流体力学试卷答案

真空度 pV pa p A h 9.81 2 1000 19620 N/m2 2 m 水柱
2
二、绘出下列各图侧壁面上的静水压强分布图。（6分）



3
三、蓄水池底部闸门为圆形，可绕过形心 c 的水平轴旋转。证
4 明作用于闸门上的转矩与其在液面下的深度无关。已知 J c R 4
17
流体力学试卷（二）
一、填空：每空一分，共16分。
1、流体动力粘度的单位是（）。
2、作用在流体上的力分为（）和（）。 3、度量压强的基准有（）和（）。 4、若压强 p < 0 ，其绝对值称作（）。 5、流体质点的加速度是由（）加速度和（）加速度组成。 6、连续性微分方程 ( V ) 0 用于不可压缩流体时的形
12
四、解：
2 x a x x dy Fl m a a 1、液面方程 tan , y dx dx 0 0 dx G m g g g g

2 x2
2g
c , x 0, y 0, c 0, y
2 x2
2g
抛物线
2 gy 2 9.81 0.6 2、由 y , 得 15.24 r/s 145.5r/min 2 2g x 0.2252 V V 2 3、原水量 V r h , 现水量V , 流出水量 0.0477m3 , 2 2 0.6 高度h 0.3 m 2
5、表示压强的国际单位是（）。
A N ; B N/m2 ; C Pa ; D Pa/m2 。 6、不考虑流体粘性的流体称（）流体。 A 理想 ；B 牛顿 ；C 非牛顿 ； D 实际 。 7、平均流速的表达式为（）。
2
1 2 1 A AudA ; B Au dA ; C Au dA ; D AudA ; A A
。
A 二次 ；B 对数 ； C 指数 ； D 双曲 。
27、在相同条件下，小孔口流量（）短管嘴流量。 A 小于 ； Ｂ 等于 ； C 大于 ； D 不定 。 28、（）的管道称为常管。 A 不计速度水头 ；B 不计局部损失 ； C 只计局部损失 ；D 只计沿程损失 。
24
29、相同流量时，完全均匀泄流的流动损失为无途泄时的（）。
2 1 2 2

六、解：
V12 p2 V22 能量方程 2g 2g p1 V12 V22 16Q 2 1 1 p1 h ( ) 2 g 2 g 2 g 2 d14 d 24 p2 p1
14
七、解：
1、左管 Re1
V1d1

4Q 1 1217.4 层流 d1
A 流线 ； B 等压面 ； C 迹线 ； D 等势面 。
18、静止流体中任意点质量力必（）于过该点的等压面。 A 平行 ； Ｂ垂直 ；C 任意角度相交 。
22
19、1个标准大气压相当于（）米水柱。 A 9.8 ； B 10 ； C 10.13 ； D 10.33 。 1 2 20、 V 是（）流体所具有的动能。 2 A 单位体积 ； B 单位质量 ； C 单位重量 ； D 全部。 21、V１A１ ＝V２Ａ２ 是根据（）守恒定律推导出来的。 A 质量 ； B 能量 ； C 动量 ； D 动量矩 。 22、雷诺实验中流量的测定采用的是（）。
6
六、如图射流泵进口处和喉部直径分别为 d1 ,d2 , 已知流量Q和 压强 p1 ，不计损失时竖管中的液面应升高多少？（10分）
d2
d1
h

7
七、在Q ＝0.1 l/s 的输水管接入渐缩圆锥管，其长度为40 cm ， d1 = 8cm , d2 = 2cm ,水的动力粘性系数为1.308×10－3Pa· s ,（1） 判别该锥管段中能否发生流态的转变；（2）发生临界雷诺数断 面的位置。（9分）
11、矩形垂平面受到液体总压力的压力中心（）其几何中心。
A 低于 ； B 等于 ； C 高于 ； D 不定 。 12、流体运动力学中常用（）进行研究。 A 拉格朗日法 ； B 欧拉法 ； C 雷利法 ； D 雷诺法 。 13、动量修正系数在层流时的值是（）。
A 2/3; B 3/2; C 3/4 ; D 4/3 。

