工程流体力学试题.docx

1、工程流体力学试题、选择题：从给出的四个选项中选择出一个正确的选项（本大题60分，每小题3分）1、温度的升高时液体粘度（ ）。Pas。4、1mmH 2O 等于（）5、压强与液标高度的关系是流。8、连续性方程是（ ）定律在流体力学中的数学表达式。A、动量守恒 B、牛顿摩擦 C、能量守恒 D、质量守恒。9、平均流速是过留断面上各点速度的（ ）。A、最大值的一半 B、面积平均值 C、统计平均值 D、体积平均值10、泵加给单位重量液体的机械能称为泵的（ ）。A、功率 B、排量； C、扬程 D、效率11、水力坡度是指单位管长上（ ）的降低值。A、总水头 B、总能量 C、轴线位置 D、测压管水头12、总水头

2、线与测压管水头线间的铅直高差反映的是（ ）的大小。A、压力的头 B、位置水头 C、流速水头 D、位置水头。13、雷诺数Re反映的是流体流动过程中（ ）之比。A、惯性力与粘性力 B、粘性力与惯性力C、重力与惯性力 D、惯性力与重力14、直径为d的圆形截面管道的水力半径为（ ）A、2d B、d C、d/2 ; D、d/4。15、过流断面的水力要素不包括（ ）。A、断面面积 B、断面湿周 C、管壁粗糙度 D、速度梯度16、圆管层流中的速度剖面是（ ）。A、双曲线 B、抛物线 C、等值线 D、三角形17、局部水头损失和流速水头很小，计算中可以忽略的压力管路称为 （）。A、长管 B、短管 C、有压管 D

3、、多相管18、并联管路的水力特点是（ ）。A、2Qi=0 , hf= 2hfi B、Q= 2Qi, hfj= hfiC、SQi=0 , Shfi=0 D、Q= 2Qi, hf=2hfi；19、无旋流动是指（）的流动。A、流体质旋转角速度为 0 B、速度的旋度为 0C、流体质的点运动轨迹为直线 D、流体微团运动轨迹为直线20、层流区水头损失公式hf= 42 mumUD5-m中的系数 侨口 m分别为（）。A、0.0246 和 1 B、4.15 和 1 C、0.0246 和 0.25 D、0.0826 入 和 0.25。二、利用下图推导欧拉平衡微分方程 f工p 0,再由此推导出流体静力学基本方程。

4、（本大题20分）、图示的油罐装有相对密度为 0.7的汽油，为测定油面高度，利用连通器原理，把U形管装上相对密度为1.26的甘油，一端接通油罐顶部空间，一端接压气管。同时，压气管的另一支引入油罐底以上的 0.4m 处，压气后，当液面有气逸出时 U形管油面高度差h=0.7m ,试计算油罐的油深H = ?（本大题20分）四、为了在直径D=160mm 的管线上自动掺入另一种油品，安装了如图所示的装置：自锥管喉道处引出一个小支管通入油池。若压力表读数为2.3 x 15Pa,吼道直径为40mm ,主管道的流量为30 L/s ,油品的相对密度为0.9。欲掺入的油品的相对密度为0.8 ,油池油面距喉道高度为

5、1.5m ,如果掺入油量约为原输量的10%左右，B管水头损失设为0.5m，试确定B管的管径。（本大题20分）五、试由牛顿相似准则Ne= 高 建立粘性力相识准则，并说明粘 d v性力相似准数的含义（本大题10分）六、往车间送水的输水管路由两管段串联而成，第一管段的管径为150mm ,长度为800m ,第二管段的直径为125mm ,长度为600m ,设压力水塔具有的水头H=20m ,局部阻力忽略不计，求流量 Q,并绘制水头线。（入1=0. , M=0.027 ,本大题10分）HLld1 1 L2d2 2 ,1二一,一 一 1题7-4图七、儒科夫斯基疑题：给人感觉图中的圆柱体会在浮力的作用下会绕其转

6、轴一一图中圆柱中心出的黑点转动起来， 由此便可以一、选择题：从给出的四个选项中选择出一个正确的选项（本大题60分，每小题3分）1、压力的升高时液体的粘度（ ）。A、不变 B、减小 C、变化不大 D、增大2、密度为1000kg/m 3,动力粘度为10 3 Pas的流体的运动粘度为（） m 2/s。A、10 2 B、10 4 C、10 6 D、10 83、做铅直等加速度运动容器中液体的等压面是（ ）簇。A、水平面 B、垂直面 C、斜面 D、曲面4、1mmH g等于（）。A、133280Pa B、13328Pa C、1332.8Pa D、133.28Pa5、压力水头的计算公式为（ ）。A、h=p/g

