2007水力学自考

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2007年 2007年7月
流体力学 自考考题评讲
一、单项选择题
1. 牛顿内摩察定律适用于 (A)牛顿流体; )牛顿流体; (C)膨胀流体; )膨胀流体; (B)宾汉流体; )宾汉流体; (D)一切流体。 )一切流体。
[ A
]
2. 某点的真空度为 某点的真空度为45000 Pa,当地大气压为 kPa,则该点的 ,当地大气压为97 , 绝对压强为 (A) 5000 Pa; (B) 35000 Pa; ; ; (C) 52000 Pa; ; (D) 142000 Pa。 。 [ C ] 3. 符合恒定流条件的是 (A)流动随时间按一定的规律变化;(B) 各过流断面的压强相 )流动随时间按一定的规律变化; 各过流断面的速度分布相同; 同;(C) 各过流断面的速度分布相同;(D) 流场中所有空间点 上的一切运动要素都不随时间变化。 上的一切运动要素都不随时间变化。 [ D ]
b β h = = 2( 1 + m − m) 0.828 ≈ h
即:b≈0.828h,过水断面积 ,
A = (b + mh)h ≈ 1.828h 2
1 h 1=1.828h × × ( ) × 0.004 0.02 2
2 2 3
1 Q = A( R ) n
1 6
Ri
求得: 求得:h≈0.616m,故b=0.828h≈ 0.51m。 , 。
2g
ρ水 g
2g
2 = 1.0 ,则有: o + + = 0+ + ρ水 g 2g ρ水 g 2g 2
p2 = p1 = 98kN / m
3. 利用动量方程投影式求解水流对弯管沿 和y方向的作用力 利用动量方程投影式求解水流对弯管沿x和 方向的作用力 控制体受力如图所示(所受重力垂直纸面,未画出)。 控制体受力如图所示(所受重力垂直纸面,未画出)。
P = P + P = 21.06 kN
2 x 2 z
静水总压力P与水平面间的夹角: 静水总压力 与水平面间的夹角: 与水平面间的夹角
Pz θ = arctan = 21.450 Px
27.如图所示,管路中一段水平放置的等截面弯管,直径 .如图所示,管路中一段水平放置的等截面弯管, d=200mm,弯角为 45°。管中 截面的平均流速大小为 , ° 管中1-1截面的平均流速大小为 v1=4 m/s,其形心处的压强为p1=98kN/m2 。若不计管流的 ,其形心处的压强为 水头损失,试分别求水流对弯管沿x和 方向的作用力 方向的作用力。 水头损失,试分别求水流对弯管沿 和y方向的作用力。 解:取渐变流过水 断面1-1及2-2间的 断面 及 间的 水体为控制体。 水体为控制体。 1. 求2-2断面平均 断面平均 流速
υ2 = υ1 = 4m / s
o+ + = 0+ +
2. 求2-2断面形心处的压强: 断面形心处的压强: 断面形心处的压强 以管轴线所在水平面为基准面0-0,则列1-1到 的伯诺里 以管轴线所在水平面为基准面 ,则列 到2-2的伯诺里 方程有: 方程有: p1 α1υ12 p2 α 2υ2 2
ρ水 g
P = P2 = p1 A1 = p2 A2 1 3.14 × 0.22 = 98 × 4 ≈ 3.08 (kN)
总流动量方程在x轴方向的投影: 总流动量方程在 轴方向的投影: 轴方向的投影
ρ Q ( β 2υ 2 cos 45° − β1υ1 ) = P − P2 cos 45 − Rx 1
0

l υ H = (ξ进 + ξ阀 + λ ) d 2g
2
解得: 解得: υ =3.61m/s 故
20000 υ 2 4 = (0.5 + 3.5 + 0.02 × ) 200 2 × 9.8
Q = Aυ =
π ×d
4
2
⋅υ = 0.113 m / s
3
24.如图所示一路基排水沟,已知需要通过的流量为 Q=1m3/s, .如图所示一路基排水沟, , 沟底底坡为 i=4/1000,水沟断面采用梯形断面,并用小片石干 / ,水沟断面采用梯形断面, 砌护面(粗糙系数n=0.02),边坡系数 ),边坡系数 砌护面(粗糙系数 ),边坡系数m=1。试按水力最优条件 。 设计断面尺寸。 设计断面尺寸。 解:水力最优时有: 水力最优时有: 水力半径 R=0.5h,宽深比 ,
