山东理工大学流体力学考试样题及答案

右边第一项表示控制体内流体动量对时间的变化率。（4 分）
第二项表示控制体流出、流入净动量，即流出、流入动量之差，流出动量与流入动量不等而产生的力。（5 分）
3.写出尼古拉兹曲线的 5 个区域及雷诺数的范围？
层流区：Re<2320;(1 分) 临界区 2320<Re<4000 （2 分）
光滑管湍流区 4000<Re<
二
三
四
五
六
七
八
九
十 十一
得分
总分
评阅人
复核人
一、 填空题（30 分，每空 2 分）
1.液体 与气体属于流体，它们静止时不能承受 切应 力。
2.水的体积压缩系数 βp=5Х 10-10m2/N,当水所受压强等温增加 2Χ 107pa 时，其密度增加 1%
3.研究流体运动的两种方法是 欧拉法
和 拉格朗日法
1．流体流体质点是宏观尺寸非常小而微观尺寸足够大的物理实体。（T）
1005500
2.当 Re>2320 时，管中流动层流和湍流都可能存在。（T）
3.流体的平衡指的是流体对地球没相对运动.（F） 流体平衡包括对地球没有相对运动和容器没相对运动 4.雷诺模型法用于水工结构，明渠水流，波浪阻力以及扎空出流等情况。（F） 弗雷德模型法用于水工结构，明渠水流，波浪阻力以及扎空出流等情况 5.在流场中流线是不能相交的.（F） 流线中除了奇点和驻点外，流线不能相交。 三．简答题（30 分，共 6 题，每题 5 分） 1.写出流体质点和连续介质的概念？
解：用与 分别代表水和水银的重度。将伯努利方程用于管道轴心和静压管入口，则
umax2 p0 p (3分） 2g
从测压管得p0 p ( )h
umax
2g h 1.2V（6分）
流量Q π d 2v π d 2 1 2gh π 0.22 1 2 9.81 0.4 13.6 1
10.重力场中连续，均匀、不可压缩流体的静压强基本公式是 z+p/ρ g=c
。
11. 二 元 不 可 压 缩 流 场 中 ， Vx=5x3,Vy=15x2y, 当 x=1m,y=2m 点 处 的 速 度 是
167.7m/s2
。
30.41m/s
二．判断并改正错误（10 分，每题 2 分）
1．管路计算中长管指的是长度很长的管。（Х ）
22
.2(
d
)
8 7
（3 分） 过渡区
粗糙管湍流区：Re>
597
(
d
)
9 8


（5 分）
22.2( d
8
)7

Re

597 ( d
9
)8


（4 分）
共 3页 第1 页
山东理工大学《 流体力学 》试卷纸
（A ）卷 2008-09 学年 第 1 学期
班级：
姓名：
学号：
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3.如果流场中的速度、压强等物理量均与空间坐标无关，这种场称为
4.理想流体的伯努利方程式为
p v2 z C
g 2g
均匀场
5.在设计风洞实验，气体绕流实验时采用 欧拉 模型法
6.假如正三角形管道的边长为 a,则其水力直径为 a 3
7.尼古拉兹曲线曲线分为层流区、 临界区
、 光滑管湍流区
过渡区和 粗糙管湍流区
答：流体中压强相等各点所组成的平面或曲面叫作等压面。
等压面性质如下：
1）等压面也是等式面
2）等压面与单位质量力矢量垂直
3）两种不相混合平衡液体交界面必然是等压面
四、证明、计算题（30 分，每题 10 分）
1、水射流直径 d=5cm，速度=20m/s，平板法线与射流方向夹角为 30 度，在下列条件下：1）平板固定不动，2）平板按
4
4 1.2
4
1.2
1
0.261m3 / s 261L / s（10分） 3.水平放置的变径弯管中，水流流量为 Q=100l/s，直径 d1=300mm,d2=200mm,进口断面压强 p1=17.6N/cm2,转角 θ =60°。求水 流对弯管的作用力。
v1

