工程流體力學(xué)試題

1、一、選擇題：從給出的四個(gè)選項(xiàng)中選擇出一個(gè)正確的選項(xiàng)（本大題 60分，每小題 3 分）1、溫度的升高時(shí)液體粘度（ ）。A 、變化不大B、不變C、減小D 、增大2、密度為 1000kg/m 3，運(yùn)動(dòng)粘度為 10 6m2/s 的流體的動(dòng)力粘度為（ ）Pas。A 、1B、 0.1C、0.01D、0.0013、做水平等加速度運(yùn)動(dòng)容器中液體的等壓面是（ ）簇。A、斜面 B 、垂直面 C、 水平面D、曲面4、1mmH 2O 等于（ ）。A、 9800PaB、 980PaC、98PaD、 9.8Pa5、壓強(qiáng)與液標(biāo)高度的關(guān)系是（）。A、 h=p/gB、 p=g C、 h=p/g D、h=p/6、流體靜力學(xué)基本方

2、程式 z+p/g=C 中， p/g的物理意義是（）A 、比位能B、比壓能C、比勢能D、比動(dòng)能7、根據(jù)液流中運(yùn)動(dòng)參數(shù)是否隨 （ ）變化， 可以把液流分為均勻和非均勻流。A、時(shí)間 B 、空間位置坐標(biāo)C、壓力D、溫度8、連續(xù)性方程是（）定律在流體力學(xué)中的數(shù)學(xué)表達(dá)式。A、動(dòng)量守恒B、牛頓內(nèi)摩擦 C、能量守恒D 、質(zhì)量守恒。9、平均流速是過留斷面上各點(diǎn)速度的（）。A、最大值的一半 B 、面積平均值 C、統(tǒng)計(jì)平均值 D、體積平均值10、泵加給單位重量液體的機(jī)械能稱為泵的（ ）。A、功率 B 、排量； C、揚(yáng)程 D、效率11、水力坡度是指單位管長上（）的降低值。A、總水頭 B、總能量 C、軸線位置D 、測壓

3、管水頭12、總水頭線與測壓管水頭線間的鉛直高差反映的是（）的大小。A 、壓力的頭B 、位置水頭 C、流速水頭D、位置水頭。13、雷諾數(shù) Re 反映的是流體流動(dòng)過程中（）之比。A 、慣性力與粘性力B、粘性力與慣性力C、重力與慣性力D 、慣性力與重力14、直徑為 d的圓形截面管道的水力半徑為（）A 、2dB、dC、d/2；D、d/4。15、過流斷面的水力要素不包括（）。A 、斷面面積 B、斷面濕周 C、管壁粗糙度D、速度梯度16、圓管層流中的速度剖面是（）。A、雙曲線B、拋物線C、等值線D 、三角形17 、局部水頭損失和流速水頭很小， 計(jì)算中可以忽略的壓力管路稱為 （ ）。A、長管B、短管C、有壓

4、管D 、多相管18、并聯(lián)管路的水力特點(diǎn)是（）。A 、 Qi=0 ， hf =h fiB、 Q=Qi, hfj=hfiC、 Qi=0 ， hfi=0D 、Q=Qi, hf=hfi ；19、無旋流動(dòng)是指（ ）的流動(dòng)。A、流體質(zhì)旋轉(zhuǎn)角速度為 0C、流體質(zhì)的點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為直線B、速度的旋度為 0D、流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)軌跡為直線D 、0.0826和 0.25。20、層流區(qū)水頭損失公式 hf=Q2 mmL /D 5- m中的系數(shù) 和 m分別為（）。A 、0.0246 和 1 B、4.15 和 1 C、0.0246 和 0.25二、利用下圖推導(dǎo)歐拉平衡微分方程 f 1 p 0 ，再由此推導(dǎo)出 流體靜力學(xué)基本方程。

5、（本大題 20 分）、圖示的油罐內(nèi)裝有相對密度為 0.7 的汽油，為測定油面高度， 利用連通器原理，把 U 形管內(nèi)裝上相對密度為 1.26 的甘油， 一端接通油罐頂部空間，一端接壓氣管。同時(shí)，壓氣管的另一 支引入油罐底以上的 0.4m 處，壓氣后，當(dāng)液面有氣逸出時(shí) U 形管內(nèi)油面高度差 h=0.7m，試計(jì)算油罐內(nèi)的油深 H= ?（本 大題 20 分）Hp 壓力氣體h0.4m四、為了在直徑 D=160mm 的管線上自動(dòng)摻入另一種油品，安裝 了如圖所示的裝置：自錐管喉道處引出一個(gè)小支管通入油池 內(nèi)。若壓力表讀數(shù)為 2.3× 105Pa，吼道直徑為 40mm，主管道 的流量為 30 L/s

