精品資料（2021-2022年收藏）流體力學(xué)題及答案

1、1. 等壓面是水平面的條件是什么？2. 圖中三種不同情況，試問(wèn)：A-A、B-B、C-C、D-D中哪個(gè)是等壓面？哪個(gè)不是等壓面？為什么？         3      已知某點(diǎn)絕對(duì)壓強(qiáng)為80kN/m2，當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)pa=98kN/m2。試將該點(diǎn)絕對(duì)壓強(qiáng)、相對(duì)壓強(qiáng)和真空壓強(qiáng)用水柱及水銀柱表示。4. 一封閉水箱自由表面上氣體壓強(qiáng)p0=25kN/m2，h1=5m，h22m。求A、B兩點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)。    5. 水閘兩側(cè)都受水

2、的作用，左側(cè)水深3m、右側(cè)水深2m。試求作用在單位寬度閘門(mén)上靜水總壓力的大小及作用點(diǎn)位置（用圖解法和解析法分別求解）。      解：畫(huà)出相對(duì)壓強(qiáng)分布圖, 計(jì)算各側(cè)靜水壓力, 求靜水總壓力的大小    列力矩平衡方程求靜水總壓力的作用點(diǎn)位置。    P=24.5  1.267m(作用點(diǎn)到底部的距離)6  述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法是什么？簡(jiǎn)述其內(nèi)容。7什么是過(guò)流斷面和斷面平均流速？為什么要引入斷面平均流速？答：與流線正交的斷面叫過(guò)流斷面。 過(guò)流斷面上點(diǎn)

3、流速的平均值為斷面平均流速。引入斷面平均流速的概念是為了在工程應(yīng)用中簡(jiǎn)化計(jì)算。8如圖所示，水流通過(guò)由兩段等截面及一段變截面組成的管道，試問(wèn)：(1)當(dāng)閥門(mén)開(kāi)度一定，上游水位保持不變，各段管中，是恒定流還是非恒定流？是均勻流還是非均勻流？(2)當(dāng)閥門(mén)開(kāi)度一定，上游水位隨時(shí)間下降，這時(shí)管中是恒定流還是非恒定流？(3)恒定流情況下，當(dāng)判別第II段管中是漸變流還是急變流時(shí)，與該段管長(zhǎng)有無(wú)關(guān)系？        9 水流從水箱經(jīng)管徑分別為的管道流出，出口流速，如圖所示。求流量及其它管道的斷面平均流速。    

4、  解：應(yīng)用連續(xù)性方程（1）流量：4.91    (2) 斷面平均流速  ,   。 10如圖鉛直放置的有壓管道，已知d1=200mm，d2=100mm，斷面1-1處的流速v1=1m/s。求（1）輸水流量Q；（2）斷面2-2處的平均流速v2；（3）若此管水平放置，輸水流量Q及斷面2-2處的速度v2是否發(fā)生變化？（4）圖a中若水自下而上流動(dòng)，Q及v2是否會(huì)發(fā)生變化？        解：應(yīng)用連續(xù)性方程（1） （2）（3）不變。（4

5、）流量不變則流速不變。11.       說(shuō)明總流能量方程中各項(xiàng)的物理意義。12. 如圖所示，從水面保持恒定不變的水池中引出一管路，水流在管路末端流入大氣，管路由三段直徑不等的管道組成，其過(guò)水面積分別是A1=0.05m2，A2=0.03m3，A3=0.04m2，若水池容積很大，行近流速可以忽略（v00），當(dāng)不計(jì)管路的水頭損失時(shí)，試求：（1）出口流速v3及流量Q；（2）繪出管路的測(cè)壓管水頭線及總水頭線。    解: (1) 因?yàn)椴挥?jì)管路的水頭損失,此題為理想流體的流動(dòng)。    

6、 因?yàn)槭抢硐肓黧w，作用水頭完全轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。     先解出第3條管中斷面平均流速，在求流量。   答案：        （2）繪出管路的測(cè)壓管水頭線及總水頭線步驟：       因?yàn)槭抢硐肓黧w，不計(jì)水頭損失，故總水頭線為水平。       計(jì)算各段流速水頭 。       總水頭線下方減去

7、1個(gè)流速水頭得測(cè)壓管水頭線。（測(cè)壓管水頭線及總水頭線圖，略） 13如圖一管路，A、B兩點(diǎn)的高差z1m，點(diǎn)A處直徑dA=0.25m，壓強(qiáng)pA=7.84N/cm2，點(diǎn)B處直徑dB=0.5m，壓強(qiáng)pB4.9N/cm2，斷面平均流速VB1.2m/s。判斷管中水流方向。        解:  判斷管中水流方向,，要從單位重量流體總的機(jī)械能考慮，總是單位重量流體總的機(jī)械能大的位址向單位重量流體總的機(jī)械能曉得的地方。（1）計(jì)算A點(diǎn)與B點(diǎn)單位重量流體總的機(jī)械能。（2）比較A點(diǎn)與B點(diǎn)單位重量流體總的機(jī)械能的大小。 

