流體力學(xué)試題和答案解析期末考試

..WORD文檔下載可編輯專業(yè)資料整理分享流體力學(xué)試卷及答案一一、判斷題根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律,當(dāng)流體流動(dòng)時(shí),流體內(nèi)部內(nèi)摩擦力大小與該處的流速大小成正比。一個(gè)接觸液體的平面壁上形心處的水靜壓強(qiáng)正好等于整個(gè)受壓壁面上所有各點(diǎn)水靜壓強(qiáng)的平均值。流體流動(dòng)時(shí),只有當(dāng)流速大小發(fā)生改變的情況下才有動(dòng)量的變化。在相同條件下,管嘴出流流量系數(shù)大于孔口出流流量系數(shù)。穩(wěn)定〔定常流一定是緩變流動(dòng)。水擊產(chǎn)生的根本原因是液體具有粘性。長管是指運(yùn)算過程中流速水頭不能略去的流動(dòng)管路。所謂水力光滑管是指內(nèi)壁面粗糙度很小的管道。外徑為D,內(nèi)徑為d的環(huán)形過流有效斷面,其水力半徑為。凡是滿管流流動(dòng),任何斷面上的壓強(qiáng)均大于大氣的壓強(qiáng)。二、填空題1、某輸水安裝的文丘利管流量計(jì),當(dāng)其汞-水壓差計(jì)上讀數(shù),通過的流量為,分析當(dāng)汞水壓差計(jì)讀數(shù),通過流量為L/s。2、運(yùn)動(dòng)粘度與動(dòng)力粘度的關(guān)系是,其國際單位是。3、因次分析的基本原理是：；具體計(jì)算方法分為兩種。4、斷面平均流速V與實(shí)際流速u的區(qū)別是。5、實(shí)際流體總流的伯諾利方程表達(dá)式為,其適用條件是。6、泵的揚(yáng)程H是指。7、穩(wěn)定流的動(dòng)量方程表達(dá)式為。8、計(jì)算水頭損失的公式為與。9、牛頓內(nèi)摩擦定律的表達(dá)式,其適用范圍是。10、壓力中心是指。三、簡答題穩(wěn)定流動(dòng)與不穩(wěn)定流動(dòng)。產(chǎn)生流動(dòng)阻力的原因。串聯(lián)管路的水力特性。如何區(qū)分水力光滑管和水力粗糙管,兩者是否固定不變？靜壓強(qiáng)的兩個(gè)特性。連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的內(nèi)容。實(shí)際流體總流的伯諾利方程表達(dá)式及其適用條件。因次分析方法的基本原理。歐拉數(shù)的定義式及物理意義。壓力管路的定義。長管計(jì)算的第一類問題。作用水頭的定義。噴射泵的工作原理。動(dòng)量方程的標(biāo)量形式。等壓面的特性?？臻g連續(xù)性微分方程式及其物理意義。分析局部水頭損失產(chǎn)生的原因。雷諾數(shù)、富勞德數(shù)及歐拉數(shù)三個(gè)相似準(zhǔn)數(shù)的定義式及物理意義。流線的特性。四、計(jì)算題1、如圖所示,將一平板垂直探入水的自由射流中,設(shè)平板截去射流的部分流量Q1＝0.012m3/s,并引起射流的剩余部分偏轉(zhuǎn)一角度。已知射流速度為30m/s,總流量Q0＝0.036m3/s,不計(jì)重量及水頭損失。求射流加于平板上的力？2、有泵管路如圖所示,流量,泵的吸入管長,沿程阻力系數(shù),總局部阻力系數(shù)為；壓力管長,,,管徑為。求：〔1已知泵入口處真空表讀數(shù),求吸入高度?！?兩個(gè)液面高差,求泵的揚(yáng)程。3、水平直管半徑為R,不可壓縮流體作層流流動(dòng),其半徑處點(diǎn)流速為,并等于管內(nèi)平均流速V。求證：4、如圖所示一貯水容器。器壁上有兩個(gè)半球形蓋,設(shè),,。試分別求出作用在兩個(gè)球蓋上的液體總壓力。5、如圖水泵進(jìn)水系統(tǒng),h=3m,管徑d=0.25m,1﹑2斷面間的總水頭損失,斷面2處的真空度為,求流量。參考答案一、判斷題×√×√××××√×二、填空題3L/s,斯<>因次和諧的原理,п定理過流斷面上各點(diǎn)的實(shí)際流速是不相同的,而平均流速在過流斷面上是相等的,穩(wěn)定流,不可壓縮流體,作用于流體上的質(zhì)量力只有重力,所取斷面為緩變流動(dòng)單位重量液體所增加的機(jī)械能,,是指在溫度不變的條件下,隨著流速梯度的變化,μ值始終保持一常數(shù)總壓力的作用點(diǎn)三、簡答題穩(wěn)定流動(dòng)與不穩(wěn)定流動(dòng)。---在流場中流體質(zhì)點(diǎn)通過空間點(diǎn)時(shí)所有的運(yùn)動(dòng)要素都不隨時(shí)間改變,這種流動(dòng)稱為穩(wěn)定流；反之,通過空間點(diǎn)處得流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)要素的全部或部分要素隨時(shí)間改變,這種流動(dòng)叫不穩(wěn)定流。產(chǎn)生流動(dòng)阻力的原因。---外因：水力半徑的大??；管路長度的大?。还鼙诖植诙鹊拇笮?。內(nèi)因：流體流動(dòng)中永遠(yuǎn)存在質(zhì)點(diǎn)的摩擦和撞擊現(xiàn)象,質(zhì)點(diǎn)摩擦所表現(xiàn)的粘性,以及質(zhì)點(diǎn)發(fā)生撞擊引起運(yùn)動(dòng)速度變化表現(xiàn)的慣性,才是流動(dòng)阻力產(chǎn)生的根本原因。串聯(lián)管路的水力特性。---串聯(lián)管路無中途分流和合流時(shí),流量相等,阻力疊加。串聯(lián)管路總水頭損失等于串聯(lián)各管段的水頭損失之和,后一管段的流量等于前一管段流量減去前管段末端泄出的流量。如何區(qū)分水力光滑管和水力粗糙管,兩者是否固定不變？---不是固定不變的。通過層流邊層厚度與管壁粗糙度值的大小進(jìn)行比較。靜壓強(qiáng)的兩個(gè)特性。---1.靜壓強(qiáng)的方向是垂直受壓面,并指向受壓面。2.任一點(diǎn)靜壓強(qiáng)的大小和受壓面方向無關(guān),或者說任一點(diǎn)各方向的靜壓強(qiáng)均相等。連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的內(nèi)容。---即認(rèn)為真實(shí)的流體和固體可以近似看作連續(xù)的,充滿全空間的介質(zhì)組成,物質(zhì)的宏觀性質(zhì)依然受牛頓力學(xué)的支配。這一假設(shè)忽略物質(zhì)的具體微觀結(jié)構(gòu),而用一組偏微分方程來表達(dá)宏觀物理量〔如質(zhì)量,數(shù)度,壓力等。這些方程包括描述介質(zhì)性質(zhì)的方程和基本的物理定律,如質(zhì)量守恒定律,動(dòng)量守恒定律等。實(shí)際流體總流的伯諾利方程表達(dá)式為〔,其適用條件是穩(wěn)定流,不可壓縮流體,作用于流體上的質(zhì)量力只有重力,所取斷面為緩變流動(dòng)。因次分析方法的基本原理。---就是因次和諧的原理,根據(jù)物理方程式中各個(gè)項(xiàng)的因次必須相同,將描述復(fù)雜物理現(xiàn)象的各個(gè)物理量組合而成無因次數(shù)群π,從而使變量減少。歐拉數(shù)的定義式及物理意義。---,其物理意義為壓力與慣性力的比。壓力管路的定義。---凡是液流充滿全管在一定壓差下流動(dòng)的管路都稱為壓力管路。長管計(jì)算的第一類問題?！阎軓?管長和地形,當(dāng)一定流量的某種液體通過時(shí),確定管路中的壓力降,或確定起點(diǎn)所需的壓頭,或計(jì)算水利坡降。作用水頭的定義。----任意斷面處單位重量水的能量,等于比能除以重力加速度。含位置水頭、壓力水頭和速度水頭。單位為m。噴射泵的工作原理。---噴射泵主要由噴嘴、吸入室和擴(kuò)散室等組成。工作流體在壓力作用下經(jīng)管子進(jìn)入噴嘴,并以很高的速度由噴嘴出口噴出。由于噴出的工作流體速度極高,因此使噴嘴附近的液體<或氣體>被帶走。此時(shí),在噴嘴出口的后部吸入室便形成真空,因此吸入室可從吸人管中吸進(jìn)流體并和工作流體一起混合,經(jīng)擴(kuò)散管進(jìn)入排出管。如果工作流體不斷地噴射,便能連續(xù)不斷地輸送液體<或氣體>。,,三個(gè)方程為動(dòng)量方程的標(biāo)量形式。等壓面的特性。---作用于靜止流體中任一點(diǎn)上的質(zhì)量力必定垂直于通過該點(diǎn)的等壓面?？臻g連續(xù)性微分方程式及其物理意義。---,其物理意義為：流體在單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過單位體積空間流出與流入的質(zhì)量差與其內(nèi)部質(zhì)量變化的代數(shù)和為零。分析局部水頭損失產(chǎn)生的原因。---<a>任何斷面形狀的改變,都必將引起流速的重新分布,因而附加了流體間的相對運(yùn)動(dòng)和流體質(zhì)點(diǎn)的急劇變形,結(jié)果導(dǎo)致質(zhì)點(diǎn)間附加摩擦和相互撞擊,使流體能量受到損失,液流中流速重新分布。<b>流速的重新分布,總是伴隨有流動(dòng)分離和旋渦的形成,在旋渦區(qū)由于粘性的存在,便有摩擦的能量損失,在旋渦中粘性力作功。<c>在旋渦區(qū)中,又有質(zhì)點(diǎn)被主流所帶走,即有動(dòng)量交換,因而消耗運(yùn)動(dòng)流體的能量,流體質(zhì)點(diǎn)的混摻引起的動(dòng)量變化。雷諾數(shù)、富勞德數(shù)及歐拉數(shù)三個(gè)相似準(zhǔn)數(shù)的定義式及物理意義。---雷諾數(shù)：慣性力與粘性力之比富勞德數(shù)：慣性力與重力之比歐拉數(shù)：壓力與慣性力之比流線的特性。---<1>在定常流動(dòng)時(shí),因?yàn)榱鲌鲋懈髁黧w質(zhì)點(diǎn)的速度不隨時(shí)間變化,所以通過同一點(diǎn)的流線形狀始終保持不變,因此流線和跡線相重合。而在非定常流動(dòng)時(shí),一般說來流線要隨時(shí)間變化,故流線和跡線不相重合。

