全國(guó)2011年1月自學(xué)考試流體力學(xué)試題

2011年1月流體力學(xué)試題課程代一、單項(xiàng)選擇題（10220分 如題2圖所示，用U形水銀壓差計(jì)測(cè)量水管A、B兩點(diǎn)的壓強(qiáng)差，水銀面高差hp=10cm，pA-pB為( 實(shí)際液體的水力坡度J為 如題5圖所示，排水管的斷面平均流速v=2.0m/s，則管道出口的局部水頭損失為( 的邊坡系數(shù)m應(yīng)為( 棱柱形發(fā)生M2型水面曲線時(shí)，水流的特性為 寬頂堰的淹沒系數(shù)s隨淹沒程度hg／H的增大而( 下 D.準(zhǔn)二、填空題（10220分已知某流體的粘性切應(yīng)力為5.0N／m2，動(dòng)力粘度為0.1Pa·s，則其剪切變形速率 有關(guān) 19.根據(jù)堰的分類可知，堰頂厚度=0.8m，堰上水頭H=1.5m的堰屬 堰 之比三、題（本大題共5小題，每小題3分，共15分四、簡(jiǎn)單計(jì)算題(3515分如題26圖所示，用真空計(jì)B測(cè)得封閉液面上的真空度為0.98kPa，若敞口油箱的液面低于液面的高度H=1.5m，油柱高h(yuǎn)1=5.6m，水銀柱高h(yuǎn)2=0.2m，求油的密度。26某矩形斷面，粗糙系數(shù)n=0.025，通過流量Q=5.0m3／s，底寬b=4m，水深h=2m，有一普通完全井其半徑r0=0.36m，含水層厚度H=7m，巖土滲透系數(shù)k k五、計(jì)算題(31030分291／4AB，該部件的長(zhǎng)度l=1.0m，半徑R=0.4m，水深h=1.2m，試求作用在部件AB上的靜水總壓力，要求繪制水題303lQ=201/sHg=18m。吸l1，=8md1=150mml2=20md2=100mm。沿程摩阻系312011年1月自考流體力學(xué)參考答

《工程流體力學(xué)》綜1、根據(jù)內(nèi)摩擦定律，當(dāng)流體流動(dòng)時(shí)，流體內(nèi)部?jī)?nèi)摩擦力大小與該處的流速大小成正25（定常）6789D，d

D。41、某輸水安裝的利管流量計(jì)，當(dāng)其-水壓差計(jì)上讀數(shù)h4cm，通過的流量2L/s，分析當(dāng)水壓差計(jì)讀數(shù)h9cm，通過流量 ， 6、泵的揚(yáng)程H是 。。 123567、實(shí)際流體總流的方程表達(dá)式及其適用條件89、數(shù)的定義式及物理意義00.012m3/s，并引起射流的剩余部分偏轉(zhuǎn)一角度。已知射流速度為30m/s，總流量Q012、有泵管路如圖所示，流量Q240m3hourL15m1 部阻力系數(shù)為16L260m10.03210，管徑為0.25m（1）（2）兩個(gè)液面高差h224mH3R，不可壓縮流體作層流流動(dòng)，其半徑r處點(diǎn)流速為u均流速V 求證：r 224d0.5mh2mH2.5m。V2V5，h=3md=0.25m，1﹑2hw8.52g2γ

2O，求×√×√××××√×1、3

參考答2、 ，斯(m2/s3因次和諧的原理，п4過流斷面上各點(diǎn)的實(shí)際流速是不相同的，而平均流速在過流斷面上是相 a av5、z1

111h12222z26、單位重量液體所增加的機(jī)械能7、csuundAFlV V8、hfd2ghj9、T

，是指在溫度不變的條件下，隨著流速梯度的變化，μ值始終保持一常數(shù)1234

51.靜壓強(qiáng)的方向是垂直受壓面，并指向受壓面。2.任一點(diǎn)6、連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的內(nèi)容。---即認(rèn)為真實(shí)的流體和固體可以近似看作連續(xù)的，充滿全7、實(shí)際流體總流的 a av（z1

111h12222z28π，從而使變9、數(shù)的定義式及物理意義。---

Eu

V

13、噴射泵的工作原理。---噴射泵主要由噴嘴、吸入室和擴(kuò)散室等組成。工作流體14csuxundAFxcsuyundAFycsuzundAFz三個(gè)方程為

(ux

(uy

(uz

加摩擦和相互撞擊，使流體能量受到損失，液流中流速重新分布。(b)(c)在旋渦區(qū)中，又有質(zhì)點(diǎn)被主流所帶走，即有動(dòng)量交ReVL

2Fr2

富勞德數(shù)

Eu

V

19、流線的特性。---(1)在定常流動(dòng)時(shí)，因?yàn)榱鲌?chǎng)中各流體質(zhì)點(diǎn)的速度不隨時(shí)間變1、參見2、參見3、參 4a蓋,對(duì)于a蓋，其壓力體體積Vpa

