工程流体力学试题三(试题参考)
工程流体力学练习题及答案
流体力学练习题一、填 空 题1.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。
2.在现实生活中可视为牛顿流体的有水 和空气 等。
3.流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。
它们的区别在于:前者是作用在某一面积上的总压力;而后者是作用在某一面积上的平均压强或某一点的压强。
4.均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。
5.和液体相比,固体存在着抗拉、抗压和抗切三方面的能力。
6.空气在温度为290K ,压强为760mmHg 时的密度和容重分别为 1.2a ρ= kg/m 3和11.77a γ=N/m 3。
7.流体受压,体积缩小,密度增大 的性质,称为流体的压缩性 ;流体受热,体积膨胀,密度减少 的性质,称为流体的热胀性 。
8.压缩系数β的倒数称为流体的弹性模量 ,以E 来表示9.1工程大气压等于98.07千帕,等于10m 水柱高,等于735.6毫米汞柱高。
10.静止流体任一边界上压强的变化,将等值地传到其他各点(只要静止不被破坏),这就是水静压强等值传递的帕斯卡定律。
11.流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。
12.液体静压强分布规律只适用于静止、同种、连续液体。
13.静止非均质流体的水平面是等压面,等密面和等温面。
14.测压管是一根玻璃直管或U 形管,一端连接在需要测定的容器孔口上,另一端开口,直接和大气相通。
15.在微压计测量气体压强时,其倾角为︒=30α,测得20l =cm 则h=10cm 。
16.作用于曲面上的水静压力P 的铅直分力z P 等于其压力体内的水重。
17.通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。
18. 流线不能相交(驻点处除外),也不能是折线,因为流场内任一固定点在同一瞬间只能有一个速度向量,流线只能是一条光滑的曲线或直线。
19.静压、动压和位压之和以z p 表示,称为总压。
20.液体质点的运动是极不规则的,各部分流体相互剧烈掺混,这种流动状态称为紊流。
工程流体力学试题与答案3
一、判断题( 对的打“√”,错的打“×”,每题1分,共12分) 1.无黏性流体的特征是黏度为常数。
2.流体的“连续介质模型”使流体的分布在时间上和空间上都是连续的。
3.静止流场中的压强分布规律仅适用于不可压缩流体。
4.连通管中的任一水平面都是等压面.5。
实际流体圆管湍流的断面流速分布符合对数曲线规律. 6. 湍流附加切应力是由于湍流元脉动速度引起的动量交换。
7. 尼古拉茨试验的水力粗糙管区阻力系数λ与雷诺数Re 和管长l 有关。
8。
并联管路中总流量等于各支管流量之和。
9。
声速的大小是声音传播速度大小的标志。
10.在平行平面缝隙流动中,使泄漏量最小的缝隙叫最佳缝隙. 11.力学相似包括几何相似、运动相似和动力相似三个方面。
12.亚声速加速管也是超声速扩压管. 二、选择题(每题2分,共18分)1.如图所示,一平板在油面上作水平运动.已知平板运动速度V=1m/s ,平板与固定边界的距离δ=5mm,油的动力粘度μ=0。
1Pa ·s ,则作用在平板单位面积上的粘滞阻力为( ) A .10Pa ; B .15Pa; C .20Pa ; D .25Pa ;2. 在同一瞬时,位于流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此流线( )A .相切;B .重合;C .平行;D .相交。
3。
