流体力学试题及答案2

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1、流体力学试题及答案2-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company Onel流体力学试题一、判断题（每题 1分，共10分）1、紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。（ ）2、均匀流中只考虑沿程水头损失，渐变流中只考虑局部水头损失。（ ）3、 公式h =九_L_VL既适用于层流，也适用于紊流。（）f d 2 g4、 不可压缩液体连续方程既适用于恒定流，也适用于非恒定流。（ ）5、 理想流体是指不考虑粘性作用的流体。（ ）6、 不管是层流还是紊流，其运动要素在时间和空间上都具有脉动性。（ ）7、 恒定流时，流线的形状不随时间变化，流线不一定与迹线相重合。（ ）8、 圆形管的直径就是其水力

2、半径。（ ）9、几何相似是运动相似和动力相似的前提与依据。（ ）10、仅由液体产生作用在水平平面上的总压力与容器的形状无关。（ ）二、填空题（每空2分，共20分）1、 流体是在任何微小的 的作用下都能够发生的物质。2、 当压力体与液体在 时为实压力体，否则为虚压力体。3、 在工程流体力学中，描述流体运动的常用方法有和。4、简单管路是指_和_沿程不发生变化的管路系统。5、 局部阻力系数与、 有关。三、单项选择题（每题2分，共30分）1、不可压缩流体指忽略的流体。A 密度 B 密度变化 C 粘度 D 粘度变化2、连续介质模型意味着_。A流体分子之间没有间隙B 流体中的物理参数是连续函数C流体分子之

3、间有间隙 D流体不可压缩3、 已知不可压缩流体的流速场为ux=f (y, z), uy=f (x), u=0,则该流动为。A恒定一元流B 恒定二元流C 恒定三元流 D .非恒定均匀流4、静水压力的方向_。A与受力面平行B 与受力面斜交C 与受力面外法线方向一致D 与受力面内法线方向一致5、均匀流过流断面上各点的等于常数。A.p B. z + 上 C. 2 + 竺 D. z + 上 + 兰P gP g 2 gp g 2 g6、已知突然扩大管道前后管段的管径之比d/d2=0.5，则突扩前后断面平均流速之比v1/v2 为。A 4 B 2 C 1 D 0.57、圆管湍流的断面流速分布为。A 线形B 抛

4、物线C 正弦D 对数8、局部水头损失产生的原因是。A边界层分离产生的漩涡耗散了流体的能量B壁面存在粘性切应力C 局部区域的流速很大，耗散了流体的能量D 局部流速分布很均匀9、当虹吸管内流体流动时，虹吸管最高处压强。A 大于大气压B 小于大气压 C 等于大气压 D 不确定10、如图所示,有两个长度和断面尺寸相同的支管并联,如果在支管2中加一个调节阀,则 水头损失.A hw1 hw2B hw1 hw 2C hw 1=hw 2D hw1=勺阀11、水力最优断面是指的渠道断面A造价最低B糙率最低C . qv、i、n 一定时，过流面积A最大D . A、i、n 定时，通过流量qv最大12、相对压强是指该点

5、的绝对气压与的差值。A 标准大气压B 当地大气压C 真空压强D 工程大气压13、静止流体中任意一点的压强与无关。A 点的位置B 作用面的方向C 流体的种类D 重力加速度14、密度p、动力黏度口、官径d和断面平均流速v的无量纲组合为pvdB.巴PvpP15、关于水流流向的正确说法是A水一定是从高出往低处流B水一定是从流速大处往流速小处流C水一定是从压强大处往压强小处流D水一定是从机械能大处往机械能小处流四、计算题（共40分）1、如图所示，闭容器内盛有油和水，油层厚h=40cm，油的密度p0=850kg/m3,盛有水银的U形测压管的液面距水面的深度h2=60cm,水银柱的高度低于油面h=50cm,

6、水银的密度p 电=13600 kg/m3，试求油面上的计示压强（10分）。题1图2、某处设置安全闸门如图所示，闸门宽b=0.6m，高h1=1m，铰接装置于距离底h2=0.4m, 闸门可绕A点转动，求闸门自动打开的水深h为多少米（15 分）题2图3、有一水平喷嘴，如图所示，D=200mm和D2=100mm，喷嘴进口水的绝对压强为345KPa，出口为大气pa=103.4KPa,出口水速为22m/s。求固定喷嘴法兰螺栓上所受的力为多少？假定为不可压缩定常流动，忽略摩擦损失。（15分）题3图答案一、判断题（每题1分，共10分）1. 切流体都是牛顿流体。X2流体静压强的方向不一定垂直于受力面的内法线方向

7、。x3 平衡流体等压面微分方程为Xdx+Ydy+Zdz=O （ V ）4过水断面都是平面。 X5 实际流体圆管层流的平均流速是最大流速的一半。（V ）6在紊流状态下，能量损失包括流体层之间的内摩擦力损失和流体层之间相互混杂、能量交换而引起的附加损失。（ V ）7 尼古拉茨试验的水力粗糙管区阻力系数九与雷诺数Re和管长1有关。x8 其它条件相同时，实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数。（V ）9 只要流体流过面积的大小和形状不变的过水断面，这种流动称为均匀流动。x10 在渗流模型中，任意一微小过水断面的平均渗流流速u应比该断面实际渗流的真实断面 平均流速u小。（V ）二、选择题（每题2分，共30