7、 B、p=pg C、h = p/pg D、h=p/p6、流体静力学基本方程式 z+p/ p g=C中，p/ p则几何意义是（ ）A、位置水头 B、压力水头 C、总水头 D、速度水头7、根据液流中运动参数是否随（ ）变化，可以把液流分为稳定流和非稳定流。8、理想流体伯努利方程是（ ）定律在流体力学中的数学表达式。A、动量守恒 B、牛顿第一 C、质量守恒 D、能量守恒9、由连续性divu=0可以判断出流动为（）流动A、稳定 B、可压缩 C、不可压缩 D、均匀10、泵的排量是指单位时间流过泵的流体所具有的（ ）。A、质量 B、机械能 C、体积 D、重量11、水头损失是指单位重量液体在流动过程中所损失

8、的（ ）A、势能 B、热能 C、压能 D、机械能12、测压管水头线与位置水头线的铅直高差反映的是（ ）的大小。A、压力水头 B、位置水头 C、流速水头 D、总水头。13、弗劳德Fr反映的是流体流动过程中（ ）之比。A、惯性力与粘性力 B、粘性力与惯性力C、重力与惯性力 D、惯性力与重力14、边长为a的形截面管道的水力半径为（ ）A、2a B、a C、a/2 ； D、a/4。15、过流断面的水力要素包括了以下四项中的（ ）项。A、速度梯度 B、速度分布 C、温度 D、管壁粗糙度16、圆管流动中的粘性应力与半径呈（ ）关系。A、线性 B、正比仞C、二次方； D、无；17、局部水头损失或流速水头较大

9、，不可忽略的压力管路称为（ ）。A、长管 B、短管 C、有压管 D、多相管18、串联管路的水力特点是（ ）。A、Qi= Qj, hf= 2hfi B、Q= 2Qi, hfj=hfiC、SQi=0 , 2hfi=0 D、Q= 2Qi, hf=2hfi；19、有旋流动是指（）的流动。A、流体质旋转角速度不为 0 B、速度的旋度不为 0C、流体质点运动轨迹为曲线 D、流体微团运动轨迹为曲线20、水利光滑区水头损失公式 hf二42 m JmL/D5-m中的系数B和m分别为（）。A、0.0246 和 1 B、4.15 和 1 C、0.0246 和 0.25 D、0.0826 入和 0.25。 2二、利用

10、下图推导包达公式hj （v-,再计算图中管道锐缘出2g口处的局部阻力系数。（本大题20分）2图1突扩管示意图图2管道锐缘出口示意图三、图示的油罐装相对密度为 0.8的油品，装置如图2 11所示的U形测压管。求油面的高度 H=?及液面压力p0=?。（本大题20分）油H1.6m四、由断面为0.2m 2和0.1 m 2的两根管子组成的水平输水管系从水箱流入大气中，假设不考虑局部水头损失，第一段的水头损失为流速水头的4倍，第二段为3倍。（a）求断面流速V1及V2； （b）绘制水头线；（c）求进口 A点的压力（本大题20分）。H=4mI 3 2f A1=0.2m A2=0.1m2A | vi V2五、试

11、由牛顿相似准则Ne= T2建立重力相识准则，并说明重力 d v相似准数的含义（本大题10分）六、有一中等直径钢管并联管路，流过的总水量为 0.08m 31s ,钢管 的直径 di=150mm , d2=200mm ,长度 li=500m ,l2=800m 。试并联管中的流量Qi、Q2及A、B两点间的水头损失（设并联管路沿程阻力系数均为 人=0.039。本大题10分）。Q2L2d2题7-5图七、试结合图中给出的机翼周边的流谱解释机翼为什么能够获得升力（本大题10分）机翼周边的流谱A卷答案、选择题:二、解：在静止流体中任取出图示 的微元正六面体。首先，我们 分析作用在这个微元六面体流 体上的力在x

12、方向上的分量。 微元体以外的流体作用于其上 的表面力均与作用面相垂直。 因此，只有与x方向相垂直的 前后两个面上的总压力在x轴 上的分量不为零。设六面体中 心点A处的静压力为p(x, y,z),则作用在A1和A2点的压力可以表示为_P dx ox 2 所以作用在A1和A2点所在面上的总压力分别为1 p 1 p(p dx)dydz、( p Ldx)dydz o2 x 2 x微元体流体所受质量力在x方向的分力为Xp dxdydz,由于流 体处于平衡状态，则1p 1 p(p dx)dydz ( p+ dx)dydz + X pdxdydz = 0。2x 2 x用p dxdydz除上式，简化后得X -