实际流体总水头线的沿程变化是:A .保持水平;B .沿程上升;C .沿程下降;D .前三种情况都有可能。
4.圆管层流,实测管轴上流速为0.4m/s ,则断面平均流速为( )A .0。
4m/sB .0。
32m/sC .0。
2m/sD .0。
1m/s 5.绝对压强abs p ,相对压强p ,真空度v p ,当地大气压a p 之间的关系是:A .v abs p p p +=;B .abs a v p p p -=;C .a abs p p p +=;D .a v p p p +=. 6.下列说法正确的是:A .水一定从高处向低处流动;B .水一定从压强大的地方向压强小的地方流动;C .水总是从流速大的地方向流速小的地方流动;D .以上说法都错误。
流体力学考试试题(附答案)
一、单项选择题1.与牛顿内摩擦定律有关的因素是〔A〕A压强、速度和粘度;B流体的粘度、切应力与角变形率;C切应力、温度、粘度和速度; D压强、粘度和角变形。
2.流体是一种〔D〕物质。
A不断膨胀直到充满容器的;B实际上是不可压缩的;C不能承受剪切力的;D 在任一剪切力的作用下不能保持静止的。
3.圆管层流流动,过流断面上切应力分布为〔B〕A.在过流断面上是常数;B.管轴处是零,且与半径成正比;C.管壁处是零,向管轴线性增大;D. 按抛物线分布。
4.在圆管流中,层流的断面流速分布符合〔C〕A.均匀规律;B.直线变化规律;C.抛物线规律;D. 对+曲线规律。
5. 圆管层流,实测管轴线上流速为4m/s,那么断面平均流速为〔〕A. 4m/s;B. 3.2m/s;C. 2m/s;D. 1m /s。
6.应用动量方程求流体对物体的合力时,进、出口的压强应使用〔〕A 绝对压强B 相对压强C 大气压D 真空度7.流量为Q ,速度为v 的射流冲击一块与流向垂直的平板,那么平板受到的冲击力为〔〕A QvB Qv 2C ρQvD ρQv 28.在〔D 〕流动中,伯努利方程不成立。
(A)定常 (B) 理想流体 (C) 不可压缩 (D) 可压缩9.速度水头的表达式为〔D 〕 (A)h g 2 (B)2ρ2v (C) 22v (D) g v 2210.在总流的伯努利方程中的速度v 是〔B 〕速度。
(A) 某点 (B) 截面平均 (C) 截面形心处 (D) 截面上最大11.应用总流的伯努利方程时,两截面之间〔D 〕 。
(A)必须都是急变流 (B) 必须都是缓变流(C) 不能出现急变流 (D) 可以出现急变流12.定常流动是〔B 〕A.流动随时间按一定规律变化;B.流场中任意空间点的运动要素不随时间变化;C.各过流断面的速度分布一样;D.各过流断面的压强一样。
13.非定常流动是 〔B 〕A. 0=∂∂t uB. 0≠∂∂t uC. 0=∂∂s uD.0≠∂∂s u 14.任意形状平面壁上静水压力的大小等于〔C 〕处静水压强乘以受压面的面积。
《工程流体力学》试题及答案
《工程流体力学》试题及答案一、选择题(每题3分,共15分)1. 下列哪个选项不是流体力学的分支?A. 流体静力学B. 流体动力学C. 流体力学实验D. 流体力学数值模拟答案:C2. 下列哪种流体是不可压缩流体?A. 水蒸气B. 液体C. 气体D. 所有流体答案:B3. 下列哪个方程描述了流体运动的基本规律?A. 连续性方程B. 动量方程C. 能量方程D. 上述都是答案:D4. 在伯努利方程中,流速增加时,压力会?A. 增加B. 减少C. 不变D. 无法确定答案:B5. 下列哪个因素对流体流动的影响最小?A. 流体的粘度B. 流体的密度C. 流体的温度D. 流体的流速答案:C二、填空题(每题3分,共15分)1. 流体力学研究的对象是______。
答案:流体2. 流体的连续性方程表达了______与______之间的关系。
答案:流量,流速3. 流体力学中的动量方程是由______和______推导得出的。
