流體力學2010A2

1、一、判斷題（每題1分，共10分）1、恒定流是指運動要素不隨時間和空間變化的流動。 （ ）2、流體靜壓強的方向沿著作用面的外法線方向。 （ ）3、流體在做剪切流動時，內(nèi)摩擦力T的大小與流體的壓力大小有關。 （ ）4、流線一般不能相交，且只能是一條光滑的曲線。 （ ）5、靜水內(nèi)任意一點的靜水壓強均相等。 （ ）6、絕對壓強可正可負，而相對壓強和真空壓強恒為正值。 （ ）7、如果兩流動現(xiàn)象動力相似，那么它們的Eu相等。 （ ）8、均勻流中只考慮沿程水頭損失，漸變流中只考慮局部水頭損失。 （ ）9、相對壓強、絕對壓強和大氣壓之間的關系：p= p´pa。 （ ）10、在有壓管中發(fā)生的水擊現(xiàn)象，

2、直接水擊是不可避免的。 （ ）二、填空題（每空2分，共20分）1、液體不能保持固定的形狀，但能保持固定的 。2、液體黏度隨溫度的升高而_ ，氣體黏度隨溫度的升高而_ _。3、流體靜力學所指的靜止包括 和 兩種。4、水平面不僅是 面，而且還是 面。5、均勻流過流斷面上壓強分布服從于 規(guī)律。6、邊長為a的正方形管道，其水力半徑R等于_ _ ，當量直徑de等于_ _。三、單項選擇題（每題2分，共30分）1、理想流體是指忽略 的流體。A密度 B密度變化 C粘度 D粘度變化2、新拌水泥砂漿和新拌混凝土都屬于 。A牛頓流體 B非牛頓流體 C理想流體 D均質(zhì)流體3、下列各組力中，屬于質(zhì)量力的是 。A重力、慣

3、性力 B壓力、黏滯力C壓力、表面張力 D重力、壓力4、在恒定流中，流線與跡線在幾何上 。A相交 B正交 C平行 D重合5、畢托管是測量 的儀器。A點流速 B點壓強 C斷面平均流速 D流量6、流速水頭的表達式為 。A B C D7、金屬壓力表的讀數(shù)是 。A絕對壓強 B相對壓強C絕對壓強加當?shù)卮髿鈮簭?D相對壓強加當?shù)卮髿鈮簭姟?、層流斷面流速分布規(guī)律符合 。A對數(shù)分布 B直線分布 C拋物線分布 D橢圓分布9、動力粘度和運動粘度的量綱是 。ALMT和LT-1 BPa·s和m2/s CL-1MT-1和L2T-1 DN/m·s和m/s10、明渠均勻流只可能在 中產(chǎn)生。A天然河道 B

4、平坡棱柱形長直渠道C順坡棱柱形長直渠道 D逆坡棱柱形長直渠道11、在應用伯努利方程推導孔口及管嘴出流公式時，主要的特點是 。A可以忽略出口的局部阻力 B可以忽略出口的流速水頭C可以忽略沿程損失 D可以忽略作用水頭12、并聯(lián)管道各并聯(lián)管段的 。A水頭損失相等 B水力坡度相等C總能量損失相等 D通過的水量相等13、如果忽略流體的重力效應，則不需要考慮 這一個相似性參數(shù)。A弗勞德數(shù) B雷諾數(shù)C歐拉數(shù) D馬赫數(shù)14、實際流體總流能量方程應用條件是 。A不可壓縮液體 B恒定流 C重力流體 D沿程流量不變15、下列說法中，不正確的是 。A恒定流的當?shù)丶铀俣葹榱?B均勻流的遷移加速度為零C理想流體的切應力為

5、零 D實際流體的法向應力為零四、計算題（共40分）1、如圖所示盛水U形管，靜止時，兩支管水面距離管口均為h，當U形管繞OZ軸以等角速度旋轉(zhuǎn)時，求保持液體不溢出管口的最大角速度max。（10分）題1圖2、為測定90º彎頭的局部阻力系數(shù)，在A、B兩斷面接測壓管，流體由A流至B。管徑d50mm，AB段長度LAB0.8m，流量qv=15 m3/h，沿程阻力系數(shù)0.0285，兩測壓管中的水柱高度差h20mm，求彎頭的局部阻力系數(shù)。（15分）題2圖3、已知：一閘門如圖，h12m，h23m，h35m，閘門寬B2m，19806 N/m3，212000N/m3，346000 N/m3。求作用在AB板上

