中国石油大学华东-811工程流体力学-考研真题2003A试题
中国石油大学(华东)工程流体力学答案1
解：木块重力分量与摩擦力平衡
u
mg
mg sin θ = T
T = ±µ A
θ u δ
du (u − 0) = µA dy δ
mg sin θδ Au 5 × 9.8 × sin 22.62 × 0.001 = 0.084Pa ⋅ s µ= 0.45 × 0.5 ×1
µ=
第一章 习题
1-11 一金属套由于自重沿垂直轴下滑，如图所示，其间隙内充有运动粘度 为ν=3×10-5m2/s、密度为ρ=850kg/m3的油液。套的内径D=102mm，轴外 径d=100mm，套长L=250mm，套重G=100N。试求套筒自由下滑时的最大 速度。
第一章 习题
1-9
F d D u
解：= F µ
du u -0 ⋅ A=µ ⋅ π dL dy (D − d ) / 2 2 × 0.5 = 0.065 × × 3.14 × 0.1196 × 0.14 (0.12 − 0.1196) = 8.54 N
第一章 习题
1-10 一底面积为45cm×50cm，高为1cm的木块，质量为5kg，沿途 有润滑油的斜面向下做等速运动，木块运动速度u=1m/s，油层厚 度δ=1mm，斜坡角θ=22.62°。试求润滑油的粘度。
解：木块重力分量与摩擦力平衡 u
D T d T L G G
T = G − ma = ± µ a )( D − d ) / 2 a =0,u =umax → µπ DL
umax =
10 × 0.001 850 × 3 × 10 × 3.14 × 0.102 × 0.25
《工程流体力学》 习题解答——新版
中国石油大学石工学院 海洋油气工程系 白莉
第一章 习题
石油大学(华东)2003年硕士研究生入学考试普通物理试题-(包括力学、电磁学、光学)-1
2003年硕士研究生入学考试试题
考试科目：普通物理（包括力学、电磁学、光学）总 8 页第 1 页
2003年硕士研究生入学考试试题
考试科目：普通物理 （包括力学、电磁学、光学） 总 8 页 第 2 页 4、（本题3分）
光滑的水平桌面上有一长为2L 、质量为m 的均质细杆，可绕过其中点且垂直于杆的竖直光滑固定转轴0自由转动，其转动惯量为231mL ，起初杆静止．桌面上有两个质量均为m 的小球，各自沿垂直于杆的方向、正对着杆的一端、以相同速率v 相向运动，如图所示．当两小球同时与杆的两个端点发生完全非弹性碰撞后，就与杆粘在一起转动，则这一系统碰撞后的转动角速度应为：
（A ）L v 32． （B ）L
v 34． （C ）L v 76． （D ）L v 98． （E ）L v 712 [ ]
5．（本题3分）
一轻绳绕在有光滑水平轴的定滑轮上，滑轮质量为m ，绳下端挂一物体．物体所受重力为P ，滑轮的角加速度为β．若将物体去掉而以与P 相等的力直接向下拉绳子，滑轮的角加速度β将
（A ）不变． （B ）变小．
（C ）变大． （D ）无法判断． ［ ］
6、（本题3分）
一个内表面半径为10 cm 的半球形碗，内表面光滑，以匀角速度ω绕其对称轴 OC 旋转．已知放在碗内表面上的一个小球P 相对于碗静止，其位置高于碗底4cm ，则由此可判定碗旋转的角速度约为
（A ）13 rad/s ． （B ）17 rad/s ．
（C ）10rad/s ． （D ）18rad/s ．
[ ]。
《流体力学》选择题库.中国石油大学(华东)
《流体力学》选择题库第一章绪论1．与牛顿内摩擦定律有关的因素是：(1)、压强、速度和粘度；(2)、流体的粘度、切应力与角变形率；(3)、切应力、温度、粘度和速度；(4)、压强、粘度和角变形。
2．在研究流体运动时，按照是否考虑流体的粘性，可将流体分为：(1)、牛顿流体及非牛顿流体；(2)、可压缩流体与不可压缩流体；(3)、均质流体与非均质流体；(4)、理想流体与实际流体。
3．下面四种有关流体的质量和重量的说法,正确而严格的说法是。
（1）. 流体的质量和重量不随位置而变化；（2）. 流体的质量和重量随位置而变化；（3）. 流体的质量随位置变化，而重量不变；（4）. 流体的质量不随位置变化，而重量随位置变化。