答案:牛顿第二定律,动量定理4. 在伯努利方程中,流速与压力之间的关系为:流速越______,压力越______。
答案:大,小5. 流体力学实验中,常用的测量流体流速的仪器是______。
答案:流速仪三、计算题(每题20分,共60分)1. 已知一圆柱形管道,直径为0.2米,管道中水流速度为2米/秒,水的密度为1000千克/立方米,水的粘度为0.001帕·秒。
求管道中的压力分布。
解答:首先,根据连续性方程,计算管道中的流量Q:Q = A v = π (d/2)^2 v = π (0.2/2)^2 2 = 0.0628 m^3/s然后,根据伯努利方程,计算管道中的压力分布:P1 + 1/2 ρ v1^2 + ρ g h1 = P2 + 1/2 ρ v2^2 + ρ g h2由于管道为水平管道,h1 = h2,所以可以简化为:P1 + 1/2 ρ v1^2 = P2 + 1/2 ρ v2^2代入已知数据,得到:P1 + 1/2 1000 2^2 = P2 + 1/2 1000 2^2解得:P1 = P2所以,管道中的压力分布为均匀分布。
流体力学考试题及参考答案
流体力学考试题及参考答案一、单选题(共48题,每题1分,共48分)1.下列流体的作用力不是质量力的是( )。
A、粘性内摩擦力B、电磁力C、惯性力D、重力正确答案:A2.()管路各段阻力损失相同。
A、分支管系B、并联管系C、串联管系D、短管管系正确答案:B3.沿程水头损失随水流的流程增长而()。
A、不变B、增大C、减少D、不确定正确答案:B4.伯努利方程中Z+P/ρg表示()A、单位体积流体具有的机械能B、单位质量流体具有的机械能C、单位重量流体具有的测压管能头D、通过过流断面的流体所具有的总机械能正确答案:C5.下列属于质量力的是()。
A、剪切力B、压力C、重力D、表面张力正确答案:C6.下列哪些一般当做不可压缩流体()A、水银B、氮气C、氧气D、空气正确答案:A7.流体的切应力()。
A、仅仅取决于分子的动量交换B、当流体处于静止状态时,由于内聚力,可以产生C、仅仅取决于内聚力D、当流体处于静止状态时不会产生正确答案:D8.当容器内工质压力大于大气压力时,工质处于()状态。
A、负压B、临界C、标准D、正压正确答案:D9.某变径管的雷诺数之比Re1:Re2=1:4,则其管径之比d1:d2为()。
A、02:01B、04:01C、01:04D、01:02正确答案:C10.液体的流动状态用()来判别。
A、达西公式B、声速C、牛顿内摩擦定律D、雷诺数正确答案:D11.汽轮机轴封压力为30千帕,其绝对压力是()。
A、71千帕B、171千帕C、30千帕D、130千帕正确答案:D12.动量方程中,ΣF表示作用在控制体内流体上的力是()A、总表面力B、合外力C、总压力D、总质量力正确答案:B13.在圆管流中,紊流的断面流速分布为()。
A、均匀规律B、直线变化规律C、抛物线规律D、对数曲线规律正确答案:D14.凝结水泵布置在-1米层,凝汽器压力为-90千帕,其入口绝对压力是()。
A、90千帕B、10千帕C、1千帕D、21千帕正确答案:D15.变直径管流,细管段直径d1,粗管段直径d2=2d1,两断面雷诺数的关系是()。
工程流体力学习题及答案
工程流体力学习题及答案(1)1 某种液体的比重为3,试求其比容。
(答:3.3×10-4米3/公斤)2 体积为5.26米3的某种油,质量为4480公斤,试求这种油的比重、密度与重度。
(答:0.85;851公斤/米3;8348牛/米3)3 若煤油的密度为0.8克/厘米3,试求按工程单位计算的煤油的重度、密度与比容。
(答:800公斤力/米3;81.56公斤力·秒2/米4;1.25×10-3米3/公斤力)4 试计算空气在温度t=4℃,绝对压力P=3.4大气压下的重度、密度与比容。
