0.18 - 0.1) = 0.0222dg (hl =23LV 241.1942把第二式代入第一式，并解出V = 2g h1 - 2h2 + h3 = 2 9.806 0.52 - 2 0.18 + 0.1 = 3.577V 21.19426七（12 分）潛水泵將深井送至密閉大，水箱內(nèi)液面相對(duì)（表）壓強(qiáng) p = 4105 Pa 。已知：流量0Q = 4.410-4 m3/s ，管道直徑 d = 25 mm ，水管全長(zhǎng)l = 100 m ，深井與液面高度差h = 30 m，管道沿程損失系數(shù)l = 0.02

10、 ，泵效率h = 0.8 。不計(jì)局部損失，試計(jì)算潛水泵功率 N 。解：水管中速度4Q4 4.410-4V = 0.896 (m/s)p d 2p 0.0252所需水頭plV 2E = h + l0r gd 2g41051000.8962= 30 + 0.021000 9.8060.0252 9.806= 74.07 (m)水泵功率r gQEh1000 9.806 4.410-4 74.07N = 399 (W)0.87，測(cè)得某截面壓強(qiáng) p = 5105 Pa ，八（12 分）空氣在收縮管道中做等熵1溫度T = 300 K ，Ma = 0.6 ，截面面積 A = 12 cm2 。管出口外面的環(huán)境111壓強(qiáng)為 p = 2.8105 Pa ，試求收縮噴管出口截面上的Ma 及噴管的質(zhì)量b流量Qm 。2g -1 21.4 -1解： T = T 1+Ma= 300 1+2 0.6= 321.6 (K)201 1 2g 321.6 3 5 Tg -1p = p= 5105 = 6.38105 (Pa) 0 01T300 1 gg -13 5p2p2.82 b = 0.4389 * = = = 0.5283p0 g