流體力學期中考試試卷

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華南理工高校期中考試

《流體力學》期中試卷

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坦留意事項：1.考前請將密封線內各項信息填寫清晰；

囹

2.全部答案請直接答在試卷上；

第3.考試形式：閉卷；

4.本試卷共四大題，滿分100分，考試時間120分鐘。

題號—四總分

得分

評卷人

一、選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）

物

1.氣體與液體的粘度隨著溫度的上升分別)

A.減小、減小B.減小、增大C.增大、增大D.增大、減小

2.一球形容器由兩個半球合成，內盛密度為夕的液體，球自重不計，連接螺栓

所受拉力為()

K-

A.0

B.

2

C.

D.Pg成

3.水平放置的漸擴管，如忽視水頭損失，斷面形心點的壓強有以下關系（)

口r

料A.Pi>Pi

B.巧=〃2

C.P\<Pi

D.其他

教

4.圓管層流過流斷面上的流速分布呈（）

A.線性B.對數(shù)曲面C,雙曲面D.旋轉拋物面

5.紊流過渡區(qū)的沿程摩阻系數(shù)4（）

A.只與雷諾數(shù)有關B.只與相對粗糙度有關

C.只與肯定粗糙度有關D.與相對粗糙度和雷諾數(shù)有關

6.假如選用弗勞德相像準則，則模型與原型相像的力是（）

A.粘滯力B.重力C.壓力D.慣性力

7.如圖所示，（a）圖為自由出流，（b）圖為沉沒出流。在兩種出流狀況下，若作用

水頭”,管長/、管徑d及沿程摩阻系數(shù)均相同，則兩管中的流量（）

A.>QhB.Qa=QhC.Qa<QhD.不確定

8.曲面邊界層分別只可能發(fā)生在)

A.增速減壓區(qū)B.增速增壓區(qū)

C.減速增壓區(qū)D.減速減壓區(qū)

9.某變徑管內液體流淌（）的雷諾數(shù)之比Rei:%2=1:4,則其管徑之比d\:必為

（）

A.4：1B.2：1C.1：2D.1：4

10.兩根管徑、管長和沿程阻力系數(shù)均相同的長管并聯(lián)。若保持總流量不變，則

單根管道過水與兩根管道都過水兩種狀況的水頭?員失之比為（）

A.4.0B.2.0

C.1.0D.0.5

二、填空題(本大題共10小題，每小題2分，共20分)

1.均質不行壓縮流體是指密度為常數(shù)的流體。

2.若各空間點上的運動要素都不隨時間變化，這樣的流淌是恒定

&O

3.圓管層流的沿程水頭損0失與流速的^次方成正比。

4.總流伯努利方程的應用條件之一是所取過流斷面為勻稱流或漸變流

斷面o

5.采納相同流體的管流模型試驗，當長度比尺為9時，模型流量與原型流量的

比例為o

6.計算孔口與管嘴出流的損失時，通常只考慮一局部損失。

7.動量修正系數(shù)夕是修正以斷面平均速度計算的動量與實際動量的差異而引入

的修正系數(shù)，它的數(shù)學表達式為0

8.閥門關閉時間小于一個相長時，閥門處產(chǎn)生的水擊為水擊。

9.始終徑為d=100mm的輸水管路中，水勻稱流淌1公里長的能量損失為9.8

kPa,則該管路的管壁處的切應力為。

10.繞流阻力系數(shù)G)取決于、物體的外形以及表面粗糙狀況。

三、簡答題(本大題共4小題，每小題5分，共20分)

1.一密封水箱如圖所示。若水面上的相對壓強po=-49kN/m2,試求(1)/?值；(2)

求水下1m處M點的壓強，要求分別用肯定壓強、相對壓強、真空度表示；(3)M

點相對于基準面0-0的測壓管水頭。

YR

(1)1一1斷面為等壓面，有1一°

Po+Pgh=0YM"

?T"

(2分)]------------LN卡門

水

%=』=州=5m

Pg9.8

（2）M點的相對壓強

39?