Q A1
π
4Q
d
2 1
π400.3.12 1.42m / s
质量力： dFm dxdydz( f xi f y j f z k) （3 分）
表面力： dF ( pA pB )dydzi ( pA pC )dxdzj ( pA pD )dxdyk
pA

pB

p(p
p dx) x

p x
dx
dF dxdydz( p i p j p k) x y z
(6 分)
因为流体保持平衡，它在任何方向的合力均为零，故其平衡的条件为：
F 0
dxdydz[( fx

1
p )i ( x
fy

1
p ) y
j
(
fz

1
p )k] z
0
（8 分）
1 p f x x 0
fy

1
p y

0
fz

1
p z
山东理工大学《 流体力学 》答案及评分标准
（B）卷 2008-09 学年 第 1 学期
班级：
姓名：
学号：
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4.水力光滑管和水力粗糙管是如何区分的？ 湍流分为三个区域：粘性底层、过渡区和湍流核心区（1 分） 当绝对粗糙度△<粘性底层厚度δ 时，为水利光滑管（3 分） 当绝对粗糙度△>粘性底层厚度δ 时，为水利粗糙管（5 分）
流动。 ，加速度是
5.在流场中奇点是实际存在的点.（Χ ） 奇点在流场中不是实际存在的，只是理想模型。 三．简答题（30 分，前四体每题 5 分，第五题 10 分）
1.流线的定义及特点？ 流线是流场中的瞬时光滑曲线，曲线上各点的切线方向与该点的瞬时速度方向一致。（3 分） 流线的特点： （1） 定常流动中流线形状不随时间变化，而且流体质点的轨迹与流线重合（4 分） （2） 实际流场中除驻点和奇点外，流线不能相交，不能突然转折(5 分)
适用专业 农机 06 机设 06
考核性质 考试
闭卷
命题教师 夏连明 考试时间 100 分钟
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十 十一
得分
总分
评阅人
复核人
一、 填空题（30 分，每空 2 分，与答案不同的不得分）
1.流体运动时内部产生切应力的这种性质叫做流体的 粘性
2．研究拉法
长管指的是管中局部阻力可以忽略的管，与长度无关
2.当 Re>2320 时，管中流动只有湍流。（Х ）
Re>2320 时，管中流动可能有湍流
3.平衡流体指的是所受合力为零的流体.（Χ ）
平衡流体是指与容器或地球无相对运动的流体
4.欧拉模型法用于自动模型区中的管中流动、风洞试验以及气体绕流等情况。（√）
5.写出质点导数的表达式并说明质点导数包含哪两部分？
质点导数表达式为;
dN N N N N dt vx x vy y vz Z t
（3 分）
质点导数包括两部分即：本地导数 N t
（4 分）
迁移导数： vx
N x

vy
N y

vz
N Z
（5 分）
6.何为等压面？等压面有哪些基本性质？
山东理工大学《 流体力学》试卷纸
（A ）卷 2008-09 学年 第 1 学期
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适用专业 农机 06 机设 06
考核性质 考试
闭卷
命题教师 夏连明 考试时间 100 分钟
题号
一

0
（10 分）
四、证明、计算题（30 分，每题 10 分）
1. 流体在长为 l 的水平放置的等直径圆筒中做定常流动，若已知沿程损失系数为 λ ,管壁切应力为 τ，截面平均流速为
v,流体密度为 ρ，证明：
τ=λ ρv2/8
证明：设管道前后的压力差为△p，则沿程的水头损失为 hf=△p/ρg(2 分)
又因为 hf
l d
v2 2g
（4 分）
（10 分）
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山东理工大学《 流体力学》试卷纸
（A ）卷 2008-09 学年 第 1 学期
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2.皮托静压管与汞差压计相连，借以测定水管中的最大轴向速度 vmax,已知 h=400mm,d=200m,vmax=1.2v ,试求管中的流量
弯管对水流作用力为R
Rx 2

R
2 y
10.89KN
水流对弯管作用力为R 10.89KN（10分）
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山东理工大学《 流体力学》答案及评分标准
（B ）卷 2008-09 学年 第 1 学期
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