1-3章练习试题-2013

成绩土木类工程流体力学（水力学）试卷试卷号：1-3章练习试题-2013校名___________系名___________专业___________姓名___________学号___________日期___________（请考生注意：本试卷共页）大题一二三四五成绩一、把正确答案的代码（一个或多个）填入题末的括号内(本大题共2小题，总计2分)1、(本小题1分)欧拉运动微分方程dduftp1各项的单位是：（1）单位质量力（2）单位重能量（3）单位重的力（4〕上述回答都不对答（）2、(本小题1分)方程vA常数(为流体的密度，v断面平均流速，A为总流的过流断面面积)，成立的条件是(1)理想流体(2)恒定流动(3)流体不可压缩(4)流动无旋。答()二、在空格或题图上填写正确答案(本大题共11小题，总计19分)1、(本小题1分)机械能转化与守恒定律可表示为：+++=常数。2、(本小题1分)某种液体当所受压强从106Pa增加到2106Pa时，体积由1000cm3减少为995cm3，其体积弹性模量K为Pa。3、(本小题1分)流体几乎不承受________，作用于流体上的表面力常见的有____________和________等。4、(本小题2分)试绘出图中ABC壁面上的相对压强分布图，并标明大小及方向。hhABC125、(本小题3分)画出图中圆柱曲面上的压力体，并标明方向。6、(本小题3分)试绘下图容器中锥形塞子的压力体，并标明方向。p1pp2paa7、(本小题1分)如图所示供水系统，两液面绝对压强p1137',kNm2p239'kNm2,z1=z2=05.m，z323.m,当阀门E关闭时，A点的绝对压强为mHo2；B点的绝对压强为mHO2；C点的相对压强为mHO2。(已知当地大气压强pa98kNm2)水水ABCEpzzz11232p''8、(本小题1分)伯努力方程gzpuc22，对于理想____________流体，在重力作用下作__________流动时，沿着____________时才成立。9、(本小题3分)绘出如图球体的压力体并标出力的方向。10、(本小题2分)绘图表示曲面上水平方向的压强分布图和垂直方向的压力体。并用箭头表示出力的方向。11、(本小题1分)实际流体渐变流动中，______________上的压强分布近似地按静压强规律分布。三、回答下列各题(本大题共7小题，总计12分)1、(本小题2分)何谓绝对压强、相对压强及真空值？压力表的读数是绝对压强还是相对压强？2、(本小题2分)如图所示两种液体盛在同一容器中，其中21。试分析下面两个水静力学方程式gpzgpz222111)1(gpzgpz333222)2(哪个对？哪个错？说明其原因。OOzzz12312312...3、(本小题3分)描述流体运动有哪两种方法？它们的区别何在？写出它们的x方向的速度和加速度表达式。4、(本小题2分)流场的速度分布为uxxyuyxyxy22424,，试判别该流场是有势的还是有旋的？5、(本小题1分)不可压缩等密度流体的连续性微分方程式一般式的物理意义是什么？6、(本小题1分)假定动能修正系数为1.0，则从物理意义上来说，相当于假设_________________。7、(本小题1分)在应用恒定总流动量方程Q()022011VVF解题时，为什么F不包括惯性力？四、计算下列各题(本大题共26小题，总计66分)1、(本小题1分)某气体在20oC及02106.Pa绝对压强时的容积为40l，气体常数R=210mNkgK，求该气体的密度和质量。2、(本小题1分)体积5m3的液体重G392104.N，求它的密度和质量m。3、(本小题2分)一底面积为4045cm2，高为1cm的木块，质量为5kg，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u1ms，油层厚度1cm，斜坡角2262.o(见图示)，求油的粘度。u4、(本小题1分)鉴定压力表的校正器如图所示，器内充满油液,油的压缩系数4751010.mN2，用手轮旋转密封良好的油塞,活塞直径D10mm，单线螺纹的螺距（手轮每转一圈，螺杆前进的距离）t2mm，在98kPa的大气压时的充油体积V0200cm3，问手轮应旋进多少圈，才能造成196kPa大气压的油压。单线螺纹压力表手轮油D5、(本小题2分)一底面积为4550cm2，质量为6kg的木块，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u12.ms，油层厚度1mm，斜面角20Co（如图所示），求油的动力粘度。u6、(本小题4分)有一22()m2矩形平板垂直于某静止非均质液体中(如图)。该液体的密度沿深度作直线分布变化，已知液面及3m深处的密度分别为:01000kgm3及311846.kgm3。试求：(1)液体压强的计算公式：(2)作用于平板上的液体总压力(单面受压)；(3)压力中心距液面的距离。