流体力学试题(含答案)

全国2002年4月高等教育自学考试
工程流体力学试题
课程代码：02250
一、单项选择题(每小题1分，共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

1.若流体的密度仅随( )变化而变化，则该流体称为正压性流体。

A.质量
B.体积
C.温度
D.压强
2.亚声速流动，是指马赫数( )时的流动。

A.等于1
B.等于临界马赫数
C.大于1
D.小于1
3.气体温度增加，气体粘度( )
A.增加
B.减小
C.不变
D.增加或减小
4.混合气体的密度可按各种气体( )的百分数来计算。

A.总体积
B.总质量
C.总比容
D.总压强
5.某单位购买了一台提升汽车的油压升降机(如图一所示)，原设计操纵方法是：从B管进高压油，A管排油时平台上升(图一的左图)；从A管进高压油，B管排油时平台下降。

在安装现场工人不了解原设计意图，将A、B两管联在一起成为C管(图一的右图)。

请你判断单靠一个C管通入高压油或排油，能操纵油压机升降吗?你的判断：( )
A.可以
B.不能动作
C.能升不能降
D.能降不能升
6.在一个储水箱的侧面上、下安装有两只水银U形管测压计(如图二)，当箱顶部压强p0=1个大气压时，两测压计水银柱高之差△h=h1-h2=760mm(Hg)，如果顶部再压入一部分空气，使p0=2个大气压时。

则△h应为( )
A.△h=-760mm(Hg)
B.△h=0mm(Hg)
C.△h=760mm(Hg)
D.△h=1520mm(Hg)
7.流体流动时，流场各空间点的参数不随时间变化，仅随空间位置而变，这种流动称为( )
A.定常流
B.非定常流
C.非均匀流
D.均匀流
8.流体在流动时，根据流体微团( )来判断流动是有旋流动还是无旋流动。

A.运动轨迹是水平的
B.运动轨迹是曲线
C.运动轨迹是直线
D.是否绕自身轴旋转
9.在同一瞬时，流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线( )
A.重合
B.相交
C.相切
D.平行
10.图示三个油动机的油缸的内径D相等，油压P也相等，而三缸所配的活塞结构不同，三个油动机的出力F1，F2，F3的大小关系是(忽略活塞重量)( )
A.F1=F2=F3
B.F1>F2>F3
C.F1<F2<F3
D.F1=F3>F2
11.三个容积完全相等的容器，联接如图示，先将阀门a,b关闭，阀门c开启。

压强计p指示为0。

将容器I充入压缩空气，绝对压强为300KPa，容器Ⅲ抽成真空度为30KPa。

先关闭阀门c,再开启阀门a和b。

这时，压强计p 的读数应该是(设当地大气压是100KPa)
A.56.7KPa
B.76.7KPa
C.90.0KPa
D.110.0Kpa
12.下列说法中，正确的说法是( )
A.理想不可压均质重力流体作定常或非定常流动时，沿流线总机械能守恒
B.理想不可压均质重力流体作定常流动时，沿流线总机械能守恒
C.理想不可压均质重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒
D.理想可压缩重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒
13.在缓变流的同一有效截面中，流体的压强分布满足( )
A.+Z=C
B.p=C
C. +
D. +Z+
14.当圆管中流体作层流流动时，动能修正系数α等于( )
A.1
B.2
C.3
D.2000
15.如图所示，容器若依次装着水与汽油，假定二者均为理想流体，且H=常数，液面压强为
大气压，则从管口流出的水与汽油之间的速度关系是( )
A.v水>v油
B.v水<v油
C.v水=v油
D.难以确定的
16.粘性流体绕流平板时，边界层内的流态由层流转变为紊流的临界雷诺数Re xcr值为( )
A.2000
B.2000～13800
C.5×105～3×106
D.2×105～3×105
17.当某管路流动在紊流粗糙管平方阻力区范围内时，则随着雷诺数Re的增大，其沿程损失
系数λ将( )
A.增大
B.减小
C.不变
D.增大或减小
18.水自水箱经管路流出如图所示，若把管路阀门再关小一些，则在阀门前后的测压管1与2的液面高度变化将是( )
A.h1升高，h2降低
B.h1降低，h2升高
C.h1与h2都降低
D.h1与h2都升高
19.流体在管内作层流流动时，其沿程损失h f值与断面平均流速v的( )次方成正比。