6、的合力，以及作用在B點的合力矩。（15分）題3圖一、判斷題（每題1分，共10分）1、× 2、× 3、× 4、 5、×6、× 7、 8、× 9、 10、×二、填空題（每空2分，共20分）1、 體積 2、 減小 、 增大 3、 絕對靜止 、 相對靜止 4、 等壓 、 等密 5、 水靜力學 6、 a/4 、 a 三、單項選擇題（每題2分，共30分）1、C 2、B 3、A 4、D 5、A6、B 7、B 8、C 9、C 10、C11、C 12、A 13、A 14、B 15、D四、計算題（共40分）1、如圖所示盛水U形管，靜止時，兩支管

7、水面距離管口均為h，當U形管繞OZ軸以等角速度旋轉(zhuǎn)時，求保持液體不溢出管口的最大角速度max。（10分）解：由液體質(zhì)量守恒知，管液體上升高度與液體下降高度應相等，且兩者液面在同一等壓面上，滿足等壓面方程： 3分液體不溢出，要求： 2分以r1=a，r2=b分別代入等壓面方程得： 3分 2分2、為測定90º彎頭的局部阻力系數(shù)，在A、B兩斷面接測壓管，流體由A流至B。管徑d50mm，AB段長度LAB0.8m，流量qv=15 m3/h，沿程阻力系數(shù)0.0285，兩測壓管中的水柱高度差h20mm，求彎頭參的局部阻力系數(shù)。（15分）解： 2分對A、B列能量方程： 3分 2分 2分 2分 2分 2

8、分3、已知：一閘門如圖，h12m，h23m，h35m，閘門寬B2m，19806 N/m3，212000N/m3，346000 N/m3。求作用在AB板上的合力，以及作用在B點的合力矩。（15分）解： 2分 2分 2分其中 2分 2分 4分即作用在AB板上的合力為88.5KN，作用在B點的合力矩為1488324.2N·m。 1分一、判斷題（每題1分，共10分）1、紊流可以是均勻流，也可以是非均勻流。 （ ）2、均勻流中只考慮沿程水頭損失，漸變流中只考慮局部水頭損失。 （ ）3、公式既適用于層流，也適用于紊流。 （ ）4、不可壓縮液體連續(xù)方程既適用于恒定流，也適用于非恒定流。 （ ）5、

9、理想流體是指不考慮粘性作用的流體。 （ ）6、不管是層流還是紊流，其運動要素在時間和空間上都具有脈動性。 （ ）7、恒定流時，流線的形狀不隨時間變化，流線不一定與跡線相重合。 （ ）8、圓形管的直徑就是其水力半徑。 （ ）9、幾何相似是運動相似和動力相似的前提與依據(jù)。 （ ）10、僅由液體產(chǎn)生作用在水平平面上的總壓力與容器的形狀無關。 （ ）二、填空題（每空2分，共20分）1、流體是在任何微小的 的作用下都能夠發(fā)生 的物質(zhì)。2、當壓力體與液體在 時為實壓力體，否則為虛壓力體。3、在工程流體力學中，描述流體運動的常用方法有_ 和_ _。4、簡單管路是指 和 沿程不發(fā)生變化的管路系統(tǒng)。5、局部阻力

10、系數(shù)與 、 、 有關。三、單項選擇題（每題2分，共30分）1、不可壓縮流體指忽略 的流體。A密度 B密度變化 C粘度 D粘度變化2、連續(xù)介質(zhì)模型意味著 。A流體分子之間沒有間隙 B流體中的物理參數(shù)是連續(xù)函數(shù)C流體分子之間有間隙 D流體不可壓縮3、已知不可壓縮流體的流速場為ux=f（y，z），uy=f（x），uz=0，則該流動為 。A恒定一元流 B恒定二元流 C恒定三元流 D非恒定均勻流4、靜水壓力的方向 。A與受力面平行 B與受力面斜交C與受力面外法線方向一致 D與受力面內(nèi)法線方向一致5、均勻流過流斷面上各點的 等于常數(shù)。Ap B C D6、已知突然擴大管道前后管段的管徑之比d1/d2=0.5

11、，則突擴前后斷面平均流速之比v1/v2為 。A4 B2 C1 D0.57、圓管湍流的斷面流速分布為 。A線形 B拋物線 C正弦 D對數(shù)8、局部水頭損失產(chǎn)生的原因是 。A邊界層分離產(chǎn)生的漩渦耗散了流體的能量 B壁面存在粘性切應力C局部區(qū)域的流速很大，耗散了流體的能量 D局部流速分布很均勻9、當虹吸管內(nèi)流體流動時，虹吸管最高處壓強 。A大于大氣壓 B小于大氣壓 C等于大氣壓 D不確定10、如圖所示，有兩個長度和斷面尺寸相同的支管并聯(lián)，如果在支管2 中加一個調(diào)節(jié)閥，則水頭損失 。12調(diào)節(jié)閥Ahw1> hw2 Bhw 1< hw 2 Chw 1= hw 2 D hw 1= hj閥11、水力

