工程流體力學(xué)A第1次作業(yè)

1、網(wǎng)絡(luò)教育工程流體力學(xué)課程作業(yè)第1章 緒論一、 單項(xiàng)選擇題 1.理想流體是指忽略（ C ）的流體。 A.密度 B.密度變化 C.黏度 D.黏度變化2.不可壓縮流體是指忽略（ B ）的流體。 A.密度 B.密度變化 C.黏度 D.黏度變化3.下列各組流體中，屬于牛頓流體的是（ A ）。 A.水、汽油、酒精 B.水、新拌砼、新拌建筑砂漿C.泥石流、泥漿、血漿 D.水、水石流、天然氣4.下列各組力中，屬于質(zhì)量力的是（ C ）。 A.壓力、摩擦力 B.重力、壓力 C.重力、慣性力 D.黏性力、重力5.在工程流體力學(xué)中，單位質(zhì)量力是指作用在單位（ C ）上的質(zhì)量力。 A面積 B體積 C質(zhì)量 D重量二、 多

2、項(xiàng)選擇題1.下列關(guān)于流體黏性的說(shuō)法中，正確的是（ ABCDE ）。 A.黏性是流體的固有屬性 B.流體的黏性具有傳遞運(yùn)動(dòng)和阻礙運(yùn)動(dòng)的雙重性C.黏性是運(yùn)動(dòng)流體產(chǎn)生機(jī)械能損失的根源D.液體的黏性隨著溫度的升高而減小E氣體的黏性隨著溫度的升高而增大 2. 牛頓內(nèi)摩擦定律中的（ BDE ）。A. 為流體的運(yùn)動(dòng)黏度 B. 為流體的動(dòng)力黏度C. 為運(yùn)動(dòng)流體的剪切變形 D. 為運(yùn)動(dòng)流體的剪切變形速率E.為運(yùn)動(dòng)流體的流速梯度三、 判斷題 單位質(zhì)量力是指作用在單位體積流體上的質(zhì)量力。（ × ）四、 簡(jiǎn)答題 簡(jiǎn)述流體的形態(tài)特征和力學(xué)特征。形態(tài)特征：流體隨容器而方圓，沒(méi)有固定的形狀。 力學(xué)特征：流體主要承

3、受壓力，靜止流體不能承受拉力和剪力。五、 計(jì)算題1. 某流體的溫度從0增加至20時(shí)，其運(yùn)動(dòng)黏度增加了15%，密度減小了10%，試求其動(dòng)力黏度將增加多少（百分?jǐn)?shù)）？【解】設(shè)0時(shí)，流體的動(dòng)力黏度、運(yùn)動(dòng)黏度、密度分別為；20時(shí)，各物理量將均產(chǎn)生一增量，即分別為。聯(lián)立得 將代入上式，得2. 若某流體的動(dòng)力粘度=0.1N.s/m2,粘性切應(yīng)力 N/m2，試求該流體的流速梯度 ?！窘狻坑膳ｎD內(nèi)摩擦定律，得第2章 流體靜力學(xué)一、單項(xiàng)選擇題 1金屬壓力表的讀數(shù)為（ B ） A.絕對(duì)壓強(qiáng) B.相對(duì)壓強(qiáng) C.真空壓強(qiáng) D.當(dāng)?shù)卮髿鈮?. 重力作用下的流體靜壓強(qiáng)微分方程為（ A ） A. B. C. D. 3. 靜

4、止液體作用在曲面上的靜水總壓力的水平分力，式中的（ D ） A. 為受壓面形心處的絕對(duì)壓強(qiáng) B. 為壓力中心處的相對(duì)壓強(qiáng) C. 為受壓曲面的面積 D. 為受壓曲面在鉛垂面上的投影面積4. 重力作用下的流體靜力學(xué)基本方程為（ A ） A. B. C. D. 5.有一傾斜放置的平面閘門(mén)，如圖所示。當(dāng)上下游水位都上升1m時(shí)（虛線位置），閘門(mén)上的靜水總壓力 ( A )。 A. 變大 B. 變小 C. 不變 D. 無(wú)法確定6. 絕對(duì)壓強(qiáng)、相對(duì)壓強(qiáng) 、真空壓強(qiáng)及當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)之間的關(guān)系是（ A ）A. B. C. D. 7.下列關(guān)于壓力體的說(shuō)法中，正確的是（ A ） A. 當(dāng)壓力體和液體在曲面的同側(cè)時(shí)，為實(shí)