A.1
B.1.75
C.1.75～2
D.2
20.管路水力计算中的所谓长管是指( )
A.长度很长的管路
B.总能量损失很大的管路
C.局部损失与沿程损失相比较可以忽略的管路
D.局部损失与沿程损失均不能忽略的管路
二、名词解释(每小题2分，共10分)
21.流体的密度
22.等压面
23.定常流动
24.水力光滑管与水力粗糙管
25.气体一维定常等熵流动的极限状态
三、简答题(每小题5分，共20分)
26.混合气体密度如何计算，并列出计算公式。

27.对于静止液体，当作用在液体上的质量力仅有重力时，则液体中的哪些面是等压面?
28.什么是有效截面?流道中流线互相平行时，有效截面形式如何?
29.什么是紊流的时均速度?写出紊流时均速度轴向分量的定义式，指出式中各符号的含义。

四、计算题(50分)
30.(6分)飞机在10000m高空(T=223.15K,p=0.264bar)以速度800km/h飞行，燃烧室的进口扩压通道朝向前方，设空气在扩压通道中可逆压缩，试确定相对于扩压通道的来流马赫数和出口压力。

(空气的比热容为
C p=1006J/(kg·K)，等熵指数为k=1.4，空气的气体常数R为287J/(kg·K))
31.(6分)一截面为圆形风道，风量为10000m3/h，最大允许平均流速为20m/s，
求：(1)此时风道内径为多少?
(2)若设计内径应取50mm的整倍数，这时设计内径为多少?
(3)核算在设计内径时平均风速为多少?
32.(7分)离心式风机可采用如图所示的集流器来测量流量，已知风机入口侧管道直径d=400mm,U形管读数
h=100mmH2O，水与空气的密度分别为ρ水=1000kg/m3，ρ空=1.2kg/m3，忽略流动的能量损失，求空气的体积流量q v。

33.(7分)要为某容器底部设计一个带水封的疏水管，结构如图示：容器内部的压强值，最高时是表压强p e=1500Pa,最低时是真空值p v=1200Pa,要求疏水管最高水位应低于容器底部联接法兰下a=0.1m，最低水位应在疏水管口上b=0.2m(水密度ρ=1000kg/m3，重力加速度g=9.8m/s2)
求：(1)疏水管长度L。

(2)水封水面到疏水管口的深度H。

34.(12分)有一水平放置的90°渐缩弯管，管内径d1=15cm,d2=7.5cm,入口处平均流速v1=2.5m/s,表压强
p1=6.86×104Pa，若不计阻力损失，求水流对弯管的作用力。

水的密度ρ=1000kg/m3。

35.(12分)用虹吸管输水，如图所示，已知：水位差H=2m,管顶高出上游水位h=1m，虹吸管内径d=200mm，管长为L AB=3m,L BC=5m,L CD=4m,管路沿程损失系数λ=0.026，局部损失系数有：管路进口滤网(带底阀)一个，ζ滤网=12,B、C两处90°圆弯两个，每个ζ弯头=0.5，管路出口ζ出口=1.0，水的密度ρ=1000kg/m3。

试求：
(1)虹吸管的流量qv。

(2)虹吸管中压强最低点的位置及其真空值。

全国2002年4月高等教育自学考试
工程流体力学试题参考答案
课程代码：02250
一、单项选择题(每小题1分，共20分)
1.D
2.D
3.A
4.A
5.A
6.C
7.A
8.D
9.C 10.A
11.A 12.B 13.A 14.B 15.C
16.C 17.C 18.A 19.A 20.C
二、名词解释(每小题2分，共10分)
21.单位体积流体的质量。