4．流体是一种物质。
（1）、不断膨胀直到充满容器的；（2）、实际上是不可压缩的；（3）、不能承受剪切力的；（4）、在任一剪切力的作用下不能保持静止的。
5．流体的切应力。
（1）当流体处于静止状态时不会产生；（2）当流体处于静止状态时，由于内聚力，可以产生；（3）仅仅取决于分子的动量交换；（4）仅仅取决于内聚力。
6．a. 静止液体的动力粘度为0； b. 静止液体的运动粘度为0；c. 静止液体受到的切应力为0；d. 静止液体受到的压应力为0。
7．a. 静止液体的动力粘度为0； b. 静止液体的运动粘度为0；c. 静止液体受到的切应力为0；d. 静止液体受到的压应力为0。
8．理想液体的特征是1〕粘度为常数；2〕无粘性；3〕不可压缩；4〕符合p RT=。
ρ9．水力学中，单位质量力是指作用在单位_____ 液体上的质量力。
A 面积B 体积C 质量D 重量10．单位质量力的量纲是A.L*T-2B.M*L2*TC.M*L*T(-2)D.L(-1)*T11.单位体积液体的重量称为液体的______, 其单位。
A 容重N/m2B 容重N/M3C 密度kg/m3D 密度N/m312.不同的液体其粘滞性_______,同一种液体的粘滞性具有随温度_______而降低的特性。
中国石油大学2004-2005学年第1学期《工程流体力学》试卷(附带答案)
解：
Q1＝μ A 2gH1
Q2＝μ A 2g(H1 − H 2 )
Q3＝μ A 2gH 2
评分标准：3分
由定常流动得：
⎧Q ⎨ ⎩
=
Q1
+ Q3 Q3 =
= Q1 Q2
+
Q2
代入数据得：
评分标准：2分
⎧ ⎩⎨Q3
Q1 =
= 1.757L / Q2 = 1.242
s L
/
s
⎧ ⎨
H
1
⎩H 2
= =
4.86m 2.43m
γ 2g
γ 2g
评分标准：3分（方程2分+结果1分）
H = p2 − p1 = 0.8 ×106 + 27582.41 = 84.45m
γ
9800
6
N泵＝γQH = 9800× 0.03×84.45 = 24828.3W = 24.83KW 评分标准：2分（公式1分+结果1分）
4、(本小题10分)二联水箱上装有三个处于同一高度且面积同为 3cm2 、流量系数同 为0.6的孔口，进水量为 Q = 3L / s ，在稳定流动情况下， 试求： Q1, Q2 , Q3 , H1, H 2 。
2g
= 15.19 V 2 2g
评分标准：1分
hw吸
= hf
+ hj
= (1.3155 + 15.19)V 2
2g
= 16.5055× 0.9552 2g
= 0.768m
评分标准：2分
（3）列0－0、1－1两断面伯努利方程：
0+
p0 γ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
+ 0 = 3+
中国石油大学(华东)工程流体力学答案2
h > 1.33m
2-19
1.47×104N/m2，在右侧箱中装有油，其油的密度为900kg/m3，问在B 点加多大的水平力才能使闸门平衡？
nR
G o
水
l 如图所示，闸门AB宽1.2m，A点有铰链，真空表G的读数为
U
eg
油 2.0m
5.5m
A
B y
is
解：闸门两面所受力矩应平衡。求两 面受到的总压力，先找两边液体的 自由液面，对左侧：
2-6
l 解
p0 +g 油 H＋g 水 h1 = p0 - g 水 h2 p0 +g 水 （h2＋h3＋h4 ) = g 水银 h4
γ油 γ水
H h1 h4 γ汞
0.8 ´ 1000 H = 1000 ´ (1.6 - 0.4)
h2
h3
p0 = [13.6 ´ 0.5 - (1.6 + 0.3 + 0.5)] ´9800 p0 » 43120 Pa
水
yD1
A 油
P1
B F
y
FLAB = P 1 LAD1 - P 2 yD 2 1 F = [70.56 ´ (3.11 - 2) - 21.168 ´1.33] 2 = 25.08kN
te
