工程流體力學(xué)試題

工程流體力學(xué)試題(總16頁(yè))-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-CompanyOnel-CAL-本頁(yè)僅作為文檔封面，使用請(qǐng)直接刪除

一、選擇題：從給出的四個(gè)選項(xiàng)中選擇出一個(gè)正確的選項(xiàng)（本大題60分，每小題3分）1、 溫度的升高時(shí)液體粘度（）。A、變化不大B、不變C、減小D、增大2、 密度為1000kg/m3,運(yùn)動(dòng)粘度為106m2/s的流體的動(dòng)力粘度為（）Pas。A、1B、0.1 C、0.01D、0.0013、 做水平等加速度運(yùn)動(dòng)容器中液體的等壓面是（）簇。A、斜面B、垂直面C、水平面D、曲面4、 1mmH2O等于（）。A、9800PaB、980PaC、98PaD、9.8Pa5、 壓強(qiáng)與液標(biāo)高度的關(guān)系是（）。A、h=p/gB、p=pgC、h=p/pgD、h=p/p6、 流體靜力學(xué)基本方程式z+p/pg=C中，p/pg的物理意義是（）A、比位能B、比壓能C、比勢(shì)能D、比動(dòng)能7、 根據(jù)液流中運(yùn)動(dòng)參數(shù)是否隨（）變化，可以把液流分為均勻和非均勻流。A、時(shí)間B、空間位置坐標(biāo)C、壓力D、溫度8、 連續(xù)性方程是（）定律在流體力學(xué)中的數(shù)學(xué)表達(dá)式。A、動(dòng)量守恒B、牛頓內(nèi)摩擦C、能量守恒D、質(zhì)量守恒。9、 平均流速是過(guò)留斷面上各點(diǎn)速度的（）。A、最大值的一半B、面積平均值C、統(tǒng)計(jì)平均值D、體積平均值10、 泵加給單位重量液體的機(jī)械能稱為泵的（）。A、功率B、排量；C、揚(yáng)程D、效率11、 水力坡度是指單位管長(zhǎng)上（）的降低值。A、總水頭B、總能量C、軸線位置D、測(cè)壓管水頭12、 總水頭線與測(cè)壓管水頭線間的鉛直高差反映的是（）的大小。A、壓力的頭B、位置水頭C、流速水頭D、位置水頭。13、 雷諾數(shù)Re反映的是流體流動(dòng)過(guò)程中（）之比。A、慣性力與粘性力 B、粘性力與慣性力C、重力與慣性力 D、慣性力與重力14、 直徑為d的圓形截面管道的水力半徑為（）A、2dB、dC、d/2；D、d/4。15、 過(guò)流斷面的水力要素不包括（）。A、斷面面積B、斷面濕周C、管壁粗糙度D、速度梯度16、圓管層流中的速度剖面是（）。A、雙曲線B、拋物線C、等值線D、三角形17、 局部水頭損失和流速水頭很小，計(jì)算中可以忽略的壓力管路稱為（）。A、長(zhǎng)管B、短管C、有壓管D、多相管18、 并聯(lián)管路的水力特點(diǎn)是（）。A、LQi=0，hf=》hfiB、Q=》Qj,hfj=hfi

C、SQi=0,》hfi=O D、Q=LQi,,hf=Lhfi；19、無(wú)旋流動(dòng)是指（）的流動(dòng)。A、流體質(zhì)旋轉(zhuǎn)角速度為0B、速度的旋度為0C、流體質(zhì)的點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為直線D、流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)軌跡為直線20、層流區(qū)水頭損失公式hf=”Q2—mumLID5-m中的系數(shù)〃和m分別為（）。A、0.0246和1B、4.15和1C、0.0246和0.25D、0.0826入和0.25。二、利用下圖推導(dǎo)歐拉平衡微分方程f-丄Vp=0，再由此推導(dǎo)出P本大題20分）本大題20分）三、圖示的油罐內(nèi)裝有相對(duì)密度為0.7的汽油，為測(cè)定油面高度，利用連通器原理，把U形管內(nèi)裝上相對(duì)密度為1.26的甘油，一端接通油罐頂部空間，一端接壓氣管。同時(shí)，壓氣管的另一支引入油罐底以上的0.4m處，壓氣后，當(dāng)液面有氣逸出時(shí)U形管內(nèi)油面高度差△h=0?7m,試計(jì)算油罐內(nèi)的油深H=（本大題20分）四、為了在直徑D=160mm的管線上自動(dòng)摻入另一種油品，安裝了如圖所示的裝置：自錐管喉道處引出一個(gè)小支管通入油池內(nèi)。若壓力表讀數(shù)為2?3X105Pa，吼道直徑為40mm，主管道的流量為30Ls，油品的相對(duì)密度為0?9。欲摻入的油品的相對(duì)密度為0?8,油池油面距喉道高度為1?5m，如果摻入油量約為原輸量的10%左右，B管水頭損失設(shè)為0?5m，試確定B管的管徑。（本大題20分）