PM=Po+=-49+9.8x1=-39.2kN/m2=--------=-4mlLO（2分）

?8

M點的肯定壓強

CQQ

2

PabsM=PM+Pa=-39.2+98=58.8kN/m=黃~=6mH20

7■o

M點的真空度

397

=2

1VM1M（分）

P?A*~Pa=39.2kN/m=-9---8--=4mHa1

（3）M點相對于基準面（H）的測壓管水頭

PM

ZM+=-1—4=-5rnH/O

Pg

2.試定性畫出圖示等直徑管路的總水頭線和測壓管水頭線（短管）。

答案如圖。評分標準：

（1）總水頭線，測壓管水頭線平行，等距，坡度相同，2分。

（1）進、出口正確各1分。

（2）中間局部損失1分。

3.一變直徑管AB,A斷面直徑dA=0.2m,B斷面直徑dB=0.4m,高差h=l.8m,今測得

pA=30kN/nr,PB=50kN/n『,B斷面處的斷面平均流速為vB=l.Om/s,試推斷水在管中的

流淌方向。

B

i

B

A

A

由連續(xù)性方程％=%,得u=4史之=1T華=4m/s（2分）

匕&A八0.22

為了推斷流淌方向，需要計算過流斷面A-A和B-B的單位機械能。

以A—A斷面為基準而，對于A—A斷面，有（1分）

不=Z1+區(qū)+^^=()+絲+^-=3.88m

八八pg2g9.82x9.8

對于B—B斷面，有（1分）

2

+―吧“8+毀+Ixl

HB=ZB=6.95m

2g9.82x9.8

過流斷面B-B的單位機械能大于過流斷面A-A的單位機械能，故水流由

B-B斷面流向A—A斷面。

4.從以下四個方面分析層流和素流的區(qū)分。

（1）水流現(xiàn)象；（2）流速分布特征；（3）剪應力特性；（4）沿程水頭損失規(guī)律。

（1）水流現(xiàn)象：層流流體呈層狀流淌，各層質點互不摻混；紊流流體質點的運動軌跡極不

規(guī)章，各層質點相互摻混；

（2）流速分布特征：層流斷面流速為拋物線分布，紊流斷面流速為對數(shù)分布；

（3）切應力特性：層流只有粘性剪應力，紊流有粘性剪應力和附加剪應力；

（4）沿程水頭損失規(guī)律：層流的沿程水頭損失與斷面平均流速的一次方成比例，紊流

的沿程水頭損失與斷面平均流速的1.75-2.0次方成比例。

四、計算題（本大題共4小題，每小題10分，共40分）

1.圖示一盛水容器，左端為一半球形端蓋，右端為一圓形平端蓋。已知〃=2m,

R=1m,試求圓形平端蓋所受的壓力大小，半球端蓋所受的總壓力及總作用力作

用線與水平面的夾角。

▽

h

半球

圓形

2.某矩形平坡渠道，在斷面1-1和2—2之間有段彎道，并且集底寬b—3m漸

變?yōu)?%=4.5m。當通過流量Q=6m7s時，相應地渠中水深由hi=3m減變?yōu)閮?

1.8m。設Vi與V2分別與x軸方向成〃=3（T,02=600不計水流阻力，求彎道

處水流對渠道的沖刷力F。（小數(shù)點后保留兩位有效數(shù)字）

2

3.采納直徑〃=350mu】的虹吸管將河水引入堤外水池供應澆灌。已知河堤內外

水位差”=3m,進口到A點之間的管段長乙二15m,A點至出口管段長4=2)m,

沿程摩阻系數(shù)2=0.04,局部阻力系數(shù)：進口￡=5.7,彎頭,2=。6,虹吸管頂

A點至下游水面的高度差