yD1 = yC1 + = 3+ J C1 yC1 A1 1.2 ´ 23 / 12 = 3.11m 3 ´ 1.2 ´ 2 JC 2 yC 2 A2 yD 2 = yC 2 + = 1+ 1.2 ´ 23 /12 = 1.33m 1´ 1.2 ´ 2
2 Pz = g V = g (p R2 2m - p R3 ) 3
Pz = 41.03kN (-)
中国石油大学(华东)流体力学例题及思考题
第一章 流体及其主要物理性质例1：已知油品的相对密度为0.85，求其重度。
解：3/980085.085.0m N ⨯=⇒=γδ例2：当压强增加5×104Pa 时，某种液体的密度增长0.02%，求该液体的弹性系数。
解：0=+=⇒=dV Vd dM V M ρρρρρd dV V -= Padp d dp V E p 84105.2105%02.0111⨯=⨯⨯==-==ρρβ例3：已知：A ＝1200cm 2，V ＝0.5m/sμ1＝0.142Pa.s ，h 1＝1.0mm μ2＝0.235Pa.s ，h 2＝1.4mm 求：平板上所受的内摩擦力F绘制：平板间流体的流速分布图及应力分布图 解：（前提条件：牛顿流体、层流运动）dy du μτ= ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=⇒2221110h u h u V μτμτ 因为 τ1＝τ2 所以sm h h Vh u h uh u V /23.02112212211=+=⇒=-μμμμμN h uV A F 6.411=-==μτ第二章 流体静力学例1：如图，汽车上有一长方形水箱，高H ＝1.2m ，长L ＝4m ，水箱顶盖中心有一供加水用的通大气压孔，试计算当汽车以加速度为3m/s 2向前行驶时，水箱底面上前后两点A 、B 的静压强（装满水）。
解：分析：水箱处于顶盖封闭状态，当加速时，液面不变化，但由于惯性力而引起的液体内部压力分布规律不变，等压面仍为一倾斜平面，符合0=+s gz ax 等压面与x 轴方向之间的夹角g a tg =θPaL tg H h p A A 177552=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+==θγγ PaL tg H h p B B 57602=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-==θγγ例2：（1）装满液体容器在顶盖中心处开口的相对平衡分析：容器内液体虽然借离心惯性力向外甩，但由于受容器顶限制，液面并不能形成旋转抛物面，但内部压强分布规律不变：Cz gr p +-⋅=)2(22ωγ利用边界条件：r ＝0，z ＝0时，p ＝0作用于顶盖上的压强：g r p 222ωγ=（表压）（2）装满液体容器在顶盖边缘处开口的相对平衡压强分布规律：Cz gr p +-⋅=)2(22ωγ边缘A 、B 处：r ＝R ，z ＝0，p ＝0g R C 222ωγ-=作用于顶盖上的压强：()2222r R gp --=ωγ例3：已知：r 1，r 2，Δh求：ω0 解：212120=-s z gr ω （1）222220=-s z gr ω （2）因为 h z z s s ∆==21所以212202r r h g -∆=ω例4已知：一圆柱形容器，直径D ＝1.2m ，完全充满水，顶盖上在r 0＝0.43m 处开一小孔，敞开测压管中的水位a ＝0.5m ，问此容器绕其立轴旋转的转速n 多大时，顶盖所受的静水总压力为零？已知：D ＝1.2m ，r 0＝0.43m ，a ＝0.5m 求：n解：据公式 )(Z d z Y d y X d x dp ++=ρ 坐标如图，则 x X 2ω=，y Y 2ω=，g Z -= 代入上式积分：C z gr p +-⋅=)2(22ωγ （*）由题意条件，在A 点处：r ＝r 0，z ＝0，p ＝γa 则 C gr a +-⋅=)02(202ωγγ 所以 )2(202gr a C ωγ-⋅=所以 )2()2(20222gr a z gr p ωγωγ-⋅+-⋅= 当z ＝0时： )2(220222gr a gr p ωγωγ-⋅+=它是一旋转抛物方程：盖板上静压强沿径向按半径的二次方增长。
