工程流体力学试卷08091H

工程流体力学试卷08091H
一、简答题（每题5分，共10分）
1. 说明粘性流体的两种流动状态和各自的特点。

2. 说明渐变流与急变流的特点。

二、计算分析题（每题10分，共50分）
1. 直径D＝5cm的轴在轴承中空载运转，如图1所示。

转速n=4000r/min，轴与轴承间的径向间隙δ=0.005cm，轴承长l＝7.6cm，间隙内润滑剂的动力粘性系数=0.0192Pa·s，试求轴承受到的摩擦力矩。

图1
2. 如图2所示，一自来水龙头将水从水箱中放出，设水龙头直径d=12 mm, 图示压力表当水龙头关闭时读数为p=0.28MPa，打开水龙头后读数为p'=0.06 MPa，求自来水龙头流出的流量，不计损失。

图2
3. 20℃的水通过虹吸管从水箱吸至B点，如图3所示，虹吸管直径d1＝60 mm，出口B处喷嘴直径d2 = 30 mm。

当h1=2 m、h2=4 m时，在不计水头损失条件下，试求流量和C点的压强。

图3
4. 如图4所示，水由喷嘴射出，已知流量Q = 0.4m3/s，主管直径D=0.4m，喷口直径d=0. lm，水头损失不计，求作用在喷嘴上的力。

图4
5. 平面不可压缩流体的速度分布为；试判断它们是否满足φ和ψ的存在条件，并将存在的φ或ψ求出。

三、应用题（每题20分，共40分）
1. 在环境、给排水、市政等工程中，常修建闸、堰等泄水构筑物，以控制水库和河渠中的水位和流量。

如图5所示，研究表明水舌从薄壁堰顶开始收缩，至2-2断面处收缩完善，该断面可作为渐变流断面，且认为断面中心与堰顶齐平，全断面平均压强近似地等于大气压强。

推导并分析薄壁堰流的流速v和流量Q的计算公式。

图5
2. 设有一圆柱体测定水流速度的装置，如图6所示。

圆柱体上（在同一水平面）开三个小孔A、B、C，分别与测压管a、b、c连通，0
=
AOB，
∠AOC
30
=
∠
如图所示。

测速时将圆柱体放置于水流中，使A孔正对水流，其方法是旋转圆柱体使测压管b、c中的水面在同一水平面。

现测得a管中水面与b、c管中水面的高差△h＝0.03 m。

试说明圆柱绕流现象及其基本特性，并求水流速度u。

图6。