13、 = 0 ,同理，在y、z方向, p x可得Y 1_p=0和Z 1_p = 0 ,其矢量形式可写为p y p z,1f p 0这便是流体平衡微分方程式。质量力仅有重力时，单位质量流体 所受到的质量力可表示为 X=Y=0; Z= g,将其代入上式可得dp = pgdz 或 d(p+ fgz) = 0积分可得p + pgz= c两端同除以pg则有pz+ = cpg这便是流体静力学基本方程。三、解:选取U形管中甘油最低液面为等压面，由气体各点压力相等,h0.41.26 0.7 0.4 1.66 m0.7四、解:列1-1和2-2断面的伯努利方程，则2 20也1 0 E至ig 2g 田 2gD2QV2

14、23.885m/s1 2d42 2V1 V2 P2 p1 - 1 25718.9Pa列4-4自由液面和3-3断面的伯努利方程，以4-4自由液面 为基准面，则2P3 V30 0 0 H - - hw432g 2g其中 p3 p2、v3-yQ-,代入上式，得dB 0.028m1 24 dB五、解:当作用在流体上的合外力中粘性力起主导作用时，则有 F=T=A a duldy ,牛顿数可表示为引入雷诺数Re= plv/ 则牛顿数相等这一相似准则就转化为Rep Rem由此可见，粘性力相似准数就是雷诺数，粘性力相似准则就是原型与模型的雷诺数相等。对于圆管的流动，可取管径 d作为特征尺度，这时的雷诺数可表示

15、为cvd vd Re = = 一a u雷诺数的物理含义是惯性力与粘性力的比值。六、解：列自由液面和出口断面的伯努利方程Q2Li Q2L2H 0.0826 i51 0.0826 251di5 d5则流量 - 3Q 0.0155 m /s位置水头线七、答：由于流体静压力的特性一可知，流体静压力的作用方向永远沿着作用面的法线方向，所以流体对圆柱体表面的作用力的方向也永远垂直于作用面，所以圆柱体表面上的压力的作用线必然要通过圆柱体的轴线，这些力对 O点的力矩为零。因此，圆柱体并不会绕。点转动，也就不能由此制造出永动机来。、选择题:15、D16、 B 17、 A 18、 B 19、 B 20、 B二、解

16、：在图中取管道壁、漩涡区起始端和末端断面围成空间为控制体，在1、2两个断面间应用伯努利方程，有2 2P1 v1 P2 v2z1 % z2 牝 hw1 2。g 2g g 2g因两断面间的距离很短，忽略沿程阻力，取 如=如=0 ,则2 2hjP1 P2 必 V2g 2g再对控制体应用动量方程：忽略控制体侧面上的摩擦力后控制突扩管局部阻力体的流体在流动方向上所受的合力为F A2（Pl P2） 0则动量方程为A2（P1 P2） Q（V2 V1）,两端同时除以p gA得将其代入式（1）可得:整理后可得即包达公式。它表明圆管液流突然扩大的局部水头损失等于损失 流速（V1-V2）折算成的水头。由连续性方程可

17、得AV2 Vi A2则包达公式可以写成所以管道锐缘出口处的局部阻力系数为 91三、解：A点的压力可用自由液面的压力 po及罐外两个液柱的压力来表示，即Po + ftgH + 0.4 pwg = Pa = Po + 1.6 即g可得H =1.2 pw/ o =1.5m o为了计算液面压力po取BB为等压面，B点的压力可表示为Po+(1.6+ 0.3+0.5) Mg= PB= 0.5 爆g所以，P0=0.5 底 g 2.4 即g= 43120Pa。四、解：列自由液面和管子出口断面的伯努利方程,2 2/ Vl Q V24 32g 2g由 Avi A2V2 得v2 3.96m/s、v1 1.98m/s

18、细管断中点的压力为：2g 3 V） 1.2 9.8 103 11.76kPa粗管断中点的压力为：22 vl 3 _（2v2 一） 33.32 10 33.32kPa2五、解：当作用在流体上的合外力中重力起主导作用时，则有F=G= p gV p显 则牛顿数可表示为引入弗劳德数Fr= v/ gl,则牛顿数相等这一相似准则就转化为Frp Frm由此可见，重力相似准数就是弗劳德数，重力相似准则就是原型 与模型的弗劳德数相等。Fr的物理含义是惯性力与重力的比值。六、解：由并联管路的特点hfi = hf2,有一 2 一 2Q Li Q L2dT -dT又有Qi Q2 Q联立上两式，代入已知数据可解得A、B两点间的水头损失_ 2Qi Lihf（AB） hfi hf2 0.082619.09 mdi5 七、解：由于流谱中流线的疏密反映了速度的大小，所以从图中 可以看出，机翼上部的流线要比下部的流线密，所以机翼上表面 的流速要大于下表面的，再由伯努利方程可知流速大的地方压力 小，反之亦然。因此可以判断：机翼上表面的压力要小于下表面 的压力，这一压差使机翼获得了升力。机翼周边的流谱