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文檔簡介
1、 流體力學(xué)模擬題(一)一、選擇題堰流流量Q與堰上全水頭H。的關(guān)系是()。(a)1/2次方的關(guān)系(b)1次方的關(guān)系(c)3/2次方的關(guān)系(d)2次方的關(guān)系理想流體與實際流體的主要區(qū)別在于()。(a)是否考慮粘滯性(b)是否考慮易流動性(c)是否考慮重力特性(d)是否考慮慣性在均質(zhì)孔隙介質(zhì)中,滲流流速u與水力坡降J的幾次方成比例()。(a)1/2次方(b)1次方(c)3/2次方(d)2次方對于實際流體,總水頭線是()的線。(a)沿程下降。(b)沿程升高。(c)沿程可升可降。(d)沿程不升不降。二、判斷題判斷下列說法是否正確。若正確在括號內(nèi)劃V,否則劃。動能修正系數(shù)與斷面流速分布有關(guān)。()臨界雷諾數(shù)
2、的大小與流體的性質(zhì)無關(guān)。()長短是指管道幾何長度長的管道。()謝齊(Chezy)公式適用于紊流粗糙區(qū)。()按程沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律,尼古拉滋試驗曲線分為三個區(qū)。()對于以重力為主導(dǎo)因素的流動,可按佛勞德準(zhǔn)則進行模型設(shè)計。()三、簡答題等壓面是水平面的條件有那些?流體靜壓強的有那兩個特性?明渠均勻流有那些特性?說明描述流體運動的兩種方法(拉格朗日法與歐拉法)的主要區(qū)別。四、繪圖題繪出下面圖中平面上相對壓強分布圖。V尸油繪出下面圖中曲面上的壓力體圖。五、計算題在封閉水箱中,h二1.5m,Z二0.5m(如圖),壓力表讀數(shù)為4.9KN/m2,求A點和水面壓強。2.圓形有壓涵管穿過路基,管長l二50m
3、,管徑d二1.0m,上下游水位差H二3m,管路沿程阻力系數(shù)“0.03,局部阻力系數(shù):進口:=0.5,e彎管:=0.65,水下出口:=1.0,求通過流量?bse寬為1m的矩形閘門AB,傾角45,水深h=3m,h=2m,求作用12于閘門上的靜水壓力和作用點。流體力學(xué)模擬題(一)參考答案一、選擇題(c)2.(a)3.(b)4.(a)二、判斷題(V)2.(x)3.(x)4.(V)5.(x)6.(V)三、簡答題1答:同一介質(zhì)連續(xù)質(zhì)量力只有重力。2.答:(1)流體靜壓強方向垂直且指向受壓面。流體靜壓強大小與受壓面方位無關(guān)。答:(1)過流斷面面積、水深沿程不變。過流斷面平均流速、流速分布不變。底坡線、總水頭
4、線、水面線三線平行。沿水流方向重力分量與摩擦力平衡。答:拉格朗日法描述的是質(zhì)點系法,跟蹤流體質(zhì)點,研究其在空間的運動規(guī)律;歐拉法是在空間設(shè)點,描述任意空間位置上流體質(zhì)點的運動規(guī)律。四、繪圖題(略)五、計算題解:A點的壓強:p=p+pgZ=4.9+1x9.8x0.5=98kpaAb水面壓強:p=p-pgh=9.8一1x9.8x1.5=一49kpa0A解:(繪出上下游過流斷面1-1、2-2)因為河道較寬,忽略上下游流速的影響,以下游水面為基準(zhǔn)面列能量方程:H+0+0二0+0+0+hwH=h=(九+匚+2匚+匚)wdebse2g50v2二(0.03+2x0.65+1)12g流速:v=丄2x9.81x
5、3=3.936m/sv3.8通過流量:Q=嚀=3.936営1=3.09m3/s解:(1)繪出閘門上下游的壓強分布圖閘門上的合力TOC o 1-5 h zbbP=pghh/sin0-pghh/sin0211222P=x1x9.8x3x3/sin(45)-x1x9.8x2x2/sin(45)=34.65kN22(3)閘門上的合力作用中心(對閘門下端之矩)iilP=pghh/sin0h/sin0-pghh/sin0h/sin0c21131222321l=-pg/sin20(h3-h3)cp612l=11x1x9.8/sin2(45)x(33-23)=1.79mc34.656h=lsin0=1.79x