三.名词解释
21.流线: .流线: 流场中表示某时刻流动方向的曲线, 流场中表示某时刻流动方向的曲线,曲线上各 质点的速度矢量都与该曲线相切。 质点的速度矢量都与该曲线相切。 22.层流: .层流: 流体质点互不掺混,有条不紊的流动。 流体质点互不掺混,有条不紊的流动。
23.如图所示输水系统,水流经管道流入大气。水池的水位 .如图所示输水系统,水流经管道流入大气。 保持不变, 保持不变,H=4m;管道的直径 ;管道的直径d=200mm,长度 ,长度l=20m,沿程 , 阻力系数λ 阻力系数λ=0.02;阀门的局部阻力系数ζv=3.5。试求通过 ;阀门的局部阻力系数ζ 。 管道的流量。 管道的流量。 解:求通过管道的流量, 求通过管道的流量, 以管轴线所在水平面为 基准面, 基准面,列1→2能量方程 能量方程
d
2
d2
题6图 图
7. 明渠均匀流可能发生在 顺坡棱柱形渠道; (A)平坡棱柱形渠道; (B) 顺坡棱柱形渠道; )平坡棱柱形渠道; (C) 逆坡棱柱形渠道; 逆坡棱柱形渠道; (D) 以上三种情况都有可能。[ B ] 以上三种情况都有可能。 8. 渗流模型与实际渗流相比 (B) 流速相同; 流速相同; (A)流量相同; )流量相同; (C) 各点压强不同; 各点压强不同; (D) 渗流阻力不同。 渗流阻力不同。
二、填空题
11. 已知某点的绝对压强为 已知某点的绝对压强为7.5m水柱高,当地大气压强为 水柱高, 水柱高 98kN/m2,则相对压强为 -24.5 kN/m2,真空度为 24.5 kN/m2。 12.液体静力学基本方程 .
p z+ =c ρg
的几何意义为液体中任意两点的 相等; 测压管水头 相等; 物理意义为液体中任意两点处单位重量液体相对于基准面的 势能 相等 。 13. 动量修正系数β是用断面实际流速计算的动量与用断面 . 动量修正系数β 流速计算的动量之比,紊流运动中,一般取值β=1 β=1。 平均 流速计算的动量之比,紊流运动中,一般取值β=1。
[ A ]
9. 雷诺数反映了流体在运动过程中 (A)惯性力与重力之比; (B)重力与粘性力之比; )惯性力与重力之比; )重力与粘性力之比; (C)惯性力与粘性力之比;(D)惯性力与弹性力之比。 )惯性力与粘性力之比; )惯性力与弹性力之比。 [ C ] 10. 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是 (A) 切应力和压强; 切应力和压强; (B) 切应力和剪切变形速度; 切应力和剪切变形速度; (C) 切应力和剪切变形; (D) 切应力和流速。 切应力和剪切变形; 切应力和流速。 [ B ]
Px = ρ g (hC左 − hC右 ) Ax = 1× 9.8 × (2.5 − 0.5) × (1×1) = 19.6 kN ( → )
2.作用在圆柱体闸门上的静水总压力的铅直分力 压力体就是圆柱体水体
Pz = ρ g ⋅ V = ρg ⋅
π D2
4 = 7.7 kN ( ↑ )
⋅L
3.作用在圆柱体闸门上的静水总压力P .作用在圆柱体闸门上的静水总压力 大小: 大小:
某点的真空度为38000 Pa,当地大气压为 kPa,则该点 2. 某点的真空度为 ,当地大气压为98 , 的绝对压强为 (A) 5000 Pa; (B) 40000 Pa; (C) 60000 Pa; (D) 136000 Pa 。 [ C ] 3. 符合非恒定流条件的是
υ2
2g
,其中ξ称为 局部水头损失(阻力)系数。 其中ξ 局部水头损失(阻力)系数。 16. 出流流束能各方向全部完善收缩的薄壁小孔口恒定出流的 流速系数φ= 流量系数μ= 流速系数φ= 0.97 ,流量系数μ= 0.62 。
