工程流体力学试题

一、选择题：从给出的四个选项中选择出一个正确的选项（本大题60分，每小题3分）1、温度的升高时液体粘度（）。

A、变化不大B、不变C、减小D、增大2、密度为1000kg/m3，运动粘度为10m2/s的流体的动力粘度为（）Pas。

A、1B、0.1C、0.01D、0.0013、做水平等加速度运动容器中液体的等压面是（）簇。

A、斜面B、垂直面C、水平面D、曲面4、1mmH2O等于（）。

A、9800PaB、980PaC、98PaD、9.8Pa5、压强与液标高度的关系是（）。

A、h=p/gB、p=ρgC、h=p/ρgD、h=p/ρ6、流体静力学基本方程式z+p/ρg=C中，p/ρg的物理意义是（）A、比位能B、比压能C、比势能D、比动能7、根据液流中运动参数是否随（）变化，可以把液流分为均匀和非均匀流。

A、时间B、空间位置坐标C、压力D、温度8、连续性方程是（）定律在流体力学中的数学表达式。

A、动量守恒B、牛顿内摩擦C、能量守恒D、质量守恒。

9、平均流速是过留断面上各点速度的（）。

A、最大值的一半B、面积平均值C、统计平均值D、体积平均值10、泵加给单位重量液体的机械能称为泵的（）。

A、功率B、排量；C、扬程D、效率11、水力坡度是指单位管长上（）的降低值。

A、总水头B、总能量C、轴线位置D、测压管水头12、总水头线与测压管水头线间的铅直高差反映的是（）的大小。

A、压力的头B、位置水头C、流速水头D、位置水头。

13、雷诺数Re反映的是流体流动过程中（）之比。

A、惯性力与粘性力B、粘性力与惯性力C、重力与惯性力D、惯性力与重力14、直径为d的圆形截面管道的水力半径为（）A、2dB、dC、d/2；D、d/4。

15、过流断面的水力要素不包括（）。

A、断面面积B、断面湿周C、管壁粗糙度D、速度梯度16、圆管层流中的速度剖面是（）。

A 、双曲线B 、抛物线C 、等值线D 、三角形17、局部水头损失和流速水头很小，计算中可以忽略的压力管路称为（ ）。

A 、长管B 、短管C 、有压管D 、多相管18、并联管路的水力特点是（ ）。

A 、ΣQ i =0，h f =Σh fiB 、Q =ΣQ i , h fj =h fiC 、ΣQ i =0，Σh fi =0D 、Q =ΣQ i ,, h f =Σh fi ；19、无旋流动是指（ ）的流动。

A 、流体质旋转角速度为0B 、速度的旋度为0C 、流体质的点运动轨迹为直线D 、流体微团运动轨迹为直线20、层流区水头损失公式h f =βQ 2m υm L /D 5-m 中的系数β和m 分别为（ ）。

A 、0.0246和1B 、4.15和1C 、0.0246和0.25D 、0.0826λ和0.25。

二、利用下图推导欧拉平衡微分方程10p ρ-=f ∇，再由此推导出流体静力学基本方程。

（本大题20分）三、图示的油罐内装有相对密度为0.7的汽油，为测定油面高度，利用连通器原理，把U形管内装上相对密度为1.26的甘油，一端接通油罐顶部空间，一端接压气管。

同时，压气管的另一支引入油罐底以上的0.4m处，压气后，当液面有气逸出时U 形管内油面高度差△h=0.7m，试计算油罐内的油深H= ?（本大题20分）四、为了在直径D=160mm的管线上自动掺入另一种油品，安装了如图所示的装置：自锥管喉道处引出一个小支管通入油池内。

若压力表读数为2.3×105Pa ，吼道直径为40mm ，主管道的流量为30 L/s ，油品的相对密度为0.9。

欲掺入的油品的相对密度为0.8，油池油面距喉道高度为1.5m ，如果掺入油量约为原输量的10%左右，B 管水头损失设为0.5m ，试确定B 管的管径。

（本大题20分）五、试由牛顿相似准则22Ne F=ρl v 建立粘性力相识准则，并说明粘性力相似准数的含义（本大题10分）六、往车间送水的输水管路由两管段串联而成，第一管段的管径为150mm ，长度为800m ，第二管段的直径为125mm ，长度为600m ，设压力水塔具有的水头H =20m ，局部阻力忽略不计，求流量Q ，并绘制水头线。

（λ1=0.029，λ2=0.027，本大题10分）题7-4图七、儒科夫斯基疑题：给人感觉图中的圆柱体会在浮力的作用下会绕其转轴——图中圆柱中心出的黑点转动起来，由此便可以制造出永动机来吗？为什么？（本大题10分）儒科夫斯基疑题一、选择题：从给出的四个选项中选择出一个正确的选项（本大题60分，每小题3分）1、压力的升高时液体的粘度（）。

A、不变B、减小C、变化不大D、增大2、密度为1000kg/m3，动力粘度为10Pas的流体的运动粘度为（）m2/s。

A、10B、10C、10D、1083、做铅直等加速度运动容器中液体的等压面是（）簇。

A、水平面B、垂直面C、斜面D、曲面4、1mmH g等于（）。

A、133280PaB、13328PaC、1332.8PaD、133.28Pa5、压力水头的计算公式为（）。

A、h=p/gB、p=ρgC、h=p/ρgD、h=p/ρ6、流体静力学基本方程式z+p/ρg=C中，p/ρg的几何意义是（）A、位置水头B、压力水头C、总水头D、速度水头7、根据液流中运动参数是否随（）变化，可以把液流分为稳定流和非稳定流。

