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1、流体力学试题一、判断题（每题1分，共10分）1、紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。（）2、均匀流中只考虑沿程水头损失，渐变流中只考虑局部水头损失。（）23、公式hL二既适用于层流，也适用于紊流。（）f d 2g4、不可压缩液体连续方程既适用于恒定流，也适用于非恒定流。（）5、理想流体是指不考虑粘性作用的流体。（）6、不管是层流还是紊流，其运动要素在时间和空间上都具有脉动性。（）7、恒定流时，流线的形状不随时间变化，流线不一定与迹线相重合。（）8、圆形管的直径就是其水力半径。（）9、几何相似是运动相似和动力相似的前提与依据。（）10、仅由液体产生作用在水平平面上的总压力与容器的形状无关。（）二
2、、填空题（每空 2分，共20分）1、流体是在任何微小的 的作用下都能够发生 的物质。2、当压力体与液体在 时为实压力体，否则为虚压力体。3、在工程流体力学中，描述流体运动的常用方法有 和。4、简单管路是指 和 沿程不发生变化的管路系统。5、局部阻力系数与 、有关。三、单项选择题（每题 2分，共30分）1、不可压缩流体指忽略 的流体。A.密度 B.密度变化C.粘度D.粘度变化2、连续介质模型意味着 。A.流体分子之间没有间隙B.流体中的物理参数是连续函数C.流体分子之间有间隙D.流体不可压缩3、已知不可压缩流体的流速场为ux=f （y,z）,uy=f（x）,uz=0,则该流动为 。A.恒定一元流
3、B.恒定二元流C.恒定三元流D.非恒定均匀流4、静水压力的方向 。A.与受力面平行B.与受力面斜交C.与受力面外法线方向一致D.与受力面内法线方向一致5、均匀流过流断面上各点的等于常数。A.2p B. z &C. 2 幺gg 2g2u2g6、已知突然扩大管道前后管段的管径之比di/d2=0.5,则突扩前后断面平均流速之比vi/v2为A. 4 B. 2 C. 1 D. 0.57、圆管湍流的断面流速分布为 A.线形 B.抛物线C.正弦 D.对数8、局部水头损失产生的原因是 。A.边界层分离产生的漩涡耗散了流体的能量B.壁面存在粘性切应力C.局部区域的流速很大，耗散了流体的能量D.局部流速分布很均匀
4、9、当虹吸管内流体流动时，虹吸管最高处压强 。A.大于大气压B.小于大气压C.等于大气压D.不确定10、如图所示，有两个长度和断面尺寸相同的支管并联，如果在支管2中加一个调节阀，则水头损失 调节阀2 三A. hwi hw2B . hw i hw 2C. hw 1= hw 2D. hw 1= hj 阀11、水力最优断面 是指的渠道断面。A .造价最低B .糙率最低C. qv、i、n 一定时，过流面积 A最大D. A、i、n 一定时，通过流量 qv最大12、相对压强是指该点的绝对气压与 的差值。A.标准大气压B.当地大气压C.真空压强D.工程大气压13、静止流体中任意一点的压强与 无关。A.点的位
5、置 B.作用面的方向C.流体的种类D.重力加速度14、密度p、动力黏度科、管径d和断面平均流速v的无量纲组合为 。vdA.B_d_Cvd_D _dvv15、关于水流流向的正确说法是 A.水一定是从高出往低处流B.水一定是从流速大处往流速小处流C.水一定是从压强大处往压强小处流D.水一定是从机械能大处往机械能小处流四、计算题（共40分）液面距水面的深度 h2=60cm,1、如图所示，闭容器内盛有油和水，油层厚 hi=40cm,油的密度p 0=850kg/m3,盛有水银的U形测压管的水银柱的高度低于油面 h=50cm,水银的密度p Hg=13600 kg/m3,试求油面上的计不压强（10分）。2、
6、某处设置安全闸门如图所示,闸门宽 b=0.6m ,高hi=1m ,较接装置于距离底h2=0.4m ,闸门可绕 A点转动，求闸门自动打开的水深h为多少米？（15分）Ah2题2图3、有一水平喷嘴，如图所示,Di=200mm和D2=100mm ,喷嘴进口水的绝对压强为 345KPa ,出口为大气, pa=103.4KPa,出口水速为22m/s。求固定喷嘴法兰螺栓上所受的力为多少？假定为不可压缩定常流动，忽略摩擦损失。（15分）答案一、判断题（每题1分，共10分）1 . 一切流体都是牛顿流体。X2 .流体静压强的方向不一定垂直于受力面的内法线方向。x3 .平衡流体等压面微分方程为Xdx+Ydy+Zdz
7、=0 （ V ）4 .过水断面都是平面。x5 .实际流体圆管层流的平均流速是最大流速的一半。（ V ）6 .在紊流状态下，能量损失包括流体层之间的内摩擦力损失和流体层之间相互混杂、能量交换而引起的附加损失。（V ）7,尼古拉茨试验的水力粗糙管区阻力系数与雷诺数Re和管长1有关。x8 .其它条件相同时，实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数。（V ）9 .只要流体流过面积的大小和形状不变的过水断面，这种流动称为均匀流动。x10 .在渗流模型中，任意一微小过水断面的平均渗流流速u应比该断面实际渗流的真实断面平均流速u小。（V ）二、选择题（每题 2分，共30分）1.C 2.B 3.C 4.B 5.
