流体力学泵与风机期末考试试卷

《流体力学泵与风机》期末考试试卷参考答案一、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）1．没有粘性的流体是实际流体。错(1分)2．在静止、同种、不连续流体中，水平面就是等压面。如果不同时满足这三个条件，水平面就不是等压面。错(1分)3．水箱中的水经变径管流出，若水箱水位保持不变，当阀门开度一定时，水流是非恒定流动。错(1分)4．紊流运动愈强烈，雷诺数愈大，层流边层就愈厚。错(1分)5．Q1=Q2是恒定流可压缩流体总流连续性方程。错(1分)6．水泵的扬程就是指它的提水高度。错(1分)7．流线是光滑的曲线，不能是折线，流线之间可以相交。错(1分)8．一变直径管段，A断面直径是B断面直径的2倍，则B断面的流速是A断面流速的4倍。对(1分)9．弯管曲率半径Rc与管径d之比愈大，则弯管的局部损失系数愈大。错(1分)10．随流动雷诺数增大，管流壁面粘性底层的厚度也愈大。错(1分)二、填空题（本大题共4小题，每小题3分，共12分）11．流体力学中三个主要力学模型是（1）连续介质模型（2）不可压缩流体力学模型（3）无粘性流体力学模型。(3分)12．均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。(3分)13．正方形形断面管道(边长为a)，其水力半径R等于4aR，当量直径de等于ade(3分)14．并联管路总的综合阻力系数S与各分支管综合阻力系数的关系为3211111ssss。管嘴与孔口比较,如果水头H和直径d相同，其流速比V孔口/V管嘴等于82.097.0,流量比Q孔口/Q管嘴等于82.060.0。(3分)三、简答题（本大题共4小题，每小题3分，共15分）15．什么是牛顿流体？什么是非牛顿流体？满足牛顿内摩擦定律的流体为牛顿流体,反之为非牛顿流体。（3分）16．流体静压强的特性是什么？流体静压强的方向垂直于静压面，并且指向内法线，流体静压腔的大小与作用面的方位无关，只于该点的位置有关。（3分）17．什么可压缩流体？什么是不可压缩流体？流体的压缩性和热胀性很小，密度可视为常数的液体为不可压缩流体，反之为可压缩流体。（3分）18．什么是力学相似？原形流动与模型流动在力学上包括三方面的相似，即几何相似、运动相似、动力相似，统称为力学相似。19．试述泵与风机的工作原理当叶轮随轴旋转时，叶片间的气体也随叶轮旋转而获得离心力，并使气体从叶片间的出口处甩出。被甩出的气体及入机壳，于是机壳内的气体压强增高，最后被导向出口排出。气体被甩出后，叶轮中心部分的压强降低。外界气体就能使风机的的吸入口通过叶轮前盘中央的孔口吸入，源源不断地输送气体。离心式泵的工作原理也是如此。（3分）四、证明题（本大题共1小题，每小题20分，共20分）20．求证当流体在圆管中作层流运动时，层流沿程损失和平均速度的一次方成正比，即求证232dvlhf证:1.牛顿内摩擦定律：drdudydu(3分)2.均匀流动基本方程：RJ02rRRJ0(3分)Jdrdu21rdrJdu4(3分)积分得crJu24当0rr时，0u，204rJC(2分))(4220rrJu22204)(4DrrJAudAAQvAA(3分)当0r时，20max4rJuvu2max(3分)232dvlJlhfdvlgvdlhf3222(3分)五、计算题（本大题共3小题，共43分）21．齿轮泵由油箱吸取润滑油，其流量为smQ/102.133，润滑油的运动粘度为sm/10425，油的重度为3/9000mN，吸油管长10m，管径mmd40，油泵进口最大允许真空度为2.5m水柱，求油泵允许的安装高度?H（15分）解：建立o-o1-1断面能量方程lhgvpH2000222（3分）955104104102.144533dvQRe2320（2分）流态为层流232dlvhl（3分）81.904.00012.016900098105.2242222lhgvpH-4404.0481.90012.010104.032（5分）=1.85m（2分）22．有一圆滚门，长度l=10m，直径D=4.2m，上游水深H1=4.2m，下游水深H2=2.1m，求作用于圆滚门上的水平和铅直分压力。（15分）)(21222121HHpppx(6分)＝7.648)1.22.4(10807.9212kN(3分)kNllRAlpz7.10181.23.03.0213602.278222(6分)23．水力清砂高压水枪喷嘴如图所示。水枪喷嘴出口直径d0=7mm，d1=15mm，水枪工作水量Q=160升/分。用喷嘴射流来冲毁铸型芯砂。试确定喷嘴内壁对水的作用力。（13分）解：沿管轴x方向所有外力及动量变化为)(1211vvgQRApFx(2分)smAQV/1.1511(2分)gvpgvp22200211(2分)NAAvvgAp407)1.155.69(81.9281.91000)(21221212011(2分)NApP07.4111NvvgQFx5.14)(10(3分)NFPRx2621454071(2分)