(答:42.4牛/米3;4.33公斤/米3;0.231米3/公斤)5 试计算二氧化碳在温度为t=85℃,绝对压力P=7.1大气压下的重度、密度与比容。
(答:104牛/米3;10.6公斤/米3;0.09厘米3/公斤 )6 空气在蓄热室内于定压下,温度自20℃增高为400℃,问空气的体积增加了多少倍? (答:1.3倍)7 加热炉烟道入口烟气的温度900=t 入℃,烟气经烟道及其中设置的换热器后,至烟道出口温度下降为500=t 出℃,若烟气在0℃时的密度为28.10=ρ公斤/米3,求烟道入口与出口处烟气的密度。
(答:298.0=ρ人公斤/米3;452.0=ρ出公斤/米3) 8 试计算一氧化碳在表压力为0.3大气压、温度为8℃下的重度。
(答:15.49牛/米3)9 已知速度为抛物线分布,如图示 y=0,4,8,12,17厘米处的速度梯度。
又若气体的绝对粘性系数为1013.25-⨯=μ牛·秒/米3,求以上各处气体的摩擦切应力。
9 题图10 夹缝宽度为h ,其中所放的很薄的大平板以定速v 移动。
若板上方流体的粘性系数为μ,下方流体的粘性系数为K μ,问应将大平板放在夹缝中何处,方能使其移动时阻力为最小?(答:h kk kh =++11或)11 如图所示,一正方形b ×b=67×67厘米2、质量为12公斤的平板,在厚3.1=δ毫米的油膜支承下,以匀速v=0.18米/秒沿一斜面滑下,问油的粘性系数是多少?10 题图 11 题图(答:0.728牛·秒/米2)12 如图所示,气缸直径D 1=16厘米,活塞直径D 2=16厘米,质量0.97公斤,若活塞以匀速0.05米/秒在气缺内下降,试求油的粘性系数是多少?12 题图 15 题图(答:0.63牛·秒/米2)13 直径为150毫米的圆柱,固定不动。
(完整版)工程流体力学试题
(完整版)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10 6m2/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()。
工程流体力学题及答案
《工程流体力学》试题(一)一、填空1.我们所学的流体力学中描述流体运动的方法常采用( )法。
2. 伯努利方程是( )定律在流体力学中的应用。
3.管道的总水力损失等于( )之和。
4.流线是某一瞬时在流场中假想的曲线, 在这条曲线上的各流体质点的速度方向都与该曲线( )。
5.在虹吸管中,压力最低点的数值,不能低于( ),否则液体汽化,从而破坏虹吸现象。
6.等压面上的每一空间点上的单位质量力,必与等压面()7.皮托管原理依据是( ),而文丘里流量计(或喷嘴、孔板流量计等) 原理依据则是( )。
8.等压面上任一点的质量力方向是( )等压面。
9.根据雷诺数可以判断流体的流动状态,如管内流动时,Re( )为层流。
10.当流体的流动处于紊流粗糙管区时,其沿程损失系数与()无关,只与相对粗糙度有关。
11.描述流体运动的方法有拉格朗日法和()。
12.流场中运动的流体若存在加速度,它包括()加速度和迁移加速度。
13.紊流流场中流体不仅受到摩擦切应力作用,还受到()切应力作用。
14.工程上,流体在流管中流动时,雷诺数()时,流动为层流。
15. 流体是由无数的一个紧挨一个的( )组成的稠密而无间隙的连续介质, 这就是流体的( )假设。
16. 不考虑粘性的流体是( )流体, 反之是( ), 符合牛顿内摩擦定律的流体是( )流体, 反之是( )流体。
17. 在平衡流体中, 静压力相等的各点所组成的面称( ), 并且通过每一点的等压面与该点所受的( )力互相垂直。
18. 流线是某一瞬时在流场中假想的曲线, 在这条曲线上的各流体质点的速度方向都与该曲线( ); 涡线是角速度场中一条假想的曲线, 在同一瞬时处在这条曲线上的所有流体质点旋转角速度都与该曲线( )。
