華南理工大學(xué)2009年流體力學(xué)習(xí)題及參考答案

09流體力學(xué)習(xí)題1及參考答案一、單項(xiàng)選擇題（共15分，每小題１分）1、下列各力中，屬于質(zhì)量力的是（）。A．離心力B．摩擦力C．壓力D．表面張力2、下列關(guān)于流體粘性的說(shuō)法中，不準(zhǔn)確的說(shuō)法是（）。A．粘性是實(shí)際流體的固有屬性B．構(gòu)成流體粘性的因素是流體分子間的吸引力C．流體粘性具有傳遞運(yùn)動(dòng)和阻礙運(yùn)動(dòng)的雙重性D．動(dòng)力粘度與密度之比稱為運(yùn)動(dòng)粘度3、在流體研究的歐拉法中，流體質(zhì)點(diǎn)的加速度由當(dāng)?shù)丶铀俣群瓦w移加速度組成，當(dāng)?shù)丶铀俣确从常ǎ．流體的壓縮性B．由于流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)改變了空間位置而引起的速度變化率C．流體速度場(chǎng)的不穩(wěn)定性D．流體速度場(chǎng)的不均勻性4、重力場(chǎng)中流體的平衡微分方程為（）。A．B．C．D．5、無(wú)旋流動(dòng)是指（）的流動(dòng)。A．速度環(huán)量為零B．跡線是直線C．流線是直線D．速度環(huán)量不為零6、壓強(qiáng)的量綱是（）。A.B.C.D.7、已知不可壓縮流體的流速場(chǎng)為則流動(dòng)不屬于（）。A．非均勻流B．非穩(wěn)定流動(dòng)C．穩(wěn)定流動(dòng)D．三維流動(dòng)8、動(dòng)量方程的適用條件是(

)。A．僅適用于理想流體作定常流動(dòng)B．僅適用于粘性流體作定常流動(dòng)C．適用于理想流體與粘性流體作定?；蚍嵌ǔＡ鲃?dòng)D．適用于理想流體與粘性流體作定常流動(dòng)9、在重力場(chǎng)中作穩(wěn)定流動(dòng)的系統(tǒng)，沿流動(dòng)方向總水頭線維持水平的條件是()。A．管道是水平放置的B．流體為不可壓縮流體C．管道是等徑管D．流體為不可壓縮理想流體10、并聯(lián)管道系統(tǒng)中,其各支管內(nèi)單位質(zhì)量流體的能量損失（）。A．不相等B．之和為總能量損失C．相等D．不確定11、邊界層的基本特征之一是（）。A．邊界層內(nèi)流體的流動(dòng)為層流B．與物體的特征長(zhǎng)度相比，邊界層的厚度很小C．邊界層厚度沿流動(dòng)方向逐漸減薄D．邊界層內(nèi)流體的流動(dòng)為湍流12、指出下列論點(diǎn)中的錯(cuò)誤論點(diǎn)：（）A．平行流的等勢(shì)線與流線相互平行B．渦流的徑向速度為零C．無(wú)旋流動(dòng)也稱為有勢(shì)流動(dòng)D．點(diǎn)源的圓周速度為零13、關(guān)于渦流有以下的論點(diǎn)，指出其中的錯(cuò)誤論點(diǎn)：()。A．以渦束誘導(dǎo)出的平面流動(dòng)，稱為渦流B．點(diǎn)渦是渦流C．渦流的流線是許多同心圓D．在渦流區(qū)域速度與半徑成正比14、超音速氣體在收縮管中流動(dòng)時(shí)，氣流速度（）。A．逐漸增大B．不變C．不確定D．逐漸減小15、為提高離心泵的允許安裝高度，以下哪種措施是不當(dāng)?shù)模浚ǎ〢．提高流體的溫度B．增大離心泵吸入管的管徑C．縮短離心泵吸入管的管徑D．減少離心泵吸入管路上的管件參考答案：1.A2.B3.C4.D5.A6.B7.C8.D9.D10.C11.B12.A13.D14.D15.A二、填空題（共12分,每小題２分）1、靜止流體中任一點(diǎn)的靜壓強(qiáng)大小與其作用面在空間的方位無(wú)關(guān)，與該點(diǎn)位置相關(guān)。2、理想流體是指不考慮粘性的流體；不可壓縮流體是指忽略密度變化的流體。３、粘性流體沿緩變流流動(dòng)產(chǎn)生的阻力損失稱為沿程阻力損失，在急變流處產(chǎn)生的阻力損失稱為局部阻力。４、調(diào)節(jié)往復(fù)泵流量的方法有：改變活塞沖程，旁路調(diào)節(jié)等。