1m2m2m7、(本小题2分)AB为矩形闸门，A为闸门的转轴，闸门宽b=2m，闸门自重G=18kN，h=1m，h=2m，问：B端所施的铅直力T至少为何值时，才能将闸门打开？45°AGBhh12T8、(本小题2分)如图所示封闭容器的水面绝对压强p085kNm2，中央玻璃管是两端开口的，求玻璃管应伸入水面下若干深度，才既无空气通过玻璃管进入容器，又无水进入玻璃管。0hppa9、(本小题3分)将U型测压计的两末端部分的直径扩大成如图所示的形式，如果面积A1为面积A2的50倍，一边充水，另一边充密度比油095.的油，试计算使油水分界面向下移动20mm的压差PP21应是多少？pp21AA12水水油油hxyhxy=20mmz10、(本小题3分)用极坐标表示的二维流场为ururr,cos2求其加速度。11、(本小题5分)图示收缩管段长l=60cm，管径D=300mm，d=150mm，通过流量02.ms3。今逐渐关闭闸门，使水流流量在20秒内直线地变为零。试求：在关闭闸门的第10秒时，点1和点2的速度和任意点A的加速度是多少？（假定断面上的流速为均匀分布）。dxDROx30cm30cm闸门1点2点..A.点12、(本小题2分)设一水平的均匀流场，速度为U=常数，与X轴的夹角为，试证明流场中压强处处相同。213oxy13、(本小题3分)设水平面流场中的速度分布为uuqrr2，u0，q是沿Z轴方向的单位长度上所流出的流量，称流源强度，试求流场中的压强分布。14、(本小题3分)某一靠近壁面二维空间的剪切流，x方向的速度分量为uUyaxyaxx()2222，a为常数，试求y方向的速度分量uxyy(,)，假定y=0时壁面处uy0。15、(本小题3分)有一盛水桶，桶底有一圆孔，孔径d08.m孔被一圆台形塞子塞住，塞子顶上水深H5m，其它尺寸如图所示。求作用在塞子上的静水总压力。注：圆台体积VhRrRr322()HRDhdr=1.2m=0.9mhHRDhdr=1.2m=0.9mh16、(本小题3分)直径d03.m和D08.m的圆柱形密闭容器固定于支承上，支承处于储水池A中水面上b15.m处，容器中水面比支承面高出a04.m，容器本身重量为1000N，试确定支承所承受的合力。dabDAdabDA17、(本小题2分)一混凝土坝如图所示，长(垂直于纸面方向)b1m，坝前水深ha405m,m.，求静水总压力的水平分力Px和铅直分力Pz，并分析它们对坝的滑动稳定和倾覆稳定所起的作用。水的g98.kN/m3。AahB18、(本小题3分)半圆球形容器，直径D20cm。装满水盖以玻璃板,使之密封。倒过来平放在桌上。问容器至少应重多少才足以不使容器被水压所顶起。玻璃板半球形容器D19、(本小题2分)已知圆管过流断面上流速分布为：uurrFHGIKJLNMMOQPPmax102umax为管轴处最大流速，r0为圆管半径，r为某点距管轴的径距。试求断面平均速度v。20、(本小题3分)已知圆管中某种运动条件下流速分布为uurrm()1202，其中r0、r如图所示，u和um分别为r和中心处的流速，在该条件下，如果r030.cm,Q1Ls，试求轴心速度um。0mruur21、(本小题1分)水从一直径为的圆管下端流出，管内水流的平均流速为1.2m/s，射流冲击一水平放置的直径为150mm的圆盘后，即沿圆盘径向流出，已知圆盘边缘的水层厚度为1mm。试求水离开圆盘的速度。150mm50mm1mm22、(本小题2分)有一矩形截面的人工渠道，其宽度B等于2.5m，测得断面1-1与2-2处水深h1为0.5m，h2为0.3m，如断面平均流速v13ms，求通过此渠道的流量Q及断面2-2处的平均流速v2。1v2h1hQ23、(本小题2分)用压力水箱向h20m高处供水，要求供水量Q001.ms3，端点水压为akP492p，管道直径d100mm，水头损失hw50cm水柱。水的密度1000kgm3，重力加速度g98.ms2。试求水箱内压强0p。p0hp0h24、(本小题3分)图示水平管中流量Q2103ms3，其末端接一90o弯管，使水垂直向上喷射，在喷射高度h=40cm处冲击一平板，管子的截面积A4cm2，若忽略阻力，求水流对平板的作用力。hQ25、(本小题3分)一水平射流以V05ms的速度冲击一斜置平板。射流与平板之间夹角60o，射流出口过水断面面积A030008.m，不计摩擦力，试求：（1）垂直于平板的射流作用力；（2）流量Q1与Q2之比。A0V0Q1Q260°26、(本小题5分)引水管变径段长度l10m，管轴线与水平夹角30o，变径段中射流自重G=1.8kN。流入断面管径d102.m，流出断面管径d201.m。已知p140mHO2，该段流动损失为05.mHO2，当流量Q20103ms3支墩所受作用力Fx、Fy各是多大？（按图示坐标系）。d1d2P1P22211GRyRxxyl五、证明（推导）下列各题(本大题1分)试由流体平衡微分方程导出质量力仅为重力时，不可压缩流体静压强的计算公式ghpp0。