22.在流体中压强相等的点组成的面称为等压面。

23.流场中各空间点上所有物理参数均与时间变量t无关，称作定常流动。

24.流体在管内作紊流流动时，用符号△表示管壁绝对粗糙度，δ0表示粘性底层的厚度，则当
δ0>△时，叫此时的管路为水力光滑管。

δ0 <△时，叫此时的管路为水力粗糙管。

25.在绝热流动的过程中，气流的绝对压强与热力学温度为零，气流的总能量全部转化
为宏观运动的动能的状态。

三、简答题(每小题5分，共20分)
26.可按各种气体所占气体总体积的百分数来计算。

ρ=1ρ1+2ρ2+3ρ3+…+nρn=
i—各组成气体所占混合气体总体积的百分数；
ρi—各组成气体的密度，kg/m3；
ρ—混合气体密度，kg/m3
27.属于等压面的是以下水平面。

(1)自由表面(或气液分界面)。

(2)两种不互溶液体的交界面。

(3)液体内能互相连通(或不被隔断)的同一种液体内的各水平面。

28.(1)在流场中(或流道中)存在这样横截面，穿过该截面的每一条流线均与该截面垂直，这样的横截面称为有效截面(又称过流截面)。

(2)当流线互相平行时，有效截面为平面。

当流线互相不平行时，有效截面为曲面。

29.紊流真实速度在一定时间间隔内的统计平均值叫紊流的时均速度。

式中：t△—初始时刻 T—时间间隔 u—瞬时速度—时均速度
四、计算题(共50分)
30．T0=T∞+
=247.69K
M∞=
P0=p∞
=0.264
31.依连续方程（ρ=C）v1A1=v2A2=q v
1.v1 d1==0.42m=420mm
2.设计内径应取450mm为50mm的9倍，且风速低于允许的20m/s
3.在设计内径450mm时，风速为
32.由伯努利方程
0+0+0=+0+
得v=
由静力学方程p+ρ水gh=0p=-ρ水gh代入
得v==40.43m/s
q v=v
33.根据流体静力学基本方程
表压强p e=ρgh或h=
在最高压强时，管内水面应低于O-O面
h1==
在最低压强时，管内水面应高于0-0面
h2==
故疏水管长度
L=a+h2+h1+b=0.1+0.122+0.152+0.2=0.574m
水封水面到疏水管口深度
H=h1+b=0.153+0.2=0.353m
答：疏水管长度应为0.574m，水封水面到疏水管口深度为0.353m。

34.
35．（1）求虹吸管的流量：列进、出口水池水面的伯努利方程：
H=
把已知参数代入：求得v=1.59m/s
所以q v=vA=0.05m3/s
(2)求最低压强点及其真空度：
最低压强应是虹吸管内的C点（见图）
列进水池水面及C断面的伯努利方程：
0=h-
得p vc=28200Pa=28.2KPa?
全国2011年1月自学考试流体力学试题
课程代码：03347
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未
选均无分。

1.不可压缩流体是指( )
A.平衡流体
B.运动流体
C.无粘性流体
D.忽略密度变化的流体
2.如题2图所示，用U形水银压差计测量水管A、B两点的压强差，水银面高差h p=10cm，p A-p B为( )
A.13.33kPa
B.12.35kPa
C.9.8kPa
D.6.4kPa
3.关于水流流向的正确说法是( )
A.水一定是从高处往低处流题2图
B.水一定是从流速大处往流速小处流
C.水一定是从机械能大处往机械能小处流
D.水一定是从测压管水头高处往测压管水头低处流
4.实际液体的水力坡度J为( )
A.J<0
B.J=0
C.J>0
D.J=J p
5.如题5图所示，排水管的断面平均流速v=2.0m/s，则管道出口的局部水头损失为( )
A.0.102m
B.0.204m
C.0.306m
D.0.408m
题5图
6.欲使水力最优梯形断面渠道的水深和底宽相等，则渠道的边坡系数m应为( )
A.1／4
B.1／2
C.3／4
D.1
7.棱柱形渠道发生M2型水面曲线时，水流的特性为( )
A.Fr<l h>h c
B.Fr>l h>h c
C.Fr<l h<h c
D.Fr>l h<h c
8.宽顶堰的淹没系数sσ随淹没程度h g／H的增大而( )
A.减小
B.增大
C.先减小后增大
D.先增大后减小
9.地下水渐变渗流的浸润线，沿程变化为( )
A.下降
B.保持水平
C.上升
D.前述情况都可能
10.桥墩绕流的模型设计应采用( )
A.雷诺准则
B.马赫准则
C.欧拉准则
D.弗劳德准则
二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）
请在每小题的空格中填上正确答案。

