航天科研機(jī)構(gòu)2014年碩士研究生入學(xué)考試

5-航天科研機(jī)構(gòu)2014年碩士研究生入學(xué)考試工程流體力學(xué)試題（本試題的答案必須全部填寫(xiě)在答題紙上，寫(xiě)在試題及草稿紙上無(wú)效）（本試題共4頁(yè)，共37題，總分150分）說(shuō)明：答題前請(qǐng)考生務(wù)必認(rèn)真閱讀說(shuō)明：考生允許攜帶計(jì)算器；重力加速度g=9.8m/s2；水的密度=1000kg/m3；空氣絕熱指數(shù)k=1.4；空氣氣體常數(shù)R=287J/(kg.K)；=3.1416。一、簡(jiǎn)答題（共3小題，每題5分，共計(jì)15分）什么是“連續(xù)介質(zhì)”模型？建立“連續(xù)介質(zhì)”模型有何意義？在流體力學(xué)中研究流體運(yùn)動(dòng)通常有兩種方法。簡(jiǎn)述這兩種方法。粗糙管湍流分為哪幾個(gè)流區(qū)，各有何特點(diǎn)？二、填空題（共10小題，每題3分，共計(jì)30分）在任何微小剪切力的持續(xù)作用下能夠的物質(zhì)，稱為流體。液體的黏性隨溫度升高而，氣體的黏性隨溫度升高而。在流體力學(xué)中，取流體微團(tuán)作為研究流體的基元，流體可看成是由無(wú)限多連續(xù)分布的流體微團(tuán)組成的。流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)基本形式包括、和。若某流體的密度ρ=850kg/m3，運(yùn)動(dòng)黏度=3.2×10-6m2/s，則該流體的動(dòng)力粘度μ=Pa·s。水力模型試驗(yàn)要實(shí)現(xiàn)動(dòng)力相似，應(yīng)選用的準(zhǔn)則是。雷諾試驗(yàn)揭示了液體存在和兩種流態(tài)，并可用來(lái)判別液體的流態(tài)。將一容器中的空氣從0.1MPa壓縮到0.5MPa，溫度從15℃增加到65℃，則空氣體積減少了%?？諝鉁囟葹?℃，氣流速度為100m/s，則氣流的馬赫數(shù)為。用內(nèi)徑100mm的管道輸送流量為10kg/s的水，運(yùn)動(dòng)黏度為1.519×10-6m2/s，則管道內(nèi)水的流態(tài)為。如果用該管道輸送相同質(zhì)量流量的石油，密度為850kg/m3，運(yùn)動(dòng)黏度為1.14×10-4m2/s，則管道內(nèi)石油的流態(tài)為。三、判斷題（請(qǐng)給出“√”和“×”判斷。共10小題，每題2分，共計(jì)20分）液體與氣體的主要區(qū)別在于液體不能壓縮，而氣體易于壓縮。（）液體的黏性只有在流動(dòng)時(shí)才表現(xiàn)出來(lái)。（）在流量一定條件下，雷諾數(shù)隨管徑減小而減小。（）相似準(zhǔn)則數(shù)均為無(wú)量綱數(shù)。（）幾何相似是保證流動(dòng)相似的必要條件，運(yùn)行相似和動(dòng)力相似才是保證流動(dòng)相似的充分條件。（）控制體是指相對(duì)于某個(gè)坐標(biāo)系來(lái)說(shuō)，有流體流過(guò)的固定不變的任何體積。（）無(wú)旋流動(dòng)是指流體微團(tuán)自身不旋轉(zhuǎn)的流動(dòng)。（）湍流流動(dòng)的運(yùn)動(dòng)要素在時(shí)間和空間上都具有脈動(dòng)性。（）相對(duì)壓力是指絕對(duì)壓力與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓之差。（）恒定不可壓縮平面勢(shì)流的等勢(shì)線與等流函數(shù)線處處正交。（）四、選擇題（每題只有一個(gè)正確答案。共10小題，每題3分，共計(jì)30分）理想流體的特征是（）。A．黏度是常數(shù)；B．不可壓縮；C．無(wú)黏性；D．符合pV=RT。按力的作用方式，可將作用在液體上的力分為表面力和（）。A．重力；B．摩擦力；C．質(zhì)量力；D．阻力。靜止流場(chǎng)中的壓強(qiáng)分布規(guī)律（）。A．僅適用于不可壓縮流體；B．僅適用于理想流體；C．僅適用于黏性流體；D．適用于所有流體。非定常流動(dòng)中，流線與跡線（）。A．一定重合；B．一定不重合；C．特殊情況下可能重合；D．一定正交。文丘里管用于測(cè)量流量的主要工作原理是（）。A．連續(xù)性方程；B．運(yùn)動(dòng)方程；C．伯努利方程；D．動(dòng)量方程。雷諾數(shù)Re的物理意義是（）。A．慣性力與重力之比；B．重力與慣性力之比；C．黏性力與慣性力之比；D．慣性力與黏性力之比。圓管層流流動(dòng)中，斷面流速分布符合（）。A．對(duì)數(shù)曲線分布；B．拋物線分布；C．均勻分布；D．雙曲線分布。圓管層流流動(dòng)中，實(shí)測(cè)管軸線上流速為10m/s，則斷面平均流速為（）。A．3m/s；B．4m/s；C．5m/s；D．7.5m/s。一維流動(dòng)中，“截面積大速度小，截面積小速度大”成立的必要條件是（）A．理想流體；B．黏性流體；C．可壓縮流體；D．不可壓縮流體。所謂的工業(yè)管道當(dāng)量粗糙度高度是指（）。A．與工業(yè)管道粗糙高度相同的尼古拉茲粗糙高度；B．與尼古拉茲粗糙高度相同的工業(yè)管道粗糙高度；C．與工業(yè)管道摩阻系數(shù)λ值相同的尼古拉茲粗糙高度；D．與工業(yè)管道摩阻系數(shù)λ值相等的同直徑的尼古拉茲管的粗糙高度。五、計(jì)算題（共4小題，共計(jì)55分）旋轉(zhuǎn)圓筒黏度計(jì)的內(nèi)筒的直徑d=200mm，高h(yuǎn)=500m；外筒與內(nèi)筒的間隙δ=2mm，間歇中充滿被測(cè)液體，外筒勻速旋轉(zhuǎn)，角速度為=20rad/s，測(cè)出作用在靜止內(nèi)筒上的力矩為M=10N·m。忽略筒底部的阻力，求被測(cè)流體的黏度μ。（本題10分）為測(cè)量水管中的流速，在管壁和周線上安裝U形管測(cè)壓計(jì)，如圖1所示。水管直徑d=50cm，U形管內(nèi)液體的密度ρ=800kg/m3，液位差為Δh=30cm，試求軸線上的流速v。（本題15分）圖1有一90°轉(zhuǎn)角收縮彎管（如圖2所示），水從直徑為d1=0.10m的大管流入彎管，流速v1=2.5m/s，壓力為p1=1×105Pa，流入直徑為d2=0.