8、B 6.C7. C 8. C 9. B 10. A11. A 12. D 13.A14.B15.A三、填空题：（每小题 2分，共20分）1、根据管道水头损失计算方法的不同，管道可以分为短管 和 长管 。2、按重力相似准则设计的溢流坝水力模型，长度比尺入 L=25,当模型中某点的流速为v m= 0.8m/s ,则原型中对应点的流速为 vp= 4 m/s 。3、用欧拉法来描述流体的运动时，流体的加速度由两部分组成，第一部分称为当地加速度 ，另一部分称为迁移加速度 。4、明渠水流中判断水流是缓流的依据是Fr 1 （填写或或=）。5、在非惯性坐标系中，质量力包括重力 和 惯性力 。6、描述流体的运动方
9、法有拉格朗日法 和 欧拉法 。四、计算题（4题，共 40分）1、 （10分）一扇形闸门如图 3所示，宽度b=1.0m,圆心角 =45 ,闸门挡水深 h=3m，试求水对闸门 的作用力及方向图3解水平分力：h3.0FpxghcAxg h b 1000 9.81 3 44.145kN （2 分，列对公式给 1 分）22压力体体积：V h（- h） 1h2-（一）2 sin 4528 sin4531c3 c3 （一3一 3） 32 （一3）2（2分，列对公式给 1 分）sin 4528 sin 451.1629m3铅垂分力：FpzgV 1000 9.81 1.1629 11.41kN（2 分，列对公式
10、 1 分）合力：Fpd,FpX FpZJ44.1452 11.412 45.595kN （2 分，列对公式给 1 分）方向：Fpz-11.41arctan arctan 14.5 （2分，列对公式给 1分）Fpx44.1452、（ 10分）由两根不同直径的管子与一渐变连接管组成的管路如右图4所示，已知：Da 0.25m,pA7.85104N/m2； DB 0.50mipB4.91104N/m2 ,流速VB1.2m/s , h1m。试判断流动方向，并计算 A、B两断面之间的水头损失。解：设液流由 Z B,基准水平面为 C10,取A、B两断面，列总流的伯努利方程（2分）2Pi1V1Z11 Z22g
11、2p22V2一hl2g（3分）根据连续性方程vAAAvB Ab得vAVb Ab代入上式（3分）代入数据得hl 3.1m水柱。因为hl0,所以所设方向正确。即 ZB（2分）3、（12分）在水平放置的输水管道中，有一个转角450的变直径弯头如图5所示，已知上游管道直径d1600mm,下游管道直径d2300mm,流量qV0.425 m3/s,压弓虽P1140kPa ,求水流对这段弯头的作用力，不计损失。解（1）用连续性方程计算vA和vB4qV4 0.425就；冗0.621.5 m/s；4Q 4 0 425v2 3 45 6.02m/s （2分，列对公式给1分）就2冗0.3（2）用能量方程式计算p22
12、2V1V20.115m； 2g2g1.849 mP2Pi22ViV2g 2g 2g1409.81 （0.1151.849）122.98 kN/m2（2分，列对公式给1分）R的分力为RX和RY,列（3）将流段1-2做为隔离体取出，建立图示坐标系，弯管对流体的作用力出x和y两个坐标方向的动量方程式，得（2分）,2p2 d2 cos45FyQ（v2 cos45 0）422P1 d1p2d2 cos45FxQ（v2 cos45 v1）（2 分）44将本题中的数据代入:2, 2Fxp1 d1p2 d2 cos45qV（v2 cos45v1）=32.27kN （1 分）442Fyp2d2 cos45qVv
13、2 cos45 =7.95 kN （1 分）4F F2 33.23kN (1 分)1 Fy 0tan 13.83 (1 分) Fx4、（8分）做沿程水头损失实验的管道，直径d=1.5cm ,测量段长度l=4m ,1000cg m3,1.518 10 3Ns/m2。试求:当流量Q=0.03L/s时，管中的流态？(2)此时的沿程水头损失系数解:(1)0.03 10 3v d24vdRe 0.16985m/s4 (1.5 102)21000 0.169851.5 1021.518 10 31678.35 2320(2000) Rec（共5分，算对v给2分，公式对给1分，算对Re给3分，公式对给1分） 所以管中流态为层流。（1分）(2)6464Re 1671.1440.03899（2分公式列对给1分）