中国矿业大学工程流体力学期末复习题二..-a9c2153ca517866fb84ae45c3b35

D、流动参数不随时间变化的流动。
4、流体动力粘度的国际单位是
。
A、Pa·s
B、
C、N/s
D、
5、用 U形水银压差计测量水管内 A、B两点的压强差，水银面高差
hp=10cm, - 为：
。
A、13.33kPa； B、12.35kPa；
C、9.8kPa；
D、6.4kPa。
6、伯努利方程中
表示( )。
A．单位重量流体具有的机械能； B．单位质量流体具有的机械能； C．单位体积流体具有的机械能； D．通过过流断面的流体所具有 的总机械能。
工程流体力学复习题二
一、选择题
1、以下哪些概念属于欧拉法
。
A、流线
B、迹线 C、液体质点 D、液体微团
2、有一变直径管流，小管直径 d1，大管直径 d2=2d1，则两断面雷
诺数的关系是
。
A、
B、
C、
D、
3、一维流动限于：
。
A、流线是直线；
B、速度分布按直线变化；
C、流动参数是一个空间坐标和时间变量的函数；
，
m，
m
∴
（m3/s）
（m/s） （m/s）
（2）取控制体如图，列动量方程.
∴
（kN）
11、射流冲击一叶片如图所示，已知：d=10cm,
,
求当叶片固定不动时，叶片所受到的冲击力为多少？
解：建立直角坐标系 O-xy，Ox轴水平向右，Oy轴竖直向上，并取进
口与出口之间的部分为控制体
对于射流冲击问题，忽略阻力损失和重力影响意味着射流和折转
，
，
z1＝1
所以，
令
则
10、矩形断面的平底渠道，其宽度 为 2.7m，渠底在某断面处抬高 0.5m，该断面上游的水深为 2m，下游水面降低 0.15m，如忽略边壁 和渠底阻力，试求：（1）渠道的流量；（2）水流对底坎的冲力。
解：（1）以上游渠底为基准面，列上、下游过水断面的能力方程：
其中：
，
m，
m
流各断面处流速相等，即
。
射流的质量流量为
因叶片对称，则由控制体 y方向上动量守恒方程，并考虑到质量 守恒方程可得
即： 假设叶片对水的作用力大小 Fx，方向沿 x轴负方向，再建立控 制体 x方向上的动量守恒方程式可得
整理可得，x方向水对叶片的冲击力 Fx为
12、如图所示，有一盛水的开口容器以 3.6m/s2的加速度沿与水平 成 30º夹角的倾斜平面向上运动， 试求容器中水面的倾角，并求 p的表达式。
流面积)，写出阻力系数CD的函数表达式。
解：（1）
（2）选基本物理量U，ρ， D [U]=[LT-1]， [μ]=[ML-1T-1]， [ρ]=[ML-3]，
[D]=[L]， [l]=[L]，
[Δ]=[L]，
[T]=[MLT-2]
M：1＝x1
x1＝1
L：-1＝-3x1+y1+z1
y1＝1
T：-1＝-y1 同理得：
。
3、只要比较总流中两个渐变流断面上单位重量流体的
总机械
能
大小，就能判别出流动方向。
4、渐变流流线的特征是 近似为平行直线
。
5、如图所示，用隔板将水流分成上、下两部分水体，已知小孔口直
径 d=20cm，上下游水位差 H=2.5m，流量系数为 0.6，则泄流量
Q=
。
6、由相距 2a的点源与点汇叠加后，令 a趋近于零得到的流动称
（m/s2） （m/s2）
3、挡水建筑物一侧挡水，该建筑物为二向曲面（柱面）， = ， 为常数，试求单位宽度曲面上静水总压力的水平分力 和铅垂分力 。
解：（1）水平压力： （2）铅垂分力：
（→）
（↓）
4、如图示为一侧有水的倾斜安装的均质矩形闸门，其宽度 b=2m，
倾斜角
，铰链中心 O 位于水面以上 C=1m，水深 h=3m，求
取 1-1、2-2两断面列伯努利方程 所以： 对选取的控制体列动量方程：
x方向：
y方向： 所以：
水流对弯管壁的作用力为 F的反作用力 F`，大小相等，方向相反。
9、研究流体绕流与流向垂直放置的横卧圆柱体所受的阻力T时，涉
及的物理参数为：流体的流速U、流体的粘度μ、密度ρ、圆柱直径D、
圆柱长度 及圆柱表面粗糙度Δ。试用因次分析方法中的π定理确定 各物理量间的无因次关系式。并证明T=CDAρU2(其中：A=D ，称迎
则
由切应力公式
得
y=0cm 时，
；
y=2cm 时，
；
y=4cm 时，
，由已知
6、用文丘里流量计测量水的流量，已知 D=0.2m，d＝75mm，l=0.5m，
并与水平面成 300角放置。压差计读数 h＝0.6m,不计任何损失,求流
量 Q。
。
解：
则： 根据连续性方程： 根据伯努利方程：
7、水管直径 50mm，末端阀门关闭时，压力表读值为 21
。阀
门打开后读值降至 5.5
，如不计水头损失，求通过的流量。
解：（1）水箱水位
（m）
（2）阀门开启后，从水箱液面到仪表处列伯努利方程，可得：
∴
（m/s）
（m3/s）
8、已知：一个水平放置的 90º弯管输送水 d1＝150mm，d2＝75mm p1＝2.06×105Pa，Q＝0.02m3/s
求：水流对弯管的作用力大小和方向（不计水头损失） 解：
则 T大小为
5、如下图所示，水流在平板上运动，靠近板壁附近的流速呈抛物线
形 分 布 ， E点 为 抛 物 线 端 点 ， E点 处
，水的运动黏度
=1.0×10-6m2/s，试求 =0，2，4cm 处的切应力。（提示：先设流速
分布
，利用给定的条件确定待定常数 A、B、C）
解：以 D点为原点建立坐标系，设流速分布 条件得 C=0,A=-625,B=50
闸门开启时所需铅直向上的提升力 T，设闸门重力 G=0.196×105N。
解：建立坐标系 O-xy，原点在 O点，Ox垂直于闸门斜向下，Oy沿 闸门斜向下，浸在水中的闸门上的作用力 （不计大气压力）为 设压力中心为 D到 ox轴的距离为 ，则有
当闸门转动时，F与 G产生的合力矩与提升力 T产生的力矩相等， 则有
为
பைடு நூலகம்
。
三、计算题
1、 已知流场的速度为
，
点的流线方程。A为常数。
，试确定 t=to时通过（xo,yo）
解：将
，
带入流线微分方程
得
积分上式得 t=to时通过（xo,yo）点，得 于是流线方程为
2、已知速度场 =2+2 +2 ， =-+ ， =+ -。 试求点（2，2，1）在 =3时的加速度。 解：
（m/s2） （m/s2）
7、对于理想流体的欧拉积分式与伯努力积分式的适用条件，其差别
在于（ ）。
A．是否为不可压缩流体
B．是有旋流动还是无旋流动
C．是否在有势的质量力作用下
D．是否为定常流动
二、填空题
1、在作剪切运动时满足
的流体称为牛顿流体。
2、某时刻流场中的一条曲线，线上每一点切线方向与流体在该点的
速度矢量方向一致，则该曲线称为
解：根据压强平衡微分方程式： 单位质量力：
在液面上为大气压强，
代入
由压强平衡微分方程式，得：
任意点：