二、判断并改错1.理想流体是指不考虑粘性的流体;不可压缩流体是指忽略密度变化的流体。
这两种近似处理和流体连续介质假设一样都是流体力学中主要的力学模型。
( 2.质量力只有重力的静止流体,其等压面一定是水平面。
工程流体力学试题及答案
③欧拉数
6、动力粘度 8.0 10 2 Pa S 的流体沿平板流动,速度梯度 为
1
。 ②0.8Pa
1 ② h 2 2
0.1Pa
③80Pa
④100Pa
7、高为 h 的敞口容器装满水,作用在侧面单位宽度平壁面上的静水总压力为 ① h 2 ③ 2h 2 ④ h
8、水力光滑区具有
管路总压降。 (按长管计算,假设 2000 Re 105 按水力光滑区处理) 3、如图所示,油品相对密度δ油=0.8,被一隔板和一直径 D=0.3m 的球形阀分隔,上游 油深 H1=0.6m,下游油深 H2=0.45m,试求:球阀所受液体总压力的水平分力 Px 和铅垂分 力 Pz 的大小。
图 4、如图所示,将一平板垂直探入水的自由射流中,设平板截去射流的部分流量 Q1= 0.012m3/s,并引起射流的剩余部分偏转一角度 。已知射流速度为 30m/s,总流量 Q0 =0.036m3/s,不计重量及水头损失。求偏转角度 ?
3、缓变流断面的水力特性 ①质量力只有惯性力 ③ z
p u2 常数 γ 2g
④ p 常数 的流体。 ② 静止时理想流体内部压力相等 ④ 运动时理想流体内部压力相等 相等。 ④弗汝德数
du 10 31 / s ,产生切应力 dy
4、理想流体是一种 ① 不考虑惯性力 ③ 运动时没有摩擦力 5、两个流场动力相似的必要条件是 ①雷诺数 ②牛顿数
球阀受液体总压力的的水平分力为:
Px Px1 Px 2 249.25 166.17 83.1N ,方向向右(→)
球阀手液体总压力的铅垂分力由压力体确定,绘制压力体如图。
Pz 油V 油 4 3 4 3.14 0.3 D 0.8 9800 110.8 N ,方向向上(↑) 3 2 2
《工程流体力学》真题
《工程流体力学》习题与真题(内部学习资料)《工程流体力学》试卷(答题时间120 分钟)班级姓名班级序号成绩一.名词解释(10分,每题2分)1.粘性。
2.流线。
3.流量。
4.速度环量。
5.边界层。
二.简答题(20分每题10分)1.简述定常不可压粘性流体有压管流中层流和紊流的基本规律。
2.画出无限空间自由淹没紊流射流结构图,并说明其几何、运动、动力特征。
三、选择与填空(30分)1.两平板相距0.1mm,中间充满了粘度为μ=0.00114Pa/s的流体,上平板相对下平板的运动速度为3.5m/s,则平板表面的切应力为Pa。
(3分)2.某点的计示压强是1.36米水柱,当地大气压是10米水柱,则该点处的绝对压强是KPa。
(3分)3.如图1所示不可压流动,d1/d2=3,则v2/v1= 。
(2分)图1 图24.某平面形心处的压强为25KPa,受压面积为6平方米,则作用在该平面上的压力为N。
(2分)5.水在管中流动,雷诺数为1890,则其流态为。
(1分)6.扰动在不可压流场中的传播速度是,在可压流场中的传播速度是。
(A.无穷大B.有限大)。
(1分)7.如图2所示,设H=3m,不计损失,则出口速度为m/s。
(2分)8.两水管的有压流动相似,d1/d2=3,则v2/v1= 。
(2分)9.如图3所示,图a是,图b是。
(A.无旋流 B.有旋流。
)(1分)图3 图4v=,10.理想不可压流体作平面无旋流动,其流函数为kxy,则xy v = 。
(2分) 11.如图4所示,流体分别在渐扩管和渐缩管中流动,则在 中易发生边界层的分离。
(A .渐扩管 B .渐缩管)。
(1分)12.某正激波前速度系数为2.3,则波后速度系数为 。