6、，油品的相對密度為 0.9。欲摻入的油品的相對 密度為 0.8，油池油面距喉道高度為 1.5m，如果摻入油量約為 原輸量的 10%左右， B 管水頭損失設(shè)為 0.5m，試確定 B管的 管徑。（本大題 20 分）五、試由牛頓相似準(zhǔn)則 Ne= 2F2 建立粘性力相識準(zhǔn)則，并說明粘性力相似準(zhǔn)數(shù)的含義（本大題 10 分）六、往車間送水的輸水管路由兩管段串聯(lián)而成，第一管段的管徑為 150mm ，長度為 800m，第二管段的直徑為 125mm ，長度 為 600m，設(shè)壓力水塔具有的水頭 H=20m，局部阻力忽略不計(jì)， 求流量 Q，并繪制水頭線。（1=0.029，2=0.027，本大題 10 分）HL1d1

7、 1L2d2 2題 7-4 圖七、儒科夫斯基疑題：給人感覺圖中的圓柱體會在浮力的作用下 會繞其轉(zhuǎn)軸圖中圓柱中心出的黑點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，由此便可以 制造出永動(dòng)機(jī)來嗎？為什么？（本大題 10 分）儒科夫斯基疑題一、選擇題：從給出的四個(gè)選項(xiàng)中選擇出一個(gè)正確的選項(xiàng) （本大題 60分，每小題 3 分）1、壓力的升高時(shí)液體的粘度（）。A、不變 B、減小C、變化不大D 、增大2、密度為 1000kg/m 3，動(dòng)力粘度為 10 3 Pas的流體的運(yùn)動(dòng)粘度為（ ）m2/s。A、102B、10 4C、10 6D、10 83、做鉛直等加速度運(yùn)動(dòng)容器中液體的等壓面是（）簇。A、水平面B、垂直面C、斜面D 、曲面4、1mmH

8、 g等于（ ）。A、 133280Pa B、13328Pa C、 1332.8Pa D、133.28Pa5、壓力水頭的計(jì)算公式為（）。A、 h=p/gB、 p=g C、 h=p/g D、h=p/6、流體靜力學(xué)基本方程式 z+p/g=C中， p/g的幾何意義是（）A 、位置水頭 B、壓力水頭 C、總水頭D、速度水頭7、根據(jù)液流中運(yùn)動(dòng)參數(shù)是否隨（）變化，可以把液流分為穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流。A、位置坐標(biāo) B、時(shí)間C、溫度D 、壓力8、理想流體伯努利方程是（）定律在流體力學(xué)中的數(shù)學(xué)表達(dá)式。A 、動(dòng)量守恒B、牛頓第一C、質(zhì)量守恒D 、能量守恒9、由連續(xù)性 divu=0 可以判斷出流動(dòng)為（ ）流動(dòng)A、穩(wěn)定 B

9、、可壓縮 C、不可壓縮D 、均勻10、泵的排量是指單位時(shí)間內(nèi)流過泵的流體所具有的（ ）。A 、質(zhì)量B 、機(jī)械能C、體積D、重量11、水頭損失是指單位重量液體在流動(dòng)過程中所損失的（）A、勢能B、熱能C、壓能 D 、機(jī)械能12 、測壓管水頭線與位置水頭線的鉛直高差反映的是（）的大小。A 、壓力水頭B 、位置水頭 C 、流速水頭 D 、總水頭。13、弗勞德 Fr 反映的是流體流動(dòng)過程中（ ）之比。A 、慣性力與粘性力B、粘性力與慣性力C、重力與慣性力D、慣性力與重力14、邊長為 a的正方形截面管道的水力半徑為（）A 、 2aB、aC、a/2；D、a/4。15、過流斷面的水力要素包括了以下四項(xiàng)中的（）