错填、不填均无分。

11.已知某流体的粘性切应力为5.0N／m2，动力粘度为0.1Pa·s，则其剪切变形速率为
__________。

12.在平衡流体中，等压面恒与质量力__________。

13.在恒定流中，__________与迹线重合。

14.直径100mm的圆管长1000米，水头损失lm，则管壁处的切应力为__________Pa。

15.水流处于紊流粗糙区时，沿程摩阻系数与__________有关。

16.圆柱形外管嘴作用水头为4.5m，管嘴直径为20mm，则从管嘴流出的流量为__________
__________l／s。

17.底宽b=5m的长直矩形断面渠道，通过的流量为Q=40m3／s，若渠道内某断面水深
h=2m，则该断面水流的流动状态为__________。

(填急流或缓流或临界流)
18.明渠水流由急流过渡到缓流时发生__________。

(填水跃或水跌)
19.根据堰的分类可知，堰顶厚度δ=0.8m，堰上水头H=1.5m的堰属于__________堰。

20.雷诺数表征惯性力与______________之比。

三、名词解释题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）
21.均匀流
22.层流
23.简单管道
24.临界水深
25.渗透系数
四、简单计算题(本大题共3小题，每小题5分，共15分)
26.如题26图所示，用真空计B测得封闭水箱液面上的真空度为0.98kPa，若敞口油箱的液面低于水箱液面的高度H=1.5m，油柱高h1=5.6m，水银柱高h2=0.2m，求油的密度。

题26图
27.某矩形断面渠道，粗糙系数n=0.025，通过流量Q=5.0m3／s，底宽b=4m，水深h=2m，问此渠道底坡应为多少?
28.有一普通完全井，其半径r0=0.36m，含水层厚度H=7m，岩土渗透系数k=0.0016m/s，井中水深h=4m，试计算井的出水量。

(影响半径R=3000s k)
五、计算题(本大题共3小题，每小题10分，共30分)
29.如题29图所示，在蓄水容器垂直壁的下面有一1／4圆柱面的部件AB，该部件的长度l=1.0m，半径R=0.4m，水深h=1.2m，试求作用在部件AB上的静水总压力，要求绘制水平分力的压强分布图和铅垂分力的压力体图。

题
题29图
30.如题30图所示的分岔管水流射入大气，干管及分岔管的轴线处于同一水平面上。

已知α=30°，v2=v3=12m／s，d1=200mm，d2=d3=100mm，不计水头损失，求水流对分岔管的作用力。

题30图
31.如题3l图所示为离心式水泵抽水装置。

已知流量Q=20 1/s，几何给水高度H g=18m。

吸水管长度l1，=8m，管径d1=150mm；压水管长度l2=20m，管径d2=100mm。

沿程摩阻系数λ=0.042，局部水头损失系数为：进口ξe=5.0，弯头ξb=0.17。

水泵的安装高度H s=5.45m，水泵进口的允许真空度[h v]=7mH2O。

(1)试校核水泵进口的真空度h v；
(2)试求水泵的扬程H。

题31图
2011年1月全国自考流体力学参考答案
全国2010年10月自学考试流体力学试题
课程代码：03347
一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

1．流体在静止时()
A．既可以承受压力，也可以承受剪切力
B．既不能承受压力，也不能承受剪切力
C．不能承受压力，可以承受剪切力
D．可以承受压力，不能承受剪切力
2．如图所示，密闭容器上装有U型水银测压计。

