流體力學(xué)試題及答案

全國2002年4月高等教育自學(xué)考試工程流體力學(xué)試題課程代碼：02250一、單項(xiàng)選擇題(每題1分，共20分)在每題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。1.假設(shè)流體的密度僅隨(

)變化而變化，那么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，氣體粘度(

)

A.增加

B.減小

C.不變

D.增加或減小4.混合氣體的密度可按各種氣體(

)的百分?jǐn)?shù)來計(jì)算。

A.總體積

B.總質(zhì)量

C.總比容

D.總壓強(qiáng)5.某單位購置了一臺(tái)提升汽車的油壓升降機(jī)(如圖一所示)，原設(shè)計(jì)操縱方法是：從B管進(jìn)高壓油，A管排油時(shí)平臺(tái)上升(圖一的左圖)；從A管進(jìn)高壓油，B管排油時(shí)平臺(tái)下降。在安裝現(xiàn)場(chǎng)工人不了解原設(shè)計(jì)意圖，將A、B兩管聯(lián)在一起成為C管(圖一的右圖)。請(qǐng)你判斷單靠一個(gè)C管通入高壓油或排油，能操縱油壓機(jī)升降嗎?你的判斷：(

)

A.可以

B.不能動(dòng)作

C.能升不能降

D.能降不能升6.在一個(gè)儲(chǔ)水箱的側(cè)面上、下安裝有兩只水銀U形管測(cè)壓計(jì)(如圖二)，當(dāng)箱頂部壓強(qiáng)p0=1個(gè)大氣壓時(shí)，兩測(cè)壓計(jì)水銀柱高之差△h=h1-h2=760mm(Hg)，如果頂部再壓入一局部空氣，使p0=2個(gè)大氣壓時(shí)。那么△h應(yīng)為(

)

A.△h=-760mm(Hg)

B.△h=0mm(Hg)

C.△h=760mm(Hg)

D.△h=1520mm(Hg)7.流體流動(dòng)時(shí)，流場(chǎng)各空間點(diǎn)的參數(shù)不隨時(shí)間變化，僅隨空間位置而變，這種流動(dòng)稱為(

)

A.定常流

B.非定常流

C.非均勻流

D.均勻流8.流體在流動(dòng)時(shí)，根據(jù)流體微團(tuán)(

)來判斷流動(dòng)是有旋流動(dòng)還是無旋流動(dòng)。

A.運(yùn)動(dòng)軌跡是水平的

B.運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線

C.運(yùn)動(dòng)軌跡是直線

D.是否繞自身軸旋轉(zhuǎn)9.在同一瞬時(shí)，流線上各個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)的速度方向總是在該點(diǎn)與此線(

)

A.重合

B.相交

C.相切

D.平行10.圖示三個(gè)油動(dòng)機(jī)的油缸的內(nèi)徑D相等，油壓P也相等，而三缸所配的活塞結(jié)構(gòu)不同，三個(gè)油動(dòng)機(jī)的出力F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3的大小關(guān)系是(忽略活塞重量)(

)

A.F1=F2=F3

B.F1>F2>F3

C.F1<F2<F3

D.F1=F3>F211.三個(gè)容積完全相等的容器，聯(lián)接如圖示，先將閥門a,b關(guān)閉，閥門c開啟。壓強(qiáng)計(jì)p指示為0。將容器I充入壓縮空氣，絕對(duì)壓強(qiáng)為300KPa，容器Ⅲ抽成真空度為30KPa。先關(guān)閉閥門c,再開啟閥門a和b。這時(shí)，壓強(qiáng)計(jì)p的讀數(shù)應(yīng)該是(設(shè)當(dāng)?shù)卮髿鈮菏?00KPa)12.以下說法中，正確的說法是(

)

A.理想不可壓均質(zhì)重力流體作定常或非定常流動(dòng)時(shí)，沿流線總機(jī)械能守恒

B.理想不可壓均質(zhì)重力流體作定常流動(dòng)時(shí)，沿流線總機(jī)械能守恒

C.理想不可壓均質(zhì)重力流體作非定常流動(dòng)時(shí)，沿流線總機(jī)械能守恒

D.理想可壓縮重力流體作非定常流動(dòng)時(shí)，沿流線總機(jī)械能守恒13.在緩變流的同一有效截面中，流體的壓強(qiáng)分布滿足(

)

A.+Z=C

B.p=C

C.+

D.+Z+14.當(dāng)圓管中流體作層流流動(dòng)時(shí)，動(dòng)能修正系數(shù)α等于(

)

