流体力学自考题真题.docx
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流体力学自考题真题
流体力学自考题真题2016年10月
第Ⅰ部分选择题
一、单项选择题
（在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的。
）
1.不可压缩流体的特征是______
A.粘度为常数
B.密度为常数
C.压强为常数
D.速度为常数
答案：
B
[解答]不可压缩流体是指流体的每个质点在运动全过程中，密度不变化的流体。
2.单位质量力的国际单位是______
A.kg
B.N
C.m/s2
D.m2/s
答案：
C
[解答]单位质量力的单位是m/s2，与加速度的单位相同。
3.如图所示密闭容器，测压管及液面水位尺寸如图示，液面压强水头为______
A.0.4m
B.0.7m
C.1.2m
D.1.6m
答案：
B
4.下列流场中，属二元流动的是______
A.ux=2xy，uy=-y2+z，uz=0
B.ux=2xy，uy=-y2，uz=0
C.ux=y2z，uy=xz2，uz=0
D.ux=2xy，uy=-y2z，uz=xy
答案：
B
[解答]若各空间点上的速度都平行于某一平面，且运动参数在该平面的垂直方向无变化，令Oz轴垂直于该平面，则
运动参数只是两个空间坐标和时间变量的函数，u=u（x，y，t），例如水流绕过很长的圆柱体，忽略两端的影响，这样的流动可以简化为二元流动。
5.皮托管用于测量______
A.点流速
B.点压强
C.平均流速
D.平均压强
答案：
A
6.圆管层流运动，测得管轴线上的流速为0.2m/s，断面面积为300mm2，则断面通过的体积流量为______
A.1×10-5m3/s
B.2×10-5m3/s
C.3×10-5m3/s
D.6×10-5m3/s
答案：
C
[解答]圆管层流的平均流速是最大流速的一半。
本题中，
7.简单长管的水头损失hf按比阻计算的公式为______
A.alQ2
B.al2Q
C.alQ
D.al2Q2
答案：
A
8.计算无压管流的管道直径时，需按有关规定预先设定______
A.管壁粗糙系数
B.流量
C.管道坡度
D.充满度
答案：
D
9.根据堰顶厚度与堰上水头的比值不同，堰可分为______
A.三角堰、矩形堰和宽顶堰
B.矩形堰、薄壁堰和宽顶堰
C.薄壁堰、实用堰和宽顶堰
D.三角堰、矩形堰和实用堰
答案：
C
[解答]堰顶溢流的水流情况，随堰顶厚度δ与堰上水头H的比值不同而异，按昔比值范围将堰分为薄壁堰、实用檐、宽顶堰三类。
10.渗流模型与实际渗流相比较______
A.流量不同
B.流速相同
C.各点压强不同
D.渗流阻力相同
答案：
D
[解答]渗流模型是渗流区域（流体和土颗粒骨架所占据的空间）的边界条件保持不变，略去全部土颗粒，认为渗流区连续充满流体，而流量与实际渗流相同，压强和渗流阻力也与实际渗流相同的替代流场。
第Ⅱ部分非选择题
二、填空题
1.按照______假设，流体运动中的物理量都可以视为空间坐标和时间变量的连续函数。
答案：
连续介质
2.如图所示，一平板在油面上作水平运动，平板运动速度v=1m/s，油层厚度δ=4mm，油的动力粘度μ=0.1Pa·s，作用在平板单位面积上的粘性阻力为______N/m2。
答案：
25
3.已知当地大气压为98kPa，若某点的绝对压强为80kPa，则该点的真空度为______kPa。
答案：
18
4.用欧拉法描述流体质点沿y方向上的加速度为______。
答案：
5.流量沿程不变的变直径管中的流动，若两个断面直径比为d1/d2=2，则这两个断面的平均流速之比v1/v2为______。
答案：
1/4