<2>通過某一空間點(diǎn)在給定瞬間只能有一條流線,一般情況流線不能相交和分支。否則在同一空間點(diǎn)上流體質(zhì)點(diǎn)將同時(shí)有幾個(gè)不同的流動(dòng)方向。只有在流場中速度為零或無窮大的那些點(diǎn),流線可以相交,這是因?yàn)?在這些點(diǎn)上不會(huì)出現(xiàn)在同一點(diǎn)上存在不同流動(dòng)方向的問題。速度為零的點(diǎn)稱駐點(diǎn),速度為無窮大的點(diǎn)稱為奇點(diǎn)。

<3>流線不能突然折轉(zhuǎn),是一條光滑的連續(xù)曲線。

<4>流線密集的地方,表示流場中該處的流速較大,稀疏的地方,表示該處的流速較小。四、計(jì)算題參見教材p.77參見教材p.63/p.70參見教材p.111解：上面的蓋為蓋,對于蓋,其壓力體體積為〔方向↑左面水平的蓋為蓋,對于蓋,靜水壓力可分解成水平及鉛重兩個(gè)分力,其中水平方向分力〔方向←鉛重方向分力〔方向↓解：列自由液面1-1和2－2斷面的伯諾利方程：v=v2得：v=1.49m/sQ=v答：流量為《工程流體力學(xué)》試卷二名詞解釋。1、雷諾數(shù)2、流線3、壓力體4、牛頓流體5、歐拉法6、拉格朗日法7、濕周8、恒定流動(dòng)9、附面層10、卡門渦街11、自由紊流射流12、流場13、無旋流動(dòng)14、貼附現(xiàn)象15、有旋流動(dòng)16、自由射流17、濃差或溫差射流18、音速19、穩(wěn)定流動(dòng)20、不可壓縮流體21、駐點(diǎn)22、自動(dòng)模型區(qū)是非題。流體靜止或相對靜止?fàn)顟B(tài)的等壓面一定是水平面。〔平面無旋流動(dòng)既存在流函數(shù)又存在勢函數(shù)?！哺矫鎸臃蛛x只能發(fā)生在增壓減速區(qū)。〔等溫管流摩阻隨管長增加而增加,速度和壓力都減少?！蚕鄬o止?fàn)顟B(tài)的等壓面一定也是水平面?！财矫媪髦淮嬖诹骱瘮?shù),無旋流動(dòng)存在勢函數(shù)?！擦黧w的靜壓是指流體的點(diǎn)靜壓?！擦骶€和等勢線一定正交?！哺矫鎸觾?nèi)的流體流動(dòng)是粘性有旋流動(dòng)。〔亞音速絕熱管流摩阻隨管長增加而增加,速度增加,壓力減小?！蚕鄬o止?fàn)顟B(tài)的等壓面可以是斜面或曲面?！渤羲俳^熱管流摩阻隨管長增加而增加,速度減小,壓力增加?！脖诿骒o壓力的壓力中心總是低于受壓壁面的形心?！蚕噜弮闪骶€的函數(shù)值之差,是此兩流線間的單寬流量?！哺矫鎸油獾牧黧w流動(dòng)時(shí)理想無旋流動(dòng)?！蔡幱陟o止或相對平衡液體的水平面是等壓面?！擦黧w的粘滯性隨溫度變化而變化,溫度升高粘滯性減少；溫度降低粘滯性增大?！擦黧w流動(dòng)時(shí)切應(yīng)力與流體的粘性有關(guān),與其他無關(guān)?！蔡羁疹}。1、1mmH2O=Pa2、描述流體運(yùn)動(dòng)的方法有和。3、流體的主要力學(xué)模型是指、和不可壓縮性。4、雷諾數(shù)是反映流體流動(dòng)狀態(tài)的準(zhǔn)數(shù),它反映了流體流動(dòng)時(shí)與的對比關(guān)系。5、流量Q1和Q2,阻抗為S1和S2的兩管路并聯(lián),則并聯(lián)后總管路的流量Q為,總阻抗S為。串聯(lián)后總管路的流量Q為,總阻抗S為。6、流體紊流運(yùn)動(dòng)的特征是,處理方法是。7、流體在管道中流動(dòng)時(shí),流動(dòng)阻力包括和。8、流體微團(tuán)的基本運(yùn)動(dòng)形式有：、和。9、馬赫數(shù)氣體動(dòng)力學(xué)中一個(gè)重要的無因次數(shù),他反映了與的相對比值。10、穩(wěn)定流動(dòng)的流線與跡線。11、理想流體伯努力方程常數(shù)中,其中稱為水頭。12、一切平面流動(dòng)的流場,無論是有旋流動(dòng)或是無旋流動(dòng)都存在,因而一切平面流動(dòng)都存在,但是,只有無旋流動(dòng)才存在。13、雷諾數(shù)之所以能判別,是因?yàn)樗从沉撕偷膶Ρ汝P(guān)系。14、流體的主要力學(xué)性質(zhì)有、、、和。15、畢托管是廣泛應(yīng)用于測量和一種儀器。16、流體的力學(xué)模型按粘性是否作用分為和。作用與液上的力包括,。17、力學(xué)相似的三個(gè)方面包括、與。18、流體的力學(xué)模型是模型。19、理想氣體伯努力方程中,稱,稱全壓,稱總壓。20、紊流射流的動(dòng)力特征是。21、流體的牛頓內(nèi)摩擦定律的表達(dá)式,u的單位為。22、濃差或溫差射流的熱力特征是。23、流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)是由運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)四種基本運(yùn)動(dòng)形式符合而成。24、幾何相似是力學(xué)相似的,運(yùn)動(dòng)相似是模型實(shí)驗(yàn)的,動(dòng)力相似是運(yùn)動(dòng)相似的。25、歐拉準(zhǔn)數(shù)是和的相對比值。26、馬赫數(shù)M反映了慣性力和相對比值。27、流體流動(dòng)的狀態(tài)分為和。28、弗魯?shù)脺?zhǔn)數(shù)反映了和相對比值。四、選擇題。1、按連續(xù)介質(zhì)的概念,流體質(zhì)點(diǎn)是指。A、流體的分子B、流體內(nèi)的固體顆粒C、無大小的幾何點(diǎn)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2、一下哪種流體為非牛頓流體。A、空氣B、清水C、血液D、酒精3、絕對壓強(qiáng)P、相對壓強(qiáng)p、真空值p、當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)之間的關(guān)系是。A、P=p+pB、p=P+C、p=-P4、圓管層流過流斷面的流速分布為。A、均勻分布B、對數(shù)曲線分布C、二次拋物線分布5、一下那些概念屬于歐拉法。A、流線B、跡線C、液體質(zhì)點(diǎn)D、液體微團(tuán)6、圓管紊流粗糙區(qū)的沿程摩阻系數(shù)。A、與雷諾數(shù)Re有關(guān)B、與管壁相對粗糙度有關(guān)C、與Re和有關(guān)D、與和管長l有關(guān)7、速度V、長度l、時(shí)間t的無量綱組合是。A、B、C、D、8、圓管斷面直徑由d1突然擴(kuò)大到d2,若將一次擴(kuò)大改為兩級(jí)擴(kuò)大,則該擴(kuò)大的局部水頭損失。A、減小B、不變C、增大9、在圓管流動(dòng)中,層流的斷面速度分布符合。A、均勻規(guī)律B、直線變化規(guī)律C、拋物線變化規(guī)律D、對數(shù)曲線規(guī)律10、流線與流線通常情況下。A、能相交也能相切B、僅能相交不能相切C、僅能相切不能相交D、既不能相交也不能相切11、速度v,密度,壓強(qiáng)p的無量綱集合是。A、B、C、D、12、雷諾數(shù)代表的是之比。A、慣性力與壓力B、慣性力與重力C、慣性力與表面張力D、慣性力與粘性力13、壓力輸水管模型實(shí)驗(yàn),長度比尺為8,模型水管的流量應(yīng)為原型輸水管流量的。A、B、C、D、14、一維流動(dòng)中,"截面積大處速度小,截面積小處速度大"成立的條件是。A、理想流體B、粘性流體C、可壓縮流體D、不可壓縮流體15、彈簧管壓力表的讀數(shù)是。A、絕對壓強(qiáng)B、相對壓強(qiáng)C、絕對壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮篋、相對壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮?6、靜水中斜置平面壁的形心淹沒深hc與壓力中心淹沒深hD的關(guān)系是。A、大于B、小于C、等于D、無規(guī)律17、某風(fēng)管的斷面尺寸為,則該風(fēng)管的當(dāng)量直徑是。A、B、C、D、18、有一變直徑管流,小管直徑d1,大管直徑d2=2d1,則兩斷面雷諾數(shù)的關(guān)系是。A、B、C、D、19、下列流體哪個(gè)屬于牛頓流體。A、汽油B、紙漿C、血液D、瀝青五、簡答題。1、流體靜壓強(qiáng)的特性是什么？2、尼古拉茲實(shí)驗(yàn)分區(qū)級(jí)意義是什么？3、附面層提出的意義？4、溫差或濃差射流彎曲產(chǎn)生的原因是什么？5、附面層分離的原因是什么？6、運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)r的物理意義是什么？7、流體動(dòng)力粘滯系數(shù)u的物理意義是什么？8、元流的特性是什么？9、伯努利方程常數(shù)中各項(xiàng)的物理意義？10、管網(wǎng)水力計(jì)算遵循的原則是什么？11、水擊〔水錘現(xiàn)象及產(chǎn)生的原因是什么？12、管嘴出流產(chǎn)生真空的原因和條件是什么？13、自由紊流射流的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力特征是什么？14、射流彎曲產(chǎn)生的原因？15、繞流升力產(chǎn)生的原因？16、畢托管是廣泛應(yīng)用于測量水流和氣流的一種儀器,試畫出其示意圖,并說明其工作原。17、簡要說明管道流動(dòng)局部阻力損失產(chǎn)生的機(jī)理。18、下式不可壓縮流體N-S方程中,各項(xiàng)的物理意義是什么？六、計(jì)算題。