《流体力学与流体机械》05-06(A)卷

河南理工大学2005－2006学年第2学期
一、填空（每空1分共12分）
1. 温度对流体粘性的影响很大，液体的粘性随温度的升高而，气体的
粘性则。

2. 根据牛顿内摩擦定律，作用在流层的切向应力应与_____________成正比，其比例系数称为____________。

3. 某点的真空度为65000 Pa，当地大气压为100kpa，则该点的绝对压强为。

4.研究流体运动的方法有和两种。

5．设管道的直径为d，半满管流的水力半径R= 。

6.是离心泵的能量转换元件，它的形式有、、三种。

二、选择题（每题2分共20分，答案填在题后的括号内）
1. 单位体积液体的重量称为液体的______, 其单位______。

( )
A 容重N/m^2
B 容重N/M^3
C 密度kg/m^3
D 密度N/m^3
2.弗劳德数的物理意义为( )
A. 惯性力与重力之比
B. 惯性力与黏滞力之比
C. 压力与惯性力之比
D. 黏滞力与重力之比
3. 静止的水仅受重力作用时，其测压管水头线必为_______。

( )
A.水平线；
B.直线；
C.斜线
D.曲线
4.等压面与质量力关系是：( )
A 平行
B 斜交
C 正交
D 无关
5. 在紊流粗糙管区中：( ) A：层流底层覆盖粗糙高度 B：沿程阻力系数只取决于雷诺数
C：沿程水头损失与流速的平方成正比D：沿程阻力系数与相对粗糙无关
6. 垂直放置的矩形平板挡水,水深3m,静水总压力P的作用点,到水面的距离
y为: ( )
A:1.25m B:1.5m C:2m D:2.5m
7. 圆管流动过流断面上的切应力分布为: ( )
A:过流断面上是常数.
B:管轴处是零,且与半径成正比.
C:管壁处是零,向管轴线性增大.
D:按抛物线分布.
8.离心式泵的叶轮流道内流体的绝对速度可分解为( )
A.圆周速度和牵连速度
B.圆周速度和相对速度
C.径向速度和牵连速度
D.径向速度和相对速度
9.某台水泵在转速不变时，当输送的水温度增加时，其轴功率( )
A.增加
B.降低
C.不变
D.先降低，后增加
10.当流体以α1=90°的方向进入叶轮时，离心式泵的无限多叶片的理论扬程为( )
H
u
g
T
u
,∞
=22
υ
C. H
w
g
T
u
,
,
∞
∞
=22
υ
D. H
w
g
T
u
,∞
=22
υ
三、简答题（每题4分共12分）
2. 什么是水力粗糙管?
3.什么是汽蚀现象？它对泵的工作性能有何危害？
三、计算题（共56分）
1．如图，在两块相距20mm的平板间充满动力粘度为0.065（N·s）/m2的油，如果以1m/s速度拉动距上平板5mm，面积为0.5m2的薄板（不计厚度），求需要的拉力（12分）。

2. (10分)盛水容器中A点的绝对压力为1.8个工程大气压。

若在该点左侧器壁上安装测压管，问环境大气压力1工程大气压下，至少需要多长玻璃管？若在该点右侧安装水银测压计，问水银柱高差为多少？已知，水银重度γ=13
3.28kN/m3,hˊ=0.2m。

3.（10分）今有一台单级单吸离心泵，其设计参
数为：转速n=1800r/min、流量qv=570m3/h、扬
程H=60m，现欲设计一台与该泵相似，但流量
为1680m3/h，扬程为30m的泵，求该泵的转速
应为多少?
4.（10分）20Sh－13型离心泵，吸水管直径d1=500mm，样本上给出的允许吸上真空高度Hs＝4m，吸水管的长度L1=6m，局部阻力的当量长度Le=4m，沿程阻力系数λ＝0.02
5.试问泵的流量qv=2000m3/h，泵的安装高度H=3m时是否能正常工作.（在当地工作条件下水的汽化压力为0.43米水柱，大气压力为9.4米水柱）
5．（14分）有一水泵吸水管内径d=50mm，总长L=6m，吸水高度H=3m,泵的流量Q=15m3/h，管路中有弯头一个局部损失系数为ξ＝0.5，底阀一个ξ＝5.0，且沿程阻力系数λ＝0.03。

试求泵入口处的表压力。

安全04《流体力学与流体机械》A卷参考答案一.填空（12分）
1.减小增大
2.速度梯度动力粘度
3.35000
4.欧拉法拉格朗日法
5.R/4
6.叶
轮前弯径向后弯7.
二.选择（20分）
1-5 BAACC 6-10 CBBBA
三．简答
1.
2.管壁粗糙度用ε表
示,粘性底层的厚度用
δ表示,当δ<ε时,管
壁的粗糙部分有一大
部分暴露在紊流区中,(2分)管壁粗糙度对流体的流动发生影响,这种情况的管内流动称作“水力粗糙”，这种管道简称水力粗糙管。

(4分)
3.3.液体在叶轮中流动时由于流体压力降低产生的气体或液体中溶解的气体析出，对叶
轮起腐蚀作用，我们把汽泡的形成，发展，和破裂以致材料受到破坏的全部过程称为汽蚀现象。

————————（2分）
材料造成破坏
产生噪声或震动
流道堵塞扬程下降效率降低———————（2分）
四．计算
1. 1.解
δ
μ
μ
τ
u
dy
du
≈
= (3分)
平板上侧摩擦切应力：13
005
.0
1
065
.0
1
=
⨯
=
τ（N/m2） (3分) 平板下侧摩擦切应力：33
.4
015
.0
1
065
.0
1
=
⨯
=
τ（N/m2） (3分) 拉力：665
.8
5.0
)
33
.4
13
(
)
(
2
1
=
⨯
+
=
+
=A
Fτ
τ（N） (1分
)
2. 解：由静力学基本方程知：
p A =p a +γH （2分）
故 H= p A /γ-p a /γ=10×1.8-10=8米 （5分） 同理
h=γ( p A /γ-p a /γ+ h ˊ)/ γm
=9800（18-10+0.2）/133280=0.603米 （10分）
3. n s =3.65
n q H
v 34
34
3651800570
3600601213//.()
.=⨯⨯
=
新设计泵的转速 n=n s H 3/4
／(3.65q v ) =
12133036516803600
34
.()./⨯⨯
=624r/min
4.解
因为2.6〈3，所以水泵不能正常工作。

5.解：取自由液面和泵的入口处分别为1-1，2-2截面，对二截面列伯努利方程：
H
H
v
p
Z
v
p
Z
j
f
g
g
g
g
+
+
+
+
=
+
+
2222
2
2
21
1
1
ρρ________________4分
其中，v 1=0，v 2=
s m Q
d /12.222
≈⎪⎭
⎫ ⎝⎛π，--------------------------------2分
p 1=p a, Z 1=0 Z 2=3m
g
d l
v
H
f
222
λ
=
g
g
v
v
H
j
2222
2
22
1
ς
ς
+=———4分（结果正确） p 2=49160pa。