流体力学练习题框.doc

第 1 页 共 13 页 四川建筑职业技术学院教务处印制 一 填空题一 填空题 1 流体包括 和 流体最基本的特性是 2 水的粘性随温度升高而 空气的粘性随温度升高而 3 牛顿内摩擦定律适用于 流体 4 作用于静止 绝对平衡 液体上的表面力有 质量力有 5 潜体所受浮力的大小与其所在液体的 成正比 6 只受重力作用 静止液体中的等压面是 7 流体静力学中 除平板水平放置外 压力中心 D 点的位置总是 形心 C 低于 高 于 8 恒定流是各空间点上的运动参数不随 变化的流动 9 流体运动时 流体充满整个流动空间并在压力作用下的流动 称为 液体流动 时 具有与气体相接触的自由表面 且只依靠自身重力作用下的流动 称为 流 10 流体运动存在两种流态 分别是 和 11 圆管流的临界雷诺数 Rek为 非圆管流的临界雷诺数 Rek为 12 有压圆管层流运动时 13 根据流体接触的边壁沿程是否变化 把能量损失分为 和 14 由直径不同的几段简单管路顺次连接起来的管路称为 管路 为了提高供水的可靠 性 在两节点之间并设两条或两条以上的管路称为 管路 15 对于水击现象 管路阀门关闭时间 Ts 与水击波在全管段长度上来回传递一次所需时间 对比 当 Ts的水击称为 c l t 2 c l t 2 c l t 2 水击 选直接或间接 16 若 d H 10 这种孔口称为 这种情况可认为孔口断面上个点的水头都相等 各 点的流速相同 17 水由孔口直接流入大气中的出流 称为 出流 水由孔口直接流入另一水体中的出流 称为 出流 18 管嘴正常工作的两个条件是 和 19 在相同的作用水头作用下 同样口径管嘴的出流量比孔口的出流量 20 水泵叶轮按其盖板情况可分为 叶轮 叶轮和 叶轮三种 形式 第 2 页 共 13 页 四川建筑职业技术学院教务处印制 21 离心式风机根据其增压量大小 可分为三类 和 22 按照叶轮出口安装角 2的大小 叶轮可以分为三类 和 23 泵与风机的有效功率与轴功率之比为 24 泵与风机中的能量损失按其产生原因常分为三类 25 凡相似的流动 必定是 相似 相似和 相似的流动 26 泵与风机的联合运行分为 和 两种情况 二 选择题二 选择题 1 某流体的运动粘度 3 10 6m2 s 密度 800kg m3 其动力粘度为 A 3 75 10 9Pa s B 2 4 10 3Pa s C 2 4 105Pa s D 2 4 109Pa s 2 理想流体是一种 的假想流体 A 动力粘度 为 0 B 速度梯度为 0 dy du C 速度 u 为一常数 D 流体没有剪切变形 3 水力学中的一维流动是指 A 恒定流动 B 均匀流动 C 层流运动 D 运动要素只与一个坐标有关的流动 4 静止液体中同一点各方向的压强 A 数值相等 B 数值不等 C 仅水平方向数值相等 D 铅直方向数值最大 5 在平衡液体中 质量力与等压面 A 重合 B 平行 C 相交 D 正交 6 液体中某点的绝对压强为 100kN m2 则该点的相对压强为 A 1 kN m2 B 2 kN m2 C 5 kN m2 D 10 kN m2 7 有一直径 d 25mm 的水管 流速 v 1 0m s 水温为 10 时的运动粘度 1 31 10 6m2 s 则管 中流体的流态为 A 层流 B 紊流 C 临界流 D 不确定 第 3 页 共 13 页 四川建筑职业技术学院教务处印制 8 圆管层流运动时 下列哪个选项不成立 A B C D max 2 1 uv 2 33 1 2 1 9 断面平均流速 与断面上每一点的实际流速的关系是 vu A B C D 或 vuv uv uvuvu 10 图中相互之间可以列总流伯努利方程的断面是 A 1 1 断面和 