1、有一鋼板制風(fēng)管,斷面尺寸為/s,氣體運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)為15.0×/s,判斷管內(nèi)氣體的流態(tài)？2、一高壓管末端接噴嘴,如下圖所示,已知噴嘴出口直徑為,管道直徑為40,水在管中流量Q為0.4/s,求管嘴對水流的作用力。QQ3、已知不可壓縮流體的流速分量為：問該流動(dòng)是否為無旋流動(dòng)？4、已知平面流動(dòng)的速度分量為：求：當(dāng)t=1是過M〔1,1的流線方程。5、一車間用直徑為的風(fēng)口送風(fēng),風(fēng)口風(fēng)速為/s,如長度比例常數(shù)為4,確定實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ惋L(fēng)口風(fēng)速。若在模型內(nèi)測得某點(diǎn)氣流速度為/s,則車間相應(yīng)點(diǎn)的速度為多少？〔已知空氣的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)為/s6、對某一橋墩采用模型比例為進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。已知模型中水流速度為/s,實(shí)測模型橋墩受水流作用力為4N。求原型中相應(yīng)的流速與作用力。7、在水平放置的管線中接彎管,直徑從600逐漸減小到300,水流方向偏轉(zhuǎn)如圖所示,在直徑較大一端壓強(qiáng)為172kN/,求作用于彎管上的力的大小和方向,①當(dāng)水不流動(dòng)時(shí)；②當(dāng)通過的流量為876L/s時(shí)；8、一弧形閘門AB,寬閘門轉(zhuǎn)軸恰好與水面平齊,求作用于閘門的水靜壓力。hAhABCO9、如下圖所示,一水箱側(cè)面開孔并接有一直徑為的短管,形成管嘴出流,已知作用水頭H=,管嘴出流流量系數(shù)u=0.82,試問：①管嘴出流流量Q；②靠近水箱一側(cè)管嘴內(nèi)壁形成真空的原因是什么？③合適的管嘴長度是多少？QQ10、如圖所示,一水平射流沖擊光滑平板,流量為求：①平板所受的沖擊力。②流量Q1和Q2。yRyRX11、如下圖所示：水箱側(cè)壁接出一根由兩段不同管徑所組成的管道,已知,兩管短長均為L=,沿程阻力系數(shù)求：管道中水的流量、流速.AABC參考答案：一、名詞解釋。1、雷諾數(shù)：是反應(yīng)流體流動(dòng)狀態(tài)的數(shù),雷諾數(shù)的大小反應(yīng)了流體流動(dòng)時(shí),流體質(zhì)點(diǎn)慣性力和粘性力的對比關(guān)系。2、流線：流場中,在某一時(shí)刻,給點(diǎn)的切線方向與通過該點(diǎn)的流體質(zhì)點(diǎn)的劉速方向重合的空間曲線稱為流線。3、壓力體：壓力體是指三個(gè)面所封閉的流體體積,即底面是受壓曲面,頂面是受壓曲面邊界線封閉的面積在自由面或者其延長面上的投影面,中間是通過受壓曲面邊界線所作的鉛直投影面。4、牛頓流體：把在作剪切運(yùn)動(dòng)時(shí)滿足牛頓內(nèi)摩擦定律的流體稱為牛頓流體。5、歐拉法：研究流體力學(xué)的一種方法,是指通過描述物理量在空間的分布來研究流體運(yùn)動(dòng)的方法。6、拉格朗日法：通過描述每一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)達(dá)到了解流體運(yùn)動(dòng)的方法稱為拉格朗日法。7、濕周：過流斷面上流體與固體壁面接觸的周界稱為濕周。8、恒定流動(dòng)：流場中,流體流速及由流速?zèng)Q定的壓強(qiáng)、粘性力、慣性力等也不隨時(shí)間變化的流動(dòng)。9、附面層：粘性較小的流體在繞過物體運(yùn)動(dòng)時(shí),其摩擦阻力主要發(fā)生在緊靠物體表面的一個(gè)流速梯度很大的流體薄層內(nèi),這個(gè)薄層即為附面層。10、卡門渦街：當(dāng)流體經(jīng)繞流物體時(shí),在繞流物后面發(fā)生附面層分離,形成旋渦,并交替釋放出來,這種交替排列、有規(guī)則的旋渦組合稱為卡門渦街。11、自由紊流射流：當(dāng)氣體自孔口、管嘴或條縫以紊流的形式向自由空間噴射時(shí),形成的流動(dòng)即為自由紊流射流。12、流場：充滿流體的空間。13、無旋流動(dòng)：流動(dòng)微團(tuán)的旋轉(zhuǎn)角速度為零的流動(dòng)。14、貼附現(xiàn)象：貼附現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于靠近頂棚流速增大靜壓減少,而射流下部靜壓大,上下壓差致使射流不得脫離頂棚。15、有旋流動(dòng)：運(yùn)動(dòng)流體微團(tuán)的旋轉(zhuǎn)角速度不全為零的流動(dòng)。16、自由射流：氣體自孔口或條縫向無限空間噴射所形成的流動(dòng)。17、濃差或溫差射流：射流介質(zhì)本身濃度或溫度與周圍氣體濃度或溫度有差異所引起的射流。18、音速：音速即聲速,它是弱擾動(dòng)波在介質(zhì)中的傳播速度。19、穩(wěn)定流動(dòng)：流體流動(dòng)過程與時(shí)間無關(guān)的流動(dòng)。20、不可壓縮流體：流體密度不隨溫度與流動(dòng)過程而變化的液體。21、駐點(diǎn)：流體繞流物體迎流方向速度為零的點(diǎn)。22、自動(dòng)模型區(qū)：當(dāng)某一相似準(zhǔn)數(shù)在一定的數(shù)值范圍內(nèi),流動(dòng)的相似性和該準(zhǔn)數(shù)無關(guān),也即原型和模型的準(zhǔn)數(shù)不相等,流動(dòng)仍保持相似,準(zhǔn)數(shù)的這一范圍稱為自動(dòng)模型區(qū)。二、是非題。1、錯(cuò)誤2、正確3、正確4、錯(cuò)誤5、錯(cuò)誤6、正確7、正確8、正確9、正確10、正確11、正確12、正確13、正確14、正確15、正確16、錯(cuò)誤17、錯(cuò)誤18、錯(cuò)誤三、填空題。1、9.807；2、歐拉法；拉格朗日法；3、連續(xù)介質(zhì)；無粘性；4、慣性力；粘性力；5、Q=Q1+Q2;;Q=Q1=Q2;S=S1+S2；6、脈動(dòng)現(xiàn)象；時(shí)均法；7、沿程阻力；局部阻力；8、平移運(yùn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)流動(dòng)；變形運(yùn)動(dòng)；9、慣性力；彈性力；10、重合；11、測壓管；12、流線；流函數(shù)；勢函數(shù)；13、流態(tài)；慣性力；粘性力14、慣性；重力性；粘滯性；壓縮性和熱脹性；表面張力特性；15、氣體；水流；16、理想氣體；粘性氣體；質(zhì)量力；表面力；17、幾何相似；運(yùn)動(dòng)相似；動(dòng)力相似；18、連續(xù)介質(zhì)；19、勢壓；；；20、各橫截面上的動(dòng)量相等；21、；22、各截面的相對焓值相等；23、平移；旋轉(zhuǎn)；線變形；角變形；24、前提；目的；保證；25、壓力；26、彈性力；27、層流；紊流；28、重力；慣性力；四、選擇題。1-5:DCCCA6-10:BDACC11-15:DDCDB16-19：BADA五、簡答題。1、流體靜壓強(qiáng)的方向是沿著作用面的內(nèi)法線方向；在靜止或相對靜止的流體中,任一點(diǎn)流體靜壓強(qiáng)的大小作用面方向無關(guān),只與該點(diǎn)的位置有關(guān)。2、①層流區(qū)②臨界過渡區(qū)③紊流光滑區(qū)④紊流過度區(qū)⑤紊流粗糙區(qū)意義：比較完整地反應(yīng)了沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律,揭示了沿程阻力系數(shù)變化的主要因素。3、在于將流場劃分為兩個(gè)計(jì)算方法不同的區(qū)域,即勢流區(qū)和附面層。在附面層外的勢流區(qū)按無旋流動(dòng)理想流體能量方程或動(dòng)量方程求解；在附面層內(nèi),按粘性有旋流動(dòng)流體能量方程或N-S方程求解；4、濃差或溫差射流由于濃度或溫度不同,引起射流介質(zhì)密度與周圍其氣體密度與周圍氣體密度不同,所受的重力與浮力不相平衡,使得整個(gè)射流將發(fā)生向上或向下的軸彎曲。5、當(dāng)流體繞流曲面體流動(dòng)時(shí),在減壓增速區(qū),流動(dòng)維持原來的附面層；流動(dòng)進(jìn)入增壓減速區(qū)時(shí),流體質(zhì)點(diǎn)受到與主流方向相反的壓差作用,將產(chǎn)生方向的回流,而附面層外的流體仍保持原有的前進(jìn),這樣,回流和前進(jìn)這兩部分運(yùn)動(dòng)方向相反的流體相接觸,就形成旋渦。旋渦的產(chǎn)生使得附面層與壁面發(fā)生分離。6、流體運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)r表征單位速度梯度作用下的切應(yīng)力對單位體積質(zhì)量作用產(chǎn)生的阻力加速度,具有運(yùn)動(dòng)學(xué)要素。7、流體動(dòng)力粘滯系數(shù)u表征單位速度梯度作用下的切應(yīng)力,反映了粘滯的動(dòng)力性質(zhì)。8、元流的特性：元流的邊界由流線組成；流體質(zhì)點(diǎn)不能出入元流；元流斷面上的流速和壓強(qiáng)是均勻分布。