8、;      答案：從A流向B 。 一、選擇題     1. 管道中液體的雷諾數(shù)與（   ）無(wú)關(guān)。      A. 溫度    B. 管徑     C. 流速     D. 管長(zhǎng)2. 某圓管直徑d=30mm，其中液體平均流速為20cm/s。液體粘滯系數(shù)為0.0114cm3/s，則此管中液體流態(tài)為（  

9、; ）。A. 層流      B. 層流向紊流過(guò)渡       C.紊流3.等直徑圓管中的層流，其過(guò)流斷面平均流速是圓管中最大流速的（  ）A 1.0倍    B.1/3倍    C. 1/4倍  D. 1/2倍4.圓管中的層流的沿程損失與管中平均流速的（  ）成正比.A. 一次方    B. 二次方    C. 三次方  D.

10、 四次方    5.圓管的水力半徑是 (   )A. d/2   B. d/3    C. d/4   D. d/5.6. 判斷層流和紊流的臨界雷諾數(shù)是A.上臨界雷諾數(shù)              B.下臨界雷諾數(shù)C.上下臨界雷諾數(shù)代數(shù)平均    D.上下臨界雷諾數(shù)幾何平均    4.雷諾數(shù)

11、的物理意義？它為什么能用來(lái)判別流態(tài)？     答: 雷諾數(shù)實(shí)質(zhì)是反映粘性力與慣性力之比。層流時(shí)慣性力不大,而粘性力占主導(dǎo),受粘性力的約束，流體質(zhì)點(diǎn)做規(guī)則運(yùn)動(dòng)。紊流時(shí)慣性力占主導(dǎo)，受到干擾形成渦體，當(dāng)粘性力約束不了渦體時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)互相摻混，所以用雷諾數(shù)可以來(lái)判別流態(tài)。5.當(dāng)輸水管直徑一定時(shí)，隨流量增大，雷諾數(shù)是增大還是變??？當(dāng)輸水管流量一定時(shí)，隨管徑加大，雷諾數(shù)是增大還是變?。?#160;  答: 當(dāng)輸水管直徑一定時(shí)，隨流量增大，雷諾數(shù)增大；       當(dāng)輸水管流量一定時(shí)，隨管徑加大，雷諾數(shù)變小

12、。6.兩個(gè)不同管徑的管道，通過(guò)不同粘滯性的液體，它們的臨界雷諾數(shù)是否相同？   答:不一定。7.能量損失有幾種形式？產(chǎn)生能量損失的物理原因是什么？   答: 有沿程能量損失和局部能量損失兩種。一是因?yàn)榱黧w具有粘滯性，二是因?yàn)楣腆w邊界條件的影響。四、計(jì)算題  （解體思路與答案）1.       有已輸油管，管長(zhǎng),管徑，已知油的密度，動(dòng)力粘滯系數(shù)。當(dāng)通過(guò)輸油管的流量時(shí)，判斷液流的流態(tài)，計(jì)算輸油管的沿程水頭損失。解：(1) 計(jì)算雷諾數(shù)判別流態(tài)。(2) 計(jì)算沿程阻力系數(shù)。(3) 計(jì)算沿程水頭損

13、失。答案：層流    沿程水頭損失=25.74m(油柱)2.水管直徑，管中水流流速，水溫，（1）試判別其流態(tài)；（2）若流速與水溫不變，管徑改變?yōu)?，管中流態(tài)又如何？（3）若流速與水溫不變，管流由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鲿r(shí)，水管直徑為多大？   解： (1) 查表, 求運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù), 計(jì)算雷諾數(shù)判別流態(tài)。       答案：層流（2）同上  答案：紊流（3）設(shè)雷諾數(shù)等于2000，求管徑。答案：3.有一圓管，在管內(nèi)通過(guò)的水，測(cè)得通過(guò)的流量為，在管長(zhǎng)15m的管段上測(cè)得水頭損失為2cm，試求該圓管內(nèi)徑d。

