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（ ）。

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 2-m 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10-3 Pas的流体的运动粘度为（）m2/s。

A、10-2B、10-4C、10-6D、10-83、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 2-m 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）图2 管道锐缘出口示意图 图1 突扩管示意图四、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）。

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）。

BQ1L1d1Q2L2d2题7-5图七、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）机翼周边的流谱A 卷答案一、选择题：1、C2、D3、A4、D5、C6、B7、B8、D 9、B 10、C 11、A 12、C 13、A 14、D15、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 dx p 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Xρdxdydz ，由于流体处于平衡状态，则11()(+)+=022p p p dx dydz p dx dydz X ρdxdydz x x∂∂--∂∂。

用ρdxdydz 除上式，简化后得1=0p X ρx ∂-∂，同理，在y 、z 方向，可得1=0p Y 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+=p z 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 121.493m/s 14Qv D π== 2223.885m/s 14Qv 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 =。