9、Z：斷面對基準(zhǔn)面高度,水力學(xué)中稱位置水頭,單位位能；在斷面壓強(qiáng)作用下,流體沿測壓管所能上升的高度,壓強(qiáng)水頭,單位位能；斷面以速度u為初速度的鉛直向上射流所能達(dá)到的理論的高度,流速水頭,單位位能。10、①任一節(jié)點(diǎn)流入和流出的流量相等；②任一閉合環(huán)路中,如規(guī)定順時(shí)針方向流動(dòng)的阻力損失為正,反之為負(fù),則各管段阻力損失的代數(shù)和必等于零。11、有壓管路中運(yùn)動(dòng)著的液體,由于閥門或水泵突然關(guān)閉,使得液體的速度和動(dòng)量發(fā)生急劇變化,從而造成液體壓強(qiáng)驟然變化,該現(xiàn)象就是水擊<水錘>現(xiàn)象,產(chǎn)生的原因①液體的可壓縮性②管道材質(zhì)的彈性。12、原因是流體質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)時(shí)由于有慣性,因而流線不能成折線,是光滑的曲線,所以能夠形成真空區(qū)域；條件是：管嘴長度為管徑的3～4倍；作用水頭H0極限值為。13、在自由紊流射流的主體段,射流各斷面上速度分布是相似的,軸線速度越來越小,橫截面積越來越大,質(zhì)量流量也越來越大；個(gè)橫截面上的動(dòng)量守恒。14、在溫差射流場中,由于氣流密度與周圍的氣體的不同,射流氣體所受的浮力與重力不相平衡,使整個(gè)射流發(fā)生向下或向上彎曲。15、當(dāng)繞流物體為非對稱形或雖為對稱但其對稱軸與來流方向不平行時(shí),在繞流物體上部流線較密,流速大；下部流線較疏,流速小,則上部壓強(qiáng)小,下部壓強(qiáng)大,上、下部存在壓強(qiáng)差,由此產(chǎn)生向上的力稱為升力。16、〔見第五版書P6117、〔略18、X：是作用在流體微團(tuán)上的單位質(zhì)量力。是作用在流體微團(tuán)上單位質(zhì)量流體的壓力。是作用在流體微團(tuán)上單位質(zhì)量流體粘性偏應(yīng)力的合力。是流體質(zhì)點(diǎn)的加速度。六、計(jì)算題。1、解：所以管內(nèi)氣體為紊流流動(dòng)。2、解：如圖所示,由連續(xù)性方程得：/s/s以軸線為基準(zhǔn)面,列1-2斷面的伯努利方程則：/設(shè)噴嘴對水流的作用力為F,沿水流方向列動(dòng)量方程,并取得：3、①檢查流動(dòng)是否無旋：兩者相等,故為無旋流動(dòng)②求速度勢函數(shù)：4、根據(jù)流線方程定義得流線方程：當(dāng)t=1時(shí),化簡得：xdy+ydx+dy-dx=0積分：xy+y-x+c=0流線通過〔1,1點(diǎn)：即1×1+1-1+c=0得：c=-1將c=-1帶入上式,得xy+y-x-1=0化簡得：〔x+1〔y-1=05、根據(jù)相似原理可得,實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ惋L(fēng)口直徑為：原型雷諾數(shù)為：Ren=6.0×0.5/0.0000157=191082.8>50000所以氣流處于阻力平方區(qū),〔可采用粗糙度較大的管道,則阻力平方區(qū)的最低雷諾數(shù)為50000則：相應(yīng)的模型氣流出口速度Vm為：Vm×0.125/0.0000157=50000Vm=6.28m/s流速比尺為：若在模型內(nèi)測得某點(diǎn)氣流速度為3.0m/s,則車間相應(yīng)點(diǎn)的速度為：Vn==3.0×0.955=2.87m/s6、經(jīng)分析可知,此流動(dòng)的主要作用力是重力,所以決定性相似準(zhǔn)數(shù)為付魯?shù)聹?zhǔn)數(shù)。由付魯?shù)履Ｐ吐煽芍河筛遏數(shù)聹?zhǔn)數(shù)相等推理得：所以：/s由歐拉準(zhǔn)數(shù)相等推理得：7、建立下圖所示的坐標(biāo),水流方向如圖所示：OOXYU1,P1P2,U2當(dāng)水流不動(dòng)時(shí)：P1=P2=172kN/設(shè)Fx,Fy為水流作用于彎管的分力,如圖X方向：Y方向：=0-172×1/4×3.14×〔300/10002×0.86=-10.5kN對彎管的合力：方向?yàn)椋篴=arctan〔Fy/Fx=當(dāng)有流動(dòng)時(shí)：由連續(xù)性方程得：解得：/s/s忽略阻力,應(yīng)用伯努利方程,列1-1,2-2斷面的方程：帶入數(shù)據(jù)解得：P2/r=10.2H2O=10.2×9.8=100Kn/列動(dòng)量方程：X方向：帶入數(shù)據(jù)得：Fx=42.4kN同理：y方向：代入數(shù)據(jù)解得：Fy=15.2Kn合力為：R==45.1Kn方向?yàn)椋篴=arctan〔Fy/Fx=8、解：9、①/s②孔口與管嘴出流流動(dòng)時(shí),在出流管嘴內(nèi)形成以真空區(qū)域主要原因是：流體具有粘滯性,流體質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)時(shí)存在慣性,流線不能發(fā)生直接拐彎,只能是光滑的曲線因此靠近水箱一側(cè)管嘴內(nèi)壁形成真空。③L=〔3—4D=<3—4>×50=150—200mm10、建立如圖所示的坐標(biāo)：設(shè)平板對水流的沖擊力為R〔方向與x軸正方向相同,如圖中所示：射流出口速度：由于平板是光滑的,所以僅有法向力,由動(dòng)量方程〔x軸方向得：R=流出動(dòng)量-流入動(dòng)量==所以平板所受沖擊力大小與R相等,方向相反。由連續(xù)性方程可得：Q0=Q1+Q2-------①由于射流是水平方向,且置于大氣中,所以壓力能不變,能量損失不計(jì),由能量方程得：平板切線方向〔y軸方向無摩擦力,滿足動(dòng)量守恒；即；0=化簡得：------------②聯(lián)立方程①②解得：11、選取水平面為截面1-1,出口處為斷面2-2,由伯努利方程知：連續(xù)性方程可知：所以所以所以/s,所以/s0.047/s試卷三一\選擇題部分〔1在水力學(xué)中,單位質(zhì)量力是指〔答案：ca、單位面積液體受到的質(zhì)量力；b、單位體積液體受到的質(zhì)量力；c、單位質(zhì)量液體受到的質(zhì)量力；d、單位重量液體受到的質(zhì)量力?！?在平衡液體中,質(zhì)量力與等壓面〔答案：da、重合；b、平行c、相交；d、正交?！?液體中某點(diǎn)的絕對壓強(qiáng)為100kN/m2,則該點(diǎn)的相對壓強(qiáng)為a、1kN/m2b、2kN/m2c、5kN/m2d、10kN/m2答案：b〔4水力學(xué)中的一維流動(dòng)是指〔答案：da、恒定流動(dòng)；b、均勻流動(dòng)；c、層流運(yùn)動(dòng)；d、運(yùn)動(dòng)要素只與一個(gè)坐標(biāo)有關(guān)的流動(dòng)。〔5有壓管道的管徑d與管流水力半徑的比值d/R=〔答案：ba、8；b、4；c、2；d、1?！?已知液體流動(dòng)的沿程水力摩擦系數(shù)與邊壁相對粗糙度和雷諾數(shù)Re都有關(guān),即可以判斷該液體流動(dòng)屬于答案：ca、層流區(qū)；b、紊流光滑區(qū)；c、紊流過渡粗糙區(qū)；d、紊流粗糙區(qū)〔7突然完全關(guān)閉管道末端的閥門,產(chǎn)生直接水擊。已知水擊波速c=1000m/s,水擊壓強(qiáng)水頭H=250m,則管道中原來的流速v0為答案：ca、1.54mb、2.0mc、2.45md、3.22m〔8在明渠中不可以發(fā)生的流動(dòng)是〔答案：ca、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?！?在緩坡明渠中不可以發(fā)生的流動(dòng)是〔答案：b。a、均勻緩流；b、均勻急流；c、非均勻緩流；d、非均勻急流。〔10底寬b=1.5m的矩形明渠,通過的流量Q=1.5m3/s,已知渠中某處水深h=0.4m,則該處水流的流態(tài)為答案：b緩流；b、急流；c、臨界流；〔11閘孔出流的流量Q與閘前水頭的H〔答案：d成正比。a、1次方b、2次方c、3/2次方d、1/2次方〔12滲流研究的對象是〔答案：a的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。a、重力水；b、毛細(xì)水；c、氣態(tài)水；d、薄膜水?！?3測量水槽中某點(diǎn)水流流速的儀器有答案：ba、文丘里計(jì)b、畢托管c、測壓管d、薄壁堰〔14按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的水力學(xué)模型,長度比尺λL=100,模型中水深為0.1米,則原型中對應(yīng)點(diǎn)水深為和流量比尺為答案：d1米,λQ=1000；b、10米,λQ=100；c、1米,λQ=100000；d、10米,λQ=100000。2、判斷題：〔每小題2分〔1任意受壓面上的平均壓強(qiáng)等于該受壓面形心處的壓強(qiáng)?！插e(cuò)誤答案：〔2水流總是從壓強(qiáng)大的地方向壓強(qiáng)小的地方流動(dòng)。〔答案：錯(cuò)誤〔3水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙?！泊鸢福哄e(cuò)誤〔4粘滯性是液體產(chǎn)生水頭損失的內(nèi)因?！泊鸢福赫_〔5同樣條件下直接水擊比間接水擊更不安全?！泊鸢福赫_〔6在正坡非棱柱渠道內(nèi)可以形成均勻流?！泊鸢福哄e(cuò)誤〔7矩形斷面水力最佳斷面的寬深比β=2?！