p2v2粘性力相似準(zhǔn)數(shù)的含義（本大題10分）六、往車(chē)間送水的輸水管路由兩管段串聯(lián)而成，第一管段的管徑為150mm,長(zhǎng)度為800m,第二管段的直徑為125mm,長(zhǎng)度為600m,設(shè)壓力水塔具有的水頭H=20m,局部阻力忽略不計(jì)，求流量Q,并繪制水頭線。（則=0?029,22=0?027,本大題10分）L?、.Ld九-111-題7-4圖七、儒科夫斯基疑題：給人感覺(jué)圖中的圓柱體會(huì)在浮力的作用下會(huì)繞其轉(zhuǎn)軸——圖中圓柱中心出的黑點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，由此便可以制造出永動(dòng)機(jī)來(lái)嗎為什么（本大題10分）儒科夫斯基疑題一、選擇題：從給出的四個(gè)選項(xiàng)中選擇出一個(gè)正確的選項(xiàng)（本大題60分，每小題3分）1、壓力的升高時(shí)液體的粘度（）。A、不變B、減小C、變化不大D、增大2、 密度為1000kg/m3，動(dòng)力粘度為10-3Pas的流體的運(yùn)動(dòng)粘度為（）m2/s。A、10-2 B、10-4 C、10-6 D、10-83、 做鉛直等加速度運(yùn)動(dòng)容器中液體的等壓面是（）簇。A、水平面B、垂直面C、斜面D、曲面4、 1mmHg等于（）。A、133280PaB、13328PaC、1332.8PaD、133.28Pa5、 壓力水頭的計(jì)算公式為（）。A、h=p/gB、p=pgC、h=p/pgD、h=p/p6、 流體靜力學(xué)基本方程式z+p/pg=C中，p/pg的幾何意義是（）A、位置水頭B、壓力水頭C、總水頭D、速度水頭7、 根據(jù)液流中運(yùn)動(dòng)參數(shù)是否隨（）變化，可以把液流分為穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流。A、位置坐標(biāo)B、時(shí)間C、溫度D、壓力