A.1

B.2

C.3

D.200015.如下圖，容器假設(shè)依次裝著水與汽油，假定二者均為理想流體，且H=常數(shù)，液面壓強(qiáng)為大氣壓，那么從管口流出的水與汽油之間的速度關(guān)系是(

)

A.v水>v油

B.v水<v油

C.v水=v油

D.難以確定的16.粘性流體繞流平板時(shí)，邊界層內(nèi)的流態(tài)由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鞯呐R界雷諾數(shù)Rexcr值為(

)

A.2000

B.2000～13800

C.5×105～3×106

D.2×105～3×10517.當(dāng)某管路流動(dòng)在紊流粗糙管平方阻力區(qū)范圍內(nèi)時(shí)，那么隨著雷諾數(shù)Re的增大，其沿程損失系數(shù)λ將(

)

A.增大

B.減小

C.不變

D.增大或減小18.水自水箱經(jīng)管路流出如下圖，假設(shè)把管路閥門再關(guān)小一些，那么在閥門前后的測(cè)壓管1與2的液面高度變化將是(

)

A.h1升高，h2

B.h1降低，h2升

C.h1與h2都降低

D.h1與h2都升高19.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.1

B.1.75

C.1.75～2

D.220.管路水力計(jì)算中的所謂長管是指(

)

A.長度很長的管路

B.總能量損失很大的管路

C.局部損失與沿程損失相比擬可以忽略的管路

D.局部損失與沿程損失均不能忽略的管路二、名詞解釋(每題2分，共10分)21.流體的密度22.等壓面23.定常流動(dòng)24.水力光滑管與水力粗糙管25.氣體一維定常等熵流動(dòng)的極限狀態(tài)三、簡(jiǎn)答題(每題5分，共20分)26.混合氣體密度如何計(jì)算，并列出計(jì)算公式。27.對(duì)于靜止液體，當(dāng)作用在液體上的質(zhì)量力僅有重力時(shí)，那么液體中的哪些面是等壓面?28.什么是有效截面?流道中流線互相平行時(shí)，有效截面形式如何?29.什么是紊流的時(shí)均速度?寫出紊流時(shí)均速度軸向分量的定義式，指出式中各符號(hào)的含義。四、計(jì)算題(50分)30.(6分)飛機(jī)在10000m高空(T=223.15K,p=0.264bar)以速度800km/h飛行，燃燒室的進(jìn)口擴(kuò)壓通道朝向前方，設(shè)空氣在擴(kuò)壓通道中可逆壓縮，試確定相對(duì)于擴(kuò)壓通道的來流馬赫數(shù)和出口壓力。(空氣的比熱容為Cp=1006J/(kg·K)，等熵指數(shù)為k=1.4，空氣的氣體常數(shù)R為287J/(kg·K))31.(6分)一截面為圓形風(fēng)道，風(fēng)量為10000m3/h，最大允許平均流速為20m求：(1)此時(shí)風(fēng)道內(nèi)徑為多少?(2)假設(shè)設(shè)計(jì)內(nèi)徑應(yīng)取50mm的整倍數(shù)，這時(shí)設(shè)計(jì)內(nèi)徑為多少?(3)核算在設(shè)計(jì)內(nèi)徑時(shí)平均風(fēng)速為多少?32.(7分)離心式風(fēng)機(jī)可采用如下圖的集流器來測(cè)量流量，風(fēng)機(jī)入口側(cè)管道直徑d=400mm,U形管讀數(shù)h=100mmH2O，水與空氣的密度分別為ρ水=1000kg/m3，ρ空=1.2kg/m3，忽略流動(dòng)的能量損失，求空氣的體積流量qv。33.(7分)要為某容器底部設(shè)計(jì)一個(gè)帶水封的疏水管，結(jié)構(gòu)如圖示：容器內(nèi)部的壓強(qiáng)值，最高時(shí)是表壓強(qiáng)pe=1500Pa,最低時(shí)是真空值pv=1200Pa,要求疏水管最高水位應(yīng)低于容器底部聯(lián)接法蘭下a=0.1m，最低水位應(yīng)在疏水管口上b=0.2m(水密度ρ=1000kg/m3，重力加速度g=9.8m/s2)求：(1)疏水管長度L。