泊鸢福赫_〔8斷面比能沿流程總是減小的?！泊鸢福哄e(cuò)誤〔9在流量和渠道斷面形式一定的條件下,躍前水深越大,躍后水深也越大?！泊鸢福哄e(cuò)誤〔10滲流達(dá)西定律適用的條件是恒定均勻?qū)恿鳚B流,并且無滲透變形。<>答案：正確3、填空題：〔每小題2～4分牛頓內(nèi)摩擦定律適用的條件是層流運(yùn)動(dòng)和牛頓液體。液體中某點(diǎn)的絕對壓強(qiáng)為100kN/m2,則該點(diǎn)的相對壓強(qiáng)為2kN/m2,真空度為不存在。只受重力作用,靜止液體中的等壓面是水平面。實(shí)際液體在流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生水頭損失的兩個(gè)主要原因是答案：液體存在粘滯性和邊界的影響。水流在明渠中的流態(tài)為緩流時(shí),其水深hhk,弗汝德數(shù)Fr1。在流量不變的條件下,水躍的躍前水深越小,則水躍的躍后水深越大。根據(jù)管道水頭損失計(jì)算方法的不同,管道可以分為短管和長管。在水擊計(jì)算中閥門關(guān)閉的時(shí)間Ts水擊相長Tr的水擊,稱為直接水擊,把TsTr的水擊稱為間接水擊。a2型水面曲線是發(fā)生在陡坡坡上的緩流流〔指急流或緩流的水面線,這時(shí)弗汝德數(shù)Fr沿程減小〔指增大、減小或不變<10>溢流堰的過堰流量與堰頂水頭的3/2次方成正比。〔11泄水建筑物下游發(fā)生遠(yuǎn)驅(qū)水躍時(shí),下游收縮斷面水深hc的共軛水深hc’’ht<ht為下游河道的水深,填寫、、符號(hào)>答案：填寫、、符號(hào)<12>按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的溢流壩水力模型,長度比尺λL=25,當(dāng)模型中某點(diǎn)的流速為vm=o.8m/s,則原型中對應(yīng)點(diǎn)的流速為vp=4m/sm/s。4、問答題：〔每小題3～4分〔1什么是理想液體？為什么要引入理想液體的概念？答案：理想液體是指沒有粘滯性的液體。實(shí)際液體都具有粘滯性,在液體流動(dòng)時(shí)會(huì)引起能量損失,給分析液體運(yùn)動(dòng)帶來很大困難。為了簡化液體運(yùn)動(dòng)的討論,我們引入了理想液體的概念,忽略液體的粘滯性,分析其運(yùn)動(dòng)規(guī)律,然后再考慮粘滯性影響進(jìn)行修正,可以得到實(shí)際水流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,用以解決實(shí)際工程問題。這是水力學(xué)重要的研究方法。〔2"均勻流一定是恒定流",這種說法是否正確？為什么？答案：這種說法錯(cuò)誤的。均勻是相對于空間分布而言,恒定是相對于時(shí)間而言。當(dāng)流量不變通過一變直徑管道時(shí),雖然是恒定流,但它不是均勻流?！?簡述尼古拉茲實(shí)驗(yàn)中沿程水力摩擦系數(shù)λ的變化規(guī)律。答案：通過尼古拉茲實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)：在層流中λ僅是雷諾數(shù)Re的函數(shù)并與Re成反比；在層流到紊流過渡區(qū),λ僅是Re的函數(shù)；在紊流光滑區(qū)λ=f1〔Re；過渡區(qū)λ=f2〔Re,；粗糙區(qū)λ=f3〔,紊流粗糙區(qū)又稱為阻力平方區(qū)?！?為什么舍齊公式只適用于阻力平方區(qū)？答案：舍齊公式是根據(jù)明渠均勻流的大量觀察資料總結(jié)的公式,自然界中明渠水流幾乎都處于紊流阻力平方區(qū),因此該公式只適用于紊流阻力平方區(qū)?！?流動(dòng)相似的含義是什么？答案：流動(dòng)相似包括幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似。其中幾何相似是前提,動(dòng)力相似是保證,才能實(shí)現(xiàn)流動(dòng)相似。〔6從力學(xué)意義上解釋明渠均勻流只能在正坡渠道中產(chǎn)生的原因。答案：均勻流的斷面平均流速水頭和壓強(qiáng)水頭沿程不變,但水流運(yùn)動(dòng)總要消耗能量,因此從能量方程來分析,只能消耗位能來克服水流阻力。所以均勻流只能產(chǎn)生在正坡渠道中。〔7分析水面曲線時(shí),如何尋找急流和緩流的控制斷面？答案：急流的控制斷面在上游,因?yàn)橥饨鐚绷鞯母蓴_不能向上游傳播；緩流的控制斷面在下游,其原因與急流正好相反?！?在滲流計(jì)算中達(dá)西定律與杜比公式有何區(qū)別？答案：達(dá)西定律適用于任一點(diǎn)的滲流流速u=kJ,其適用于恒定均勻?qū)恿鳚B流；而杜比公式是適用于恒定非均勻漸變層流滲流,同一過水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的滲流流速都相等且等于v=kJ。5、作圖題：〔1定性繪出圖示管道〔短管的總水頭線和測壓管水頭線。<5分>vv0=0測壓管水頭線總水頭線測壓管水頭線總水頭線v0=0〔2定性繪出圖示棱柱形明渠內(nèi)的水面曲線,并注明曲線名稱及流態(tài)。<各渠段均充分長,各段糙率相同><5分>6、計(jì)算題：〔1圖示一跨河倒虹吸管,正方形斷面面積為A=0.64m2,長l=50m,兩個(gè)30。折角、進(jìn)口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為ζ1=0.2,ζ2=0.5,ζ3=1.0,沿程水力摩擦系數(shù)λ=0.024,上下游水位差H=3m。求通過的流量Q?〔10分解：按短管計(jì)算,取下游水面為基準(zhǔn)面,對上下游渠道內(nèi)的計(jì)算斷面建立能量方程<5分>計(jì)算方形管道斷面的水力半徑和局部水頭損失系數(shù)將參數(shù)代入上式計(jì)算,可以求解得到<5分>即倒虹吸管內(nèi)通過的流量為2.662m3/s。〔2從水箱接一橡膠管道及噴嘴<如圖>。橡膠管直徑D=7.5cm,噴嘴出口直徑d=2.0cm。水頭H=5.5m。由水箱至噴嘴的水頭損失hw=0.5m。用壓力表測得橡膠管與噴嘴接頭處的壓強(qiáng)p=4.9Ncm2。如用手握住噴嘴,需要多大的水平力R,行近流速v0=0,取動(dòng)能校正系數(shù)和動(dòng)量校正系數(shù)均為1。〔15分解：以過噴嘴中心的水平面為基準(zhǔn)面,列水箱漸變流斷面1—1和噴嘴出口斷面2—2的能量方程<5分>求得噴嘴出口流速和流量為<1.5分>橡膠管道內(nèi)的流速為<1分>對于噴嘴建立x方向的動(dòng)量方程N(yùn)<6.5分>水流對噴嘴沖擊力為即為手握噴嘴所需之力。<1分>〔3有一梯形渠道,底寬b=10m,水深h=3m,邊坡為1:1,糙率n=0.014,底坡i=0.001。如流動(dòng)在紊流粗糙區(qū),求通過的流量Q。<9分>解：計(jì)算渠道斷面水力要素,過流斷面面積m2<1.5分>濕周m<1.5分>水力半徑m<1分>舍齊系數(shù)<2分>通過的流量Q=AC<Ri>0.5=144.93m3/s<3分>〔4某矩形斷面渠道中筑有一溢流壩。已知渠寬B＝18m,流量Q＝265m3/s,壩下收縮斷面處水深hc=1.1m,當(dāng)壩下游水深ht=4.7m時(shí),問：<12分>1壩下游是否發(fā)生水躍？〔4分2如發(fā)生水躍,屬于何種形式的水躍？〔4分3>是否需要修建消能工？若需要修建消能工,估算消力池深?！?分解：1>計(jì)算臨界水深hk,判斷收縮斷面和下游水流流態(tài),q=Q/B=265/18=14.72m3/smm因?yàn)槭湛s斷面水深hc=1.1mhk為急流,下游水深ht=4.7mhk為緩流,所以溢流壩下游必定發(fā)生水躍。2計(jì)算收縮斷面處水深hc的共軛水深hc"hc"＝＝＝5.81m因?yàn)閔c"ht,該水躍為遠(yuǎn)驅(qū)水躍。3溢流壩下游發(fā)生遠(yuǎn)驅(qū)水躍,需要修建消力池。估算消力池深d,取水躍淹沒系數(shù)j＝1.05則池深約為d=jhc"-ht=1.055.81–4.7=1.40m一、判斷題<對的打"√",錯(cuò)的打"×",每題2分,共20分1.液體的粘度隨溫度的升高而降低,隨壓力的升高而增大。2.平衡流體中任意點(diǎn)的靜壓強(qiáng)值只能由該點(diǎn)的坐標(biāo)位置來決定,而與該壓強(qiáng)的作用方向無關(guān)。即作用于同一點(diǎn)上各方向的靜壓強(qiáng)大小相等。3.若平衡流體在、、方向的單位質(zhì)量力分別為X=5、Y=4、Z=3,則等壓面方程為。4.流線和跡線實(shí)質(zhì)是一回事。5.理想流體在有勢質(zhì)量力的作用下作定常流動(dòng)時(shí),函數(shù)的值在任一點(diǎn)上保持不變。6.同一水頭作用下,出流直徑相同的管嘴與孔口,管嘴出流量大于孔口出流量。7.實(shí)際流體流經(jīng)水力半徑小的過水?dāng)嗝鏁r(shí),流動(dòng)阻力小。8.實(shí)際流體圓管層流的切應(yīng)力分布是中間最大、管壁邊緣為零的線性分布。9.尼古拉茨實(shí)驗(yàn)的水力粗糙管區(qū)阻力系數(shù)與雷諾數(shù)有關(guān)。10.串聯(lián)管路的總水頭等于各管段水頭損失之和。二、選擇題〔10分1．伯努利方程中表示A．單位重量流體具有的機(jī)械能；B．單位質(zhì)量流體具有的機(jī)械能；C．單位體積流體具有的機(jī)械能；D．通過過流斷面的流體所具有的總機(jī)械能。2．動(dòng)量方程A．僅適用于理想流體的流動(dòng)B．僅適用于粘性流體的流動(dòng)