8、理想流體伯努利方程是（）定律在流體力學(xué)中的數(shù)學(xué)表達(dá)式。A、動(dòng)量守恒B、牛頓第一C、質(zhì)量守恒D、能量守恒9、 由連續(xù)性divu=0可以判斷出流動(dòng)為（）流動(dòng)A、穩(wěn)定B、可壓縮C、不可壓縮D、均勻10、泵的排量是指單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)泵的流體所具有的（）。A、質(zhì)量B、機(jī)械能C、體積D、重量11、 水頭損失是指單位重量液體在流動(dòng)過(guò)程中所損失的（）A、勢(shì)能B、熱能C、壓能D、機(jī)械能12、 測(cè)壓管水頭線與位置水頭線的鉛直高差反映的是（）的大小。A、壓力水頭B、位置水頭C、流速水頭D、總水頭。13、 弗勞德Fr反映的是流體流動(dòng)過(guò)程中（）之比。A、慣性力與粘性力 B、粘性力與慣性力C、重力與慣性力 D、慣性力與重力14、 邊長(zhǎng)為a的正方形截面管道的水力半徑為（）A、2a B、aC、a/2；D、a/4。15、過(guò)流斷面的水力要素包括了以下四項(xiàng)中的（）項(xiàng)。A、速度梯度B、速度分布C、溫度D、管壁粗糙度16、 圓管流動(dòng)中的粘性應(yīng)力與半徑呈（）關(guān)系。A、線性B、正比例；C、二次方；D、無(wú);17、 局部水頭損失或流速水頭較大，不可忽略的壓力管路稱為（）。A、長(zhǎng)管B、短管C、有壓管D、多相管18、 串聯(lián)管路的水力特點(diǎn)是（）。A、Qi=Qj，力彳二旳 B、Q=》Qj,力嚴(yán)丘C、SQi=0，》hfi=0 D、Q=LQi,,hf=Lhfi；19、 有旋流動(dòng)是指（）的流動(dòng)。A、流體質(zhì)旋轉(zhuǎn)角速度不為0B、速度的旋度不為0C、流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線D、流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線20、 水利光滑區(qū)水頭損失公式h=PQ2mumL/D5-m中的系數(shù)”和m分別為（）。A、0.0246和1B、4.15和1C、0.0246和0.25D、0.0826入和0.25。二、利用下圖推導(dǎo)包達(dá)公式h=二、利用下圖推導(dǎo)包達(dá)公式h=（v一V）21 2-2g再計(jì)算圖中管道銳緣出口處的局部阻力系數(shù)。（本大題20分）12圖1突擴(kuò)管示意圖12圖1突擴(kuò)管示意圖圖2管道銳緣出口示意圖三、圖示的油罐內(nèi)裝相對(duì)密度為0.8的油品，裝置如圖2－11所示的U形測(cè)壓管。求油面的高度H=?及液面壓力p薩?。（本大題20分）四、由斷面為0?2m2和0.1m2的兩根管子組成的水平輸水管系從水箱流入大氣中，假設(shè)不考慮局部水頭損失，第一段的水頭損失為流速水頭的4倍，第二段為3倍。（a）求斷面流速兒及卩2；（b）繪制水頭線；（c）求進(jìn)口A點(diǎn)的壓力（本大題20分）。五、 試由牛頓相似準(zhǔn)則Ne=丄建立重力相識(shí)準(zhǔn)則，并說(shuō)明重p2v2力相似準(zhǔn)數(shù)的含義（本大題10分）六、 有一中等直徑鋼管并聯(lián)管路，流過(guò)的總水量為0?O8m3/s，鋼管的直徑d]=150mm，d2=200mm，長(zhǎng)度Zt=500m，Z2=800mo試并聯(lián)管中的流量Qi、Q2及A、B兩點(diǎn)間的水頭損失（設(shè)并聯(lián)管路沿程阻力系數(shù)均為眉0?039。本大題10分）。Q Q1L1d1JJBQ2L2d2題7-5圖七、試結(jié)合圖中給出的機(jī)翼周邊的流譜解釋機(jī)翼為什么能夠獲得升力（本大題10分）機(jī)翼周邊的流譜A卷答案1、C2、D3、A4、D5A卷答案1、C2、D3、A4、D5、C6、B7、B8、D9、B10、C11、A12、C13、A14、D15、D16、B17、A18、B19、B20、B一、選擇題：—_二、解：在靜止流體中任取出圖示的微元正六面體。首先，我們分析作用在這個(gè)微元六面體內(nèi)流體上的力在x方向上的分量。微元體以外的流體作用于其上的表面力均與作用面相垂直。因此，只有與x方向相垂直的前后兩個(gè)面上的總壓力在X軸上的分量不為零。設(shè)六面體中心點(diǎn)A處的靜壓力為p（x，y，z）則作用在A1和A2點(diǎn)的壓力可以表示為匕=p-dpdxdx2dpdxdx2所以作用在A1和A2點(diǎn)所在面上的總壓力分別為(p-2獲曲、2dxdx)dydz(p-—dxx)dydz-(p+2dx微元體內(nèi)流體所受質(zhì)量力在x方向的分力為Xpdxdydz由于流體處于平衡狀態(tài)，則1dp2~Q~dx)dydz+Xpxdydz=0用pdxdydz除上式，簡(jiǎn)化后得X-1里=0，同理，在y、z方向，pdx可得y-1里=0和Z-1生=0，其矢量形式可寫(xiě)為pdy pdzf--Vp=0P這便是流體平衡微分方程式。質(zhì)量力僅有重力時(shí)，單位質(zhì)量流體所受到的質(zhì)量力可表示為X=Y=0；Z=-g，將其代入上式可得dp=-pgdz或d(p+pgz)=0積分可得p+pgz=c兩端同除以pg則有pg這便是流體靜力學(xué)基本方程三、解：選取U形管中甘油最低液面為等壓面，由氣體各點(diǎn)壓力相等，可知油罐底以上0.4m處的油壓即為壓力管中氣體壓力，即p+pgAh=p+pg（H一0.4）0go 0o得pAh 126x07H= —+0.4= +0.4=1.66mp 0.7o