10、項(xiàng)。A、速度梯度B、速度分布C、溫度D、管壁粗糙度16、圓管流動(dòng)中的粘性應(yīng)力與半徑呈（）關(guān)系。A、線性B、正比例；C、二次方； D、無；17、局部水頭損失或流速水頭較大，不可忽略的壓力管路稱為（）。A、長管B、短管C、有壓管D 、多相管18、串聯(lián)管路的水力特點(diǎn)是（）。A、Qi=Qj， hf=hfiB、 Q=Qi, hfj=hfiC、 Qi=0 ， hfi=0D 、 Q=Qi, hf=hfi ；19、有旋流動(dòng)是指（ ）的流動(dòng)。A 、流體質(zhì)旋轉(zhuǎn)角速度不為 0 B 、速度的旋度不為 0C、流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線D 、流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線20、水利光滑區(qū)水頭損失公式 hf=Q2 mmL/D5-m中的

11、系數(shù) 和 m 分別為（ ）。A 、0.0246 和 1 B、4.15 和 1 C、0.0246 和 0.25 D、0.0826和 0.25。二、利用下圖推導(dǎo)包達(dá)公式 hj （v12gv2） ，再計(jì)算圖中管道銳緣出口處的局部阻力系數(shù)。 （本大題 20分）1 2圖 1 突擴(kuò)管示意圖流動(dòng)方向銳緣出口圖2 管道銳緣出口示意圖、圖示的油罐內(nèi)裝相對密度為 0.8 的油品，裝置如圖 211所示 的 U 形測壓管。求油面的高度 H=?及液面壓力 p0=?。（本大題 20 分）水箱流入大氣中，假設(shè)不考慮局部水頭損失，第一段的水頭損 失為流速水頭的 4倍，第二段為 3倍。（ a）求斷面流速 v1及 v2； （ b

12、）繪制水頭線； （c）求進(jìn)口 A 點(diǎn)的壓力（本大題 20 分）。H=4mA =0.2m2 2A A1=0.2m2A2=0.1m2五、試由牛頓相似準(zhǔn)則 Ne= 2F2 建立重力相識準(zhǔn)則，并說明重力l2v2相似準(zhǔn)數(shù)的含義（本大題 10 分）六、有一中等直徑鋼管并聯(lián)管路， 流過的總水量為 0.08m3/s，鋼管 的直徑 d1=150mm，d2=200mm，長度 l 1=500m， l 2=800m。試 并聯(lián)管中的流量 Q1、Q2 及 A、B 兩點(diǎn)間的水頭損失（設(shè)并聯(lián) 管路沿程阻力系數(shù)均為 =0.039。本大題 10 分）。Q1L1d1A BQ2L2d2題 7-5 圖七、試結(jié)合圖中給出的機(jī)翼周邊的流譜

13、解釋機(jī)翼為什么能夠獲得升力（本大題 10 分）機(jī)翼周邊的流譜p1 = pp dx ； x2；p2 = pp dxx2A 卷答案1、C2、D3、A4、D5、C6、B8、D9、B10、C11、A12、C13、A15、D16、B17、A18、B19、B20、B、選擇題：7、B14、D二、解： 在靜止流體中任取出圖示 的微元正六面體。首先，我們 分析作用在這個(gè)微元六面體內(nèi) 流體上的力在 x 方向上的分量。 微元體以外的流體作用于其上 的表面力均與作用面相垂直。 因此，只有與 x 方向相垂直的 前后兩個(gè)面上的總壓力在 x 軸 上的分量不為零。設(shè)六面體中 心點(diǎn) A 處的靜壓力為 p(x，y， z)，則作用

14、在 A1和 A2點(diǎn)的壓力可以表示為所以作用在 A1和 A2點(diǎn)所在面上的總壓力分別為(p1 p dx)dydz 、(p 1 p dx)dydz 。2 x 2 x微元體內(nèi)流體所受質(zhì)量力在 x 方向的分力為 Xdxdyd，z由于流 體處于平衡狀態(tài)，則1 p1 p(p dx ) dydz (p+dx)dydz + X dxdydz = 0 。2 x2 x用 dxdydz 除上式，簡化后得 X 1 p = 0 ，同理，在 y、 z 方向， x可得Y 1 p =0和Z 1 p = 0 ，其矢量形式可寫為 y z1f p 0這便是流體平衡微分方程式。質(zhì)量力僅有重力時(shí)，單位質(zhì)量流體所受到的質(zhì)量力可表示為 X=

