風(fēng)能1041流力試卷答案-甲-_第1頁
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風(fēng)能1041流力試卷答案-甲-_第3頁
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文檔簡介

1、誠信考試 杜絕作弊 姓名2022/2022學(xué)年第一學(xué)期?工程流體力學(xué)?試卷答案甲使用班級:風(fēng)能1041課程編號:0301021310題號-二二三四五六七八九十總分得分閉卷答題時(shí)間:120分鐘得分i 一、單項(xiàng)選擇題此題共 10分,每題1分 J;1I1I| 1、按連續(xù)介質(zhì)的概念,流體質(zhì)點(diǎn)是指D 。|A、流體的分子;B 、流體內(nèi)的固體顆粒;C 、幾何的點(diǎn);II D幾何尺寸同流動(dòng)空間相比是極小量,又含有大量分子的微元體。1I:2、下面關(guān)于流體粘性的說法中,不正確的選項(xiàng)是D III A粘性是流體的固有屬性;專業(yè)班級1 B、粘性是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下,流體有抵抗剪切變形速率能力的量度;i C流體的粘性具有傳遞運(yùn)動(dòng)和

2、阻滯運(yùn)動(dòng)的雙重性;: :i D流體的粘度隨溫度的升高而增大。:3、比擬重力場質(zhì)量力只有重力中,水和水銀所受的單位質(zhì)量力f水和f水銀的大小ii I| C 。Ii A f水f水銀;B、f水f水銀; C、f水=f水銀;D、不一定。II4、僅在重力作用下,靜止液體中任意一點(diǎn)對同一基準(zhǔn)面的單位重流體的總勢能為 | B 。A、隨深度增加而增加;B、常數(shù);C、隨深度增加而減少;D、不確定。5、均勻流的定義是C。斷面平均流速沿流程不變的流動(dòng);(b)過流斷面上各點(diǎn)流速相互平行的流動(dòng);(c)流線皆為平行直線的流動(dòng);(d)各點(diǎn)流速皆相等的流動(dòng)。6、圓管紊流核心處的流速分布呈B分布。A、拋物線型;B、對數(shù)或指數(shù)規(guī)律;

3、C、線性;D、均勻B粘性底層的厚度隨雷諾數(shù)的。CC.減小,減小增大,減小B.增大,增大D.以上三種情況都不對7、圓管均勻流中,過流斷面上切應(yīng)力分布為9、水擊是A水流對管壁的壓力水壓強(qiáng)發(fā)生急劇升高和降低的交替變化現(xiàn)象C水射流對閥門的沖擊 10、邊界層的流動(dòng)別離只可能發(fā)生于層流邊界層只可能發(fā)生于湍流邊界層在層流邊界層和湍流邊界層中均有可能發(fā)生二、填空題此題共 10分,每題2分得分1、兩根直徑不等的圓形管道,通過的液體不同,它們的臨界雷諾數(shù)相等2、半滿圓管流,直徑 = -I:,那么其水力半徑為100mm。3、圓管層流的動(dòng)能修正系數(shù)與動(dòng)量修正系數(shù)均大于大于、小于、等于圓管紊流,這是因?yàn)槲闪鬟^水?dāng)嗝嫔狭?/p>

4、速分布比層流過水?dāng)嗝嫔狭魉俜植几鶆?。4、歐拉加速度包括位變加速度和時(shí)變加速度,而在恒定流中時(shí)變.加速度為零。5、流速勢 .L ,那么可得流速分布場為:Ux = 2xUy = 1-2y。三、簡答題此題共 20分,每題5分得分1、靜水壓強(qiáng)的特性5分答:1流體靜壓強(qiáng)的方向沿作用面的內(nèi)法線方向2流體靜壓強(qiáng)的數(shù)值與作用面在空間的方位無關(guān),即任一點(diǎn)的壓強(qiáng)不管來自何方均相等。2、說明串聯(lián)管路和并聯(lián)管路的流動(dòng)特點(diǎn)。(5分)1)串聯(lián)qvq v1 qv2qvihwihw2hwi2)并聯(lián)qv qv1qv2qvihwhw1 hw2hwi3、寫出不可壓縮粘性流體的運(yùn)動(dòng)方程式N-S方程,并以此方程出發(fā)寫出理想流體歐拉

