全國(guó)2002年4月高等教育自學(xué)考試工程流體力學(xué)試題

1、 全國(guó)2002年4月高等教育自學(xué)考試工程流體力學(xué)試題課程代碼：02250一、單項(xiàng)選擇題(每小題1分，共20分)在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。1.若流體的密度僅隨( )變化而變化，則該流體稱為正壓性流體。 a.質(zhì)量 b.體積 c.溫度 d.壓強(qiáng)2.亞聲速流動(dòng)，是指馬赫數(shù)( )時(shí)的流動(dòng)。 a.等于1 b.等于臨界馬赫數(shù) c.大于1 d.小于13.氣體溫度增加，氣體粘度( ) a.增加 b.減小 c.不變 d.增加或減小4.混合氣體的密度可按各種氣體( )的百分?jǐn)?shù)來計(jì)算。 a.總體積 b.總質(zhì)量 c.總比容 d.總壓強(qiáng)5.某單位購(gòu)買了一臺(tái)

2、提升汽車的油壓升降機(jī)(如圖一所示)，原設(shè)計(jì)操縱方法是：從b管進(jìn)高壓油，a管排油時(shí)平臺(tái)上升(圖一的左圖)；從a管進(jìn)高壓油，b管排油時(shí)平臺(tái)下降。在安裝現(xiàn)場(chǎng)工人不了解原設(shè)計(jì)意圖，將a、b兩管聯(lián)在一起成為c管(圖一的右圖)。請(qǐng)你判斷單靠一個(gè)c管通入高壓油或排油，能操縱油壓機(jī)升降嗎?你的判斷：( ) a.可以 b.不能動(dòng)作 c.能升不能降 d.能降不能升6.在一個(gè)儲(chǔ)水箱的側(cè)面上、下安裝有兩只水銀u形管測(cè)壓計(jì)(如圖二)，當(dāng)箱頂部壓強(qiáng)p0=1個(gè)大氣壓時(shí)，兩測(cè)壓計(jì)水銀柱高之差h=h1-h2=760mm(hg)，如果頂部再壓入一部分空氣，使p0=2個(gè)大氣壓時(shí)。則h應(yīng)為( ) a.h=-760mm(hg) b.h

3、=0mm(hg) c.h=760mm(hg) d.h=1520mm(hg)7.流體流動(dòng)時(shí)，流場(chǎng)各空間點(diǎn)的參數(shù)不隨時(shí)間變化，僅隨空間位置而變，這種流動(dòng)稱為( ) a.定常流 b.非定常流 c.非均勻流 d.均勻流8.流體在流動(dòng)時(shí)，根據(jù)流體微團(tuán)( )來判斷流動(dòng)是有旋流動(dòng)還是無旋流動(dòng)。 a.運(yùn)動(dòng)軌跡是水平的 b.運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線 c.運(yùn)動(dòng)軌跡是直線 d.是否繞自身軸旋轉(zhuǎn)9.在同一瞬時(shí)，流線上各個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)的速度方向總是在該點(diǎn)與此線( ) a.重合 b.相交 c.相切 d.平行10.圖示三個(gè)油動(dòng)機(jī)的油缸的內(nèi)徑d相等，油壓p也相等，而三缸所配的活塞結(jié)構(gòu)不同，三個(gè)油動(dòng)機(jī)的出力f1，f2，f3的大小關(guān)系是(忽略

4、活塞重量)( ) a.f1=f2=f3 b.f1>f2>f3 c.f1<f2<f3 d.f1=f3>f211.三個(gè)容積完全相等的容器，聯(lián)接如圖示，先將閥門a,b關(guān)閉，閥門c開啟。壓強(qiáng)計(jì)p指示為0。將容器i充入壓縮空氣，絕對(duì)壓強(qiáng)為300kpa，容器抽成真空度為30kpa。先關(guān)閉閥門c,再開啟閥門a和b。這時(shí)，壓強(qiáng)計(jì)p的讀數(shù)應(yīng)該是(設(shè)當(dāng)?shù)卮髿鈮菏?00kpa) a.56.7kpa b.76.7kpa c.90.0kpa d.110.0kpa12.下列說法中，正確的說法是( ) a.理想不可壓均質(zhì)重力流體作定?；蚍嵌ǔＡ鲃?dòng)時(shí)，沿流線總機(jī)械能守恒 b.理想不可壓均質(zhì)重力流