2g
计算。（10分）
l1d1
l2 d 2
11
流体力学试卷（一）答案
一、解： pa p A h , p A pa h 98100 9.811000 2 78480 N/m2
A 78480 水柱高 hw 8m w 9.811000
真空度 pV pa p A h 9.81 2 1000 19620 N/m2 2 m 水柱
4
四、有一高 0.6 m ，直径0.45 m 的圆柱形容器装满水，求： 1、证明等角速度旋转时自由表面是抛物面；
2、抛物面顶点为筒底，且与容器上缘相接时的角速度；
3、容器停止后，液面高度及溢出水量。（15分）
5
五、有一水平放置渐缩水管，管径分别 300mm 和 150mm ， 进口端压强为275 KN/m2 ,V=3m/s , 若忽略管中水流损失，求 水流通过此管时作用于管上的轴向推力大小和方向。（12分）
16
十、解： 4Q V1 2 1.426 m/s d1
4Q V2 2 0.634 m/s d 2 V22 (0.634) 2 1 (1.426) 2 0.0192 15 (1.426) 2 H hw 2g 2 9.81 2 9.81 0.05 2 9.81 (1.426 0.634) 2 0.023 24 0.8534 m 2 9.81 0.075
三、解： hD hC Jc 转矩 M P( ) , P hc A , hD hc sin 2 sin hc A
J c sin 2 hc hc hc A D4 M hc A( ) J c sin sin sin 4 16
1、流体的粘度随温度的升高而（）。 A 降低 ； B 不变 ； C 升高 ； D 不一定 。
2、单位质量力的单位是（）。
A N ; B N/m2 ; C kg ; D m/s2 。 3、流体静压强的方向是指向固体壁面的（）。 A 外法线 ； B 内法线 ； C 任意 ； D 平行 。
19
4、气体粘性是由于分子的（）而产生的。 A 吸引力 ； B 摩擦力 ； C 质量力 ； D 热运动 。
8、动能修正系数在层流时的值是（）。 A 1 ; B 1.1 ; C 1.5 ; D 2 。
20
9、圆管层流时速度分布与半径的（）次方成正比。 A 1 ; B 1.5 ; C 1.5 ; D2 。 10、水力半径在数值上等于圆管直径的（）倍。 A 1/2 ; B 2 ; C 1/4 ; D 4 。
A 1/2 ; B 1/3 ; C 2/3 ; D 3/4 。 三、判断：在括号内划√或×，每题1分，共九分。
1、绝对压强的最小值是零。（）
2、过流断面上处处与流线垂直。（） 3、迹线是流体质点的运动轨迹。（） 4、流线是由无数流体质点组成的。（） 5、渐变流过流断面压强基本符合静压强分布规律。（） 6、均匀流过流断面上各点流速相等。（） 7、均匀流只有沿程水头损失。（）
A 体积法； B 流量计 ； C流速仪 ； D重量法。
23、在实验室模拟建筑物给水系统应采用（）相似准则。 A Fr ； B Eu ； C Re ； D Ma 。
23
24、圆管均匀流断面上切应力在轴心处的值（）。 A 最大 ； B平均 ； C 最小 ； D不定 。 25、雷诺数的表达式为（）。 gVd Vd Vd Vd A ；B ；C ；D 26、圆管紊流时速度在截面上按（）曲线分布。
t
式是（）。 7、无旋流动的条件是（）。 8、流体流动分（）和（）两种状态，其判别标准是（）。
18
9、沿程阻力实验中，测量流量采用的装置称作（）。 10、流体力学中常用的基本量纲是（）。
11、雷诺实验结果采用方程 lg h f lg k m lgV 表示，层流段的m
值为（）。
二、选择：每题一分，共29分。
2 九、解 列能量方程 V0
Vx3 px hmax hw 2g 2g pa p x pV V0 0 , pa


Vx2 hmax hw 2g pV l Vx2 hw ( 1 2 l ) d 2g 4Q Vx 2 2.55 m/s d pV l V2 hmax (1 5 0.9 0.036 ) 3.77 m d 2g
1
流体力学试卷（一）
A
一、图示装置中玻璃管内水面高度 2m ，求A容器中绝对压强 h 和真空度，分别用应力单位和水柱高表示。（8分）
一、解： pa p A h , p A pa h 98100 9.811000 2 78480 N/m2
A 78480 水柱高 hw 8m w 9.811000
右管 Re 2 4869 紊流 流态转变
x 160 3x 2、临界值在 x 处，其直径为d d1 (d1 d 2 ) L 20 4Q 1 即 2300 , 解出x 25.1 cm d 八、解： M 501000 Q 0.0152 m 3 / s 3600 915 3600 4Q Vd V 2 1.94 m/s , Re 1043 d v Mghf l V 2 64 1.6 103 1.942 hf l 188.32 m 油柱， N 25.7 kW d 2 g Re 0.1 2 9.81 3600 15
hs

10
十、图示排水系统，d1= 50mm , d2 = 75 mm , l1 =15 m , l2 =24 m ,
l1=0.019 , l2= 0.023 ,Q = 2.8 l/s ,求所需作用水头H，示意绘出
总水头线和测压管水头线。进口局部损失系数 1＝ 0.5 ，突然 (V1 V2 ) 2 扩大局部损失按
13
2 x2
五、解：由连续方程 VA V1 3 m/s , V2 1 1 12 m/s , A2
列能量方程 1000 2 p2 p1 (V V ) 27510Hale Waihona Puke Baidu0 (3 122 ) 207.5 KN/m2 2 2 列能量方程 px p1 A1 pc Ac A1V1 (V2 V1 ) 13862N
x
d1
d2
8
八、计算油管中通过Q＝50 t/h 油所需的功率。（10分） 已知 d=100mm ,l=16km , =915kg/m3 , v=1.86 ×10 m2/s ,管子水 平布置，N＝Ghf ,G为重量流量。
9
九、图示为离心水泵抽水装置，已知水泵流量 Q＝20 l/s ,吸水管 直径 d=10 cm ,长度 L＝8 m ，若泵吸水管中允许真空度 pv≤0.7大 气压，试求泵轴在吸水池水面上的最大安装高度 hmax 。已知滤网 1=5 ,弯头2=0.9 , l = 0.036 。 （10分）
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14、实际流速 u V u , 则AudA （）。 A <0 ; B =0 ; C >0 ; D 不定 。
15、列能量方程时，两个断面应选在（）断面上。
A 急变流 ； B 恒定流 ；C 渐变流 ；D 任意 。 16、流体在取暖管道中的流动又称为（）。 A 重力流 ； B 有压流 ； C 均匀流 ； D 无压流 。 17、 f x dx f y dy f z dz 0 是（）的微分方程。
闸门完全被淹没。（10分）

C
o R
c
o
三、解： hD hC Jc 转矩 M P( ) , P hc A , hD hc sin 2 sin hc A
J c sin 2 hc hc hc A D4 M hc A( ) J c sin sin sin 4 16