C．理想流體與粘性流體的流動(dòng)均適用D．僅適用于紊流3．流體在管內(nèi)作層流流動(dòng)時(shí),其沿程損失hf值與斷面平均流速v的__________次方成正比。A．1B．1.75C．1.75~2D．24．相對壓強(qiáng)的起量點(diǎn)是A.絕對真空；B.1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；C.液面壓強(qiáng)。D.當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)；5．工程上計(jì)算流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí),由紊流變?yōu)閷恿鞑捎玫呐R界雷諾數(shù)取為A．13800B．2320

C．2000D．1000三、繪圖題〔繪出AB曲面上的壓力體,8分四、計(jì)算題〔12分如右圖,直徑為的圓柱,固定不動(dòng)。內(nèi)徑為的圓筒,同心地套在圓柱之外。二者的長度均為。柱面與筒內(nèi)壁之間的空隙充以甘油,轉(zhuǎn)動(dòng)外筒,轉(zhuǎn)速為=100r/min,測得轉(zhuǎn)矩為。求甘油的動(dòng)力粘性系數(shù)。五、計(jì)算題〔20分如右圖所示,已知,,,水的流量,。<1>如果A、B之間的水頭損失表示為,試求值。<2>求出水銀差壓計(jì)中的讀數(shù)。六、計(jì)算題〔20分如圖所示,計(jì)算圓管突然擴(kuò)大的局部損失。七、計(jì)算題〔10分如圖有一并聯(lián)管路,已知=100mm,=80m,=0.021；=75mm,=50m,=0.025；Q=30,求、。一、判斷題〔每題2分,共20分1.液體的粘度隨溫度的升高而降低,隨壓力的升高而增大?！?.平衡流體中任意點(diǎn)的靜壓強(qiáng)值只能由該點(diǎn)的坐標(biāo)位置來決定,而與該壓強(qiáng)的作用方向無關(guān)。即作用于同一點(diǎn)上各方向的靜壓強(qiáng)大小相等?！?.若平衡流體在、、方向的單位質(zhì)量力分別為X=5、Y=4、Z=3,則等壓面方程為。ⅹ4．流線和跡線實(shí)質(zhì)是一回事。ⅹ5.理想流體在有勢質(zhì)量力的作用下作定常流動(dòng)時(shí),函數(shù)的值在任一點(diǎn)上保持不變。ⅹ6．同一水頭作用下,出流直徑相同的管嘴與孔口,管嘴出流量大于孔口出流√7．實(shí)際流體流經(jīng)水力半徑小的過水?dāng)嗝鏁r(shí),流動(dòng)阻力小。ⅹ8．實(shí)際流體圓管層流的切應(yīng)力分布是中間最大、管壁邊緣為零的線性分布。ⅹ9．尼古拉茨試驗(yàn)的水力粗糙管區(qū)阻力系數(shù)λ與雷諾數(shù)有關(guān)。ⅹ10.串聯(lián)管路的總水頭等于各管段水頭損失之和?！潭⑦x擇題〔每題3分,共15分1．A2．C3．A4．D5．C三、畫圖題〔繪出AB曲面上的壓力體,8分實(shí)壓力體EE’A虛壓力體EE’D’D實(shí)壓力體D’DBB’四、計(jì)算題〔12分解：〔7分；；〔３分〔12分五、計(jì)算題〔20分解：〔1以B為基準(zhǔn),取A、B斷面列伯努利方程〔8分又,〔12分代入數(shù)值,=3.4〔14分〔2設(shè)B斷面到水銀測壓計(jì)左支管水銀交界面的垂直距離為b,從開始,用逐段加減的方法推演到,可得〔18分由,得〔20分六、計(jì)算題〔20分解：取水平基準(zhǔn)面0-0,過水?dāng)嗝娴膲簭?qiáng)、速度及位置高度如圖由于Ⅰ、Ⅱ兩過水?dāng)嗝嫔狭骶€已接近平行,即屬于緩變流,因此可寫出兩斷面的伯努利方程〔設(shè)〔1〔7分由于在dt時(shí)間內(nèi)從斷面Ⅰ到Ⅱ的流速由變?yōu)?根據(jù)動(dòng)量定理得整理得〔2〔14分由〔1和〔2得由連續(xù)性方程代入上式得〔18分其中〔20分七、計(jì)算題〔10分解：由；〔3分則,代入數(shù)值得〔7分則所以解出〔10分XX大學(xué)2007-2008學(xué)年第二學(xué)期考試試卷A工程流體力學(xué)參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)得分評(píng)分人名詞解釋<共20分,每小題5分>1．理想流體：實(shí)際的流體都是有粘性的,沒有粘性的假想流體稱為理想流體。2．水力光滑與水力粗糙管：流體在管內(nèi)作紊流流動(dòng)時(shí)〔1分,用符號(hào)△表示管壁絕對粗糙度,δ0表示粘性底層的厚度,則當(dāng)δ0＞△時(shí),叫此時(shí)的管路為水力光滑管；〔2分當(dāng)δ0＜△時(shí),叫此時(shí)的管路為水力粗糙管?！?分3．邊界層厚度：物體壁面附近存在大的速度梯度的薄層稱為邊界層；〔2分通常,取壁面到沿壁面外法線上速度達(dá)到勢流區(qū)速度的99％處的距離作為邊界層的厚度,以δ表示?！?分4．卡門渦街：流體繞流圓柱時(shí),隨著雷諾數(shù)的增大邊界層首先出現(xiàn)分離,分離點(diǎn)不斷的前移；〔2分當(dāng)雷諾數(shù)大到一定程度時(shí),會(huì)形成兩列幾乎穩(wěn)定的、非對稱性的、交替脫落的、旋轉(zhuǎn)方向相反的旋渦,并隨主流向下游運(yùn)動(dòng),這就是卡門渦街?！?分得分評(píng)分人簡答題<共24分,每小題6分>1．流線的微分方程為是怎么得來的？答：流線是速度場的矢量線?！?分任一時(shí)刻t,曲線上每一點(diǎn)處的切向量〔1分都與該點(diǎn)的速度向量相切。即〔2分則〔1分根據(jù)行列式運(yùn)算規(guī)則,流線微分方程為。〔1分2．當(dāng)理想正壓性流體在有勢的質(zhì)量力作用下做無旋流動(dòng)和有旋流動(dòng)時(shí),分別對應(yīng)的歐拉積分和伯努力積分的結(jié)果都是是不是說兩種流動(dòng)情況下的結(jié)論完全一樣？答：不一樣?！?分歐拉積分的結(jié)果表明理想正壓性流體在有勢的質(zhì)量力作用下作定常無旋流動(dòng)時(shí),單位質(zhì)量流體的總機(jī)械能在流場中保持不變?！?分而伯努里積分表明理想正壓性流體在有勢的質(zhì)量力作用下作定常有旋流動(dòng)時(shí),單位質(zhì)量流體的總機(jī)械能沿流線保持不變,〔2分通常沿不同流線積分常數(shù)值有所不同。〔1分3．公式說明了什么問題？答：說明了變截面管流中,氣體速度與通道截面積的關(guān)系?！?分如要滿足即氣體流經(jīng)通道,速度增加,則當(dāng)時(shí),,應(yīng)采用漸縮噴管；〔2分而當(dāng)時(shí),應(yīng)采用漸擴(kuò)噴管；〔2分時(shí),,喉部?！?分4．公式,適用于什么場合,有何含義？答：適用于定常流動(dòng),〔1分不可壓流體?！?分它表明流場中三個(gè)方向的分速度沿各自坐標(biāo)軸的變化率相互約束,不能隨意變化。亦可說,流體在x,y,z三方向上的變形速率之和等于零。即在流動(dòng)過程中不可壓流體的形狀雖有變化,但流體體積保持不變。〔4分得分評(píng)分人四．分析證明題<共24分,每小題12分>1．已知不可壓粘性流體繞圓球流動(dòng),阻力FD與球的直徑d、來流速度U0、流體的密度ρ、動(dòng)力粘度μ有關(guān),試用π定理推求阻力FD的表達(dá)式。解：選d,U0,,ρ為獨(dú)立基本量綱,可以組成5-3=2個(gè)π項(xiàng)〔2分寫成量綱式按量綱和諧原理求指數(shù),對聯(lián)立求解得：〔1分所以,〔2分同理：聯(lián)立求解得：〔1分〔2分,阻力或,令,則：〔4分2．試證明流體通過兩流線間單位高度的體積流量等于兩條流線的流函數(shù)之差。證：在x—y平面上任取A和B點(diǎn),AB連線如圖所示,則〔A→B為使dψ與同號(hào)計(jì)算題<共32分,1小題8分>1．空氣從爐膛入口進(jìn)入,在爐膛內(nèi)與燃料燃燒后變成煙氣,煙氣通過煙道經(jīng)煙囪排放到大氣中,如果煙氣密度為0.6kg/m3,煙道內(nèi)壓力損失為,煙囪內(nèi)壓力損失為,求煙囪出口處的煙氣速度和煙道與煙囪底部接頭處的煙氣靜壓。其中,爐膛入口標(biāo)高為0m,煙道與煙囪接頭處標(biāo)高為5m,煙囪出口標(biāo)高為40m,空氣密度為1.2kg/m3。爐膛爐膛解：〔1列爐膛入口截面1和煙囪出口截面2的伯努利方程：<2分>其中：；；；,〔,該式是兩截面處的靜壓關(guān)系,由煙囪外處于靜止?fàn)顟B(tài)與煙囪等高差的空氣建立靜平衡方程求得<1分>整理得：=6.725〔N/m2<2分>煙囪出口煙氣速度：〔m/s<1分>〔2同理,列煙道出口和煙囪出口的能量方程,此時(shí),得<2分>解得：〔Pa〔表壓2．對于的平面流動(dòng),問：<1>是否有勢流動(dòng)？若有勢,確定其勢函數(shù)φ<2>是否是不可壓縮流體的流動(dòng)？<3>求流函數(shù)ψ解：<1>由知為有勢流動(dòng),存在勢函數(shù),〔1分〔3分<2>由知為不可壓縮流體的流動(dòng),存在流函數(shù),〔1分<3>,〔3分3．已知大氣層中溫度隨高程H的變化為：T=288-aH,式中a=0.0065K/m,現(xiàn)有一飛機(jī)在10000m高空飛行,飛行馬赫數(shù)為1.5。求飛機(jī)的飛行速度。解：,〔2分〔4分〔2分4．一底面積為45x50cm2,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(yùn)動(dòng),木塊運(yùn)動(dòng)速度u=1m/s,油層厚度0.05cm,斜坡角22.620<見圖示>,求油的粘度。