14、  解：（1）設(shè)管中水流為層流，推導(dǎo)出沿程阻力系數(shù)表達(dá)式并代入數(shù)據(jù)；（2）將上式再代入達(dá)西公式并化簡(jiǎn)，代入數(shù)據(jù)求管徑。答案：4.水管直徑，管中水流流速，水溫，試判別其流態(tài)。  解：答案：紊流5凝土明渠中水流為均勻流，水力坡度，明渠底寬為，水深，粗糙系數(shù)，計(jì)算明渠中通過(guò)的流量（分別用曼寧公式和巴氏公式計(jì)算）。  解：此渠道為矩形渠道， 計(jì)算出水力要素：面積A，濕周，水力半徑R， 用曼寧公式和巴氏公式計(jì)算謝齊系數(shù)C， 謝齊公式計(jì)算流速； 計(jì)算量答案：（用曼寧公式計(jì)算）       （用巴氏公式計(jì)算）6.水箱側(cè)

15、壁接出一根由兩段不同管徑所組成的管路。已知，管道的當(dāng)量粗糙度，水溫為。若管道的出口流速，求（1）水位H；（2）繪出總水頭線和測(cè)壓管水頭線。               解：(1)計(jì)算管中的雷諾數(shù)判斷流態(tài).。（第1條管道在水力光滑區(qū)，第2條管道在紊流粗糙區(qū)）。（2）用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算沿程阻力系數(shù)（3）兩管聯(lián)接處為突然放大的局部阻力系數(shù)，進(jìn)口局部阻力系數(shù)（4）沿程阻力系數(shù)選取公式有別，結(jié)果可不同。答案： 7.某一水池，水位恒定，通過(guò)一根管徑、管長(zhǎng)的管道，已知水池水面和管道出

16、口高差，管道上有兩個(gè)彎頭，每個(gè)彎頭的局部阻力系數(shù)，管道進(jìn)口是直角進(jìn)口（）管道全長(zhǎng)的沿程阻力系數(shù)，試求通過(guò)管道的流量。              解：管道作用水頭等于沿程水頭損失與局部水頭損失之和。沿程阻力系數(shù)、局部阻力系數(shù)已知，可用公式直接求解。答案：答案：q=10.94l/s一、選擇題  （略）1. 虹吸管正常工作，其頂部的真空值一般不大于（   ）水柱高。A. 6.0m     B. 7.5m 

17、;       C. 9m         D.10m 2. 短管淹沒(méi)出流的計(jì)算時(shí)，作用水頭為（   ）。A. 短管出口中心至上游水面高差；B短管出口中心至下游水面高差；C. 上下游水面高差3外延管嘴正常工作的條件是（  ）A管長(zhǎng)大于3-4倍的管徑   B.作用水頭小于0.75C. 作用水頭大于0.75   D. 管長(zhǎng)=(3-4)d ，作用水頭0.754按短管進(jìn)行水力計(jì)算的管路是 （&#

18、160; ）(   )A.虹吸管   B.環(huán)狀管網(wǎng)   C.支狀管網(wǎng)   D.倒虹吸管二、判斷題     （略）1計(jì)算阻力損失時(shí)，短管既要考慮局部阻力損失，也要考慮沿程阻力損失，長(zhǎng)管計(jì)算同樣也要考慮這兩項(xiàng)損失。（    ）2長(zhǎng)管是指幾何長(zhǎng)度很長(zhǎng)的管道。（    ）3孔口淹沒(méi)出流時(shí)，孔口淹沒(méi)越深，其出流的流速和流量就越大。（   ）   4管嘴收縮斷面的真空度與作用水頭成正比，作

19、用水頭越大，收縮斷面的真空度越大，泄流量也越大。（  ）   5同一短管，在自由出流和淹沒(méi)出流條件下，流量計(jì)算公式的形式及流量系數(shù)的數(shù)值均相同。（    ）  6  兩孔口形狀、尺寸完全相同，作用水頭相同，一個(gè)為自由出流，一個(gè)為淹沒(méi)出流，二者的流量是相同的。  （   ）   四、計(jì)算題  （解體思路與答案）1有一虹吸管，作用水頭，管長(zhǎng)，管徑，沿程損失系數(shù)，進(jìn)口設(shè)攔污柵，進(jìn)口局部損失系數(shù)，彎管局部損失系數(shù)。求該虹吸管的過(guò)流量、管中最大真空值，并定

20、性繪出其測(cè)壓管水頭線。                          解：此題屬短管的水力計(jì)算，可以用能量方程求解，也可直接用公式。要點(diǎn)有2 。  局部損失系數(shù)要考慮周全（共3個(gè)）。       此題，管中最大真空值發(fā)生在最高處。  答案：      2. 一水塔供水系統(tǒng)如圖所示，已知管道末端要求的自由水頭Hz=10m，管徑d1