列1-1和2-2斷面的伯努利方程，則0+厶+牢=0+旦+匚Pg2g pg2g其中11其中v= ——=1.493m/s11nD24v=J=23.885m/s2 1/nd24v2—v2得 p=p+-t 2p=—25718?9Pa2121列4-4自由液面和3-3斷面的伯努利方程，以4-4自由液面為基準(zhǔn)面，則p v20+0+0=H+上干+寸+hpg 2g w4—32其中p=p、32v二"0^，代入上式，得d=0.028m。3 1 Bnd24B五、解：當(dāng)作用在流體上的合外力中粘性力起主導(dǎo)作用時(shí)，則有F=T=Ayduldy，牛頓數(shù)可表示為Ne=plNe=pl2v2“-l2

lpl2v2plv引入雷諾數(shù)Re=plv/y，貝I」牛頓數(shù)相等這一相似準(zhǔn)則就轉(zhuǎn)化為Re=Repm由此可見(jiàn)，粘性力相似準(zhǔn)數(shù)就是雷諾數(shù)，粘性力相似準(zhǔn)則就是原型與模型的雷諾數(shù)相等。對(duì)于圓管內(nèi)的流動(dòng)，可取管徑d作為特征尺度，這時(shí)的雷諾數(shù)可表示為Re=pvdRe=pvdvdu雷諾數(shù)的物理含義是慣性力與粘性力的比值六、解：列自由液面和出口斷面的伯努利方程H=0.0826九QL1+0.0826九QL21d5 2d512則流量Q=0.0155m3Q=0.0155m3/sV位置水頭線七、答：由于流體靜壓力的特性一可知，流體靜壓力的作用方向永遠(yuǎn)沿著作用面的內(nèi)法線方向，所以流體對(duì)圓柱體表面的作用力的方向也永遠(yuǎn)垂直于作用面，所以圓柱體表面上的壓力的作用線必然要通過(guò)圓柱體的軸線，這些力對(duì)O點(diǎn)的力矩為零。因此，圓柱體并不會(huì)繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，也就不能由此制造出永動(dòng)機(jī)來(lái)。選擇題：1、C2、D3、A4、D5、C6、B7、B8、D9、B10、C11、A12、C13、A14、D15、D16、B17、A18、B19、B20、B—_二、解：在圖中取管道內(nèi)壁、漩渦區(qū)起始端和末端斷面圍成空間為控制體，在1、2兩個(gè)斷面間應(yīng)用伯努利方程，有z+作+a佯=z+厶+a■+hTOC\o"1-5"\h\z1Pg12g 2pg 22g w1-2因兩斷面間的距離很短，忽略沿程阻力，取如=勺=0,則(1)p-p v2-v2(1)h=~t 2+~t 2j Pg 2g再對(duì)控制體應(yīng)用動(dòng)量方程：忽略控制體側(cè)面上的摩擦力后控制體內(nèi)的流體在流動(dòng)方向上所受的合力為EF=A(p—p)。212則動(dòng)量方程為A2(p1—p2)=PQ(v2—v1)，兩端同時(shí)除以pgA2得

pgpg將其代入式（1）可得：V V2-V2TOC\o"1-5"\h\zh=P(V-V) 1 2-jg2 1 2g整理后可得(V-V)2i 2-即包達(dá)公式。它表明圓管液流突然擴(kuò)大的局部水頭損失等于損失流速（V]-V2）折算成的水頭。由連續(xù)性方程可得AV=V 2-12A1則包達(dá)公式可以寫(xiě)成V、V即包達(dá)公式。它表明圓管液流突然擴(kuò)大的局部水頭損失等于損失流速（V]-V2）折算成的水頭。由連續(xù)性方程可得AV=V 2-12A1則包達(dá)公式可以寫(xiě)成V、V2h=(1—f)2—^=jV2g1(1AV2V2—)2L= 1—A22g2g2所以管道銳緣出口處的局部阻力系數(shù)為$1三、解:A點(diǎn)的壓力可用自由液面的壓力p0及罐內(nèi)外兩個(gè)液柱的壓力來(lái)表示，即p+pgH+0.4pg=p=p+1.6pg00owA可得H=1.2p.p=1.5mowo油BmO為了計(jì)算液面壓力p0取B-B為等壓面，B點(diǎn)的壓力可表示p+(1.6+0.3+0.5)pg=p=0.5pg,

0wB汞所以，p=0.5pg-2.4pg=43120Pa。0汞w四、解：列自由液面和管子出口斷面