土木07级试卷

中南大学考试试卷
2009 -- 2010 学年 1 学期 时间110分钟
流体力学 课程 32 学时 2 学分 考试形式： 闭 卷
专业年级： 土木07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. 流体的质量力是作用在所考虑的流体表面上的力。

（ ）
2. 符合牛顿内摩擦阻力定律的流体在流动过程中只会受到阻力作用。

（ ）
3. 流体的各向等值性适用于任何状态下的流体。

（ ）
4. 静止液体受到的切应力为0，是因为静止液体的动力粘度可考虑忽略不计。

（ ）
5. 水跃是明渠水流从急流到缓流时水面突然跃升的局部水力现象。

（ ）
6. 图示容器中的水通过一水平等直径管道流入大气，则管中A 、B 两点压强p A >p B 。

（ ）
7. 对于恒定流动流体，在同一过流断面上动压强分布规律和静压强的相同。

（ ）
8. 水管流在管道直径、水温、沿程阻力系数都一定时，随着流量的增加，依次出现水力光滑面、过渡粗糙面及水力粗糙面这三个渠道壁面类型。

（ ）
9. 明渠均匀流只能发生在平坡渠道中。

（ ）
10. 如图系统，当阀门开度关小时，流量减小，因此阀门两侧的压强会增大。

（ ）
第6题图 第10题图
二、单选题（每题2分，共20分）
1. 影响水的运动粘性系数的主要因素是 。

(A) 当地气压 (B) 水的密度 (C) 水的温度 (D) 水的流速
2. 如右图示容器内盛有两种不同的液体，则有 。

(A) g p z g p z 1B B 1A A ρ+=ρ+ (B) g
p z g p z 2C C 1A A ρ+=ρ+ (C) g p z g p z 2D D 1B B ρ+=ρ+ (D) g
p z g p z 2C
C 1B B ρ+=ρ+ 3. 下列命题正确的是 。

第2题图
(A) 水泵能利用泵内负压抽水，因此负压值越大越好，扬程也越大
(B) 水总是由高向低流动
(C) 能量方程只能针对作均匀流动或渐变流动的流体列写
(D) 管流出口处断面的流体动压强均为大气压强
4. 等直径管道中粘性流体测压管水头线沿程的变化是 。

(A) 沿程上升 (B) 沿程不变 (C) 沿程下降 (D) 前三种情况都有可能
5. 水流通过一串联管道，当小管与大管直径比为d 1/d 2=2时，其雷诺数之比Re 1/Re 2为 。

(A) 1 (B) 2 (C) 0.5 (D) 4
6. 公式 h l v g f =λ()()22 不能用于 。

(A) 均匀流 (B) 急变流 (C) 紊流 (D) 层流
7. 微幅干扰水面波在急流和缓流中 。

(A) 均能向上游传播 (B) 均不能向上游传播
(C) 缓流中能向上游传播，急流中能向下游传播
(D) 急流中能向上游传播，缓流中能向下游传播
8. 在正常工作条件下，作用水头H 、直径d 相等时，小孔口收缩断面的流速v 和圆柱形外管嘴出流的流速v n 。

(A) v > v n (B) v = v n (C) v < v n (D) 不定
9. 水力最优断面是 。

(A) 造价最低的渠道断面 (B) 壁面粗糙系数最小的断面
(C) 一定的流量下具有最大断面积的断面
(D) 断面积一定时具有最小湿周的断面
10. 某矩形渠道断面宽度4m ，水深2m 。

作均匀流动时，流量8m 3/s ，渠底坡度为0.0001，其
粗糙系数为 。

(A) 0.005 (B) 0.01 (C) 0.02 (D) 0.04
三、填空题（共20分）
1. 如下图，两块相距20mm 的平板间充满动力粘度为0.065(N ·s)/m 2的油，如果以1m/s 速度拉动距上平板5mm ，面积为0.5m 2的薄板（不计厚度）需要的拉力为 。

（本题3分）
2. 已知外界大气压强p 0 =1.02个工程大气压，如果某点的真空度为5mH 2O 柱，则该点的绝对压强为 N/m 2。

（本题2分）
3. 流体质点加速度由_______和_______两部分组成，恒定流动_______加速度为零，均匀流动______加速度为零。

（本题2分）
4. 一圆管直径d = 10mm ，其中水流速度v = 0.1m/s ，水的运动粘性系数为ν = 10-6m 2/s ，则流动处于 流（流态）。

若管长l = 10m ，沿程损失为 。

（本题4分）
5. 有一并联长管道，已知流量Q 1>Q 2，则管1与管2的水头损失关系为h f1 h f2，单位时间内通过的液体总机械能损失关系为ρgQ 1h f1 ρgQ 2h f2。

（填 >,=,<, ≠ 等）（本题4分）
6. 在明渠均匀流中，促使液体流动的力——________与阻止流动的力——_______两者达到 _______状态。

（本题3分）
7. 明渠流中，当弗劳德数Fr =1时为临界流，而Fr >1时为 流。

（本题2分）
四、作图题（共8分）
绘出下图中ACD 部分的静压强分布图及DB 圆柱曲面上的压力体图，标明静压强的大小和方向及压力体的方向。

第三题第1小题 第四题
五、计算题（本大题有3小题，共38分）
1.（本题10分）如图水箱，箱内表压强p0 = 24.5kPa，其侧面有一窗口AB（b×h =3×1.5m2），
求窗口所受静水总压力大小及其作用点位置。

ζ2ζ3
ζ1
第1题图第2题图
2. （本题15分）图示虹吸管自敞口大水箱中吸引水流入大气。

已知管道直径d=25mm，AB
段管长l1=6m，BC段管长l2=14m，B点比水面高2m，出口比水面低4.5m，管路沿程损失系数λ=0.025，进口处局部损失系数ζ1=0.8，直角弯头处ζ2=0.15，B点后折管处ζ3=0.07。

试求：
（1）通过虹吸管的体积流量Q v；
（2）最高点B处的真空压强p v（用水柱高度表示）。

D1D2
第3题图
3. （本题13分）一水电站压力水管渐变段如图，D1 = 1.5m，D2 = 1m，渐变段起点处表压强
p1 = 4kg/cm2，管中流量Q = 1.8m3/s，忽略损失，求渐变段中支座承受的轴向力。

六、实验问答题（共4分）
同样管径大小的突然扩大管和突然缩小管的局部阻力系数大小一样吗？为什么？。