同济大学-流体力学考试题2002-2003(B)

同济大学本科课程期终考试统一命题纸（B）卷
2002 —2003 学年第 1 学期成绩_______ __ 课程名称：流体力学专业：汽车99届B 姓名_______学号_____ 此卷选为：期终考试（），补考、缓考（√）
学科负责人签名：任课教师签名：王振亚日期：
一、概念题（每小题2分，共20分）
1、牛顿流体：
2、毛细现象：
3、压力体：
4、光滑管：
5、流动相似的充要条件：
6、双螺旋流动
7、马赫数和速度系数
8、有旋流和无旋流
9、平面势流
10、
混合边界层
二、 填空题 （每小题2分，共20分）
1、流体力学的研究方法有 ， 和 。

2、研究流体宏观运动时，作用在处于运动状态的流体上的力分两类：
和 。

3、气体的粘度随温度 而 ；液体的粘度随温度 而 。

4、流体静压强的两个重要特征为：1、
2、 。

5、沿流线的伯努利方程c gz P v =++ρρ22
1，其中常数项的量纲为 。

6、已知容器中空气()k kg J c k kg J R p .1005,.287==的温度为C 027，压强为KPa 60 ，从出口截面直径为cm 12的收缩喷管中等熵喷出，当外界压强为KPa 30时，出口处的
速度为 s m ，温度为 C 0。

7、已知一流场的速度分量y u 51-=，y u 51-=，则流线方程为 ，涡线方程为 。

8、运动粘度s m /1075.322-⨯=ν的流体在长为m l 30=，截面积253mm A ⨯=的矩型管道中以s m v /8.12=流动，则沿程损失的=λ 。

9、在半径为mm 10的圆形管道层流流动中，沿轴线的流速为s m /2.4，则距壁面mm 3处的流速为 s m /。

10、 已知平面流动的流函数22ay ax -=ψ，其中a 为常数，则单位时间内通过()2,1A 和()5,2B 两点连线的流体体积为 。

三、 计算题 （共60分）
1、 圆柱形容器，直径为m d 5.1=，内部充满水，并绕垂直轴等角速度旋转。

顶盖上
m r 5.00=处安装一开口测压管，管中的水位m h 5.0=。

顶盖中心开孔通大气。

求容器转速多大时顶盖所受静水总压力为零？（10分）
2、 按50:1的比例制成一根与空气管道几何相似的模型管道，用粘度为空气的50倍，密度为空气的800倍的液体做模型试验。

若空气管道中的气流速度为s m 10，试求模型管道中的液体流速为多大？若在模型管道中测得压降为KPa 226，则原型管道中相应的压降为多大？。

（15分）
3、选用一直径为mm d 350=虹吸管将河水送至堤外供灌溉，已知堤内水位m H 3=，
管出口淹没在水面以下，虹吸管上游AB 段长m l 151=，该段的局部损失6=∑AB ξ，下游BC 段长m l 202=，该段的局部损失3.1=∑BC ξ，沿程阻力系数06.0=λ。

虹吸管顶B 的安装高度m h 4=，试确定该虹吸管的输水量并校核虹吸管顶B 的安装高度是否会产生汽化。

（15分）
4、有一储气筒，在筒壁上安装了一个缩放喷管，筒内压缩空气通过此喷管以超声速流入大气。

已知收缩喷管喉口截面直径为cm d 5.1=，出口截面的直径为cm d 0.3=，速度系数为8.1*=M ，筒内气体的滞止参数为kPa p 7000=，K T 6700=，出口处的背压为大气压力kPa p a 101=，问此时固定螺栓受力有多大？ （20分）
提示：
()()222
*121Ma Ma M -++=γγ 01
2T R c cr +=γγ 2*0111M T T +--=γγ 12*0111-⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+--=γγ
γγM p p 112*0111-⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+--=γγγρρM 000RT p =ρ k kg J R .287=，
528.00=p p cr ，4.1=γ。