2024年10月自考02160流體力學(xué)試題及答案含評分參考

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年月高等教育自學(xué)考試全國統(tǒng)一命題考試

202410

流體力學(xué)試題答案及評分參考

課程代碼

(02160)

一、單項選擇題:本大題共10小題,每小題2分,共20分。

1.D2.A3.B4.A5.C

6.B7.D8.B9.A10.C

二、填空題:本大題共10小題,每小題2分,共20分。

黏性帕斯卡原理

11.12.13.0.75m/s

紊流過渡區(qū)黏性底層增壓波

14.15.16.

正常水深堰的相對高度裘皮依

17.18.19.

弗勞德數(shù)

20.

三、名詞解釋題:本大題共5小題,每小題3分,共15分。

速度場隨時間變化而引起的加速度

21.。

某點在基準面以上的高度與測壓管高度之和

22.。

在滿流前無壓管道的輸水性能達到最大相應(yīng)的充滿度為水力最優(yōu)充滿度

23.,,。

在地表下面潛水含水層中開鑿的井底直達不透水層的井

24.、。

可以由基本量綱導(dǎo)出的量綱

25.。

四、簡答題:本大題共3小題,每小題5分,共15分。

應(yīng)用條件無黏性流體恒定流動質(zhì)量力只有重力沿元流流線不可壓

26.:①;②;③;④();⑤

縮流體分

。(3)

物理意義無黏性流體恒定流動沿元流流線單位重力作用下流體的機械能守恒

:,()。

分

(2)

在漸擴管內(nèi)沿程減速增壓緊靠壁面的低速流層因受反向壓強差的作用速度不斷減

27.,,,,

小至零主流遂與邊壁脫離并形成旋渦區(qū)分

,,。(2)

旋渦區(qū)內(nèi)質(zhì)點旋渦運動集中耗能同時旋渦運動的質(zhì)點不斷被主流帶向下游加劇下游

,,

一定范圍內(nèi)主流的紊動從而加大能量損失分

,。(3)

主流脫離邊壁旋渦區(qū)的形成是造成局部水頭損失的主要原因答出這點即可得分

(,。)

bh

.斷面平均流速vCRiR0.分

28=,=bh=0323m,(1)

+20

/.

C1R16.05/分

=n=5522ms(1)

因此vCRi.分

,==077m/s(1),

v

Fr.分

=gh=029<1(1),

0

流動為緩流分

。(1)

流體力學(xué)試題答案及評分參考

1(2)

五、計算題:本大題共3小題,每小題10分,共30分。

.解水平分力為PρghA...分

29:x=cx=1000×98×15×2×1=294kN(3)

2

垂直分力為PρgV.π×1.分

z==1000×98×(2×1×2-2×)=2381kN(3)

4

合力為PP2P2.分

=x+z=3783kN(2)

Pz

力與x軸的夾角為θ.°分

=arctanPx=390(2)

.解選取彎管壁面和進出口截面內(nèi)的體積為控制體建立坐標系由連續(xù)性方程得到

30:、,。

出口處的平均流速

vyvx(A/A).(./.)2分

2=112=25×0150075=10m/s(2)

設(shè)彎管作用在控制體內(nèi)流體上的水平力為F其在xy軸上的投影為FF同樣

,、x、y;,

這里壓強可用計示壓強故由動量方程得

,

ρvxπd2(vx)FxPπd2分

1×10-1=+1×1(1)

44

ρvyπd2(vy)FyPπd2分

2×22-0=-2×2(1)

44

Fxπd2(Pρv2x)π.2(.4.2).分

=-11+1=-×015×686×10+1000×25=-132271N(2)

44

Fyπd2(Pρv2y)π.2(.42).分

=22+2=×0075×217×10+1000×10=53765N(2)

44

FF2F22.2.分

=x+y=1323+5377=142781N(2)

.解水力最優(yōu)寬深比為

31:

b

(m2m)(.2.).分

h=21+-=2×1+15-15=0606(2)

b.h

=0606

A(bmh)h(.h.h)h.h2分

=+=0606+15=2106(2)

/

水力最優(yōu)斷面的水力半徑R/h將ARC1R16代入基本公式

=12,、、=n

A///

qACRiR23i12.h83分

v==n=1187(2)

/

解得h(q/.)38.