5、壓力體， B. 當(dāng)壓力體和液體在曲面的同側(cè)時(shí)，為虛壓力體， C. 當(dāng)壓力體和液體在曲面的異側(cè)時(shí)，為實(shí)壓力體， D. 當(dāng)壓力體和液體在曲面的異側(cè)時(shí)，為虛壓力體，8. 如圖所示圓柱體，其左半部在靜水作用下受到浮力，則圓柱體在該浮力作用下將（ D ）。A. 勻速轉(zhuǎn)動(dòng) B. 加速轉(zhuǎn)動(dòng) C. 減速轉(zhuǎn)動(dòng) D. 固定不動(dòng)二、多項(xiàng)選擇題1. 1個(gè)工程大氣壓=（ ABC ）。A. 98kPa B. 10mH2O C. 1.0kgf/cm2 D. 101.3kN/m2 E. 760mmHg2.下列關(guān)于流體壓強(qiáng)的說(shuō)法中，正確的有（ ABE ）。A.絕對(duì)壓強(qiáng)不能為負(fù) B.相對(duì)壓強(qiáng)可正可負(fù)C.相對(duì)壓強(qiáng)只能為正 D.真空

6、壓強(qiáng)可正可負(fù)E.真空壓強(qiáng)不能為負(fù)3.如圖所示形狀各異的盛水容器的底面積和水深均相等，但盛水量各不相同，則作用在容器底面的靜水總壓力相等的有（ ABCDE ）。4.圖示ab曲面的壓力體圖中，不正確的有（ ABCD ）。三、判斷題 靜止流體的法向應(yīng)力等于零。（× ）四、簡(jiǎn)答題 簡(jiǎn)述靜止流體中的應(yīng)力特征。特征1：方向性，即靜止流體的應(yīng)力方向垂直指向作用面。 特征2：大小性，即靜止流體內(nèi)任一點(diǎn)的應(yīng)力大小與作用方位無(wú)關(guān)，只與改點(diǎn)的空間坐標(biāo)有關(guān)，。五、計(jì)算分析題 1.一封閉水箱如圖所示，已知金屬測(cè)壓計(jì)讀數(shù)Pa，金屬測(cè)壓計(jì)中心和容器內(nèi)液面分別比A點(diǎn)高0.5m和1.5m，試求液面的絕對(duì)壓強(qiáng)和相對(duì)壓強(qiáng)

7、。 【解題要點(diǎn)】由得水箱液面的相對(duì)壓強(qiáng) 絕對(duì)壓強(qiáng) 或93.1kPa 2.如圖所示為測(cè)量容器中A點(diǎn)壓強(qiáng)的真空計(jì)。已知，試求A點(diǎn)的真空壓強(qiáng)及真空度。【解題要點(diǎn)】真空計(jì)的測(cè)壓管中壓縮空氣內(nèi)壓強(qiáng)變化可忽略不計(jì)。由題意得A點(diǎn)真空壓強(qiáng) 及真空度 3. 如圖所示繞鉸鏈C 轉(zhuǎn)動(dòng)的自動(dòng)開(kāi)啟式矩形平板閘門(mén)。已知閘門(mén)傾角為，寬度為，閘門(mén)兩側(cè)水深分別為和，為避免閘門(mén)自動(dòng) 開(kāi)啟，試求轉(zhuǎn)軸C至閘門(mén)下端B的距離?！窘忸}要點(diǎn)】為避免閘門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，由理論力學(xué)知必有關(guān)系 式中 故 4.利用檢查井作閉水試驗(yàn)檢驗(yàn)管徑的市政排水管道施工質(zhì)量。已知排水管堵頭形心高程為256.34m，檢查井中水面高程為259.04m，試求堵頭所受的靜水總

8、壓力大小?！窘忸}要點(diǎn)】排水管堵頭形心處的相對(duì)壓強(qiáng)堵頭所受的靜水總壓力 5試?yán)L制圖中AB壁面上的壓力體。（a） (b) (c)【解】圖（a）為實(shí)壓力體圖(b)為虛壓力體圖（c）為虛壓力體 6. 如圖所示盛水（重度為）容器由半徑為的兩個(gè)半球用個(gè)螺栓連接而成，已知測(cè)壓管水位高出球頂，試求每個(gè)螺栓所受的拉力。 壓力體圖【解題要點(diǎn)】取上半球?yàn)楦綦x體，由，得 式中為靜止液體作用在上半球面上的總壓力的鉛垂分力，由上半球面的壓力體計(jì)算得 故每個(gè)螺栓所受的拉力為 第3章 流體動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)一、單項(xiàng)選擇題1.在恒定流中，流線與跡線在幾何上（ D ）。A.相交 B. 正交 C. 平行 D. 重合2.均勻流過(guò)流斷面上