解：木塊重量沿斜坡分力F與切向力T平衡時(shí),等速下滑=網(wǎng)絡(luò)教育《工程流體力學(xué)》模擬試題〔二單項(xiàng)選擇題〔本大題共10小題,每小題2分,共20分在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的,請將其代碼填寫在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多選或未選均無分。1．交通土建工程施工中的新拌建筑砂漿屬于〔A、牛頓流體B、非牛頓流體C、理想流體D、無黏流體2．牛頓內(nèi)摩擦定律中的為運(yùn)動(dòng)流體的〔A、拉伸變形B、壓縮變形C、剪切變形D、剪切變形速率3．金屬測壓計(jì)的讀數(shù)為〔A、絕對壓強(qiáng)B、相對壓強(qiáng)C、真空壓強(qiáng)D、當(dāng)?shù)卮髿鈮?．文丘里管可用來測量〔A、點(diǎn)流速B、點(diǎn)壓強(qiáng)C、斷面平均流速D、流量5．在工程流體力學(xué)中,常取的基本量綱為〔A、質(zhì)量量綱M、長度量綱L、時(shí)間量綱TB、流量量綱Q、長度量綱L、時(shí)間量綱TC、流速量綱V、長度量綱L、時(shí)間量綱TD、加速度量綱A、長度量綱L、時(shí)間量綱T6．靜止液體作用在曲面上的靜水總壓力的水平分力,式中的〔A、為受壓面形心處的絕對壓強(qiáng)B、為壓力中心處的相對壓強(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7．圓管層流運(yùn)動(dòng)的斷面流速分布為〔A、平面B、拋物面C、雙曲面D、對數(shù)曲面8．已知不可壓縮流體的流速場為,則該流動(dòng)屬于〔A、一元流B、二元流C、三元流D、非恒定流9．水力最優(yōu)梯形斷面渠道的水力半徑〔A、B、C、D、10．滲流系數(shù)比尺〔A、〔長度比尺B、〔流速比尺C、〔流量比尺D、〔時(shí)間比尺二、多項(xiàng)選擇題〔本大題共3小題,每小題4分,共12分在每小題列出的五個(gè)備選項(xiàng)中至少有兩個(gè)是符合題目要求的,請將其代碼填寫在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多選、少選或未選均無分。1．水在土壤中存在的形式主要有〔A、氣態(tài)水B、重力水C、毛細(xì)水D、薄膜水E、吸附水2．水力相似一般應(yīng)包括〔A、幾何相似B、運(yùn)動(dòng)相似C、動(dòng)力相似D、初始條件相似E、邊界條件相似3．下列關(guān)于水流流向的說法中,不正確的有〔。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、水一定是從測壓管水頭高處向測壓管水頭低處流E、水一定是從機(jī)械能大處向機(jī)械能小處流三、判斷改錯(cuò)題〔本大題共2小題,每小題4分,共8分判斷正誤,將正確的劃上"√",錯(cuò)誤的劃上"×",并改正錯(cuò)誤。1．紊流的沿程水頭損失與流速成正比?！?．絕對壓強(qiáng)可正可負(fù)。而相對壓強(qiáng)和真空壓強(qiáng)則恒為正值?！菜?、簡答題〔10分1．何謂漸變流？漸變流過流斷面具有哪些重要性質(zhì)？五、計(jì)算題〔本大題共5小題,每小題10分,共50分1．試設(shè)計(jì)一矩形斷面小橋孔徑。已知設(shè)計(jì)流量,橋下游水深,橋下鋪砌的允許流速,橋前允許壅水水深,選定小橋進(jìn)口形式后知,取動(dòng)能修正系數(shù)〔提示：鐵路、公路標(biāo)準(zhǔn)孔徑一般有4、5、6、8、12、16、20米等。2．已知某市政長直輸水管道的沿程阻力系數(shù),水力半徑,水流過管長的水頭損失,試求該水管的通過流量。3.一密閉貯液罐,在罐壁和高度處的金屬測壓計(jì)的讀數(shù)分別為和,試求該貯液罐內(nèi)液體的重度。4.某建筑小區(qū)欲修建一條混凝土抹面〔的矩形斷面排洪渠道,已知設(shè)計(jì)流量,渠道底坡根據(jù)地形條件采用,試按水力最優(yōu)概念設(shè)計(jì)該排洪渠道的斷面尺寸。5.如圖所示水流流經(jīng)等徑彎管,已知A、B兩點(diǎn)高差40cm,U形水銀差壓管讀數(shù)=30cm,管流速度m/s,若,試求：①A、B兩點(diǎn)測壓管水頭差；②A、B兩斷面間的能量損失。模擬試題〔二答案一、單項(xiàng)選擇題〔1×2=20分1．B2．D3．B4．D5．A6．D7．B8．C9．C10．B二、多項(xiàng)選擇題〔4×3=12分1．ABCDE2．ABCDE3．ABCD三、判斷改錯(cuò)題〔4×2=8分1．〔×層流的沿程水頭損失與流速成正比。2．〔×相對壓強(qiáng)可正可負(fù)。而絕對壓強(qiáng)和真空壓強(qiáng)則恒為正值。四、簡答題〔10分1．定義：流線近似為平行直線的流動(dòng)稱為漸變流；〔5分性質(zhì)：過流斷面近似為平面,過流斷面上的動(dòng)壓強(qiáng)近似按靜壓強(qiáng)分布,即。〔5分五、計(jì)算題〔10×5=50分1．從出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)：①判別流動(dòng)狀態(tài)因,故小橋過流為自由式?！?分②計(jì)算孔徑取標(biāo)準(zhǔn)孔徑〔3分③校核,已轉(zhuǎn)為淹沒式過流?！部梢浴?分2.由得〔5分故〔5分3.據(jù)題意有〔5分故〔5分4.將水力最優(yōu)條件代入〔5分得,〔5分5.①〔5分②=〔5分課程編號(hào)：03034考試時(shí)間：100分鐘考試方式：閉卷學(xué)院化工班級(jí)姓名學(xué)號(hào)一．名詞解釋〔共10小題,每題2分,共20分粘滯性；跡線與流線；層流；質(zhì)量力；偶極流；排擠厚度；順壓力梯度；時(shí)均速度；輸運(yùn)公式；連續(xù)介質(zhì)假說二．選擇題〔共10小題,每題3分,共30分1．絕對壓強(qiáng)pabs與相對壓強(qiáng)p、真空度pv、當(dāng)?shù)卮髿鈮簆a之間的關(guān)系是：A.pabs=p+pv；B.p=pabs－paC.pv=pa－pabsD.p=pabs+pa2．如圖所示A.p0=pa；B.p0>pa；C.p0<pa；D.無法判斷。3．在研究流體運(yùn)動(dòng)時(shí),按照是否考慮流體的粘性,可將流體分為<>。A.牛頓流體及非牛頓流體；B.可壓縮流體與不可壓縮流體；C.均質(zhì)流體與非均質(zhì)流體；D.理想流體與實(shí)際流體。4．比較重力場〔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？A.f水<f水銀；B.f水=f水銀；C.f水>f水銀；D、不一定。5．流動(dòng)有勢的充分必要條件是<>。A.流動(dòng)是無旋的； B.必須是平面流動(dòng)；C.必須是無旋的平面流動(dòng)； D.流線是直線的流動(dòng)。6．雷諾數(shù)Re反映了< >的對比關(guān)系A(chǔ).粘滯力與重力B.重力與慣性力C.慣性力與粘滯力 D.粘滯力與動(dòng)水壓力7．一密閉容器內(nèi)下部為水,上部為空氣,液面下4.2m處測壓管高度為2.2m,設(shè)當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?個(gè)工程大氣壓,則容器內(nèi)氣體部分的相對壓強(qiáng)為___水柱〔。A.2mB.1mC.8mD.－2m8．如圖所示,,下述靜力學(xué)方程哪個(gè)正確？9．下列壓強(qiáng)分布圖中哪個(gè)是錯(cuò)誤的？10．粘性流體總水頭線沿程的變化是<>。A.沿程下降B.沿程上升C.保持水平D.前三種情況都有可能。三．計(jì)算題〔共3小題,共50分1．如圖所示,有一盛水的開口容器以3.6m/s2的加速度沿與水平成30o夾角的傾斜平面向上運(yùn)動(dòng),試求容器中水面的傾角,并分析p與水深的關(guān)系?！?5分2．有一的文德利管,接入鉛垂的輸油管上,油的流動(dòng)方向朝上。已知喉部與進(jìn)口截面間的高度差為30cm,圖中U形管讀數(shù)為25cm水銀柱,試求油的流量以及進(jìn)口與喉部兩截面之間的壓力差?！病?0分3.不可壓縮平面流動(dòng)的流函數(shù)為,試判斷是否存在勢函數(shù),如果存在,求其勢函數(shù)。〔15分工程流體力學(xué)試題答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一．名詞解釋〔共10小題,每題2分,共20分1．粘滯性——流體在受到外部剪切力作用時(shí)發(fā)生變形<流動(dòng)>,其內(nèi)部相應(yīng)要產(chǎn)生對變形的抵抗,并以內(nèi)摩擦力的形式表現(xiàn)出來,這種流體的固有物理屬性稱為流體的粘滯性或粘性2．跡線——流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡曲線流線——同一瞬時(shí),流場中的一條線,線上每一點(diǎn)切線方向與流體在該點(diǎn)的速度矢量方向一致3．層流——流體運(yùn)動(dòng)規(guī)則、穩(wěn)定,流體層之間沒有宏觀的橫向摻混4．量綱和諧——只有量綱相同的物理量才能相加減,所以正確的物理關(guān)系式中各加和項(xiàng)的量綱必須是相同的,等式兩邊的量綱也必然是相同的5．偶極流——由相距2a的點(diǎn)源與點(diǎn)匯疊加后,令a趨近于零得到的流動(dòng)6．