流体力学试卷及答案

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1、精选优质文档-倾情为你奉上2008 - 2009 学年 2 学期 时间110分钟 流体力学 课程 56 学时 3.5 学分 考试形式： 闭 卷 专业年级： 总分100分，占总评成绩 70 %注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上一、是非题（每题1分，共10分）1. 静止的液体和气体接触的自由面，它既是等压面，也是水平面。 （ ）2. 水总是由高向低流的。 （ ） 3. 虽然流体的旋转角速度不可能无穷大，但是涡量有可能无穷大。 （ ）4. 流线是光滑的曲线，不能是折线，流线之间可以相交。 （ ） 5. 气体的动力粘性系数随温度的升高而减小，原因是分子间动量交换减少。 （ ） 6. 如果某流动区

2、域中的流线是直线 ,则流动不可能是有旋运动。 （ ）7. 进行模型设计时，在几何相似的前提下，应保证原型和模型所有的相似准数都相同即完全相似。 ( )8. 引起局部阻力的原因是由于旋涡区的产生，而不是速度方向和大小的变化。 （ ）9. 自模区内流体的流动是由雷诺相似准数控制着的流动。 （ ）10. 在原条件保持不变的情况下，增加并联支管的条数，可以增大输水总流量。 （ ）二、单选题（每题2分，共20分）1. 连续介质假设意味着 。(A) 流体分子互相紧连 (B) 流体的物理量是连续函数(C) 流体分子间有空隙 (D) 流体不可压缩 2. 已知外界大气压强p0 =1.02个工程大气压，如果某点的

3、真空度为5mH2O柱，则该点的绝对压强为 N/m2。(A) 51103 (B) 149103 (C) 1.5105 (D) 1.051053. 管径不变的流道内粘性流体总水头线沿流程的变化是 ，测压管水头线沿流程的变化是 。（A）上升；下降 (B) 不变；可能上升，可能下降 （C）下降；下降 (D) 下降；可能上升，可能下降4. 应用总流的伯努利方程时，两截面之间 。(A) 必须都是急变流 (B) 必须都是缓变流 (C) 不能出现急变流 (D) 可以出现急变流5. 溢水堰模型设计比例为20，若在模型上测得模型流量为Qm=300L/s，则实际流量Qn为 m3/s 。 (A) 537 (B) 6

4、(C) 600 (D) 5.376. 恒定平面势流中，组成流网的流线与等势线的关系是 。(A)相交 (B)正交 (C)共轭 (D)斜交7. 对于并联长管道，每根管道的 。(A) 流量相等 (B) 切应力相等 (C) 沿程水头损失相等 (D) 水力坡度相等8. 流体质点的运动包括 。 (A) 平移和旋转 (B) 平移，旋转和变形(C) 平移，旋转和线变形 (D) 旋转，线变形和角变形9. 下列命题中正确的命题是 。(A) 壁面粗糙度较大的管道，流动阻力一定较大 (B) 雷诺数相同的两根圆管水头损失相同(C) 雷诺数表征压力与粘性力之比 (D) 两根不同管径的圆管，通过不同粘性的液体，它们的判别流

5、态的临界雷诺数相同10. 公式 不能用于 。(A) 均匀流 (B) 急变流 (C) 紊流 (D) 层流 三、填空题（共14分）1. 某液体的动力粘性系数0.005kg/ms，相对密度为0.85，则其运动粘性系数值 m2/s。（本题2分）2. 图示容器内有一放水孔，孔口设有面积为A的阀门ab，容器内水深为h，则阀门所受的静水总压力为 。（本题2分）3. 运动粘性系数0.4cm2/s的流体在直径d10cm的管道内以v0.4m/s的速度运动，则管内流态为 ，沿程损失系数为 ，单位管长上的沿程损失为 。（本题4分）4. 水位恒定的上、下游水箱，如图，箱内水深为H和h。三个 直径相等的薄壁孔口1,2,3

6、位于隔板上的不同位置，均为完全收缩。则三孔口的流量关系为 。若下游水箱无水则： 。（本题4分） 第2题图 第4题图5. 无环量椭圆柱绕流是由 叠加而成的。（本题2分）四、作图题（共8分）绘出图中圆柱曲面上的压力体图及左侧AB部分的静压强分布图，标明静压强的大小和方向及压力体的方向。五、计算题（本大题有4小题，共43分）1. 已知某流动：，请判别：（1）该流动是否存在；（2）是否是无旋流场；（3）是否存在流函数和势函数，为什么？（本题8分）2. 两台水泵同时从水井抽水，水井通过自流管与河流相通，水井水面恒定不变，已知自流管为铸铁管，长，管径。水泵吸水管长，管径，沿程阻力系数，局部阻力系数：自流管