5、體作定常流動(dòng)時(shí)，沿流線總機(jī)械能守恒 c.理想不可壓均質(zhì)重力流體作非定常流動(dòng)時(shí)，沿流線總機(jī)械能守恒 d.理想可壓縮重力流體作非定常流動(dòng)時(shí)，沿流線總機(jī)械能守恒13.在緩變流的同一有效截面中，流體的壓強(qiáng)分布滿足( ) a.+z=c b.p=c c. + d. +z+14.當(dāng)圓管中流體作層流流動(dòng)時(shí)，動(dòng)能修正系數(shù)等于( ) a.1 b.2 c.3 d.200015.如圖所示，容器若依次裝著水與汽油，假定二者均為理想流體，且h=常數(shù)，液面壓強(qiáng)為大氣壓，則從管口流出的水與汽油之間的速度關(guān)系是( ) a.v水>v油 b.v水<v油 c.v水=v油 d.難以確定的16.粘性流體繞流平板時(shí)，邊界層內(nèi)的

6、流態(tài)由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鞯呐R界雷諾數(shù)rexcr值為( ) a.2000 b.200013800 c.5×1053×106 d.2×1053×10517.當(dāng)某管路流動(dòng)在紊流粗糙管平方阻力區(qū)范圍內(nèi)時(shí)，則隨著雷諾數(shù)re的增大，其沿程損失系數(shù)將( ) a.增大 b.減小 c.不變 d.增大或減小18.水自水箱經(jīng)管路流出如圖所示，若把管路閥門再關(guān)小一些，則在閥門前后的測(cè)壓管1與2的液面高度變化將是( ) a.h1升高，h2降低 b.h1降低，h2升高 c.h1與h2都降低 d.h1與h2都升高19.流體在管內(nèi)作層流流動(dòng)時(shí)，其沿程損失hf值與斷面平均流速v的( )次方成

7、正比。 a.1 b.1.75 c.1.752 d.220.管路水力計(jì)算中的所謂長(zhǎng)管是指( ) a.長(zhǎng)度很長(zhǎng)的管路 b.總能量損失很大的管路 c.局部損失與沿程損失相比較可以忽略的管路 d.局部損失與沿程損失均不能忽略的管路二、名詞解釋(每小題2分，共10分)21.流體的密度22.等壓面23.定常流動(dòng)24.水力光滑管與水力粗糙管25.氣體一維定常等熵流動(dòng)的極限狀態(tài)三、簡(jiǎn)答題(每小題5分，共20分)26.混合氣體密度如何計(jì)算，并列出計(jì)算公式。27.對(duì)于靜止液體，當(dāng)作用在液體上的質(zhì)量力僅有重力時(shí)，則液體中的哪些面是等壓面?28.什么是有效截面?流道中流線互相平行時(shí)，有效截面形式如何?29.什么是紊流

8、的時(shí)均速度?寫出紊流時(shí)均速度軸向分量的定義式，指出式中各符號(hào)的含義。四、計(jì)算題(50分)30.(6分)飛機(jī)在10000m高空(t=223.15k,p=0.264bar)以速度800km/h飛行，燃燒室的進(jìn)口擴(kuò)壓通道朝向前方，設(shè)空氣在擴(kuò)壓通道中可逆壓縮，試確定相對(duì)于擴(kuò)壓通道的來流馬赫數(shù)和出口壓力。(空氣的比熱容為cp=1006j/(kg·k)，等熵指數(shù)為k=1.4，空氣的氣體常數(shù)r為287j/(kg·k)31.(6分)一截面為圓形風(fēng)道，風(fēng)量為10000m3/h，最大允許平均流速為20m/s，求：(1)此時(shí)風(fēng)道內(nèi)徑為多少?(2)若設(shè)計(jì)內(nèi)徑應(yīng)取50mm的整倍數(shù)，這時(shí)設(shè)計(jì)內(nèi)徑為多少

9、?(3)核算在設(shè)計(jì)內(nèi)徑時(shí)平均風(fēng)速為多少?32.(7分)離心式風(fēng)機(jī)可采用如圖所示的集流器來測(cè)量流量，已知風(fēng)機(jī)入口側(cè)管道直徑d=400mm,u形管讀數(shù)h=100mmh2o，水與空氣的密度分別為水=1000kg/m3，空=1.2kg/m3，忽略流動(dòng)的能量損失，求空氣的體積流量qv。33.(7分)要為某容器底部設(shè)計(jì)一個(gè)帶水封的疏水管，結(jié)構(gòu)如圖示：容器內(nèi)部的壓強(qiáng)值，最高時(shí)是表壓強(qiáng)pe=1500pa,最低時(shí)是真空值pv=1200pa,要求疏水管最高水位應(yīng)低于容器底部聯(lián)接法蘭下a=0.1m，最低水位應(yīng)在疏水管口上b=0.2m(水密度=1000kg/m3，重力加速度g=9.8m/s2)求：(1)疏水管長(zhǎng)度l。