6、sin(45)=1.27mcc合力作用中心h距閘門下端垂直距離為1.27m。c1.62x0.7x、9.8x0.74.解:(1)求Fr=0.44(2)判斷急流還是緩流因為Fr1所以該水流是緩流流體力學(xué)模擬題(二)一、選擇題在下列命題中選擇出正確的說法,添在括號內(nèi)。流體中粘性摩擦力的大小與()無關(guān)。(a)兩流層間速度差(b)流體種類(c)流層的接觸面積(d)接觸面壓力理想流體與實際流體的主要區(qū)別在于()。(a)是否考慮粘滯性(b)是否考慮易流動性(c)是否考慮重力特性(d)是否考慮慣性3.均勻流特征不包括()。(a)流線平行(b)過流斷面上符合靜水壓強分布(c)流速及流速分布流程不變(d)流速緩慢
7、圓管層流中斷面平均流速等于管中最大流速的()。(a)1/2(b)1/3(c)2/3(d)1/4二、判斷題TOC o 1-5 h z恒定流一定是均勻流。()靜壓強大小與受壓面方位無關(guān)。()無論流體作何種運動,水平面都是等壓面。()真空壓強是指沒有大氣存在時的壓強。()總流伯努利能量方程只適用于恒定流。()動量修正系數(shù)與速度平方成正比。()三、簡答題寫出流場中流體質(zhì)點加速度的表達式,并說明其各項的意義。試根據(jù)尼古拉茲試驗,說明紊流各區(qū)沿程阻力系數(shù)與Re和勺的關(guān)系。薄壁小孔口恒定自由出流,流量Q與孔口全水頭H。是幾次方的關(guān)系?寫出明渠均勻流形成的條件?四、繪圖題繪出下面圖中平面上相對壓強分布圖。繪出
8、下面圖中曲面上的壓力體圖。V五、計算題1.如圖所示,一端封閉的容器中裝有水,求A,B,C三點的相對壓強?;痭ErmE(N111水泵系統(tǒng)如圖,管徑d=200mm,流量為Q二0.1m3/s,吸水管與壓水管的總長為30m,沿程阻力系數(shù)九=0.02;吸水管設(shè)有帶閥門的蓮蓬頭:=2.0,所有彎頭:=0.3,兩水面高差z=10.m,求水泵揚程。(22閥彎分)有一矩形底孔閘門,高h二3m,寬b二2m,上游水深h=6m,下游1水深h=5m,求作用于閘門上的靜水壓力和作用點。(16分)24.檢驗ux=2x2+y,uyz否存在?(10分)流體力學(xué)模擬題(二)參考答案、選擇題dudxduduix+uydudu+ux
9、zdzduduz+uzdyzdz以上三式中等號右邊第一項表示在每個固定點上1.(d)2.(a)3.(d)4.(a)。二、判斷題1.(x)2.(V)3.(X)4.(X)5.(V)6.(X)三、簡答題(每小題3分,共12分)1.答:TOC o 1-5 h zdudua=x=x+uxdtdtxdudua=y=y+uydtdtxdudua=z=z+uydtdtx流速對時間的變化率,稱為時變加速度(當(dāng)?shù)丶铀俣?。等號右邊的第二項至第四項之和dududuux+ux+ux、xdxydyzdzduu竺+u竺+u竺是表示流速隨坐標(biāo)的變化率,稱為位變加速度xdxydyzdz(遷移加速度)。因此,一個流體質(zhì)點在空間
10、點上的全加速度應(yīng)為上述兩加速度之和。2.答:紊流光滑區(qū)九=f(Re)3紊流過渡區(qū)x=f4(Re,K/d)紊流粗糙(阻力平方)區(qū)x=f(K/d)答:Q與H1/2成比例。0答:(1)恒定流。長直棱柱形渠道,糙率n不變。無支流匯入、流出。渠道順坡。四、繪圖題(答略)繪出下面圖中曲面上的壓力體圖。(答略)五、計算題1.解:A點的相對壓強:p=p一pgh=0一1x9.8x3=-294NA0B點的相對壓強:P0(3)C點的相對壓強:p=p+pgh=0+1x9.8x2=19.6kNC0解:(1)管中流速nd24x0.1兀0.22二3.18m/s(2)列1-1到2-2能量方程z+旦+二+H=z+厶+二+(匚+
11、匚+匚)二+九丄匸(101Pg2g2Pg2g閥彎岀口2gd2g分)求揚程lv2303182H二z-z+(匚+C+九-)二10+(2.0+0.3+1.0+0.02)二13.25m21閥彎d2g0.22x9.8(8分)解:(1)繪出閘門上下游的壓強分布圖(2)閘門上的合力TOC o 1-5 h zbbP=2Pg(h1-h)+叫h-2Pg(h2-h)+Pgh2h22P=1x9.8(6-3)+1x9.8x6x3-1x9.8(5-3)+1x9.8x5x3=58.8kN22閘門上的合力作用中心(對閘門下端之矩)上游壓強分布圖上底邊長a1=Pg(件-h)=1x9.8x(6-3)=29.4上游壓強分布圖下底邊長b1=pgh=1x9.8x6=58.8下游壓強分布圖上底邊長a2=pg(h-h)=1x9.8x(5-3)=19.62下游壓強分布圖下底邊長b2=pgh=1x9.8x5=492hP=b(a1+b1)hh(2a1+b1)-b(a2+b2)h心2+b2)c
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