7、进口，水泵底阀，90弯管。水泵安装高度，真空表读数为。求：（1）泵的抽水量；（2）当泵轴标高为55m时，推算河流水面高程？（15分）第2题图 第3题图 3. 将一平板探入水的自由射流内并垂直于射流的轴线，该平板截去射流流量的一部分Q1，并引起射流的剩余部分偏转角，如射流流速v = 30m/s，全部流量Q = 36L/s，平板截去的流量Q1 = 12L/s，忽略液体的重量及摩擦损失，试确定射流施于平板的作用力和射流偏转转角 。（10分）4. 试用定理推导紊流达西公式。相关影响因素有压差p，管长L，管径d，管壁粗糙度K，动力粘度，密度，平均流速v。（10分）六、实验问答题（共5分）通过演示实验流动

8、现象演示，试述卡门涡街在工程中的不利和有利之处，并阐明理由。 流体力学 课程 56 学时 3.5 学分 考试形式： 闭 卷 专业年级： 总分100分，占总评成绩 70 %一、是非题（每题1分，共10分）1. ；2. ；3. ；4. ；5. ；6. ；7. ；8. ；9. ；10. 。二、单选题（每题2分，共20分）1. B； 2. A ；3. C； 4. D； 5. A； 6. B； 7. C； 8. B； 9. D； 10. B 。三、填空题（共14分）1、5.88*10-6（本题2分）； 2、 ghA（本题2分） 3、层流；0.064；0.0052m（本题4分）4. Q1=Q2Q3；Q1Q

9、2Q3（本题4分） 5. 直线均匀流动 + 一定距离的等强度的源和汇（本题2分）四、作图题（共8分）压力体图和压强分布图各占4分五、计算题（本大题有4小题，共43分）1. 已知某流动：，请判别：（1）该流动是否存在；（2）是否是无旋流场；（3）是否存在流函数和势函数，为什么？（本题8分）解：（1） 流动是存在的。（2分）（2）；，所以是有旋流动。（2分）（3）有旋，所以不存在势函数。因为，是平面问题，又为不可压缩流体，所以存在流函数。（2分）（2分）2. 两台水泵同时从水井抽水，水井通过自流管与河流相通，水井水面恒定不变，已知自流管为铸铁管，长，管径。水泵吸水管长，管径，沿程阻力系数，局部阻力

10、系数：自流管进口，水泵底阀，90弯管。水泵安装高度，真空表读数为。求：（1）泵的抽水量；（2）当泵轴标高为55m时，推算河流水面高程？（15分）解：（1）对水井液面和吸水管末端列能量方程（2分）（3分）得v = 1.31m/s， 则Q =23.2 l/s（2分）（2）对自流管前后液面列能量方程：（3分）（3分） 所以 （2分）3. 将一平板探入水的自由射流内并垂直于射流的轴线，该平板截去射流流量的一部分Q1，并引起射流的剩余部分偏转角，如射流流速v = 30m/s，全部流量Q = 36L/s，平板截去的流量Q1 = 12L/s，忽略液体的重量及摩擦损失，试确定射流施于平板的作用力和射流偏转转角

11、 。（10分）解：对3个断面列能量方程 得 （2分）列y向动量方程 （4分） 列x向动量方程（3分） 方向向右（1分）4. 试用定理推导紊流达西公式。相关影响因素有压差p，管长L，管径d，管壁粗糙度K，动力粘度，密度，平均流速v。（10分）解：一般函数关系式为 （1分） 选r ，v，d为三个基本量，则有4个：（1分） （4分）所以 （1分）则函数变为 ，即 （1分）整理得 ， （1分）得证明 ， 其中 （1分）六、实验问答题（共4分）通过演示实验流动现象演示，试述卡门涡街在工程中的不利和有利之处，并阐明理由。每当一个旋涡脱离开柱体时，在柱体的两侧交替地产生着旋转方向相反的旋涡，使绕流体产生横向力，即升力。横向力的方向交替地变化，使柱体产生了一定频率的横向振动。若该频率接近柱体的自振频率，就可能产生共振，象桥梁，高层建筑等，一旦共振就容易垮塌，造成严重安全事故。（2分）但也有有利之处，如其共振频率很高，可充分用于热工中的传热系统的“冷凝器”及其他工业管道的热交换器等，流体流经圆柱时，边界层内的流体和柱体发生热交换，柱体后的旋涡则起混掺作用，然后流经下一柱体，再交换再混掺，换热效果较佳。（2分）专心-专注-专业