5、運(yùn)動(dòng)微分方程和流體平衡微分方程式。只寫X方向的方程(5分)1)dvxdtfx2vxV(2x2vx2y2VxTz2)dvxfx3)4、dtfx簡述卡門渦街的概念并說明有何危害5分)答:答:粘性流體均勻等速定常繞流柱體流動(dòng)時(shí),雷諾數(shù)達(dá)一定值時(shí),在圓柱體后面形成幾乎穩(wěn)定的、非對稱性的、交替脫落的、旋轉(zhuǎn)方向相反的漩渦,并以小于主流的速度在尾流中運(yùn)動(dòng),這種現(xiàn)象稱為卡門渦街。1 使用松散體及彈性體混合材料增加物體對振動(dòng)的阻尼作用,以消除共振。2改變物體自振頻率,使之與發(fā)放頻率錯(cuò)開,防止共振。3改變斷面形狀,如削薄水輪機(jī)葉片出口邊的厚度,可防止共振。五、計(jì)算題此題共60分,每題15分得分H=4m,下游水深H

6、z=2m求作用在圓滾門上i2分2 分2 分i 1、有一圓滾門,長度 L=10m直徑D=4m,上游水深I(lǐng)|的水平和鉛直分壓力。15分解:1 )水平分力I:ih1i 卩燈ghd A1g 1 H1L 784.8(KN)2IIh2:Fx2ghc2 A2g2 H2L 196.2(KN)21Fx Fx1 Fx2 588.6(KN)2垂直分力FzigVig1 耳2l616.068KN 2 分Fz2gV2g4 d22l42308.034KN 2 分FzF Z1F Z2924KN 2 分3 分壓力體圖2、如右圖所示,兩水池水位恒定,水池水面高差H 50m,管道直徑d 15cm,管長l 25m,沿程阻力系數(shù) 入0

7、.03,局部阻力系數(shù)試求管道中通過的流量 qV。 15分0.8,z閥0.4, z入0.5 , Zb解:以下游水面為基準(zhǔn)面,上游水面和下游水面為過流斷面列伯努利方程hwv2g1 分2gH2 9.8 50250.033 0.8 0.4 0.50.1510.2653m s14分d2qV v10.265340.15240.1814m3 s5分1-1上壓力表3、水平放置在混凝土支座上的變直徑彎管,彎管兩端與等直徑管相連接處的斷面讀數(shù)p1=17.6 x 104Pa,管中流量qv=0.1m3/s,假設(shè)直徑d1=300伽,d2=200伽,轉(zhuǎn)角9=60°,如圖所示。求水對彎管作用力F的大小。15分23

8、4)qv解:1根據(jù)連續(xù)性方程可求得:qv0.324d2°41.42(m/s)列管道進(jìn)、出口的伯努利方程2 2P1 V1P2 V2g 2gg 2g所取控制體受力分析PiPi Ai 17.6P2p2 A2 17.2寫出動(dòng)量方程P COSX方向RxY方向103103P2qv(V2弟 4;3.18(m/s)0.22 2(V1 v;)/217.6 1041000 (1.42; 3.18;)/2 17.2如上圖所示P2Pl20.312.43( KN)0.225.40( KN)qv(v2V| COS )(2分)(4分)104 Pa(2 分)v1 cos ) P?0.1 (3.181.42cos60

9、P1 cos)5.4012.43cos600.568(KN )(3 分)P sin Ryqv(0 V1 sin )RyR sinqvwsin(3 分)(1 分)12.43 si n600.1 1.42s in 6010.88( KN)管壁對水的反作用力R Jr; Ry J( 0.568)210.88210.89(KN)水流對彎管的作用力 F與R大小相等,方向相反。4、某平面不可壓縮流動(dòng)的勢函數(shù)為$22=ax +bxy-ay ,a、b為常數(shù),求:(1)流函數(shù)“;(2)在點(diǎn)(y) =( 1, 0)上流體質(zhì)點(diǎn)的加速度。(15 分)解:(1)2axby(2 分)由流函數(shù)定義,知因?yàn)樗詁x2ay(2 分)(2ax2axyf (x)f(x)2ax byby)dy f(x)

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