(2)水封水面到疏水管口的深度H。34.(12分)有一水平放置的90°漸縮彎管，管內(nèi)徑d1=15cm,d2=7.5cm,入口處平均流速v1=2.5m/s,表壓強(qiáng)p1=6.86×104Pa，假設(shè)不計(jì)阻力損失，求水流對(duì)彎管的作用力。水的密度ρ=1000kg/m3。35.(12分)用虹吸管輸水，如下圖，：水位差H=2m,管頂高出上游水位h=1m，虹吸管內(nèi)徑d=200mm，管長為LAB=3m,LBC=5m,LCD=4m,管路沿程損失系數(shù)λ=0.026，局部損失系數(shù)有：管路進(jìn)口濾網(wǎng)(帶底閥)一個(gè)，ζ濾網(wǎng)=12,B、C兩處90°圓彎兩個(gè)，每個(gè)ζ彎頭=0.5，管路出口ζ出口=1.0，水的密度ρ=1000kg/m3。試求：(1)虹吸管的流量qv。(2)虹吸管中壓強(qiáng)最低點(diǎn)的位置及其真空值。全國2002年4月高等教育自學(xué)考試工程流體力學(xué)試題參考答案課程代碼：02250一、單項(xiàng)選擇題(每題1分，共20分)1.D

2.D

3.A

4.A

5.A

6.C

7.A

8.D

9.C

10.A

11.A

12.B

13.A

14.B

15.C

16.C

17.C

18.A

19.A

20.C二、名詞解釋(每題2分，共10分)

21.單位體積流體的質(zhì)量。

22.在流體中壓強(qiáng)相等的點(diǎn)組成的面稱為等壓面。

23.流場(chǎng)中各空間點(diǎn)上所有物理參數(shù)均與時(shí)間變量t無關(guān)，稱作定常流動(dòng)。

24.流體在管內(nèi)作紊流流動(dòng)時(shí)，用符號(hào)△表示管壁絕對(duì)粗糙度，δ0表示粘性底層的厚度，那么當(dāng)

δ0>△時(shí)，叫此時(shí)的管路為水力光滑管。

δ0<△時(shí)，叫此時(shí)的管路為水力粗糙管。

25.在絕熱流動(dòng)的過程中，氣流的絕對(duì)壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度為零，氣流的總能量全部轉(zhuǎn)化為宏觀運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的狀態(tài)。三、簡(jiǎn)答題(每題5分，共20分)

26.可按各種氣體所占?xì)怏w總體積的百分?jǐn)?shù)來計(jì)算。

ρ=1ρ1+2ρ2+3ρ3+…+nρn=i—各組成氣體所占混合氣體總體積的百分?jǐn)?shù)；

ρi—各組成氣體的密度，kg/m3；

ρ—混合氣體密度，kg/m3

27.屬于等壓面的是以下水平面。

(1)自由外表(或氣液分界面)。

(2)兩種不互溶液體的交界面。

(3)液體內(nèi)能互相連通(或不被隔斷)的同一種液體內(nèi)的各水平面。

28.(1)在流場(chǎng)中(或流道中)存在這樣橫截面，穿過該截面的每一條流線均與該截面垂直，這樣的橫截面稱為有效截面(又稱過流截面)。

(2)當(dāng)流線互相平行時(shí)，有效截面為平面。

當(dāng)流線互相不平行時(shí)，有效截面為曲面。

29.紊流真實(shí)速度在一定時(shí)間間隔內(nèi)的統(tǒng)計(jì)平均值叫紊流的時(shí)均速度。

式中：t△—初始時(shí)刻

T—時(shí)間間隔

u—瞬時(shí)速度—時(shí)均速度四、計(jì)算題(共50分)30．T0=T∞+

=247.69K

M∞=

P0=p∞

=0.26431.依連續(xù)方程〔ρ=C〕v1A1=v2A2v1

d1==0.42m=420mm設(shè)計(jì)內(nèi)徑應(yīng)取450mm為50mm的9倍，且風(fēng)速低于允許的20m/s在設(shè)計(jì)內(nèi)徑450mm時(shí)，風(fēng)速為

