流体力学泵与风机1_试题及答案.docx

《流体力学泵与风机》期末考试试卷参考答案
1．没有粘性的流体是实际流体。

错
(1 分)
2．在静止、同种、不连续流体中，水平面就是等压面。

如果不同时满足这三个条件，水
平面就不是等压面。

错
(1 分)
3．水箱中的水经变径管流出，若水箱水位保持不变，当阀门开度一定时，水流是非恒定流动。

错
(1 分)
4．紊流运动愈强烈，雷诺数愈大，层流边层就愈厚。

错
(1 分 )
1
2
(1 分 ) 5．Q =Q 是恒定流可压缩流体总流连续性方程。

错
6．水泵的扬程就是指它的提水高度。

错
(1 分)
7．流线是光滑的曲线，不能是折线，流线之间可以相交。

错
(1 分 )
8．一变直径管段， A 断面直径是 B 断面直径的 2 倍，则 B 断面的流速是 A 断面流速的 4 倍。

对 (1 分)
9．弯管曲率半径 Rc 与管径 d 之比愈大，则弯管的局部损失系数愈大。

错 (1 分)
10．随流动雷诺数增大，管流壁面粘性底层的厚度也愈大。

错 (1 分 )
二、填空题（本大题共 4 小题，每小题 3 分，共 12 分）
11．流体力学中三个主要力学模型是（ 1）连续介质模型（ 2）不可压缩流体力学模型（ 3）无粘性
流体力学模型。

(3 分 )
12．均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。

(3 分 )
13．正方形形断面管道 (边长为 a)，其水力半径 R 等于 R
a
，当量直径 de 等于 d e a ( 3 分 )
4
14．并联管路总的综合阻力系数
S 与各分支管综合阻力系数的关系为
1 1 1 1 。

管嘴
s
s 1
s 2
s 3
与孔口比较 ,如果水头 H 和直径 d 相同，其流速比 V /V 等于 0.97
Q
/Q
等于
0.60 孔口 管嘴
流量比
孔口 管嘴 。

0.82 ,
0.82
(3 分)
三、简答题（本大题共 4 小题，每小题 3 分，共 15 分）
15．什么是牛顿流体什么是非牛顿流体
满足牛顿内摩擦定律的流体为牛顿流体 ,反之为非牛顿流体。

（3 分）
16．流体静压强的特性是什么
流体静压强的方向垂直于静压面， 并且指向内法线， 流体静压腔的大小与作用面的方位无关， 只于
该点的位置有关。

（ 3 分）
17．什么可压缩流体什么是不可压缩流体
流体的压缩性和热胀性很小，密度可视为常数的液体为不可压缩流体，反之为可压缩流体。

（3 分）
18．什么是力学相似
原形流动与模型流动在力学上包括三方面的相似， 即几何相似、运动相似、动力相似， 统称为力学
相似。

19．试述泵与风机的工作原理
当叶轮随轴旋转时，叶片间的气体也随叶轮旋转而获得离心力，并使气体从叶片间的出口处甩出。

被甩出的气体及入机壳，于是机壳内的气体压强增高，最后被导向出口排出。

气体被甩出后，叶轮中心部分的压强降低。

外界气体就能使风机的的吸入口通过叶轮前盘中央的孔口吸入，源源不断地输送气体。

离心式泵的工作原理也是如此。

（ 3 分）
五、计算题（本大题共 3小题，共 43 分）
21．齿轮泵由油箱吸取润滑油，其流量为Q 1.2 103 m3 / s ，润滑油的运动粘度为410 5 m2 / s ，油的重度为9000 N / m3，吸油管长10m，管径d40mm，油泵进口最大允许真空度为 2.5m 水柱，求油泵允许的安装高度H? （ 15 分）
解：建立 o-o1-1 断面能量方程
0 0 0H p2v22
（ 3 分）
h l
2g
4Q4 1.210 3
955 <2320（2 分）R e
410 3410 5
dv
流态为层流
32lv
（3 分）h l
d 2
p2v29810160.00122 H h l 2.5
20.0449.81
2 g9000
-（5 分）32 0.4 10 4 10 0.0012
9.810.044
4
=1.85m（2 分）
22．有一圆滚门，长度l=10m，直径 D=4.2m，上游水深H1=4.2m，下游水深 H2=2.1m，求作用于圆滚门上的水平和铅直分压力。

（15 分）
p x p1p21
( H 12H 22 )(6 分) 2
＝1
9.807 10(4.2 2.1)2648.7 kN(3 分) 2
p z Al278.2R2 l10.30.32 2.12l 1018.7kN(6 分 )
3602
23．水力清砂高压水枪喷嘴如图所示。

水枪喷嘴出口直径d0=7mm，d1=15mm，水枪工作水量 Q=160升/ 分。

用喷嘴射流来冲毁铸型芯砂。

试确定喷嘴内壁对水的作用力。

（13分）
解：沿管轴 x 方向所有外力及动量变化为
F x p1A1 R Q
(v2 v1 )(2 分 ) g
V1Q
15.1m / s(2 分 ) A1
p1v12v02
(2 分 ) 2g
p0
2g
p1 A1(v02v12 ) A110009.81 ( 69.5215.12 ) A1407 N(2 分 ) 2g29.81
P1p1 A1 4.07N F x Q
(v0 v1 )14.5N(3 分 ) g
R P1F x407145 262N(2 分 )。