中国石油大学（华东）工程流体力学答案2
中国石油大学（华东）工程流体力学答案22-6l解2-10e l解：R2-11l 解p h h g -×D =（＋）2-13l 解()dp a g dzr =--a g a g Un Reaga R法一：图解法aga RRe i st er edh’2-15l 解：（1）油面与底部接触前后体积相等，抛物体体积等于同底等高圆2-15l (2)22/2,D r D z Hw ===Re2-18l 2-18解：只要静水总压力作用点高过A ，闸门即可自动打开，即满足：l 如图所示，闸门AB 宽1.2m ，A 点有铰链，真空表G 的读数为2.0mAB 水油oUReG 2.0mAB 水油解：P 1P 2o11 5.5 1.5 1.0C C h y ==--=G 2.0mAB 水油解：求两边的压力中心：P 1P2oy D1y D2FUn Re2-21l 解：取分离体分析可知，螺钉所受总张力即半球面上受液体总压力41.03z P kN2-22 已知相对压强p=29430Pa, h=2m ，求P ABl 解：先找自由液面AB水R h/2CUn Re gi sr ed2-23l 解：设底阀上受压力为P V ，浮子受压力为P z ，浮-阀系统的重力为G ，则ZHd 1P z G P V 2-24P P G-=dDab c e fgP z2P z1G l 解：Un Re。
渗流力学考研试题参考答案
渗流力学考研试题参考答案中国石油大学（华东）2003年硕士研究生入学考试试题参考答案一、填空题①多孔介质②流量③Ｋ、Ａ、△P ④μ、L⑤均匀几何⑥驱油能量来源于均匀分布于油藏中的溶解气体⑦从井壁到边界各点压降幅度趋于一致⑧正交性质不变⑨重力水压驱动、弹性驱动、溶解气驱、气压驱动、重力驱动二、选择题１C 2D 3D 4BD 5B三、简述题１答：（１）运动方程（必须包括的部分）。
（２）状态方程（在研究弹性可压缩的多孔介质或流体时需要）。
（３）质量守恒方程（又称连续性方程，它可以将描述渗流过程各个侧面的诸类方程综合联系起来，是必要部分）。
以上三类是油气渗流数学模型的基本组成部分。
（４）能量方程（只有研究非等温渗流问题时才用到）。
（５）其他附加的特性方程（特殊的渗流问题中伴随发生的物理或化学现象而附加的方程，如物理化学渗流中的扩散方程等）。
（６）有关的边界条件和初始条件（是必要部分）。
２答：主要解决各种边界（如等势边界和不渗透边界）对渗流场的影响，即“边界效应“。
反映时应遵循对称性原则和边界性质不变原则。
３答：叠加的实质说明“当渗流服从线性定律，同时存在若干源汇时，合成流动的势就等于每个源汇单独存在所引起势的代数和“。
应注意条件：渗流过程是线性、稳定的，渗流区域是无限大的。
４ 答：原因有打开程度不完善、打开性质不完善、双重不完善。
描述不完善性的方法有折算半径法和附加阻力法。
四s cm B d t Q s cm Q /4.694864008.0102.1408640010)/()/(3663=⨯⨯⨯==ρkm 31.0/3.0Re ==πMPa MPa Rw Kh Q Pe Pw 1.91091101031.0ln 10102104.6491010Re ln 2152=⨯=⨯⨯⨯⨯-⨯=-=-ππμ五、001.0004.086400155000410a 42412≤=⨯⨯⨯=∆）（t i r(注：ai 代表的是æ，以下亦同)001.0006.08640010500041042412≤=⨯⨯⨯=∆）（t ai r 001.0008.0864007500041042412≤=⨯⨯⨯=∆）（t ai r所以，=∆-+∆-+∆=∆2323221221125.2ln 425.2ln 425.2ln 4rt ai Kh Q Q r t ai Kh Q Q r t ai Kh Q P πππμ +⨯⨯⨯⨯⨯⨯-+⨯⨯⨯⨯⨯⨯2323100008640010500025.2ln 101410200100008640015500025.2ln 101410200ππMPa MPa 04.010402.010000864007500025.2ln 