8、分）1 C 2 B 3 C 4 B 5 B 6.C 7 C 8 C 9 B 10 A 11. A 12. D 13.A14.B15.A三、填空题：（每小题2分，共20分）1、 根据管道水头损失计算方法的不同，管道可以分为短管和长管。2、按重力相似准则设计的溢流坝水力模型，长度比尺入L=25，当模型中某点的流速为v m=0.8m/s,则原型中对应点的流速为vp=4m/s。3、 用欧拉法来描述流体的运动时，流体的加速度由两部分组成，第一部分称为当地加速度，另一部分称为迁移加速度。4、明渠水流中判断水流是缓流的依据是Fr_1 （填写或或二）5、在非惯性坐标系中，质量力包括重力和惯性力。6、描述流体的

9、运动方法有拉格朗日法和欧拉法。四、计算题（4题，共40分）1、（10分）一扇形闸门如图3所示，宽度b=1.0m，圆心角a =45，闸门挡水深h=3m，试求水对闸门的作用力及方向图3解 水平分力：F =pgh A =pg-xh-b = 1000x9.81x30x3 = 44.145kN （2分，列对公式给 1 分） px c x 2 2压力体体积：V = h（h - h） + - h 2-（h ）2 sin 45。28 sin 45。8 sin45。=3 x （ - 3） +1 x 32 -f （）2（2 分，列对公式给 1 分）铅垂分力：F 二 pgV 二 1000 x 9.81 x 1.16

10、29 二 11.41kN（2 分，列对公式 1 分）F = :F 2 + F 2 =44.1452 +11.412 = 45.595kN （2 分，列对公式给 1 分） p pxpz方向：F11.410 = ARCtanp = arctanF44.145=14.5（2 分，列对公式给 1 分）px2. （10分）由两根不同直径的管子与一渐变连接管组成的管路如右图4所示，已知：D = 0.25m，p = 7.85 x 104 N m2 ； D = 0.50m，p = 4.91 x 104 N m2，流速AABBvB = 1-2m/s， h =1m。试判断流动方向,面之间的水头损失。图4解：设液流

11、由AtB,基准水平面为0 0,取 A、B 两断面，列总流的伯努利方程 （2分）p a v 2 z + 1 += zpa v 2+ - + 亠* + h（3 分）1丫2 g2丫2 g1vA根据连续性方程Vaaa = Vbab得Va =代入上式（3 分）A代入数据得h = 3.1m水柱。因为h0,所以所设方向正确。即AB（2分）ll3. （12分）在水平放置的输水管道中，有一个转角 = 450的变直径弯头如图5所示，已 知上游管道直径d = 600mm，下游管道直径d = 300mm，流量q = 0.425m3/s，压强1 2 V解用连续性方程计算Va和Vb4q4x 0.425v = v = 1.

12、5 m/s1 nd 2n x O.62v = 4 X罗；5 = 6.02 m/s （2分，列对公式给1分）2nd 2n x 032（2）用能量方程式计算p2v 2v2= 0.115m；= 1.849m2 g2 g( 、V 2v 2p = p +p g + - = 140 + 9.81x (0.115 -1.849) = 122.98 kN/m2(2 分，列对公式给 1 2112 g 2 g 丿分)(3)将流段1-2做为隔离体取出，建立图示坐标系，弯管对流体的作用力R的分力为R和R，列出x和y两个坐标方向的动量方程式，得(2分)XY-pd2 cos 45 + F = pQ(v cos 45 -

13、0)2 4 2y2兀兀pd2 - pd2 cos 45 - F = pQ(v cos 45 - v ) (2 分)1 4 12 4 2x21将本题中的数据代入：兀兀、F = pd2 - pd2 cos45- pq (v cos 45 - v ) =32.27kN (1 分)x 14 12 42V 21兀、F = pd2 cos45 + pq v cos 45 =7.95 kN (1 分)y 2 42V 2F = ,: F 2 + F 2 = 33.23kN (1 分)xyF0 = tan-1 y = 13.830 (1 分)x4、(8 分)做沿程水头损失实验的管道，直径d=1.5cm，测量段长

14、度l=4m, p = 1000g m3，卩=1.518 x 10-3 Ns/m2。试求：(1)当流量Q=0.03L/s时，管中的流态(2)此时的沿程水头损失系数九=解：(1)0.03 xlO-3v = Q = 0.16985m/s兀兀d 2x (1.5x10-2)2441.518 x10-3Re =吃=1000 x .16985 x15 x10-2 = 1678.35 2320(2000) = Rec 卩 共 5 分，算对 v 给 2 分，公式对给 l 分，算对 Re 给 3 分，公式对给 l 分） 所以管中流态为层流。（1分）2）64 64X =Re 1671.144=0.038992 分 , 公式列对给 1 分）