9、各點(diǎn)的（ B ）等于常數(shù)。A. B. C. D. 3.已知突然擴(kuò)大管道突擴(kuò)前后管段的管徑之比，則突擴(kuò)前后斷面平均流速之比（ A ）。A. 4 B. 2 C. 1 D. 0.54.皮托管測(cè)量測(cè)量（ A ）儀器。A.點(diǎn)流速 B.點(diǎn)壓強(qiáng) C.斷面平均流速 D.流量5.文丘里管是測(cè)量（ D ）的儀器。A.點(diǎn)流速 B.點(diǎn)壓強(qiáng) C.斷面平均流速 D.流量6.關(guān)于水流流向的正確說(shuō)法是（ D ）。A.水一定是從高處向低處流 B.水一定是從流速大處向流速小處流 C.水一定是從壓強(qiáng)大處向壓強(qiáng)小處流 D.水一定是從機(jī)械能大處向機(jī)械能小處流7.流速水頭的表達(dá)式為（ B ） A. B. C. D.8.應(yīng)用恒定總流的動(dòng)量

10、方程解題時(shí)，中不應(yīng)包括（ A ）。 A. 慣性力 B.壓力 C.摩擦力 D. 重力二、簡(jiǎn)答題 何謂漸變流？恒定漸變流過(guò)流斷面上具有哪兩個(gè)重要特性？答案要點(diǎn)：漸變流是指各流線接近于平行直線的流動(dòng) 漸變流過(guò)流斷面近似為平面 恒定漸變流過(guò)流斷面上流體動(dòng)壓強(qiáng)近似地按靜壓強(qiáng)分布，即同一過(guò)流斷面上z+p/=常數(shù)三、計(jì)算分析題 1.某供水系統(tǒng)如圖所示，已知圓筒水箱直徑mm，水管直徑mm,若某時(shí)刻測(cè)得水管中斷面平均流速m/s，試求該時(shí)刻水箱中水面下降的速度。 【解題要點(diǎn)】據(jù)連續(xù)性方程得 2.某輸水管路的過(guò)渡段如圖所示。已知管徑，相對(duì)壓強(qiáng)，斷面平均流速m/s，A、B兩點(diǎn)高差m。試判明管內(nèi)水流流向，并計(jì)算管路過(guò)渡

11、段的水頭損失。 【解題要點(diǎn)】據(jù)連續(xù)性方程得 取0-0基準(zhǔn)面，則A、B兩斷面的機(jī)械能分別為因，故知水流流向?yàn)锳B。管路過(guò)渡段的水頭損失由伯努利方程得 3. 如圖所示水流流經(jīng)等徑直角彎管。已知管徑mm，管軸上A、B兩點(diǎn)高差400mm，U形水銀差壓計(jì)讀數(shù)=300mm，管流速度m/s，相對(duì)壓強(qiáng)，試求相對(duì)壓強(qiáng) 和 A、B兩斷面間的機(jī)械能損失。 【解題要點(diǎn)】由差壓計(jì)原理得 由伯努利方程考慮到,得A、B兩斷面間的機(jī)械能損失4. 如圖所示，為測(cè)流需要，在寬度m的平底矩形斷面渠道的測(cè)流段，將渠底抬高0.3m。若測(cè)得抬高前的水深為1.8m，抬高后水面降低0.12m，水頭損失經(jīng)率定按抬高后流速水頭的一半計(jì)算，試求渠

12、道流量。 【解題要點(diǎn)】上游水深，下游水深據(jù)連續(xù)性方程得 （1）取圖示基準(zhǔn)面（0-0）、過(guò)流斷面（1-1、2-2）和計(jì)算點(diǎn)（過(guò)流斷面與液面的交點(diǎn)），從12列伯努利方程（）得 （2）聯(lián)立（1）、（2）兩式，得故渠道流量 第4章 量綱分析與相似理論一、單項(xiàng)選擇題 1.下列各組物理量中，屬于同一量綱的是（ D ）。 A. 密度、運(yùn)動(dòng)黏度、動(dòng)力黏度 B. 流速系數(shù)、流量系數(shù)、滲流系數(shù)C. 壓強(qiáng)、壓力、切應(yīng)力 D. 管徑、水深、水頭損失 2. 下列各組合量中，不屬于無(wú)量綱量的是（ D ）。 A. B. C. D. 3.已知壓力輸水管模型試驗(yàn)的線性比尺，若原、模型采用同一流體，則其流量比尺和壓強(qiáng)比尺分別為（