(1分) 13.如图5所示为小扰动在不同来流速度场的传播,则来流速度在图a 中 ,图b 。
(A .Ma >1 B .Ma <1 C .Ma =1=。
(1分)图5(a) 图5(b) 图614.设某管路的水力直径为4.8m ,则其水力半径为 m 。
工程流体力学试卷及答案6套
试卷 11.如图所示有一圆形容器,内装三种液体,上层为比重 d1 0.8的油,中 层为比重 d2 1的水,下层为比重 d3 13.6的水银。
已知各层的高度均为 h 0.5m , 容器直径 D 1m ,试求:(1)A 、B 点的相对压强;( 2)A 、 B 点的绝对压强(用水柱高度表示) ; (3)容器底面 EF 上的相对总压力。
半浸没在海水中,海水的比重为 1.025,为使 它完全淹没在海水中在球的下面系一混凝土块,混凝土块的密度m2 400kg/m3 ,试求所需混凝土块的重量。
3.一平面流动的 x 方向的速度分量为 u 3ax 3ay,在点(0,0)处 u v 0, 试求:通过A (0,0),B (1,1)两点联线的单位宽度流量。
4.在水深 d 45m 的海面上有一前进波,波高 H 4m ,波长 80 m ,试求:(1)水面下 7m 深处水质点所受的压强;(2)用图表示该质点在波动时的最高位置和最低位置。
5.试用瑞利法求理想流体经圆形孔口出流的流量关系式 孔口直径 d ,作用水头 H0和重力加速度 g有关。
6.如图所示平板闸门下出流,已知: H 4m , h e1m , 闸门宽 B 3m ,流量 Q 20m 3/s ,不计水头损失,试求: 作用在闸门上的动水总压力。
试卷 21. 如图所示一封闭容器水表面绝对压强pab 85kPa , 中间玻璃管两端是开口的,当既无空气通过玻璃管 进入容器,又无水进入玻璃管时,求玻璃管应该 伸入水面下的深度 h 。
假设孔口的出流量 Q与p ab题6 h e图题1图322. 已知平面流动的速度势0.04x3axy2,x、y 单位为m,的单位为m2/s,试求:(1)常数a;(2)点A(0,0)和B(3,4)间的压强差p。
(设流体的密度1000kg/m3)3.如图所示管路,已知容器 B 的初始水位为h1 ,截面积为A,当管中流入和流出随时间变化的流量分别为Q1(t)和Q2(t)时,写出容器B中水深h(t)的表达题 3 图题 4 图4.如图所示为射流推进船的简图。
工程流体力学试卷及答案6套
第 1 页 共 12 页试卷11.如图所示有一圆形容器,内装三种液体,上层为比重8.01=d 的油,中层为比重12=d 的水,下层为比重6.133=d 的水银。
已知各层的高度均为5.0=h m ,容器直径1=D m ,试求: (1)A 、B 点的相对压强;(2)A 、B 点的绝对压强(用水柱高度表示); (3)容器底面EF 上的相对总压力。
题2图题2图2.如图所示,一直径1=d m 的球一半浸没在海水中,海水的比重为1.025, 为使它完全淹没在海水中在球的下面系一混凝土块,混凝土块的密度=m ρ 2 400kg/m 3,试求所需混凝土块的重量。
3.一平面流动的x 方向的速度分量为2233ay ax u -=,在点(0,0)处0==v u ,试求:通过A (0,0),B (1,1)两点联线的单位宽度流量。
4.在水深45=d m 的海面上有一前进波,波高4=H m ,波长80=λm ,试求:(1)水面下7m 深处水质点所受的压强;(2)用图表示该质点在波动时的最高位置和最低位置。
5.试用瑞利法求理想流体经圆形孔口出流的流量关系式。
假设孔口的出流量Q 与孔口直径d ,作用水头0H 和重力加速度g 有关。
6.如图所示平板闸门下出流,已知:4=H m ,1e h =m ,闸门宽3=B m ,流量20=Q m 3/s 作用在闸门上的动水总压力。