6.已知水电站引水钢管的断面平均流速为4.5m/s，水击波的传播速度为1170m/s，当阀门瞬时完全关闭时，其最大水击压强为______kPa。
答案：
5265
7.当棱柱形渠道非均匀渐变流微分方程
中的分子i-J和分母1-Fr2都大于零时，水面线是______曲线。
答案：
壅水
8.矩形薄壁堰流量计算公式中的m0是指计入______影响的流量系数。
答案：
行近流速水头
9.自流完全井涌水量与含水层厚度成______。
答案：
正比
10.弗劳德数表征惯性力与______之比。
答案：
重力
三、名词解释题
（每小题3分，共15分）
1.帕斯卡原理
答案：
平衡状态下，某点压强的变化等值地传递到其他各点。
2.恒定流
答案：
各空间点上的运动参数都不随时间变化，这样的流动为恒定流。
3.紊流附加剪应力
答案：
因紊流脉动，上下层质点相互掺混引起的附加剪应力称为紊流附加剪应力，或雷诺应力。
4.渗透系数
答案：
反映土壤和流体性质综合影响渗流的系数。
5.导出量纲
答案：
可以由基本量纲导出的量纲。
四、简答题
（每小题5分，共15分）
1.如图所示，油在管中以v=1m/s的速度运动，油的密度ρ=920kg/m3，管段长l=3m，管径d=25mm，水银差压计测得h=9cm，水银密度ρHg=13550kg/m3，试求管流的沿程摩阻系数λ。
答案：
如图，对1—1和2—2断面应用总流伯努利方程，有
取α1=α2=1，v1=v2，z1=1，z2=0，hw=hf
由等压面可得：
p1+ρgl+ρgh=p2+ρHggh
（2）
由
（1）和
（2）式得：
2.如图所示，水箱侧壁一圆柱形外管嘴。
已知管嘴内径d=2cm，管嘴流量系数μ=0.82，作用水头H=2m，试求管嘴出流量和管嘴内真空度。
答案：
管嘴出流量：
管嘴内真空度：
3.已知图示渠段下游为无穷远，上游水深小于正常水深。
试对其进行分区，定性画出水面曲线并标出曲线名称。
答案：
五、计算题
（每小题10分，共30分）
1.如图所示，垂直放置的矩形平板挡水闸门AB。
已知闸门长l=2m，宽b=1m，闸门上缘转轴A处水深h0=2m，绳索与液面夹角α=45°，忽略闸门白重及门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力T。
答案：
闸门形心水深：
闸门静水总压力：
P=pghcA=1000×9.8×3×1×2=58.8（kN）
压力中心位置：
（式中yc=hc）
对A点取矩，有：
Tlsin45°=P（yD-h0）
2.图示溢流堰。
已知上游水深h1=1.5m，下游水深h2=0.6m，不计损失，试求水流作用于单位宽度堰上的水平推力F。
答案：
对1—1和2—2断面列总流能量方程：
不计损失：
hw=0，取α1=α2=1
连续性方程：
A1v1=A2v2
h1v1=h2v2
（2）
联立
（1）和
（2）解得：
v1=1.83m/s，v2=4.58m/s
选1—1和2—2断面间水体所占的空间为控制体，沿x方向应用总流的动量方程，有：
ρQ（β2v2-β1v1）=P1-P2-Rx
令β1=β2=1
水流作用于单位宽度堰上的水平推力F与单位宽度堰对水流的作用力Rx大小相等，方向相反。
3.如图所示，路基下埋有圆形钢筋混凝土有压涵管，已知管径d=1m，管长l=50m，上、下游水位差H=2.0m，进口水头损失系数ζe=0.5，弯头水头损失系数ζb=0.2，出口水头损失系数ζ0=1.0，混凝土管的当量粗糙度ks=1mm，流动处于紊流粗糙区，试求涵管的过流量Q。
（提示
忽略上、下游流速）
答案：
对于紊流粗糙区，沿程摩阻系数：
取上、下游过流断面1—1、2—2列伯努利方程，忽略上、下游流速，得管道流速：
通过的流量：
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