32.由伯努利方程

0+0+0=+0+

得v=

由靜力學(xué)方程p+ρ水gh=0p=-ρ水gh代入

得v==40.43m/s

qv=v

33.根據(jù)流體靜力學(xué)根本方程

表壓強(qiáng)pe=ρgh或h=

在最高壓強(qiáng)時(shí)，管內(nèi)水面應(yīng)低于O-O面

h1==

在最低壓強(qiáng)時(shí)，管內(nèi)水面應(yīng)高于0-0面

h2==

故疏水管長度

L=a+h2+h1+b=0.1+0.122+0.152+0.2=0.574m

水封水面到疏水管口深度

H=h1+b=0.153+0.2=0.353m

答：疏水管長度應(yīng)為0.574m，水封水面到疏水管口深度為0.353m。34.35．〔1〕求虹吸管的流量：列進(jìn)、出口水池水面的伯努利方程：

H=

把參數(shù)代入：求得v=1.59m/s

所以qv=vA=0.05m3

(2)求最低壓強(qiáng)點(diǎn)及其真空度：

最低壓強(qiáng)應(yīng)是虹吸管內(nèi)的C點(diǎn)〔見圖〕

列進(jìn)水池水面及C斷面的伯努利方程：

0=h-

得pvc=28200Pa=28.2KPa?全國2011年1月自學(xué)考試流體力學(xué)試題課程代碼：03347一、單項(xiàng)選擇題〔本大題共10小題，每題2分，共20分〕在每題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其代碼填寫在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多項(xiàng)選擇或未選均無分。1.不可壓縮流體是指()A.平衡流體 B.運(yùn)動(dòng)流體C.無粘性流體 D.忽略密度變化的流體2.如題2圖所示，用U形水銀壓差計(jì)測(cè)量水管A、B兩點(diǎn)的壓強(qiáng)差，水銀面高差hp=10cm，pA-pB為()kPa3.關(guān)于水流流向的正確說法是()A.水一定是從高處往低處流題2圖B.水一定是從流速大處往流速小處流C.水一定是從機(jī)械能大處往機(jī)械能小處流D.水一定是從測(cè)壓管水頭高處往測(cè)壓管水頭低處流4.實(shí)際液體的水力坡度J為()A.J<0 B.J=0C.J>0 D.J=Jp5.如題5圖所示，排水管的斷面平均流速v=2.0m/s，那么管道出口的局部水頭損失為()A.0.102mB.0C.0D.0題5圖6.欲使水力最優(yōu)梯形斷面渠道的水深和底寬相等，那么渠道的邊坡系數(shù)m應(yīng)為()A.1／4 B.1／2C.3／4 D.17.棱柱形渠道發(fā)生M2型水面曲線時(shí)，水流的特性為()A.Fr<lh>hc B.Fr>lh>hcC.Fr<lh<hc D.Fr>lh<hc8.寬頂堰的淹沒系數(shù)隨淹沒程度hg／H的增大而()A.減小 B.增大C.先減小后增大 D.先增大后減小9.地下水漸變滲流的浸潤線，沿程變化為()A.下降 B.保持水平C.上升 D.前述情況都可能10.橋墩繞流的模型設(shè)計(jì)應(yīng)采用()A.雷諾準(zhǔn)那么 B.馬赫準(zhǔn)那么C.歐拉準(zhǔn)那么 D.弗勞德準(zhǔn)那么二、填空題〔本大題共10小題，每題2分，共20分〕請(qǐng)?jiān)诿款}的空格中填上正確答案。錯(cuò)填、不填均無分。11.某流體的粘性切應(yīng)力為5.0N／m2，動(dòng)力粘度為0.1Pa·s，那么其剪切變形速率為__________。12.在平衡流體中，等壓面恒與質(zhì)量力__________。13.在恒定流中，__________與跡線重合。14.直徑100mm的圓管長1000米，水頭損失lm，那么管壁處的切應(yīng)力為__________Pa。15.水流處于紊流粗糙區(qū)時(shí)，沿程摩阻系數(shù)與__________有關(guān)。16.圓柱形外管嘴作用水頭為4.5m，管嘴直徑為20mm，那么從管嘴流出的流量為____________________l／s。17.底寬b=5m的長直矩形斷面渠道，通過的流量為Q=40m3h=2m，那么該斷面水流的流動(dòng)狀態(tài)為__________。(填急流或緩流或臨界流)18.明渠水流由急流過渡到緩流時(shí)發(fā)生__________。(填水躍或水跌)19.根據(jù)堰的分類可知，堰頂厚度=0.8m，堰上水頭H=1.5m的堰屬于__________堰。20.雷諾數(shù)表征慣性力與______________之比。三、名詞解釋題〔本大題共5小題，每題3分，共15分〕21.均勻流22.層流23.簡(jiǎn)單管道24.臨界水深25.滲透系數(shù)四、簡(jiǎn)單計(jì)算題(本大題共3小題，每題5分，共15分)26.如題26圖所示，用真空計(jì)B測(cè)得封閉水箱液面上的真空度為0.98kPa，假設(shè)敞口油箱的液面低于水箱液面的高度H=1.5m，油柱高h(yuǎn)1=5.6m，水銀柱高h(yuǎn)2=0.2m，求油的密度。題26圖27.某矩形斷面渠道，粗糙系數(shù)n=0.025，通過流量Q=5.0m3／s，底寬b=4m，水深h=2m28.有一普通完全井，其半徑r0=0.36m，含水層厚度H=7m，巖土滲透系數(shù)k=0.0016m/s，井中水深h=4m，試計(jì)算井的出水量。(影響半徑R=3000s)五、計(jì)算題(本大題共3小題，每題10分，共30分)29.如題29圖所示，在蓄水容器垂直壁的下面有一1／4圓柱面的部件AB，該部件的長度l=1.0m，半徑R=0.4m，水深h=題題29圖