17. 圆管均匀流中,切应力与点到管轴的距离成正比, 圆管均匀流中,切应力与点到管轴的距离成正比,其中 最小( 最大。 管轴处切应力的值为 最小(0),管壁处切应力的值为 最大。 18.短管是指水头损失中,沿程水头损失和局部水头损失都占 .短管是指水头损失中, 比重, 的管道。 相当 比重,两者都不可以 忽略 的管道。 19. 明渠流动具有 自由 表面,沿程各断面的表面压强都是 表面, 重力对流动起主导作用。 大气压 ,重力对流动起主导作用。 20. 达西定律表达式 u=kJ 中的参数是反映土性质和流体性质 的量纲, 系数。 综合影响渗流的系数, 综合影响渗流的系数, 具有 速度 的量纲,称为 渗透 系数。
25.已知一普通完全井,其半径r0 = 0.15m,含水层厚 .已知一普通完全井,其半径 ,含水层厚H=6m, , 渗透系数k=0.0006 m /s ,影响半径 影响半径R=150m。试求井中水位降 渗透系数 。 落s=2m时,井的涌水量 。 时 井的涌水量Q。 由题意,井中水深h 解: 由题意,井中水深 = H-s = 4m,由普通完全井的渗流量 , 计算公式
26.如图所示,两水池间的隔板处有一个圆柱体闸门,已知: .如图所示,两水池间的隔板处有一个圆柱体闸门,已知: 圆柱体直径D=1m,垂直于图面长 圆柱体直径 ,垂直于图面长L=1m;左池水深 ;左池水深H=3m; ; 右池水深h=1m。试求作用在圆柱体闸门上的静水总压力。 右池水深 。试求作用在圆柱体闸门上的静水总压力。 解:1. 作用在圆柱体闸门上的静水总压力的水平分力
ρ = 1000kg / m3 β1 = β 2 = 1.0
则Rx=1.05 kN
同理有: 同理有: ρ Q ( β 求得: 求得:
3.14 × 0.22 又 Q= × 4 = 0.126 ( m3 / s ) 4
2 2
υ sin 45° − 0) = 0 − P2 sin 45° + Ry
Ry = 2.53 kN
k ( H 2 − h2 ) 0.0006(62 − 42 ) Q = 1.366 × = 1.366 × R 150 lg lg r0 0.15 = 5.464 ×10−3 m3 /s
另解: 另解:
kHs s Q = 2.732 × 1 (- )=0.00464(m3 / s ) R lg ) 2 H ( ro
尼古拉兹实验将流动分为五个区域, 14. 尼古拉兹实验将流动分为五个区域,在各区域内影响沿程 阻力系数λ的因素不同,其中紊流过渡区λ 雷诺数( 阻力系数λ的因素不同,其中紊流过渡区λ与 雷诺数(Re ) 相对粗糙度k 有关。 和 相对粗糙度ks /d 有关。 15. 局部水头损失的一般表达式为
hj = ξ
4. 设水流对弯管沿 和y方向 设水流对弯管沿x和 方向 的作用力分别为R 和 的作用力分别为 x’和Ry’ 。 则由作用力与反作用力的关 系有: 系有:
′ Rx = − Rx , R′ = − Ry y
2007年10月 2007年10月
流体力学 自考考题评讲
一、单项选择题
1.单位质量力的国际制单位是 (A)m/s2 ; ) (B) m2 /s ; ) (C)N(kN); ) ( ); (D)无单位。 )无单位。 [ A ]
4. 在圆管流中,紊流的断面流速分布符合 在圆管流中, (B) 直线变化规律; 直线变化规律; (A)均匀规律; )均匀规律; (C) 抛物线规律; 抛物线规律; (D) 对数曲线规律。 对数曲线规律。
[ D ]
5. 圆管紊流光滑区的沿程摩阻系数 圆管紊流光滑区的沿程摩阻系数λ 有关; 与管壁相对粗糙ks/d有关; 有关; (A)与雷诺数 有关; (B) 与管壁相对粗糙 )与雷诺数Re有关 有关 (C) 与雷诺数 及管壁相对粗糙 与雷诺数Re及管壁相对粗糙 及管壁相对粗糙ks/d有关; 有关; 有关 (D) 与雷诺数 和管长 有关。 与雷诺数Re和管长 有关。 和管长l有关 [ A ] 6. 如题 图所示变直径管的直径 1=320mm,d2=160mm,流速 如题6图所示变直径管的直径 图所示变直径管的直径d , , v1=1.5m/s ,则v2为 (A)3m/s; (B) 4m/s; (C) 6m/s; (D) 9m/s。 [ C ]
相关文档
最新文档