10、 (2)水封水面到疏水管口的深度h。34.(12分)有一水平放置的90°漸縮彎管，管內(nèi)徑d1=15cm,d2=7.5cm,入口處平均流速v1=2.5m/s,表壓強(qiáng)p1=6.86×104pa，若不計(jì)阻力損失，求水流對(duì)彎管的作用力。水的密度=1000kg/m3。35.(12分)用虹吸管輸水，如圖所示，已知：水位差h=2m,管頂高出上游水位h=1m，虹吸管內(nèi)徑d=200mm，管長(zhǎng)為lab=3m,lbc=5m,lcd=4m,管路沿程損失系數(shù)=0.026，局部損失系數(shù)有：管路進(jìn)口濾網(wǎng)(帶底閥)一個(gè)，濾網(wǎng)=12,b、c兩處90°圓彎兩個(gè)，每個(gè)彎頭=0.5，管路出口出口=1.0

11、，水的密度=1000kg/m3。試求：(1)虹吸管的流量qv。(2)虹吸管中壓強(qiáng)最低點(diǎn)的位置及其真空值。全國(guó)2002年4月高等教育自學(xué)考試工程流體力學(xué)試題參考答案課程代碼：02250一、單項(xiàng)選擇題(每小題1分，共20分)1.d 2.d 3.a 4.a 5.a 6.c 7.a 8.d 9.c 10.a 11.a 12.b 13.a 14.b 15.c 16.c 17.c 18.a 19.a 20.c二、名詞解釋(每小題2分，共10分) 21.單位體積流體的質(zhì)量。 22.在流體中壓強(qiáng)相等的點(diǎn)組成的面稱為等壓面。 23.流場(chǎng)中各空間點(diǎn)上所有物理參數(shù)均與時(shí)間變量t無關(guān)，稱作定常流動(dòng)。 24.流體在管內(nèi)

12、作紊流流動(dòng)時(shí)，用符號(hào)表示管壁絕對(duì)粗糙度，0表示粘性底層的厚度，則當(dāng) 0>時(shí)，叫此時(shí)的管路為水力光滑管。 0 < 時(shí)，叫此時(shí)的管路為水力粗糙管。 25.在絕熱流動(dòng)的過程中，氣流的絕對(duì)壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度為零，氣流的總能量全部轉(zhuǎn)化為宏觀運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的狀態(tài)。三、簡(jiǎn)答題(每小題5分，共20分) 26.可按各種氣體所占?xì)怏w總體積的百分?jǐn)?shù)來計(jì)算。 =11+22+33+nn= i各組成氣體所占混合氣體總體積的百分?jǐn)?shù)； i各組成氣體的密度，kg/m3； 混合氣體密度，kg/m3 27.屬于等壓面的是以下水平面。 (1)自由表面(或氣液分界面)。 (2)兩種不互溶液體的交界面。 (3)液體內(nèi)能互相連通(或

13、不被隔斷)的同一種液體內(nèi)的各水平面。 28.(1)在流場(chǎng)中(或流道中)存在這樣橫截面，穿過該截面的每一條流線均與該截面垂直，這樣的橫截面稱為有效截面(又稱過流截面)。 (2)當(dāng)流線互相平行時(shí)，有效截面為平面。 當(dāng)流線互相不平行時(shí)，有效截面為曲面。 29.紊流真實(shí)速度在一定時(shí)間間隔內(nèi)的統(tǒng)計(jì)平均值叫紊流的時(shí)均速度。 式中：t初始時(shí)刻 t時(shí)間間隔 u瞬時(shí)速度 時(shí)均速度四、計(jì)算題(共50分)30t0=t+ =247.69k m= p0=p =0.26431.依連續(xù)方程（=c）v1a1=v2a2=qv(1) v1 d1=0.42m=420mm(2) 設(shè)計(jì)內(nèi)徑應(yīng)取450mm為50mm的9倍，且風(fēng)速低于允許的20m/s(3) 在設(shè)計(jì)內(nèi)徑450mm時(shí)，風(fēng)速為 32.由伯努利方程 0+0+0=+0+ 得v= 由靜力學(xué)方程p+水gh=0p=-水gh代入 得 v=40.43m/s qv=v 33.根據(jù)流體靜力學(xué)基本方程 表壓強(qiáng)pe=gh或h= 在最高壓強(qiáng)時(shí)，管內(nèi)水面應(yīng)低于o-o面 h1= 在最低壓強(qiáng)時(shí)，管內(nèi)水面應(yīng)高于0-0面 h2= 故疏水管長(zhǎng)度 l=a+h2+h1+b=0.1+0.122+0.152+0.2=0.574m 水封水面到疏水管口深度 h=h1+b=0