101410)200100(123=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯--π 六、MPa C S C S C o o w w l /102.61078.01032.0444---⨯=⨯⨯+⨯⨯=+=MPa C C C l f t /1024.3102.62.0102444---⨯=⨯⨯+⨯=+=φ 4441009.18.02.01024.3410134--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=∆=o t p S PC N N φ七、根据柯西——黎曼公式 y x v x ∂ψ∂-=∂Φ∂-= xy v y ∂ψ∂=∂Φ∂-= 2+=∂ψ∂y x 3-=∂ψ∂x y3--=∂ψ∂-=∂Φ∂-=x y x v x 2+=∂ψ∂=∂Φ∂-=y xy v y 所以)(32)()3(2y C x x y C dx x +-=+-=Φ⎰2)(--='=∂Φ∂y y C y即C y y y C +--=22)(2 所以C y y x x +---=Φ223222八、１ C i qr r q C a z a z q z W +++=+-+=)(2)ln(2))(ln(2)(2121θθπππ 121)ln(2C r r q +=Φπ 221)(2C q ++=ψθθπ２ 21))((r r zq a z a z z q dzdW v ππ=-+== ３ C R q e e +=Φ2ln 2π C a R q w w +=Φ2ln 2πa R R qw e w e 2ln 22π=Φ-Φ aR Rw h Q w ee 2ln )(22Φ+Φ=π 九、 物质平衡方程 ⎰⎰-=fox x wc w tdx S t x S A dt Q ]),([0φ等饱和面移动方程(贝克莱—列维尔特方程) ⎰⎰=xx tw w Qdt A S f dx 0')(φ 微分得w w wtdS S f AQdtdx )(0''=⎰φ 代入物质平衡方程得w w wtS S wc wtdS S f AQdtS t x SA Qdt wfw )(]),([0max''-=⎰⎰⎰φφ 即 w w wS S wc wdS S f S t x Swfw )(]),([1max''-=⎰ 上限;,max 0w w S S x x == 下限wf w f S S x x ==, 分部积分得⎰'--=wfw wf w S S w wwS S wc dS Sf S f S t x S max max)()(]),([1 即⎰'--=wfw wf w S S w wwS S wc dS Sf S f S t x S maxmax)()(]),([1条件有1)(max =w w S f ,0)(max ='w wS f 代入上式得 wcwf wf w wf wS S S f S f -=')()(求前缘含水饱和度的公式应用见课本P154.十、1 运动方程 gradP Kv μ-=2 状态方程对弹性孔隙介质有 )(00P P C f -+=φφ 对弹性液体有 )](1[00)(0P P C e l P P C l-+==-ρρρ3 单相液体的质量守恒方程0)()(=+∂∂→v div tρρφ ))((00000P P C C l f -++=φρφρρφ所以t PC t t ∂∂=∂∂0)(ρρφ 220)(xP K x v x ∂∂-=∂∂μρρ同理可得 220)(y P K yv y ∂∂-=∂∂μρρ 220)(z P K z v z ∂∂-=∂∂μρρ 将以上四式代入质量守恒方程得t P z P y P x P C K t ∂∂=∂∂+∂∂+∂∂)(222222μ 令tC K ai μ=则t Pai zP y P x P ∂∂=∂∂+∂∂+∂∂1222222 无限大地层一个点汇定产量生产时的模型t Pai r P r r P ∂∂=∂∂+∂∂1122, w r r P P w ==, e r P P =∞=, Khq rP r wr r πμ21=∂∂=。