排擠厚度——粘性作用造成邊界層速度降低,相比理想流體有流量損失,相當(dāng)于中心區(qū)理想流體的流通面積減少,計(jì)算時(shí)將平板表面上移一個(gè)厚度,此為排擠厚度7．順壓力梯度——沿流動(dòng)方向壓力逐漸降低,邊界層的流動(dòng)受壓力推動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生分離8．時(shí)均速度——湍流的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化,瞬時(shí)速度的時(shí)間平均值稱為時(shí)均速度9．輸運(yùn)公式——將系統(tǒng)尺度量轉(zhuǎn)換成與控制體相關(guān)的表達(dá)式10．連續(xù)介質(zhì)假說——將流體視為由連續(xù)分布的質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成,流體質(zhì)點(diǎn)的物理性質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)參量是空間坐標(biāo)和時(shí)間的單值和連續(xù)可微函數(shù)。二．選擇題〔共10小題,每題3分,共30分1BC；2B；3D；4B；5A；6C；7D；8B；9B；10A三．計(jì)算題〔共3小題,共50分1．如圖所示,有一盛水的開口容器以3.6m/s2的加速度沿與水平成30o夾角的傾斜平面向上運(yùn)動(dòng),試求容器中水面的傾角,并分析p與水深的關(guān)系。解：根據(jù)壓強(qiáng)平衡微分方程式：〔1分單位質(zhì)量力：〔2分在液面上為大氣壓強(qiáng),代入〔1分由壓強(qiáng)平衡微分方程式,得：〔2分〔2分任意點(diǎn)：〔4分代入自由面方程得：p與淹深成正比?！?分2．有一的文德利管,接入鉛垂的輸油管上,油的流動(dòng)方向朝上。已知喉部與進(jìn)口截面間的高度差為30cm,圖中U形管讀書為25cm水銀柱,試求油的流量以及進(jìn)口與喉部兩截面之間的壓力差?！步猓汗省?分故〔1分〔2分〔1〔2分〔5分〔2〔1分〔1分由伯努力方程,知〔4分〔1分所以〔2分3.不可壓縮平面流動(dòng)的流函數(shù)為,試判斷是否存在勢函數(shù),如果存在,求其勢函數(shù)。解：〔1此流動(dòng)無旋,存在勢函數(shù)。2分課程編號(hào)：03034考試時(shí)間：100分鐘考試方式：閉卷學(xué)院化工班級(jí)姓名學(xué)號(hào)一．名詞解釋〔共10小題,每題3分,共30分粘滯性；量綱和諧；質(zhì)量力；微元控制體；穩(wěn)態(tài)流動(dòng)；動(dòng)量損失厚度；水力當(dāng)量直徑；逆壓力梯度；連續(xù)介質(zhì)假說；淹深二．選擇題〔共10小題,每題2分,共20分1．液體粘度隨溫度的升高而___,氣體粘度隨溫度的升高而___<>。A.減小,增大；B.增大,減?。籆.減小,不變；D.減小,減小2．等角速度旋轉(zhuǎn)容器,半徑為R,內(nèi)盛有密度為的液體,則旋轉(zhuǎn)前后容器底壓強(qiáng)分布< >；A.相同；B.不相同；底部所受總壓力< >。A.相等；B.不相等。3．某點(diǎn)的真空度為65000Pa,當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?.1MPa,該點(diǎn)的絕對壓強(qiáng)為：A.65000Pa；B.55000Pa；C.35000Pa；D.165000Pa。4．靜止流體中任意形狀平面壁上壓力值等于___處靜水壓強(qiáng)與受壓面積的乘積〔。A.受壓面的中心;B.受壓面的重心;C.受壓面的形心;D.受壓面的垂心;5．粘性流體靜壓水頭線的沿流程變化的規(guī)律是<>。A．沿程下降B．沿程上升C．保持水平D．前三種情況都有可能。6．流動(dòng)有勢的充分必要條件是<>。A．流動(dòng)是無旋的； B．必須是平面流動(dòng)；C．必須是無旋的平面流動(dòng)； D．流線是直線的流動(dòng)。7．動(dòng)力粘滯系數(shù)的單位是<>。AN·s/mB.N·s/m2C.m2/sD.m/s8．雷諾實(shí)驗(yàn)中,由層流向紊流過渡的臨界流速和由紊流向?qū)恿鬟^渡的臨界流速之間的關(guān)系是<>。A.＜；B.＞；C.＝；D.不確定9．在如圖所示的密閉容器上裝有U形水銀測壓計(jì),其中1、2、3點(diǎn)位于同一水平面上,其壓強(qiáng)關(guān)系為：A.p1=p2=p3；B.p1>p2>p3；C.p1<p2<p3；D.p2<p1<p3。10．流函數(shù)<又稱拉格朗日流函數(shù)>存在的充分必要條件是〔A.有勢流動(dòng)； B.不可壓縮流體的流動(dòng)；C.平面流動(dòng)； D.不可壓縮流體的平面流動(dòng)。三．計(jì)算題〔共3小題,共50分2．水自壓力容器穩(wěn)定地流出。表壓,。噴嘴直徑,。若不記管嘴內(nèi)的液體和管嘴本身的重力,試求管嘴上螺栓群共受多大的拉力？〔20分3．如圖所示為一文丘里流量計(jì),起作用的是漸縮管段,氣體流動(dòng)方向如圖,已知?dú)怏w密度,1－1和2－2截面直徑分別為600mm和400mm,U型管內(nèi)水柱高度為h=45mm,試計(jì)算體積流量〔忽略損失。<15分>試卷標(biāo)準(zhǔn)答案一．名詞解釋〔共10小題,每題3分,共30分粘滯性；量綱和諧；質(zhì)量力；微元控制體；穩(wěn)態(tài)流動(dòng)；動(dòng)量損失厚度；當(dāng)量直徑；逆壓力梯度；連續(xù)介質(zhì)假說；淹深粘滯性——流體在受到外部剪切力作用時(shí)發(fā)生變形<流動(dòng)>,其內(nèi)部相應(yīng)要產(chǎn)生對變形的抵抗,并以內(nèi)摩擦力的形式表現(xiàn)出來,這種流體的固有物理屬性稱為流體的粘滯性或粘性。量綱和諧——只有量綱相同的物理量才能相加減,所以正確的物理關(guān)系式中各加和項(xiàng)的量綱必須是相同的,等式兩邊的量綱也必然是相同的〔3分質(zhì)量力——作用于流場中每一流體質(zhì)點(diǎn)上的力,屬于非接觸力,其大小與質(zhì)量成正比。單位質(zhì)量流體所受到的質(zhì)量力稱為單位質(zhì)量力。〔3分微元控制體——根據(jù)需要選取的具有確定位置和形狀的微元流體?？刂企w的表面稱為控制面穩(wěn)態(tài)流動(dòng)——流場中各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)不隨時(shí)間變化動(dòng)量損失厚度——與理想流體流動(dòng)相比,粘性流體在邊界層內(nèi)減速造成動(dòng)量損失,如果按理想流體流動(dòng)計(jì)算動(dòng)量〔放大速度,必須考慮壁面上移一個(gè)距離〔減小流道,這個(gè)距離稱為動(dòng)量損失厚度。水力當(dāng)量直徑——非圓截面的流道計(jì)算阻力損失時(shí)以水力當(dāng)量直徑代替圓管直徑,其值為4倍的流道截面積與濕周之比。逆壓力梯度——沿流動(dòng)方向上壓力逐漸升高,邊界層的流動(dòng)受抑制容易產(chǎn)生分離。連續(xù)介質(zhì)假說——將流體視為由連續(xù)分布的質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成,流體質(zhì)點(diǎn)的物理性質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)參量是空間坐標(biāo)和時(shí)間的單值和連續(xù)可微函數(shù)。淹深——流體中某點(diǎn)在自由面下的垂直深度。二．選擇題〔共10小題,每題2分,共20分1A；2B,A；3C；4C；5D；6A；7B；8B；9C；10D三．計(jì)算題〔共3小題,共50分2．水自壓力容器穩(wěn)定地流出。表壓,。噴嘴直徑,。若不記管嘴內(nèi)的液體和管嘴本身的重力,試求管嘴上螺栓群共受多大的拉力？〔20分解：斷面的伯努力方程為〔3分〔1分〔1分?jǐn)嗝娴牟Ψ匠虨椤?分〔2分〔1分設(shè)噴嘴作用在控制體上的力為,利用動(dòng)量定理,有〔3分〔3分〔2分即管嘴上螺栓群所受的拉力為〔1分3．如圖所示為一文丘里流量計(jì),起作用的是漸縮管段,氣體流動(dòng)方向如圖,已知?dú)怏w密度,1－1和2－2截面直徑分別為600mm和400mm,U型管內(nèi)水柱高度為h=45mm,試計(jì)算體積流量〔忽略損失。<15分>解：1－1和2－2截面處于緩變流中〔2分,列總流的伯努力方程有：〔3分,其中=〔1分<1>根據(jù)連續(xù)性方程有：〔2分<2>設(shè)U型管左側(cè)水面到底部〔Z=0的距離為L,有：〔3分〔3根據(jù)上述三式帶入已知條件,求得：＝29.67m/s,〔2分=3.73m3/s〔2分工程流體力學(xué)試題課程代碼：02250一、單項(xiàng)選擇題<每小題1分,共20分>在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的,請將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。1.若流體的密度僅隨<

>變化而變化,則該流體稱為正壓性流體。

A.質(zhì)量

B.體積

C.溫度

D.壓強(qiáng)2.亞聲速流動(dòng),是指馬赫數(shù)<

>時(shí)的流動(dòng)。

A.等于1

B.等于臨界馬赫數(shù)

C.大于1

D.小于13.氣體溫度增加,