在同一水平面上1、2、3点上的压强关系为()
A．p1=p2=p3
B．p1＜p2＜p3
C．p1＞p2＞p3
D．p1＞p2=p3
3．恒定流一定是()
A．当地加速度为零B．迁移加速度为零
C．向心加速度为零D．质点加速度为零
4．在总流伯努利方程中，压强P是渐变流过流断面上的()
A．某点压强B．平均压强
C．最大压强D．最小压强
5．圆管均匀流过流断面上切应力符合()
A．均匀分布
B．抛物线分布
C．管轴处为零、管壁处最大的线性分布
D．管壁处为零、管轴处最大的线性分布
6．如图所示，安装高度不同、其他条件完全相同的三根长管道的流量关系为()
A．Q1=Q2=Q3
B．Q l＜Q2＜Q3
C．Q l＞Q2＞Q3
D．Q l＜Q2=Q3
7．有压管流中，阀门瞬时完全关闭，最大水击压强∆p 的计算公式为( )
A ．g cv 0
B ．z gT l v 02
C ．z
T T
cv 0
ρ D ．0cv ρ
8．只适用于明渠均匀流流动状态的判别标准是( ) A ．微波波速 B ．临界底坡 C ．弗劳德数
D ．临界水深
9．矩形修圆进口宽顶堰在>H
p
3.0的条件下，其流量系数( ) A ．m ＜0.32 B ．m=0.32 C ．m=0.36
D ．m ＞0.36
10．用裘皮依公式分析普通完全井浸润线方程时的变量是( ) A ．含水层厚度 B ．浸润面高度 C ．井的半径
D ．渗透系数
二、填空题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)
请在每小题的空格中填上正确答案。

错填、不填均无分。

11．动力粘度μ与运动粘度v 的关系为μ=__________。

12．水的体积模量(体积弹性模量)K =2.1×109N/m 2，压强增加196kPa 后，8m 3水的体积减小量为__________m 3．
13．液体静力学基本方程z +g p
ρ=C 的物理意义是静止液体中各点单位重量液体具有的__________相等。

14．在紊流光滑区，25
.0Re 3164.0=
λ，则沿程水头损失h f 与流速v 的__________次方成正比。

15．绕流阻力包括摩擦阻力和__________阻力。

16．孔口外接短管，成为管嘴出流，增加了阻力，但流量不减，反而增加，这是由于_______的作用。

17．共轭水深中跃前水深和跃后水深具有相同的__________。

18．宽顶堰发生侧收缩时，局部水头损失增加，__________降低。

19．渗透系数的确定方法有实验室测定法、__________和经验方法三种。

20．采用国际单位制进行量纲分析时，对于不可压缩流体，三个基本量纲分别是__________。

三、名词解释题（本大题共5小题，每小题3分，共15分） 21．不可压缩流体 22．流线 23．当量粗糙 24．短管 25．自流井
四、简答题(本大题共3小题，每小题5分，共15分)
26．图示一有压管道，小管直径d A =0.2m ，大管直径d B =0.4m ，A 点压强水头为7mH 2O ，B 点压强水头为4mH 2O ，
已知大管断面平均流速v B =1m/s ，B 点比A 点高1m ．求管中水流的方向。

27．如图所示一密闭水箱，箱壁上连接一圆柱形外管嘴。

已知液面压强p 0=14.7kPa ，管嘴内径d =50mm ，管嘴中心
线到液面的高度H =1.5m ，管嘴流量系数μ=0.82，试求管嘴出流量Q ．
28．已知图示渠段下游为无穷远，上游水深小于正常水深。

试对其进行分区，定性画出水面曲线并标出曲线名称。

五、计算题(本大题共3小题，每小题10分，共30分)
29．如图所示开口盛水容器，容器壁上设有半径R =0.4m 的半球盖AB ．已知球形盖中心点的水深h =1.6m ，不计半
球盖自重，试求半球盖连接螺栓所受的总拉力和总切力。

(球体体积公式为3π3
4
R )
30．如图所示，管道内水流经水平对称分岔管道流入大气。

已知流量Q =0.2m 3/s ，干管直径d l =300mm ，支管直径
d 2=d 3=100mm ，分岔角︒=30θ，不计水头损失，试求水流对分岔管的作用力。

31．如图所示溢流坝泄流模型剖面。

已知溢流坝最大下泄流量为Q p=850m3/s，若采用长度比尺λl =50的模型进行实验，试求模型的最大泄流量Q m．如测得模型坝脚处收缩断面流速v m=2.65m/s，模型的堰上水头H m=10.8cm，试求原型相应的流速v p和堰上水头H p．
2010年10月全国自考流体力学参考答案
激情活力精彩学联版权所有违者必究
激情活力精彩学联版权所有违者必究。