A、位置坐标B、时间C、温度D、压力8、理想流体伯努利方程是（）定律在流体力学中的数学表达式。

A、动量守恒B、牛顿第一C、质量守恒D、能量守恒9、由连续性div u=0可以判断出流动为（）流动A、稳定B、可压缩C、不可压缩D、均匀10、泵的排量是指单位时间内流过泵的流体所具有的（）。

A、质量B、机械能C、体积D、重量11、水头损失是指单位重量液体在流动过程中所损失的（）A、势能B、热能C、压能D、机械能12、测压管水头线与位置水头线的铅直高差反映的是（）的大小。

A、压力水头B、位置水头C、流速水头D、总水头。

13、弗劳德Fr反映的是流体流动过程中（）之比。

A、惯性力与粘性力B、粘性力与惯性力C、重力与惯性力D、惯性力与重力14、边长为a的正方形截面管道的水力半径为（）A、2aB、aC、a/2；D、a/4。

15、过流断面的水力要素包括了以下四项中的（）项。

A、速度梯度B、速度分布C、温度D、管壁粗糙度16、圆管流动中的粘性应力与半径呈（ ）关系。

A 、线性B 、正比例；C 、二次方；D 、无；17、局部水头损失或流速水头较大，不可忽略的压力管路称为（ ）。

A 、长管B 、短管C 、有压管D 、多相管18、串联管路的水力特点是（ ）。

A 、Q i =Q j ，h f =Σh fiB 、Q =ΣQ i , h fj =h fiC 、ΣQ i =0，Σh fi =0D 、Q =ΣQ i ,, h f =Σh fi ；19、有旋流动是指（ ）的流动。

A 、流体质旋转角速度不为0B 、速度的旋度不为0C 、流体质点运动轨迹为曲线D 、流体微团运动轨迹为曲线20、水利光滑区水头损失公式h f =βQ 2m υm L /D 5-m 中的系数β和m 分别为（ ）。

A 、0.0246和1B 、4.15和1C 、0.0246和0.25D 、0.0826λ和0.25。

二、利用下图推导包达公式212j ()2v v h g-=，再计算图中管道锐缘出口处的局部阻力系数。

（本大题20分）三、图示的油罐内装相对密度为0.8的油品，装置如图2－11所示的U 形测压管。

求油面的高度H =?及液面压力p 0=?。

（本大题20分）四、由断面为0.2m 2和0.1 m 2的两根管子组成的水平输水管系从水箱流入大气中，假设不考虑局部水头损失，第一段的水头损失为流速水头的4倍，第二段为3倍。

（a ）求断面流速v 1及v 2；（b ）绘制水头线；（c ）求进口A 点的压力（本大题20分）。

图2 管道锐缘出口示意图 图1 突扩管示意图B五、试由牛顿相似准则22Ne F =ρl v建立重力相识准则，并说明重力相似准数的含义（本大题10分）六、有一中等直径钢管并联管路，流过的总水量为0.08m 3/s ，钢管的直径d 1=150mm ，d 2=200mm ，长度l 1=500m ，l 2=800m 。

试并联管中的流量Q 1、Q 2及A 、B 两点间的水头损失（设并联管路沿程阻力系数均为λ=0.039。

本大题10分）。

七、试结合图中给出的机翼周边的流谱解释机翼为什么能够获得升力（本大题10分）题7-5图Q 1L 1d 1Q 2L 2d 2机翼周边的流谱A 卷答案一、选择题：1、C2、D3、A4、D5、C6、B7、B8、D9、B 10、C 11、A 12、C 13、A 14、D 15、D 16、B 17、A 18、B 19、B 20、B二、解：在静止流体中任取出图示的微元正六面体。

首先，我们分析作用在这个微元六面体内流体上的力在x 方向上的分量。

微元体以外的流体作用于其上的表面力均与作用面相垂直。

因此，只有与x 方向相垂直的前后两个面上的总压力在x 轴上的分量不为零。

设六面体中心点A 处的静压力为p (x ，y ，z )，则作用在A 1和A 2点的压力可以表示为1=2p dx p p x ∂-∂；2=2p dxp p x ∂+∂。

所以作用在A 1和A 2点所在面上的总压力分别为1()2p p dx dydz x ∂∂-、1()2p p dx dydz x∂+∂。

微元体内流体所受质量力在x 方向的分力为X ρdxdydz ，由于流体处于平衡状态，则11()(+)+=022p pp dx dydz p dx dydz X ρdxdydz x x∂∂--∂∂。

用ρdxdydz 除上式，简化后得1=0pX ρx∂-∂，同理，在y 、z 方向，可得1=0pY ρy∂-∂和1=0p Z ρz ∂-∂，其矢量形式可写为 1p ρ-=f ∇这便是流体平衡微分方程式。

质量力仅有重力时，单位质量流体所受到的质量力可表示为X =Y =0；Z =g ，将其代入上式可得=dp ρgdz -或()=0d p+ρgz积分可得+=p ρgz c两端同除以ρg 则有+=pz c ρg这便是流体静力学基本方程。

三、解：选取U 形管中甘油最低液面为等压面，由气体各点压力相等，可知油罐底以上0.4m 处的油压即为压力管中气体压力，即00(0.4)go o p g h p g H ρρ+∆=+-得1.260.70.40.4 1.66 m 0.7go o h H ρρ∆⨯=+=+=四、解：列1-1和2-2断面的伯努利方程，则221122110022p v p v g g g gρρ++=++ 其中 12 1.493m /s14Q v D π== 2223.885m/s 14Q v d π==得 221221125718.9Pa 2v v p p ρ-=+=-列4-4自由液面和3-3断面的伯努利方程，以4-4自由液面为基准面，则2334320002w p v H h g g ρ-++=+++其中32p p =、320.114B Qv d π=，代入上式，得0.028m B d =。