13、 A ）。 A. B. C. D. 4. 弗勞德數(shù)的物理意義在于反映了（ B ）之比。 A. 黏性力與慣性力 B. 慣性力與重力C. 壓力與重力 D. 重力與黏性力二、多項(xiàng)選擇題1. 下列命題中，正確的有（ ABD ）。A. 單位表征物理量的大小 B. 量綱表征物理量的類(lèi)別C. 基本物理量的選取具有唯一性 D. 基本量綱的選取具有獨(dú)立性E. 表面張力系數(shù)是無(wú)量綱量2. 水力相似一般應(yīng)包括（ ABCDE ）。A. 幾何相似 B.運(yùn)動(dòng)相似 C. 動(dòng)力相似D. 邊界條件相似 E.初始條件相似三、計(jì)算分析題 1.用石料進(jìn)行某城市堆石防波堤模型實(shí)驗(yàn)。已知模型石料每塊重N，當(dāng)浪高cm時(shí)防波堤破壞。若原型中

14、防波堤需承受浪高m，試求每塊石料的最小重量。【解題要點(diǎn)】假定與其它各物理量之間呈指數(shù)形式的乘積組合，即 這里為無(wú)量綱系數(shù)。將上式寫(xiě)成量綱方程 以基本量綱(M，L，T)表示式中各物理量量綱，有由物理方程的量綱和諧原理可知，等式兩端同名量綱的指數(shù)應(yīng)相等，即解此三元一次方程組，得，故臨界流速的公式結(jié)構(gòu)為式中，無(wú)量綱系數(shù)由實(shí)驗(yàn)確定。 2. 為研究某鐵路蓋板箱涵無(wú)壓過(guò)流的水力特征，擬取線性比尺進(jìn)行水工模型實(shí)驗(yàn)。已知原型涵洞的寬度m ，高度m ，洞內(nèi)設(shè)計(jì)水深m和設(shè)計(jì)流速m/s 。試確定模型的幾何尺寸和模型流量?！窘忸}要點(diǎn)】線性比尺為 因原、模型采用同一材料，所以故第5章 流動(dòng)阻力與水頭損失一、單項(xiàng)選擇題

15、1邊長(zhǎng)為的有壓方管與直徑為的有壓圓管的水力半徑之比（ B ）。 A .>1 B=1 C<1 D無(wú)法確定 2.已知邊長(zhǎng)為的有壓方管與直徑為的有壓圓管的管長(zhǎng)、流量、沿程阻力系數(shù)均相等，則其相應(yīng)的沿程水頭損失之比（ C ）。 A>1 B=1 C<1 D無(wú)法確定 3.已知某變徑有壓管段的管徑之比，則相應(yīng)的雷諾數(shù)之比（ B ）。 A.1 B.2 C.3 D.4 4.水深等于半徑的半圓形明渠的水力半徑（ A ）。 A.1/2 B.1/3 C.1/4 D.1/5 5.圓管層流運(yùn)動(dòng)過(guò)流斷面上的最大流速與平均流速之比（ C ）。 A.4 B.3 C.2 D.1 6.下列關(guān)于沿程水頭損失與

16、斷面平均流速的關(guān)系，不正確的是（ C ）。 A.層流區(qū)， B. 紊流光滑區(qū)， C. 紊流過(guò)渡區(qū)， D. 紊流粗糙區(qū)， 7. 下列關(guān)于流體切應(yīng)力的說(shuō)法中，不正確的為（ C ） A.靜止流體， B. 理想流體， C.層流運(yùn)動(dòng)流體， D.紊流運(yùn)動(dòng)流體，二、計(jì)算分析題1有一長(zhǎng)、管徑的輸油管道，已知油的運(yùn)動(dòng)，流量，試求該管段的沿程水頭損。 【解題要點(diǎn)】流速 雷諾數(shù) 管流為層流 沿程水頭損失 2.已知鋼筋混凝土輸水管道的水力半徑，水以均勻流流過(guò)1km長(zhǎng)度上的水頭損失，管壁粗糙系數(shù)，試求管中的流速和流量?！窘忸}要點(diǎn)】由謝才公式和曼寧公式,得流速 流量 3.水從封閉容器A經(jīng)直徑、長(zhǎng)度的管道流入容器B。已知容器