(Hh d 2 d (2.51.0)0.5210.53 （左面水平的蓋為c蓋，對(duì)于c蓋，靜水壓力可分解成水平及鉛重兩個(gè)分水平方向分力

Hd29810 4

（方向←）鉛重方向分力

9810

0.53

（）5、解：列自由液面1-1和2－2斷面的方程 v 0hv2

得：v=1.49 4答：流量為0.073m3/

0.073m/ 性假想的粘性為零的（=0）用法描述速度場(chǎng)時(shí)的速度矢量線當(dāng)流場(chǎng)無旋時(shí)，存在稱為速度勢(shì)《工程流體力學(xué)》復(fù)習(xí)題及參考答一、1、雷諾數(shù)2、流 3、壓力體4、流體5、法6、拉格朗日7、濕周89101112、流 、無旋流、有旋流動(dòng).（）（）附面層分離只能發(fā)生在增壓區(qū)（）（）（）（）（）（）（）10.）11.相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的等壓面可以是斜面或曲面 ）12.）13.壁面靜壓力的壓力中心總是低于受壓壁面的形心 ）14.相鄰兩流線的函數(shù)值之差，是此兩流線間的單寬流量 ）15.附面層外的流體流動(dòng)時(shí)理想無旋流動(dòng) ）16.處于靜止或相對(duì)平衡液體的水平面是等壓面 ） 1、23和、。 5Q1Q2S1S2為S為，總阻抗S。6、流體紊流運(yùn)動(dòng)的特征 ，處理方法 7、流體在管道中流動(dòng)時(shí)，流動(dòng)阻力包 8流體微團(tuán)的基本運(yùn)動(dòng)形式有 10、穩(wěn)定流動(dòng)的流線與跡 211、理想流體伯努力方程zp2

常數(shù)中，其中zp稱 r 14、流體的主要力學(xué)性質(zhì) 15、畢托管是廣泛應(yīng)用于測(cè) 一種儀器 17、與。1819、理想氣體伯努力方程

u中，2

稱全壓 稱總壓20、紊流射流的動(dòng)力特征 21、流體的內(nèi)摩擦定律的表達(dá) ，u的單位 22、濃差或溫差射流的熱力特征 25 準(zhǔn)數(shù) 的相對(duì)比值26 數(shù)M反映了慣性力 相對(duì)比值27、流體流動(dòng)的狀態(tài)分 1、按連續(xù)介質(zhì)的概念，流體質(zhì)點(diǎn)是 A、流體的分子B、流體內(nèi)的固體顆粒CD、幾何尺寸同流動(dòng)空間相比是極小量，又分子的微元2、一下哪種流體為非流 A、空氣B、清水C、血液D3、絕對(duì)壓強(qiáng)Pabs、相對(duì)壓強(qiáng)p、真空值pv、當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)pa之間的關(guān)系 A、Pabs=p+p B、p=Pabs+p

C、pvpaP4、圓管層流過流斷面的流速分布 A、均勻分布B、對(duì)數(shù)曲線分布C、二次拋物線分布 6、圓管紊流粗糙區(qū)的沿程摩阻系數(shù) A、與雷諾數(shù)Re有 B、與管壁相對(duì)粗糙度有dC、與Re和有 D、與和管長(zhǎng)l有d7、速度V、長(zhǎng)度l、時(shí)間t的無量綱組合 A、 B

C

D A、減小B、不變C9、在圓管流動(dòng)中，層流的斷面速度分布符 A、均勻規(guī)律B、直線變化規(guī)律C、拋物線變化規(guī)律D、對(duì)數(shù)曲線規(guī)律 A、能相交也能相 B、僅能相交不能相 11、速度v，密度，壓強(qiáng)p的無量綱集合是 Av

Bp

Cp

D、12、雷諾數(shù)代表的 之比A、慣性力與壓 B、慣性力與重C、慣性力與表面張 D、慣性力與粘性 A、 B、 C、 D、 14、一維流動(dòng)中“截面積大處速度小，截面積小處速度大”成立的條件 A、理想流體B、粘性流體 A、絕對(duì)壓 B、相對(duì)壓C、絕對(duì)壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿?D、相對(duì)壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿?6靜水中斜置平面壁的形心淹沒深hc與壓力中心淹沒深hD的關(guān)系 A、大 B、小 C、等 D、無規(guī)17、某風(fēng)管的斷面尺寸為300mm200mm，則該風(fēng)管的當(dāng)量直徑 A、

B、

C、

D、18、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) A

1

B

C

D

19、下列流體哪個(gè)屬于流 123、附面層意義456、運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)r7、流體動(dòng)力粘滯系數(shù)u82 方程zpu 2

