工程流体力学试题与答案3

一、判断题(对的打“√”，错的打“×”，每题1分，共12分)1．无黏性流体的特征是黏度为常数。2．流体的“连续介质模型”使流体的分布在时间上和空间上都是连续的。3．静止流场中的压强分布规律仅适用于不可压缩流体。4．连通管中的任一水平面都是等压面。5.实际流体圆管湍流的断面流速分布符合对数曲线规律。6.湍流附加切应力是由于湍流元脉动速度引起的动量交换。7.尼古拉茨试验的水力粗糙管区阻力系数与雷诺数Re和管长l有关。8.并联管路中总流量等于各支管流量之和。9.声速的大小是声音传播速度大小的标志。10.在平行平面缝隙流动中，使泄漏量最小的缝隙叫最佳缝隙。11.力学相似包括几何相似、运动相似和动力相似三个方面。12.亚声速加速管也是超声速扩压管。二、选择题（每题2分，共18分）1．如图所示，一平板在油面上作水平运动。已知平板运动速度V=1m/s，平板与固定边界的距离δ=5mm，油的动力粘度μ＝0.1Pa·s，则作用在平板单位面积上的粘滞阻力为（）A．10Pa；B．15Pa；C．20Pa；D．25Pa；2.在同一瞬时，位于流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此流线（）A．相切；B．重合；C．平行；D．相交。3.实际流体总水头线的沿程变化是：A．保持水平；B．沿程上升；C．沿程下降；D．前三种情况都有可能。4．圆管层流，实测管轴上流速为0.4m/s，则断面平均流速为（）A．0.4m/sB．0.32m/sC．0.2m/sD．0.1m/s5．绝对压强absp，相对压强p，真空度vp，当地大气压ap之间的关系是：A．vabsppp；B．absavppp；C．aabsppp；D．avppp。6．下列说法正确的是：A．水一定从高处向低处流动；B．水一定从压强大的地方向压强小的地方流动；C．水总是从流速大的地方向流速小的地方流动；D．以上说法都错误。7.弗劳德数的物理意义为（）A．惯性力与重力之比；B．惯性力与粘滞力之比；C．压力与惯性力之比；D．粘滞力与重力之比。8.并联管道1、2，两管的直径相同，沿程阻力系数相同，长度123ll，通过的流量为（）A.21QQ；B．215.1QQ；C．213QQ；D．2173.1QQ。9.圆柱形外管嘴的正常工作条件是Ａ．m9,4~30HdLＢ．m9,4~30HdLＣ．m9,4~30HdLL〉D.m9,4~30HdLL三、画图题（共10分）1．绘出AB壁面上的相对压强分布图（6分）2．绘出AB曲面上的压力体（4分）四、计算题（10分）输油管直径mm150d，流量hm153Q，油的运动粘度scm2.02，求每公里管长的沿程水头损失。五、计算题（15分）由一高位水池引出一条供水管路AB，如图所示。已知：流量sm034.03Q管路的直径m15.0D；压力表的读数24BmN109.4p；高度0m2H，试计算水流在AB段的水头损失。六、计算题（15分）如右图所示为一内径5m.0D的90水平弯管，OOADv1BH压力表v2弯管内水流的速度s/0m.3v，进出口处的相对压强2421m/N1005.5pp，求流体作用在弯管上的力的大小和方向（不计损失）。七、计算题（15分）一段直径mm100d的管路长m10l。其中有两个900的弯管（900=0.294），管段的沿程阻力系数=0.037。如拆除这两个弯管而管段长度不变，作用于管段两端的总水头也维持不变，问管段中的流量能增加百分之几？八、叙述题：说出该题的解题过程（5分）某厂自高位水池加装一条管路，向一个新建的居民点供水，如右图所示。已知水头差H，管长l，管径d，用普通镀锌管（已知）。问在平均温度20°C时，这条管路在一个昼夜中能供应多少水量？答案一、判断题（每题1分，共12分）1．无黏性流体的特征是黏度为常数。ⅹ2．流体的“连续介质模型”使流体的分布在时间上和空间上都是连续的。√3．静止流场中的压强分布规律仅适用于不可压缩流体。ⅹ4．连通管中的任一水平面都是等压面。ⅹ5．实际流体圆管湍流的断面流速分布符合对数曲线规律。√6．湍流附加切应力是由于湍流元脉动速度引起的动量交换。√7.尼古拉茨试验的水力粗糙管区阻力系数与雷诺数Re和管长l有关。ⅹ8.并联管路中总流量等于各支管流量之和。√9.声速的大小是声音传播速度大小的标志。ⅹ10.在平行平面缝隙流动中，使泄漏量最小的缝隙叫最佳缝隙。ⅹ11.力学相似包括几何相似、运动相似和动力相似三个方面。√12.亚声速加速管也是超声速扩压管。√二、选择题（每题2分，共18分）1．C2．A3．C4．C5．B6．D7.A8.D9.B三、画图题（10分）1．（6分）2．（4分）(a)虚压力体（2分）(b)虚压力体（2分）四、计算题（10分）解：4.176815.0102.03600115444dQvdRe2000eR，属于层流(5分)8.9215.04.1768)3600115(100016642)4(642522222gdQdlRgvdlhef=0.685m油柱(10分)五、计算题（15分）解：取O－O为水平基准面，对过水断面1－1和过水断面2－2列出伯努利方程lhgvpzgvpz222222221111(5分)由于201Hzm，02z，01p，58.910109.4342gpppbbm，121，01vsm92.115.04034.022AQv(10分)将以上各量之值代入伯努利方程，得lh80.9292.115000202所以812.14188.520lhm(15分)六、计算题（15分）解：ρQvRApx11ρQvApRy22(4分)s/0.59m345.04322vπDQ3m/1000kg，222196m.045.04πDA(6分)则11870N359.01000196.01005.5411ρQvApRx11870N359.01000196.01005.5422ρQvApRy(10分)弯管对流体的作用力：7N.1178611870118702222yxRRR(12分)方向为：451187011870arctanarctanxyRR(14分)因此，流体对弯管的作用力R与R大小相等，方向相反。(15分)七、计算题（15分）解：在拆除弯管之前，在一定流量下的水头损失为gvgvgvdlgvgvdlhw229.42294.021.010037.0222222121212121(5分)式中1v为该流量下的圆管断面流速。拆除弯管后的沿程水头损失为gvgvgvdlhf27.321.010037.02222222(10分)式中2v为拆除弯管后该流量下的圆管断面流速。若两端的总水头差不变，则得gv27.322gv229.421(12分)因而077.17.329.412vv流量vAQ，A不变，所以12077.1QQ，即流量增加7.7%。(15分)八、叙述题：说出该题的解题过程（5分）答：（1)查出各个局部损失的系数；（2）算出相对粗糙度；（3）列伯努利方程并化简；（4）判断流动状态并假设流动处于某个阻力区域；（5）试算和验证。(每步1分，共5分)