17、A內(nèi)水面上的相對(duì)壓強(qiáng)，沿程阻力系數(shù)；局部阻力系數(shù)，進(jìn)口、閥門(mén)、彎道、出口，試求管路的通過(guò)流量?！窘忸}要點(diǎn)】取圖示基準(zhǔn)面（0-0）、過(guò)流斷面（1-1、2-2）及計(jì)算點(diǎn)，從12列伯努利方程 得 管路流量第6章有壓管道恒定流動(dòng)一、單項(xiàng)選擇題1.已知某并聯(lián)管路的兩支路的比阻之比，管長(zhǎng)之比，則相應(yīng)的流量之比（ B ）。 A. 2 B. C. D. 2.已知某并聯(lián)管路的兩支路的沿程阻力系數(shù)之比，管長(zhǎng)之比，管徑之比，則相應(yīng)的流量之比（ B ）。 A. B. C. D. 3.下列關(guān)于長(zhǎng)管水力計(jì)算的說(shuō)法中，不正確的是（ B ）。 A. 串聯(lián)管路的總水頭損失等于各支路的水頭損失之和B. 串聯(lián)管路的總流量等于各支路

18、的流量之和C. 并聯(lián)管路兩節(jié)點(diǎn)間的總水頭損失等于各支路的水頭損失D. 并聯(lián)管路各支路的水頭損失相等二、計(jì)算分析題 1.用虹吸管自鉆井輸水至集水井，如圖所示。已知虹吸管徑，長(zhǎng)度，沿程阻力系數(shù)，管道進(jìn)口、彎頭和出口的局部阻力系數(shù)分別為，鉆井與集水井間的恒定水位差，試求流經(jīng)虹吸管的流量。 【解題要點(diǎn)】取圖示基準(zhǔn)面（0-0）、過(guò)流斷面（1-1、2-2）及計(jì)算點(diǎn)（液面），從12列伯努利方程得 流量 2.一城市排污渠道采用倒虹吸管穿過(guò)河流，如圖所示。已知污水流量，管道沿程阻力系數(shù)，管道進(jìn)口、彎頭和出口的局部阻力系數(shù)分別為，管長(zhǎng)，上、下游渠道的流速均為。為避免污物在管中沉積，要求管中流速不得小于，試確定倒虹

19、吸管的管徑及倒虹吸管兩端的水位差?！窘忸}要點(diǎn)】據(jù)題意得 取標(biāo)準(zhǔn)管徑。管中流速 取圖示基準(zhǔn)面（0-0）、過(guò)流斷面（1-1、2-2）及計(jì)算點(diǎn)（與液面交點(diǎn)），從12列伯努利方程考慮到，得第7章 明渠恒定流動(dòng)一、單項(xiàng)選擇題1.明渠中不可能出現(xiàn)的流動(dòng)為（ C ）。 A.恒定均勻流 B. 恒定非均勻流 C.非恒定均勻流 D.非恒定非均勻流2.對(duì)于有壓管道均勻流，必有（ C ）。 A. B. C. D.3.梯形斷面渠道的正常水深（ D ）。 A. B. C. D. 4.水力最優(yōu)斷面是指（ D ）的渠道斷面。 A.造價(jià)最低 B. 糙率最小 C. 在一定時(shí)，過(guò)流面積最大 D.在一定時(shí)，通過(guò)流量最大 5.欲使水力

20、最優(yōu)梯形斷面渠道的水深和底寬相等，則渠道的邊坡系數(shù)應(yīng)為（ C ）。 A. 1.5 B. 1.0 C. 0.75 D. 0.5 6.有過(guò)水?dāng)嗝婷娣e、糙率、底坡均相同的四條矩形斷面棱柱形長(zhǎng)直渠道，其底寬b與均勻流水深h。有以下幾種情況，則通過(guò)流量最大的渠道是( C )。A. b1= 4.0 m，h01 =1.0m B. b2 =2.0m，h02 = 2.0mC. b3= 2.8 m，h03 = 1.4m D. b4 = 2.6m，h04 = 1.5m二、計(jì)算分析題 1.某鐵路路基排水采用梯形斷面渠道，已知底寬，邊坡系數(shù)，粗糙系數(shù)，渠底坡度，設(shè)計(jì)水深，試求渠道的通過(guò)能力。【解題要點(diǎn)】過(guò)流面積 水力半徑 流速 流量 2.試按水力最優(yōu)條件設(shè)計(jì)一路基排水溝的斷面尺寸。設(shè)計(jì)流量，溝底坡度依地形條件采用，斷面采用邊坡系數(shù)的梯形，并用小片石干砌護(hù)面（粗糙系數(shù)）?！窘忸}要點(diǎn)】將和代入明渠均勻流基本公式，得 取渠道斷面尺寸。 3.已知某矩形斷面排水暗渠的設(shè)