试卷 21.如图所示一封闭容器水表面绝对压强85ab =p kPa , 中间玻璃管两端是开口的,当既无空气通过玻璃管 进入容器,又无水进入玻璃管时,求玻璃管应该 伸入水面下的深度h 。
2.已知平面流动的速度势2304.0axy x +=ϕ,x 、y 单位为m ,ϕ的单位为m 2/s ,试求:(1)常数a ;(2)点A (0,0)和B (3,4)间的压强差p ∆。
(设流体的密度1000=ρkg/m 3) 3.如图所示管路,已知容器B 的初始水位为1h ,截面积为A ,当管中流入和流出随时间变化的流量分别为)(1t Q 和)(2t Q 时,写出容器B 中水深)(t h 的表达4.如图所示为射流推进船的简图。
工程流体力学试卷答案
工程流体力学考试试卷一. 解答下列概念或问题 (15分) 1. 恒定流动 2. 水力粗糙管 3. 压强的表示方法 4. 两流动力学相似条件 5.减弱水击强度的措施二. 填空 (10分)1.流体粘度的表示方法有( )粘度、( )粘度和( )粘度。
2.断面平均流速表达式V =( );时均流速表达式υ=( )。
3.一两维流动y 方向的速度为),,(y x t f y =υ,在欧拉法中y 方向的加速度为y a =( )。
4.动量修正因数(系数)的定义式0α=( )。
5.雷诺数e R =( ),其物理意义为( )。
三. 试推求直角坐标系下流体的连续性微分方程。
(15分) 四. 已知平面不可压缩流体流动的流速为y x x x 422-+=υ,y xy y 22--=υ (20分)1. 检查流动是否连续; 2.检查流动是否有旋;3.求流场驻点位置;4.求流函数。
五.水射流以20sm/的速度从直径mmd100=的喷口射出,冲击一对称叶片,叶片角度θ,求:(20分)45=1.当叶片不动时射流对叶片的冲击力;2.当叶片以12sm/的速度后退而喷口固定不动时,射流对叶片的冲击力。
第(五)题图六. 求如图所示管路系统中的输水流量V q ,已知H =24,ml l l l 1004321====,mmd d d 100421===,mmd 2003=,025.0421===λλλ,02.03=λ,30=阀ξ。
(20分)第(六)题图参考答案一.1.流动参数不随时间变化的流动;2.粘性底层小于壁面的绝对粗糙度(∆<δ);3.绝对压强、计示压强(相对压强、表压强)、真空度; 4.几何相似、运动相似、动力相似;5.a)在水击发生处安放蓄能器;b)原管中速度0V 设计的尽量小些;c)缓慢关闭;d)采用弹性管。
二.1.动力粘度,运动粘度,相对粘度;第2 页 共2 页2.AdAA q V AV ⎰==υ/,⎰∆∆=Tdt T 01υυ; 3.yx t ya y y y x y ∂∂+∂∂+∂∂=υυυυ; 4.AV dA A220⎰=υα;5.νVdR e =(粘性力运动惯性力)。
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三、说明下列概念(共20分)
1.什么是流线和迹线?它有哪些基本特征?(5分)
答:流线是同一时刻流场中连续各点的速度方向线。
(1分)
迹线就是流体质点运动的轨迹。
(1分) 流线两个特点:1)非定常流动时,流线的形状随时间改变;定常流动时,不随时间改变此时,流线与迹线重合。
(1.5分))2)流线是一条光滑的曲线,流线之间不能相交,如果相交,交点速度比为零。
(1.5分)
2.简述伯努利方程 =const 的物理意义和几何意义。
(5分)
答:物理意义:在符合限定条件下,单位重量流体的机械能(位能、压力能和动能)可以互相转化,但
总和不变。
(1分)
几何意义:在符合限定条件下,沿同一流线的总水头是个常数。
(1分)
总机械能不变,并不是各部分能量都保持不变。
三种形式的能量可以各有消长,相互转换,但总量不会增减。
(2分)
水头线:将各项水头沿程变化的情况用几何的方法表示出来。
