流體力學(xué)試題及答案

1、流體力學(xué)試題一、判斷題（每題1分，共10分）1、紊流可以是均勻流，也可以是非均勻流。 （ ）2、均勻流中只考慮沿程水頭損失，漸變流中只考慮局部水頭損失。 （ ）3、公式既適用于層流，也適用于紊流。 （ ）4、不可壓縮液體連續(xù)方程既適用于恒定流，也適用于非恒定流。 （ ）5、理想流體是指不考慮粘性作用的流體。 （ ）6、不管是層流還是紊流，其運(yùn)動(dòng)要素在時(shí)間和空間上都具有脈動(dòng)性。 （ ）7、恒定流時(shí)，流線的形狀不隨時(shí)間變化，流線不一定與跡線相重合。 （ ）8、圓形管的直徑就是其水力半徑。 （ ）9、幾何相似是運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似的前提與依據(jù)。 （ ）10、僅由液體產(chǎn)生作用在水平平面上的總壓力與容器的

2、形狀無(wú)關(guān)。 （ ）二、填空題（每空2分，共20分）1、流體是在任何微小的 的作用下都能夠發(fā)生 的物質(zhì)。2、當(dāng)壓力體與液體在 時(shí)為實(shí)壓力體，否則為虛壓力體。3、在工程流體力學(xué)中，描述流體運(yùn)動(dòng)的常用方法有_ 和_ _。4、簡(jiǎn)單管路是指 和 沿程不發(fā)生變化的管路系統(tǒng)。5、局部阻力系數(shù)與 、 、 有關(guān)。三、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1、不可壓縮流體指忽略 的流體。A密度 B密度變化 C粘度 D粘度變化2、連續(xù)介質(zhì)模型意味著 。A流體分子之間沒(méi)有間隙 B流體中的物理參數(shù)是連續(xù)函數(shù)C流體分子之間有間隙 D流體不可壓縮3、已知不可壓縮流體的流速場(chǎng)為ux=f（y，z），uy=f（x），uz=0，則該流動(dòng)

3、為 。A恒定一元流 B恒定二元流 C恒定三元流 D非恒定均勻流4、靜水壓力的方向 。A與受力面平行 B與受力面斜交C與受力面外法線方向一致 D與受力面內(nèi)法線方向一致5、均勻流過(guò)流斷面上各點(diǎn)的 等于常數(shù)。Ap B C D6、已知突然擴(kuò)大管道前后管段的管徑之比d1/d2=0.5，則突擴(kuò)前后斷面平均流速之比v1/v2為 。A4 B2 C1 D0.57、圓管湍流的斷面流速分布為 。A線形 B拋物線 C正弦 D對(duì)數(shù)8、局部水頭損失產(chǎn)生的原因是 。A邊界層分離產(chǎn)生的漩渦耗散了流體的能量 B壁面存在粘性切應(yīng)力C局部區(qū)域的流速很大，耗散了流體的能量 D局部流速分布很均勻9、當(dāng)虹吸管內(nèi)流體流動(dòng)時(shí)，虹吸管最高處壓

4、強(qiáng) 。A大于大氣壓 B小于大氣壓 C等于大氣壓 D不確定10、如圖所示，有兩個(gè)長(zhǎng)度和斷面尺寸相同的支管并聯(lián)，如果在支管2 中加一個(gè)調(diào)節(jié)閥，則水頭損失 。12調(diào)節(jié)閥Ahw1> hw2 Bhw 1< hw 2 Chw 1= hw 2 D hw 1= hj閥11、水力最優(yōu)斷面 是指的渠道斷面。A造價(jià)最低 B糙率最低Cqv、i、n一定時(shí)，過(guò)流面積A最大 DA、i、n一定時(shí)，通過(guò)流量qv最大12、相對(duì)壓強(qiáng)是指該點(diǎn)的絕對(duì)氣壓與_ _ 的差值。A標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 B當(dāng)?shù)卮髿鈮?C真空壓強(qiáng) D工程大氣壓13、靜止流體中任意一點(diǎn)的壓強(qiáng)與 無(wú)關(guān)。A點(diǎn)的位置 B作用面的方向 C流體的種類 D重力加速度14、密

5、度、動(dòng)力黏度、管徑d和斷面平均流速v的無(wú)量綱組合為 。A B C D15、關(guān)于水流流向的正確說(shuō)法是 。A水一定是從高出往低處流B水一定是從流速大處往流速小處流C水一定是從壓強(qiáng)大處往壓強(qiáng)小處流D水一定是從機(jī)械能大處往機(jī)械能小處流四、計(jì)算題（共40分）1、如圖所示，閉容器內(nèi)盛有油和水，油層厚h1=40cm，油的密度0=850kg/m3，盛有水銀的U形測(cè)壓管的液面距水面的深度h2=60cm，水銀柱的高度低于油面h=50cm，水銀的密度Hg=13600 kg/m3，試求油面上的計(jì)示壓強(qiáng)（10分）。題1圖2、某處設(shè)置安全閘門如圖所示，閘門寬b=0.6m，高h(yuǎn)1=1m，鉸接裝置于距離底h2=0.4m，閘門