10、水力計(jì)算遵循的原則是什么11、水擊（水錘）12、管嘴出生真空的原因和條件是什么13141517y18N-SyX1

2 x

2u

x

1400mm200mm/s，15.0×108m2/s，40cm，水在管中流量Q為0.4m3/s，求管嘴對(duì)水流的作用力QQ 3ux2-y2，u

4uxt2，uyt2t=1 （1,1）5、一車間用直徑為0.5m的風(fēng)口送風(fēng)，風(fēng)口風(fēng)速為6.0m/s，如長(zhǎng)度比例常數(shù)4，確定實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ惋L(fēng)口風(fēng)速。若在模型內(nèi)測(cè)得某點(diǎn)氣流速度為3.0m則車間相應(yīng)點(diǎn)的速度為多少？（已知空氣的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)為 m26、對(duì)某一橋墩采用模型比例為

1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。已知模型中水流速度為7、在水平放置的管線中接彎管，直徑從600mm逐漸減小到300mm，水流方向偏轉(zhuǎn)600如圖所示在直徑較大一端壓強(qiáng)為172kN/m2,求作用于彎管上876L/s 8、一弧形AB，寬4m，圓心角為450，半徑為

ACOh 的 ACOhB9、如下圖所示，一側(cè)面開孔并接有一直徑為50mm的短管，形成管嘴出流，已知作用水頭H=5m，管嘴出流流量系數(shù)u=0.82，試問：①管嘴出流流量Q；②靠近一側(cè)管嘴內(nèi)壁形成真空的原因是什么？③合適的管嘴QQ10、如圖所示，一水平射流沖擊光滑平板，流量為Q0,密度，直徑為d0①平板所受的沖擊力。②流 Q2 yXRyXR11、如下圖所示 側(cè)壁接出一根由兩段不同管徑所組成的管道，已d1200mm，d2

，兩管短長(zhǎng)均為L(zhǎng)=50m，H10m，沿程阻力系數(shù)0.01,A0.3,B0.2 一、。4流體把在作剪切運(yùn)動(dòng)時(shí)滿足內(nèi)摩擦定律的流體稱為流體5、法：研究流體力學(xué)的法，是指通過描述物理量在空間的分布71213151618、音速：音速即聲速，它是弱擾動(dòng)波在介質(zhì)中的速度1920211、錯(cuò)誤2、正 3、正 4、錯(cuò)誤5、錯(cuò)誤6、正確7、正8、正確9、正 10、正確11、正確12、正確13、正確14、正15、正確161718、錯(cuò)誤1、9.8072、法；日法34S5、Q=Q1+Q2;1 S678910111213141516171819p

u2

u；221、udu；pas 251- 6- 11- 16-2、①層流區(qū)②臨界過渡區(qū)③紊流光滑區(qū)④紊流過度區(qū)⑤紊流粗糙區(qū)粘性有旋流動(dòng)流體能量方程或N-S6、流體運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)r表征單位速度梯度作用下的切應(yīng)力對(duì)單位體積質(zhì)量7、流體動(dòng)力粘滯系數(shù)u表征單位速度梯度作用下的切應(yīng)力，反映了粘滯的89、Z：2 u2用水頭H0極限值為9.3m16（17（略18、X：1

x

y

z

duxRA

42(0.2

1de4R40.067Redev0.2671.52.67104 15.02Qv1Q1

13.14

40

QAv2QA2

13.14

10

51.0m 以軸線為基準(zhǔn)面，列1-2斷面 方

v v2011022，此時(shí)p

51.02p（219.8

/m 2設(shè)噴嘴對(duì)水流的作用力為F，沿水流方向列動(dòng)量方程，并取1p1A1FQ（v2Fp1A1Q（v21295.413.14（40210000.451.04162.7

3

(x2y2）u

duxdxuyx2dxdxyx33

4dxux u xt

ytt=1

dxx

y流線通過（1,1）1×1+1-1+c=0：c=-1c=-1xy+y-x-1=0（x+1（y-5 0.5 原型雷諾數(shù)為 （50000Vm

3.0m/sVn=v=3.0×0.955=2.87m/s n2， n2，

mn

ln,nvn

pmmvm

v 由準(zhǔn)數(shù)相等推理得：nnvl2vl v

vm

0.763.04m1 v v 1由準(zhǔn)數(shù)相等推理得： n nnvlvl

m mll23由 ll23N Nll

ll

ln n n所m7 P1=P2=172kN/mFx,FyFxp1A1P2A2X713.14 1=0-=-F2F2F 方向?yàn)?/p>

1d2u1d

1 2解得：u1 u212.4m忽略阻力，應(yīng) 方程，列1-1,2-2斷面的方程 u u112 帶入數(shù)據(jù)解得：P2/r=10.2H2O=10.2×9.8=100Kn/mX方向pApAcos600Fx

1 2 帶入數(shù)據(jù)得同理：yFyPAsina600

2 代入數(shù)據(jù)解得F2F2F 方向?yàn)閔rsin450 8oc

Frb(13.14r21hh)9.84(1

9、Q

F20.823.141(50

0.0161m3 210210③L=（3—4）D=(3—4)×50=1