12、最優(yōu)斷面 是指的渠道斷面。A造價最低 B糙率最低Cqv、i、n一定時，過流面積A最大 DA、i、n一定時，通過流量qv最大12、相對壓強是指該點的絕對氣壓與_ _ 的差值。A標準大氣壓 B當?shù)卮髿鈮?C真空壓強 D工程大氣壓13、靜止流體中任意一點的壓強與 無關。A點的位置 B作用面的方向 C流體的種類 D重力加速度14、密度、動力黏度、管徑d和斷面平均流速v的無量綱組合為 。A B C D15、關于水流流向的正確說法是 。A水一定是從高出往低處流B水一定是從流速大處往流速小處流C水一定是從壓強大處往壓強小處流D水一定是從機械能大處往機械能小處流四、計算題（共40分）1、如圖所示，閉容器內(nèi)盛有

13、油和水，油層厚h1=40cm，油的密度0=850kg/m3，盛有水銀的U形測壓管的液面距水面的深度h2=60cm，水銀柱的高度低于油面h=50cm，水銀的密度Hg=13600 kg/m3，試求油面上的計示壓強（10分）。題1圖2、某處設置安全閘門如圖所示，閘門寬b=0.6m，高h1=1m，鉸接裝置于距離底h2=0.4m，閘門可繞A點轉(zhuǎn)動，求閘門自動打開的水深h為多少米?（15分）題2圖3、有一水平噴嘴，如圖所示，D1=200mm和D2=100mm，噴嘴進口水的絕對壓強為345KPa，出口為大氣，pa=103.4KPa，出口水速為22m/s。求固定噴嘴法蘭螺栓上所受的力為多少？假定為不可壓縮定常

14、流動，忽略摩擦損失。（15分）題3圖一、填空題（每空1分，共16分）1、流體力學中三個主要力學模型是（1） （2） （3） 2、 、 和位壓之和稱為總壓。3、煤氣罐上某點的壓強為100mm水柱，相當于_N/m2。4、橋墩繞流模型實驗設計應選用_準則。5、正方形形斷面管道(邊長為a)，其水力半徑R等于_。6、對圓管來說，臨界雷諾數(shù)值_。7、層流運動時，沿程阻力系數(shù)與有關，紊流運動沿程阻力系數(shù)在光滑管區(qū)與 有關，在過渡區(qū)與 有關，在粗糙區(qū)與 有關。8、并聯(lián)管路總的綜合阻力系數(shù)S與各分支管綜合阻力系數(shù)的關系為 。9、用來表示物理量的本質(zhì)屬性，將其稱為 。10、文丘里管是測量 的儀器，畢托管是測量 的

15、儀器。二、單項選擇題（每題2分，共20分）1、與牛頓內(nèi)摩擦定律有關的因素是（ ）A、壓強、速度和粘度； B、流體的粘度、切應力與角變形率；C、切應力、溫度、粘度和速度； D、壓強、粘度和角變形。2、液體粘度隨溫度的升高而_，氣體黏度隨溫度的升高而_。（ ）A、減小，升高； B、增大，減??； C、減小，不變； D、減小，減小3、以下描述正確的是（ ）A、恒定流必為均勻流； B、三元流動不可能是均勻流；C、恒定流的流線與跡線不一定重合；D、恒定流必為一元流.4、水流一定方向應該是（ ）A、從高處向低處流；B、從壓強大處向壓強小處流； C、從流速大的地方向流速小的地方流； D、從單位重量流體機械能高

16、的地方向低的地方流。5、總流能量方程用于壓縮性可忽略的氣體時，下述論述中正確的是（ ）A、及分別為第一斷面及第二斷面的相對壓強；B、及分別為第一及第二斷面的絕對壓強；C、用相應斷面的相對壓強或絕對壓強，不影響計算結(jié)果；D、上述方程只適用于液體，不適用于氣體。6、管流的雷諾數(shù)Re是（ ） A、 B、 C、 D、7、圓管層流，管軸心處的流速為。該斷面的斷面平均流速為（ ）A、 B、C、 D、8、圓管突然擴大的水頭損失可表示為（ ） A、B、C、D、9、動力粘度的量綱是（ ）A、 B、；C、；D、10、在相同水頭H0的作用下，管嘴出流量Q1與同樣斷面面積的孔口出流量Q2的關系為（ ） A、B、 C、