6、可繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，求閘門自動(dòng)打開(kāi)的水深h為多少米?（15分）題2圖3、有一水平噴嘴，如圖所示，D1=200mm和D2=100mm，噴嘴進(jìn)口水的絕對(duì)壓強(qiáng)為345KPa，出口為大氣，pa=103.4KPa，出口水速為22m/s。求固定噴嘴法蘭螺栓上所受的力為多少？假定為不可壓縮定常流動(dòng)，忽略摩擦損失。（15分）題3圖答案一、判斷題（每題1分，共10分）1. 一切流體都是牛頓流體。2流體靜壓強(qiáng)的方向不一定垂直于受力面的內(nèi)法線方向。3平衡流體等壓面微分方程為Xdx+Ydy+Zdz=0 （ ）4過(guò)水?dāng)嗝娑际瞧矫妗?實(shí)際流體圓管層流的平均流速是最大流速的一半。（ ）6在紊流狀態(tài)下，能量損失包括流體層之間的內(nèi)摩

7、擦力損失和流體層之間相互混雜、能量交換而引起的附加損失。（ ）7尼古拉茨試驗(yàn)的水力粗糙管區(qū)阻力系數(shù)與雷諾數(shù)和管長(zhǎng)有關(guān)。8其它條件相同時(shí)，實(shí)用堰的流量系數(shù)大于寬頂堰的流量系數(shù)。 （ ） 9只要流體流過(guò)面積的大小和形狀不變的過(guò)水?dāng)嗝妫@種流動(dòng)稱為均勻流動(dòng)。10在滲流模型中，任意一微小過(guò)水?dāng)嗝娴钠骄鶟B流流速u應(yīng)比該斷面實(shí)際滲流的真實(shí)斷面平均流速u小。（ ）二、選擇題（每題2分，共30分）1C 2B 3C 4B 5B 6.C 7C 8C 9B 10A 11. A 12. D 13.A 14.B 15.A三、填空題：（每小題2分，共20分）1、根據(jù)管道水頭損失計(jì)算方法的不同，管道可以分為_(kāi)短管_和_長(zhǎng)管

8、_。2、 按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的溢流壩水力模型，長(zhǎng)度比尺L=25，當(dāng)模型中某點(diǎn)的流速為v m= 0.8m/s，則原型中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的流速為vp=_4_m/s 。3、 用歐拉法來(lái)描述流體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，流體的加速度由兩部分組成，第一部分稱為_(kāi)當(dāng)?shù)丶铀俣萠，另一部分稱為_(kāi)遷移加速度_。4、明渠水流中判斷水流是緩流的依據(jù)是Fr_1（填寫或或）。、在非慣性坐標(biāo)系中，質(zhì)量力包括_重力_和_慣性力_。、描述流體的運(yùn)動(dòng)方法有_拉格朗日法_和_歐拉法_。四、計(jì)算題（題，共40分）、（10分）一扇形閘門如圖3所示，寬度b=1.0m，圓心角=45°，閘門擋水深h=3m，試求水對(duì)閘門的作用力及方向圖3解 水平分力： (

9、2分，列對(duì)公式給1分) 壓力體體積： (2分,列對(duì)公式給1分) 鉛垂分力： （2分，列對(duì)公式1分)合力： (2分，列對(duì)公式給1分)方向： (2分，列對(duì)公式給1分)、（10分）由兩根不同直徑的管子與一漸變連接管組成的管路如右圖4所示，已知：，；m，流速m/s ，。試判斷流動(dòng)方向，并計(jì)算A、B兩斷面之間的水頭損失。 圖4 解：設(shè)液流由AB，基準(zhǔn)水平面為OO，取A、B兩斷面，列總流的伯努利方程 （2分） （3分）根據(jù)連續(xù)性方程得代入上式 (3分)代入數(shù)據(jù)得水柱。因?yàn)?所以所設(shè)方向正確。即AB （2分）、（12分）在水平放置的輸水管道中，有一個(gè)轉(zhuǎn)角的變直徑彎頭如圖5所示，已知上游管道直徑，下游管道直徑，流量m3/s，壓強(qiáng)，求水流對(duì)這段彎頭的作用力，不計(jì)損失。圖5解 （1）用連續(xù)性方程計(jì)算和m/s； m/s (2分，列對(duì)公式給1分)（2）用能量方程式計(jì)算m；m kN/m2 (2分，列對(duì)公式給1分)（3）將流段1-2做為隔離體取出，建立圖示坐標(biāo)系，彎管對(duì)流體的作用力的分力為，列出兩個(gè)坐標(biāo)方向的動(dòng)量方程式，得 (2分) (2分) 將本題中的數(shù)據(jù)代入：=32.27kN (1分)=7.95 kN (1分)33.23kN (1分) (1分)4、