15、Y=0；Z= g，將其代入上式可得dp = gdz或d( p+ gz)= 0積分可得p+ gz= c兩端同除以 g則有z+ p = cg這便是流體靜力學(xué)基本方程。三、解：選取 U 形管中甘油最低液面為等壓面， 由氣體各點(diǎn)壓力相等，可知油罐底以上 0.4m 處的油壓即為壓力管中氣體壓力，即p0go g hp0o g(H 0.4)四、解：列 1-1go h 0.4 o1.26 0.7 0.4 1.66 m0.7和 2-2 斷面的伯努利方程，則2v10p11g2gp21g2v22g其中Q12D41.493m/sv2p2p1Q1 d 2422v1 v2223.885m/s1 25718.9Pa列 4-

16、4基準(zhǔn)面，則自由液面和 3-3 斷面的伯努利方程， 以 4-4 自由液面為2p3v30 0 0 H 3 3hw4 32g 2g其中 p3p2 、v3 0.1Q ，代入上式，得 dB 0.028m 。124 dB五、解： 當(dāng)作用在流體上的合外力中粘性力起主導(dǎo)作用時(shí)，則有 F=T=A du/dy，牛頓數(shù)可表示為TNe=22l vv2 ll2v2lv引入雷諾數(shù) Re=lv/，則牛頓數(shù)相等這一相似準(zhǔn)則就轉(zhuǎn)化為Rep Rem由此可見，粘性力相似準(zhǔn)數(shù)就是雷諾數(shù)，粘性力相似準(zhǔn)則就是原 型與模型的雷諾數(shù)相等。對于圓管內(nèi)的流動(dòng)，可取管徑 d 作為特 征尺度，這時(shí)的雷諾數(shù)可表示為雷諾數(shù)的物理含義是慣性力與粘性力的

17、比值。六、解：列自由液面和出口斷面的伯努利方程0.0826Q2L10.0826Q2L2則流量3 Q 0.0155 m /s七、答： 由于流體靜壓力的特性一可知，流體靜壓力的作用方向永遠(yuǎn) 沿著作用面的內(nèi)法線方向，所以流體對圓柱體表面的作用力的方 向也永遠(yuǎn)垂直于作用面，所以圓柱體表面上的壓力的作用線必然 要通過圓柱體的軸線，這些力對 O 點(diǎn)的力矩為零。因此，圓柱體 并不會繞 O 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，也就不能由此制造出永動(dòng)機(jī)來。1、C2、D3、A4、D5、C6、8、D9、B10、C11、A12、C13、15、D16、B17、A18、B19、B20、選擇題：BAB7、B14、D2p1v1p2z11z2g2g因兩斷

18、面間的距離很短，忽略沿程阻力，2 v1取 1=1=0，則2 p1 p2 v1 v2 hjjg2g(1)二、解： 在圖中取管道內(nèi)壁、漩渦區(qū)起始端和末端斷面圍成空間為控 制體，在 1、2 兩個(gè)斷面間應(yīng)用伯努利方程，有2 v2 h 2 hw1 2 。2 2g w1 2再對控制體應(yīng)用動(dòng)量方程： 忽略控制體側(cè)面上的摩擦力后控制體內(nèi)的流體在流動(dòng)方向上所受的合力為F A2(p1 p2) 。則動(dòng)量方程為A2(p1 p2) Q(v2 v1) ，兩端同時(shí)除以 gA2 得 p1 p2 g將其代入式（h j （v2g整理后可得v2 (v2 v1) 。 g 1)可得：22 v12 v22 v1) 1 2g突擴(kuò)管局部阻力hj(v12gv2)2即包達(dá)公式。它表明圓管液流突然擴(kuò)大的局部水頭損失等于損失 流速（ v1- v2）折算成的水頭。由連續(xù)性方程可得v1 v2 A2 或1 2 A1v2A1v1 ，1 A2則包達(dá)公式可以寫成22 A1 2 v1v12v2 2 v11 2 1hj(1 ) (1 )jv1 2gA2 2g 2g所以管道銳緣出口處的局部阻力系數(shù)為 =1三、解 ：A 點(diǎn)的壓力可用自由液面的壓力 p0 及罐內(nèi)外兩個(gè)液柱的 壓力來表示，即p0+ ogH + 0.4wg = pA= p0 + 1.6 wg