17、D、三、判斷題（每題1分，共10分）1、當靜止液體受到表面壓強作用后，將毫不改變地傳遞到液體內(nèi)部各點。( )2、恒定流時，流線簇的形狀不隨時間變化，但流線不一定與跡線相重合。( )3、漸變流過流斷面上動水壓強的分布規(guī)律可近似地看作與靜水壓強分布規(guī)律相同。( )4、流線是光滑的曲線，不能是折線，流線之間可以相交。( )5、在水流過水斷面面積相等的前提下，濕周愈大，水力半徑愈小。( )6、堰流的出流過程的能量損失主要是沿程損失。( )7、曲面附面層分離發(fā)生在斷面逐漸擴大而壓強沿程增加的區(qū)段內(nèi)，即增壓減速區(qū)。( ) 8、明渠水流一般屬于湍流粗糙區(qū)。( )9、歐拉數(shù)是慣性力和彈性力的比值。( )10、

18、流體微團運動的基本形式有平移運動和變形運動。( )四、簡答題（第題6分，共24分）1、列出恒定總流的伯努利方程，并簡述它的適用條件？2、簡述什么是理想流體與實際流體。3、什么是沿程損失？什么是局部損失？4、什么是恒定流？什么是均勻流？五、計算題（每題10分，共30分）1、一底面積為40×50cm2，高為1cm的木塊，質(zhì)量為5kg，沿涂有潤滑油的斜面向下作等速運動，木塊運動速度u=1m/s，油層厚1mm，斜坡角300 （如圖1），求油的粘度。圖12、如圖2所示，用一根直徑d200 mm的管道從水箱中引水。水箱中的水由于不斷得到外界補充而保持水位恒定。若需要流量Q60L/s，問水箱中水位

19、與管道出口斷面中心的高差H應保持多大?假定水箱截面積遠大于管道截面積，水流總水頭損失hw5.5mH2O。圖23、如圖3所示，用多管水銀測壓計測水箱表面的壓強。圖中高程的單位為m。試求水箱表面的相對壓強。（水銀的密度） 水水銀 1、連續(xù)介質(zhì)模型，不可壓縮流體力學模型，無粘性流體力學模型2、靜壓、動壓3、9804、弗勞德5、 6、23007、，8、9、量綱10、流量 流速二、選擇題（每題2分，共20分）1、B 2、A 3、B 4、D 5、B6、A 7、D 8、C 9、B 10、C三、判斷題（每題1分，共10分）1 2. × 3. 4. × 5. 6. × 7. 8.

20、9. × 10. ×四、簡答題（第題6分，共24分）1、 答：伯努利方程： （2分） 適用條件： （1）流體是不可壓縮的，流動是恒定的. （1分） （2）質(zhì)量力只有重力. （1分） （3）過流斷面取在漸變流區(qū)段上，但兩過流斷面之間可以是急變流。（1分） （4）兩過流斷面間除了水頭損失外，總流沒有能量的輸入和輸出。（1分）2、答：理想流體即指無粘性流體，是不考慮流體的粘性的理想化的流體；（3分）而實際流體是指考慮流體的粘性的流體（3分）。3、答：流體沿著管路流動時，由于管壁上摩擦阻力存在，因而要產(chǎn)生一定的能量損失稱之為沿程能量損失。（3分）另一個是流體在流經(jīng)局部障礙裝置時，由

21、于流體速度的方向和大小發(fā)生變化，引起速度重新分布隨之產(chǎn)生旋渦，這時要損失一部分機械能稱之為局部損失。（3分）4、答：恒定流是指流場中各運動要素不隨時間變化的流動；（3分）均勻流是指流場上各質(zhì)點的流速矢量沿程不變的流動。（3分）五、計算題（每題10分，共30分）1、解： 木塊重量沿斜坡分力F與切力T平衡時，等速下滑 （2分） （5分） （2分） （1分）2、解：列1-1和2-2斷面能量方程： （2分）其中 （2分）由連續(xù)性方程Q=v2A2得： （4分）因此能量方程變?yōu)椋?（2分）3、解 設水箱表面的相對壓強為po,則 （8分） （2分）1、某水庫壩址處有1954年至1992年實測年最大洪峰流量，

