流體力學(xué)試題及答案4

1、考試試卷 （L B 卷）學(xué)年第 學(xué)期課程名稱：流體力學(xué)一、判斷題（20分）1. 流體質(zhì)點(diǎn)只有質(zhì)量沒有大小。（F）2. 溫度升高液體的表面張力系數(shù)增大。（F）3液滴內(nèi)的壓強(qiáng)比大氣壓小。（F）4.聲音傳播過程是一個等爛過程。（T ）5馬赫線是超音速流動中被擾動和未擾動區(qū)域的分界線。（T）6. 一般情況下當(dāng)馬赫數(shù)小于2/3時可以忽略氣體的壓縮性（F）7超音速氣流在收縮管道中作加速運(yùn)動。（F）&定常流動中，流體運(yùn)動的加速度為零。（F）9.氣體的粘性隨溫度的升高而增大。（T） 10牛頓流體的粘性切應(yīng)力與速度梯度，即角變形速率成正比。（T）O 11理想流體定常流動，流線與等勢線重合。（F）12應(yīng)用總流伯努

2、利方程解題時，兩個斷面間一定是緩變流，方程才成立。（F）13雷諾數(shù)是表征重力與慣性力的比值。（F）14靜止的流體中任意一點(diǎn)的各個方向的壓強(qiáng)值均相等。（T）15大氣層中的壓強(qiáng)與密度、溫度的變化有關(guān)而且受季節(jié)、氣候等因素的影響。（T）16壓力體的體積表示一個數(shù)學(xué)積分，壓力體內(nèi)一定有流體。（F）總分二三四五六七八九十17不可壓縮流體的有旋流動由于存在速度勢和流函數(shù),故又稱為位勢流動。（F）18.如果流場中若干流體微團(tuán)無繞自身軸線旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，剛稱為無旋流動。（F）19如果任一條封閉曲線上的速度環(huán)量皆為零，則此區(qū)域內(nèi)的流動必為無旋流動。（T）20.不可壓縮流體在位勢流場中，任意曲線上的速度環(huán)量等于曲線兩端

3、點(diǎn)上速度勢函數(shù)值之差，而與曲線形狀無關(guān)。（T）二、填空題（2分）1. 在歐拉坐標(biāo)系中，流體的加速度包括時變加速度和位變加速度兩部分,如果流場中時變加速度為零，則稱流動為 定常流動，否則流動稱為非定常流動。2. 雷諾實驗揭示了流體流動存在層流和左基兩種流態(tài)，并可用 雷諾數(shù)來判別流態(tài)，管道流動的臨界雷諾數(shù)為2320。3. 己知三維流場的速度分布為= 2y + I = 4x,w = 0,試求t二0時刻,經(jīng)過點(diǎn)（1, 1）的流線方程2x2-r =1；點(diǎn)（1,1）處的加速度為9 + 8亍。4. 平面流動速度分布為：=俶2_）,2, v = _xy,_hy9如果流體不可壓縮，試求a=0. 5； b= 0

4、o5. 子彈在15攝氏度的大氣中飛行，如果子彈頭部的馬赫角為45度，子彈的飛行速度為 481m/ s o三、簡答題（15分，每小題5分）：1. 試說明伯努利方程成立的條件。理想流體；不可壓縮；質(zhì)量力只有重力；定常流動；方程沿流線成立。2. 簡述勢函數(shù)和流函數(shù)的性質(zhì)。勢函數(shù)：調(diào)和函數(shù)，任一曲線的速度環(huán)量為兩端點(diǎn)勢函數(shù)之差；流函數(shù)：滿足連續(xù)性方程；調(diào)和函數(shù)；任兩條曲線間的流量等于流函 數(shù)之差；3. 簡述水力光滑管與水力粗糙管的含義。粘性底層的厚度c管壁的絕對粗糙度,如果,說明管壁的粗糙 度對水流的阻力影響很小為水力光滑管，反之為水力粗糙管。三、計算題（40分，每小題10分）：1. 若作用在圓球上的

5、阻力F與球在流體中的運(yùn)動速度V、球的直徑D及流體的 密度P和動力粘度“有關(guān)，試?yán)貌冀饾h定理求無量綱數(shù)。（10分）解:本問題的物理量共有5個，n=5,基木量綱為M、L、T,即m=3 寫出5個物理量的量綱（2分）正確選取循環(huán)量（2分）組合并求出無量綱數(shù)1比=L（2分）pVD組合并求出無量綱數(shù)2口，=厶（2分）-pVD2. 不可壓縮流體平面勢流，（p = ax2 +hy2 ,己知在點(diǎn)（2, 1. 5 ）處的流速 u =4m/s,v = -3m/s,求流函數(shù)和在點(diǎn)（1, 1）處的流速。（10分）解：u = = 2ax 9 v = = 2by ,解得a = 1,Z? = -1 （4 分）dxdx代入在

6、點(diǎn)（1, 1）處的流速為u = 2m/s,v = -2m/s （2分）（C為常數(shù)）（4分）3. 弧形閘門，中心角 = 45寬度B二lm,如下圖所示，水深H二4m,確定水作用 于此閘門上的總壓力P的大小和方向。（10分）解：r = JL = 4、伍m; （1 分）sina（4 分）;（4 分）;總壓力大小為80. 99KN,方向與豎直方向夾角75. 5度。4. 粘度儀是測量液體粘性系數(shù)的儀器，它是由如下圖所示的兩個同心薄壁圓筒 組成，外筒半徑為R= 100mm,內(nèi)筒半徑為r = 99mm,筒高lm,兩筒之間的間 隙為J = lmni,外筒轉(zhuǎn)速為e=20rad/s,當(dāng)間隙內(nèi)充滿某種潤滑油時，若己知

7、 潤滑油的粘性系數(shù)“ = O.78M/亦，求內(nèi)筒所受扭矩M。解：t = fjrCDl 5 （ 1 ）=t2ttR2 （2）A/, = rim1 dr = 7.1 Ra （4）-Jo25M =M| +M2解得：M = 100.4M?（3）（6分）（2分）（5分）5.水泵裝置如圖。水泵安裝高度h=2. 5m,高低水池液面（面積足夠大）高差Z= 20m,吸水管管徑D1 = O. 2m,長度li = 5m,沿程阻力系數(shù)為0. 02,總局部 水頭損失系數(shù)為5；壓水管的直徑D2 = 0. 15m,12 = 50m,沿程阻力系數(shù)為0. 03, 壓管總的局部水頭損失系數(shù)為6,測得水泵出口處的表壓P-Pa=2X105Pa. 試求：水泵輸水量Q和水泵的功率（水泵的功率系數(shù)為0. 8