30.如題30圖所示的分岔管水流射入大氣，干管及分岔管的軸線處于同一水平面上。=30°，v2=v3=12m／s，d1=200mm，d2=d3=100mm，不計(jì)水頭損失，求水流對(duì)分岔管的作用力。題30圖31.如題3l圖所示為離心式水泵抽水裝置。流量Q=201/s，幾何給水高度Hg=18m。吸水管長度l1，=8m，管徑d1=150mm；壓水管長度l2=20m，管徑d2=100mm。沿程摩阻系數(shù)=0.042，局部水頭損失系數(shù)為：進(jìn)口e=5.0，彎頭b=0.17。水泵的安裝高度Hs=5.45m，水泵進(jìn)口的允許真空度[hv]=7mH2O。(1)試校核水泵進(jìn)口的真空度hv；(2)試求水泵的揚(yáng)程H。題31圖2011年1月全國自考流體力學(xué)參考答案全國2010年10月自學(xué)考試流體力學(xué)試題課程代碼：03347一、單項(xiàng)選擇題(本大題共10小題，每題2分，共20分)在每題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其代碼填寫在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多項(xiàng)選擇或未選均無分。1．流體在靜止時(shí)()A．既可以承受壓力，也可以承受剪切力B．既不能承受壓力，也不能承受剪切力C．不能承受壓力，可以承受剪切力D．可以承受壓力，不能承受剪切力2．如下圖，密閉容器上裝有U型水銀測(cè)壓計(jì)。在同一水平面上1、2、3點(diǎn)上的壓強(qiáng)關(guān)系為()A．p1=p2=p3B．p1＜p2＜p3C．p1＞p2＞p3D．p1＞p2=p33．恒定流一定是()A．當(dāng)?shù)丶铀俣葹榱鉈．遷移加速度為零C．向心加速度為零D．質(zhì)點(diǎn)加速度為零4．在總流伯努利方程中，壓強(qiáng)P是漸變流過流斷面上的()A．某點(diǎn)壓強(qiáng)B．平均壓強(qiáng)C．最大壓強(qiáng)D．最小壓強(qiáng)5．圓管均勻流過流斷面上切應(yīng)力符合()A．均勻分布B．拋物線分布C．管軸處為零、管壁處最大的線性分布D．管壁處為零、管軸處最大的線性分布6．如下圖，安裝高度不同、其他條件完全相同的三根長管道的流量關(guān)系為()A．Q1=Q2=Q3B．Ql＜Q2＜Q3C．Ql＞Q2＞Q3D．Ql＜Q2=Q37．有壓管流中，閥門瞬時(shí)完全關(guān)閉，最大水擊壓強(qiáng)p的計(jì)算公式為()A．B．C． D．8．只適用于明渠均勻流流動(dòng)狀態(tài)的判別標(biāo)準(zhǔn)是()A．微波波速B．臨界底坡C．弗勞德數(shù)D．臨界水深9．矩形修圓進(jìn)口寬頂堰在3.0的條件下，其流量系數(shù)()A．m＜0.32B．m=0.32C．m=0.36D．m＞0.3610．用裘皮依公式分析普通完全井浸潤線方程時(shí)的變量是()A．含水層厚度B．浸潤面高度C．井的半徑D．滲透系數(shù)二、填空題(本大題共10小題，每題2分，共20分)請(qǐng)?jiān)诿款}的空格中填上正確答案。錯(cuò)填、不填均無分。11．動(dòng)力粘度與運(yùn)動(dòng)粘度v的關(guān)系為=__________。12．水的體積模量(體積彈性模量)K=2.1×109N/m2，壓強(qiáng)增加196kPa后，8m3水的體積減小量為__________m313．液體靜力學(xué)根本方程z+=C的物理意義是靜止液體中各點(diǎn)單位重量液體具有的__________相等。14．在紊流