22、其中有三年洪峰流量較大，分別是1958年、1972年、1963年，見表2。另外，查明自1902年以來的90年間，為首的兩次大洪水為1921年和1949年，并能判斷不會遺漏掉比1902年更大的洪水。試考慮特大洪水處理，用獨立樣本法分別推求上述五項洪峰流量的經(jīng)驗頻率。（精確到小數(shù)點后3位）（10分）表2某水庫壩址洪峰流量頻率計算表時 間1902195419541992洪水性質(zhì)歷史調(diào)查實測資料年 份19211949195819721988其余年份洪峰（m3/s）16500157008320150809670<7000注：9000 m3/s以上的洪峰為特大洪水。解：特大洪水重現(xiàn)期：N=1992-

23、1902+1= 90年 （1分）一般洪水重現(xiàn)期：n=1992-1954+1= 39年 （1分）其中特大洪水年份有有1921年，1949年，1972年，一般性洪水年份有1972年，1988年。（1分）特大洪水經(jīng)驗頻率計算： （1分）1921年： （1分）1949年： （1分）1972年： （1分）一般洪水經(jīng)驗頻率計算： （1分）1988年： （1分）1958年： （1分）2、某橋跨越次穩(wěn)定河段，設計流量6250 m3/s，河槽流量5960 m3/s，河床全寬290m，河槽寬度240m，設計水位下河槽平均水深5.5m，河灘平均水深2.7m，試用經(jīng)驗公式法計算橋孔凈長。（注：系數(shù)k1，對于穩(wěn)定河段取

24、1，對于次穩(wěn)定河段取0.92。（中間計算結(jié)果精確小數(shù)點后兩位，橋孔凈長取整數(shù)。）（8分）解：經(jīng)驗公式（2分）（2分）（2分）（2分）3、 某橋跨越次穩(wěn)定河段，設計流量8470 m3/s，河槽流量8060 m3/s，河床全寬370m，河槽寬度300m，設計水位下河槽平均水深6.4m，河灘平均水深3.5m，試用經(jīng)驗公式法計算橋孔凈長。（注：系數(shù)k1，對于穩(wěn)定河段取1，對于次穩(wěn)定河段取0.92。計算中間結(jié)果保留到小數(shù)點后兩位，橋孔凈長取整數(shù)。）（8分） 解：經(jīng)驗公式（2分）（2分）（2分）（2分）3已知甲乙兩條河流流域的自然地理特征很相似，甲河有19711985年的資料，乙河有19561985年的資

25、料，能否用乙系列展延甲系列？若可以，對下列年份的流量值進行展延。（經(jīng)計算：，）年份196819691970乙系列流量820560780甲系列流量解： 因為，所以可以用乙系列展延甲系列。建立甲系列倚乙系列的回歸方程，甲為y，乙為x。 回歸方程：1968年：x=820，y=724.61969年：x=560，y=482.81970年：x=780，y=687.44某橋跨越次穩(wěn)定河段，設計流量8470 m3/s，河槽流量8060 m3/s，河床全寬370m，河槽寬度300m，設計水位下河槽平均水深6.4m，河灘平均水深3.5m，試用經(jīng)驗公式法計算橋孔凈長。（注：系數(shù)k1，對于穩(wěn)定河段取1，對于次穩(wěn)定河段

26、取0.92。計算中間結(jié)果保留到小數(shù)點后兩位，橋孔凈長取整數(shù)。）解：經(jīng)驗公式5已求得某橋位斷面年最大洪峰流量頻率計算結(jié)果為=365m3/s，Cv=0.72，Cs=3Cv。試推求該橋位斷面50年一遇設計洪峰流量。皮爾遜型曲線離均系數(shù)值表見下表。皮爾遜型曲線離均系數(shù)值表 P%Cs2105090972.12.931.29-0.32-0.869-0.9352.22.961.28-0.33-0.844-0.900解：已知：Cv0.72，365m3/s，Cs=3Cv，則Cs=3×0.72=2.16 50年一遇設計洪峰頻率為 由洪峰設計頻率2和Cs2.16，查表內(nèi)插得2.115。由公式： 6某三級公路跨越平原區(qū)次穩(wěn)定河段，擬建一座橋，橋位橫斷面處的河床土質(zhì)為粗砂、礫石。建筑河段為五級航道。根據(jù)橋位附近水文資料，得設計流量為3500，設計水位63.65m，設計水位對應的河槽流量3190，河灘流量310，河槽平均流速為3.1，全斷面平均流速2.6，總過水面積1340，河槽過水面積1030，河灘過水面積310，設計水位對應的水面寬為234.27m，河槽寬為111.67m。試分別用沖刷系數(shù)法和經(jīng)驗公式估算橋孔長度。（注：五級航道