理想流体恒定元流的总水头线是水平的。
(1分)
3.有旋流动、无旋流动
有旋流动:流体微团的旋转角速度不等于零的流动称为有旋流动。
(2分)
无旋流动:流体微团的旋转角速度等于零的流动称为无旋流动。
(2分)
4.流动相似条件(6分)
答:1)有相同的微分方程(2分)
2)单值条件相似(2分)
3)由单值条件中的物理量的相似准则数相等(2分)
四. 推求突然扩大能量损失计算公式(20分)
解:如图,由连续性方程解: (4分)得: ( 2分) 由动量方程: (4分)
列伯努利方程: g v g p g v g p 222
22211+=+ρρ (4分) (4分)
即 (2分) 五、如图所示,有一圆柱滚门,长度l=10m ,直径D=4m ,上游水深H 1=4m ,下游水深H 2=2m ,求作用于圆柱滚门上的水平和铅垂方向的分压力。
(12分)
2211v A v A ρρ=21
21v A A v =
12
12v A A v =)()(121212211v v q A A p A p A p V -=-+-ρg
v A A g v A A v v g h j 2)1(2)1()(212221*********-=-=-=g v g v h j 22222211ξξ==
解:
1、圆滚门左侧
对于水平方向:
——— 3分
对于垂直方向: —————2分
圆滚门右侧 对于水平方向:
—————3分
对于垂直方向: —————2分
总压力的水平分力为 P=784-196=588kN (水平向右) —————1分 总压力的铅垂分力为 P=615.75+307.88=923.63kN (铅垂向上) —————1分
六、有一管径d=10cm 的水管,水温为20℃,ν=1.003×106-㎡/s ,当流量V Q =4L/s 时,试确定管中流流态。
如果要保持层流流动,流速与流量要受怎样的限制?(10分)
解:V Q =4l/s=4s m /1033
-⨯
V =)/(09.51.014.34
10423s m A Q v =⨯⨯⨯=- —————2分 Re=2000100509.010003.11
.009.566>⨯=⨯⨯=-v Vd ————— 2分
所以流动状态是紊流 ———— 1分
若要保持层流,则Re ≤2000 则2000≤v Vd ———— 3分
则610003.12000-⨯⨯≤Vd
1.010003.120006
-⨯⨯≤V
s m V /10006.23-⨯≤ ———1分 H 1 H 2
D
(向右)kN Dl H
g A gh P x c x 78421===ρρ)(75.615222
向上kN l D g gV P z =⎪⎭⎫
⎝
⎛==πρρ(向左)kN l H H A h P x c x 196222===γγ)
(88.307242
向上kN l D g gV P z =⎪⎭⎫ ⎝⎛==πρρ
所以AV Q ≤25231057.11.014.34
110006.2m --⨯≤⨯⨯⨯⨯≤———1分 七、已知平面流动的流函数为:)(283)2222(22211y x tg tg x y x y Q ++++++-=
--πψ 求流速分量u 、v 并判断是否为有旋流动? (8分)
答: y x x Q u y x y x 24
3222)2()2()2()2(2222+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+++++=++-+π ————3分 x y y Q v y x y x 24
3222)2()2()2()2(2222+⎥⎥
⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++++--=++++π
—————3分 有旋流动
—————2分。