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1、09流体力学习题1及参考答案一、单项选择题(共15分,每小题分)1、下列各力中,属于质量力的是( )。A离心力B摩擦力C压力 D表面力 2、下列关于流体粘性的说法中,不准确的说法是( )。A粘性是实际流体的固有属性B构成流体粘性的因素是流体分子间的吸引力C流体粘性具有传递运动和阻碍运动的双重性D动力粘度与密度之比称为运动粘度3、在流体研究的欧拉法中,流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成,当地加速度反映()。A流体的压缩性B由于流体质点运动改变了空间位置而引起的速度变化率C流体速度场的不稳定性D流体速度场的不均匀性4、重力场中流体的平衡微分方程为()。ABC D5、无旋流动是指()的流动
2、。A速度环量为零 B迹线是直线C流线是直线 D速度环量不为零6、压强的量纲是()。A.B.C.D.7、已知不可压缩流体的流速场为 则流动不属于( )。A非均匀流B非稳定流动C稳定流动D三维流动8、动量方程的适用条件是() 。A仅适用于理想流体作定常流动B仅适用于粘性流体作定常流动C适用于理想流体与粘性流体作定常或非定常流动D适用于理想流体与粘性流体作定常流动9、在重力场中作稳定流动的系统,沿流动方向总水头线维持水平的条件是 ( ) 。A管道是水平放置的B流体为不可压缩流体C管道是等径管D流体为不可压缩理想流体10、并联管道系统中,其各支管单位质量流体的能量损失( )。A不相等 B之和为总能量损
3、失 C相等D不确定11、边界层的基本特征之一是( )。A边界层流体的流动为层流 B与物体的特征长度相比,边界层的厚度很小C边界层厚度沿流动方向逐渐减薄 D边界层流体的流动为湍流12、指出下列论点中的错误论点:()A平行流的等势线与流线相互平行B涡流的径向速度为零C无旋流动也称为有势流动D点源的圆周速度为零13、关于涡流有以下的论点,指出其中的错误论点:( )。A以涡束诱导出的平面流动,称为涡流B点涡是涡流C涡流的流线是许多同心圆 D在涡流区域速度与半径成正比14、超音速气体在收缩管中流动时,气流速度()。A逐渐增大 B不变C不确定D逐渐减小15、为提高离心泵的允许安装高度,以下哪种措施是不当的
4、?( )A提高流体的温度 B增大离心泵吸入管的管径C缩短离心泵吸入管的管径 D减少离心泵吸入管路上的管件参考答案:1.A 2.B 3.C 4.D 5.A 6.B 7.C 8.D 9.D 10.C 11.B 12.A 13.D 14.D 15.A二、填空题(共12分,每小题分)1、静止流体中任一点的静压强大小与其作用面在空间的方位无关,与该点位置相关。2、理想流体是指 不考虑粘性的流体;不可压缩流体是指忽略密度变化 的流体。、粘性流体沿缓变流流动产生的阻力损失称为 沿程阻力损失 ,在急变流处产生的阻力损失称为 局部阻力 。、调节往复泵流量的方法有: 改变活塞冲程 , 旁路调节 等。、造成边界层分
5、离的原因,在于 逆压强梯度 作用和 物面粘性滞止效应 的共同影响。6、已知某输水管路中,泵的特性曲线方程为,管路的特性曲线方程为,(注:式中的单位为m,的单位为m3/s)。当输水量为8.5L/S时,消耗于阀门调节的水头损失是3.33 m.。三、简答题(共18分,每小题6分)(1)分别写出理想流体和粘性流体总流的伯努利方程。比较它们的相同之点和不同之处。参考答案:理想流体的伯努利方程:粘性流体总流的伯努利方程:它们的相同之点:是能量守恒定律在流体流动系统的应用结果;均适用于不可压缩流体;反映流动系统中动能、势能、静压能之间的相互关系。不同之处是:理想流体伯努利方程表明,理想流体沿流动方向的总水头
6、保持不变;粘性流体总流的伯努利方程则表明,为了克服粘性阻力,粘性流体沿流动方向的总水头是逐渐减少的。(2)为何流体静压力的方向总是沿着作用面的法线方向?参考答案:因为:(1)静止流体不能承受剪力,即=0,故p垂直受压面;(2)因流体几乎不能承受拉力,故p指向受压面。()流体的压缩性指的是什么?列举出两种反映流体的压缩性的参数。在工程实际应用中,如何考虑液体和气体的压缩性?参考答案:流体在一定温度下,体积随压强增大而缩小的特性称为流体的压缩性。反映流体的压缩性的参数有:压缩系数、体积模量、音速。 一般而言,液体的压缩性很小,但当压强变化很大时(如水击和水下爆炸),应考虑液体密度的变化;气体的压缩
7、性很大,但在流速不太高,压强变化较小的情况下,可将气体视为不可压缩流体。四、计算题(六题,共55分)、(5分)当压强增加5104Pa时,某种液体的密度增长0.02%,求该液体的体积模量。解:2、(10分)已知某不可压缩流体平面流动的速度分布规律为:判断说明该流动是否连续?是否无旋?并求出流函数。解:满足连续性方程,所以流动连续。所以流动有旋。令C0,则流函数为3、(14分)图示离心泵管路系统,将常压下20的水从低位槽抽到高位槽,已知输送水量:Q36m3/h,吸入管(泵前)直径100mm,吸入管长10m(含局部阻力的当量长度),摩擦系数1=0.02。排出管(泵后)直径75mm,排出管长50m(含
8、局部阻力的当量长度), 摩擦系数2=0.03。常压下,20水的密度可取1000kg/m3。泵的效率为55%。求:(1)泵的轴功率N为多少kw?(2)泵入口处的真空表读数应该是多少Pa?解:Q36m3/h=0.01m3/s(1) 泵的轴功率N泵吸入管的流速为:泵压出管的流速为在断面1-1和2-2之间列伯努利方程,并移项整理得(2)泵入口处的真空表读数取11、B断面列伯努利方程:解得4、(12分)已知:一个水平放置的90弯管输送水 d1150mm,d275mm p12.06105Pa,Q0.02m3/s求:水流对弯管的作用力大小和方向(不计水头损失)。解:取1-1、2-2两断面列伯努利方程所以,对选取的控制体列动量方程:x方向:y方向:所以,所以,水流对弯管壁的作用力为R的反作用力R=-3786N,大小相等,方向相反。5、(8分)大容器压缩空气灌中的压缩空气,经一收缩喷管向大气喷出,设喷嘴出口处的大气绝对压为101.33kPa,温度为25,流速为234m/s,试求压缩空气灌中的温度和压强。解:由 代入已知数据,得解得6、(6分)如图,水箱中的水通过直径为d,长度为l,沿程阻力系数为的立管向大气中泄水,问h多大时,立管排出的流量Q与h无关?解:在水箱液面与出水口断面间列伯努利方程:所以,当时,Q与h、l无关。