５、造成邊界層分離的原因，在于逆壓強(qiáng)梯度作用和物面粘性滯止效應(yīng)的共同影響。6、已知某輸水管路中，泵的特性曲線方程為，管路的特性曲線方程為，（注：式中的單位為m，的單位為m3/s）。當(dāng)輸水量為8.5L/S時(shí)，消耗于閥門(mén)調(diào)節(jié)的水頭損失是3.33m.三、簡(jiǎn)答題（共18分,每小題6分）(1)分別寫(xiě)出理想流體和粘性流體總流的伯努利方程。比較它們的相同之點(diǎn)和不同之處。參考答案：理想流體的伯努利方程：粘性流體總流的伯努利方程：它們的相同之點(diǎn)：是能量守恒定律在流體流動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用結(jié)果；均適用于不可壓縮流體；反映流動(dòng)系統(tǒng)中動(dòng)能、勢(shì)能、靜壓能之間的相互關(guān)系。不同之處是：理想流體伯努利方程表明，理想流體沿流動(dòng)方向的總水頭保持不變；粘性流體總流的伯努利方程則表明，為了克服粘性阻力，粘性流體沿流動(dòng)方向的總水頭是逐漸減少的。(2)為何流體靜壓力的方向總是沿著作用面的內(nèi)法線方向？參考答案：因?yàn)?(1)靜止流體不能承受剪力，即τ=0，故p垂直受壓面；(2)因流體幾乎不能承受拉力，故p指向受壓面。(３)流體的壓縮性指的是什么？列舉出兩種反映流體的壓縮性的參數(shù)。在工程實(shí)際應(yīng)用中，如何考慮液體和氣體的壓縮性？參考答案：流體在一定溫度下，體積隨壓強(qiáng)增大而縮小的特性稱為流體的壓縮性。反映流體的壓縮性的參數(shù)有：壓縮系數(shù)、體積模量、音速。一般而言，液體的壓縮性很小，但當(dāng)壓強(qiáng)變化很大時(shí)（如水擊和水下爆炸），應(yīng)考慮液體密度的變化；氣體的壓縮性很大，但在流速不太高，壓強(qiáng)變化較小的情況下，可將氣體視為不可壓縮流體。四、計(jì)算題（六題，共55分）１、（5分）當(dāng)壓強(qiáng)增加5×104Pa時(shí)，某種液體的密度增長(zhǎng)0.02%，求該液體的體積模量。解：2、（10分）已知某不可壓縮流體平面流動(dòng)的速度分布規(guī)律為：判斷說(shuō)明該流動(dòng)是否連續(xù)？是否無(wú)旋？并求出流函數(shù)。解：滿足連續(xù)性方程，所以流動(dòng)連續(xù)。所以流動(dòng)有旋。令C＝0，則流函數(shù)為3、（14分）圖示離心泵管路系統(tǒng)，將常壓下20℃的水從低位槽抽到高位槽，已知輸送水量：Q＝36m3/h，吸入管（泵前）直徑100mm,吸入管長(zhǎng)10m(含局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度),摩擦系數(shù)λ1=0.02。排出管（泵后）直徑75mm,排出管長(zhǎng)50m(含局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度),摩擦系數(shù)λ求：（1）泵的軸功率N為多少kw？（2）泵入口處的真空表讀數(shù)應(yīng)該是多少Pa?解：Q＝36m3/h=0.01m3/s泵的軸功率N泵吸入管內(nèi)的流速為:泵壓出管內(nèi)的流速為在斷面1-1和2-2之間列伯努利方程，并移項(xiàng)整理得（2）泵入口處的真空表讀數(shù)取1－1、B斷面列伯努利方程：解得4、（12分）已知：一個(gè)水平放置的90o彎管輸送水d1＝150mm，d2＝75mmp1＝2.06×105Pa，Q＝0.02m3求：水流對(duì)彎管的作用力大小和方向（不計(jì)水頭損失）。解：取1-1、2-2兩斷面列伯努利方程所以，對(duì)選取的控制體列動(dòng)量方程：x方向：y方向：所以，所以，水流對(duì)彎管壁的作用力為R的反作用力R'=-3786N，大小相等，方向相反。5、（8分）大容器壓縮空氣灌中的壓縮空氣，經(jīng)一收縮噴管向大氣噴出，設(shè)