2 2 断面 B 2 2 断面和 3 3 断面 C 1 1 断面和 3 3 断面 D 3 3 断面和 4 4 断面 11 测量水槽中某点水流流速的仪器有 A 文丘里计 B 毕托管 C 测压管 D 薄壁堰 12 相同条件 的孔口与管嘴出流 孔口流速和管嘴流速的关系 2121 hhdd 1 Q 2 Q A B C D 无法比较 1 Q 2 Q 1 Q 2 Q 1 Q 2 Q 13 直接水击和间接水击哪个危害大 A 直接水击 B 间接水击 C 都一样 D 不确定 14 水流经过一个渐扩管 小断面的直径 d1 大断面的直径为 d2 若 d2 d1 2 则 Re1 Re2 A 1 B 2 C 4 D 8 15 在并联管路问题中 有 A 流经每一管路的水头损失相加得总水头损失 B 流经所有管路的流量相同 C 并联的任一管路的水头损失相同 D 当总流量已知时 可直接解得各管的流量 16 图示容器内有一放水孔 孔口设有面积为 A 的阀门 ab 容器内水深为 h 阀门所受静水 总压力为 A 0 5 B hA hA C 0 5 D Ah2 2 hA 第 4 页 共 13 页 四川建筑职业技术学院教务处印制 17 图示为两种液体盛于容器中 且密度 则 A B 两测压管中的液面必为 12 A B 管高于 A 管 B A 管高于 B 管 C A B 两管同高 D 无法判断 18 如图所示 水泵的扬程是 A B C D 19 一密闭容器内下部为水 上部为空气 液面下 4 2 米处的测压管高度为 2 2m 则容器内液面 的相对压强 p 为 水柱 A 2m B 1m C 8m D 2m 20 在渐变流过流断面上 动水压强分布满足 规律 A z 0 B z QB B QA QB C QA QB D 不能确定 23 并联管道 A B 两管材料 直径相同 长度 两管的水头损失关系为 AB 2 A wAwB hh B wAwB hh2 C wAwB hh41 1 D wAwB hh4 24 有压管道的管径 d 与管流水力半径的比值 d R A 8 B 4 C 2 D 1 25 对于后向叶型的叶轮 下式哪个成立 A B C D 以上都不是 g u HT 2 2 2 g u HT 2 2 2 g u HT 2 2 2 26 当泵输送的流体温度升高时 泵的安装高度应该 A 升高 B 降低 C 不变 D 不确定 三三 简答题简答题 1 流体静压强基本方程的两种形式是什么 他们分别表示了什么含义 2 试述液体静力学的基本方程及其各项的物理意义 C p z 3 如图所示两种液体盛在同一容器中 其中 1 2 试分析下面两个水静力学方程式 1 2 2 2 1 1 1 p z p z 2 2 3 3 2 2 2 p z p z 第 6 页 共 13 页 四川建筑职业技术学院教务处印制 哪个对 哪个错 说明其原因 6 分 4 均匀流一定是恒定流 这种说法是否正确 为什么 5 简述压力流与无压流的含义 并举例说明工程中哪些是压力流 哪些是无压流 6 有压管路中直径一定时 随着流量增大雷诺数是增大还是减小 当流量一定时 随着管径增大 雷诺数将如何变化 7 如何用雷诺数对流体的流态进行判别 请分别写出有压圆管和非圆管有压流 无压流的雷诺 数计算公式以及判别标准 8 请说明什么是枝状管网和环状管网 这两种管网各有什么优缺点 9 什么是长管和短管 在水力计算中计算内容和理论依据有没有实质性的差别 10 何谓长管 何谓短管 虹吸管 室外给水管道分别可用哪一种管道 长管还是短管 计算 11 什么叫管嘴出流 在孔口 管嘴断面面积和作用水头相等的条件下 为什么管嘴比孔口的过 水能力大 并说明保证圆柱形管嘴正常出流的两个条件是什么 12 在孔口 管嘴断面面积相等的条件下 开孔位置的变化对孔口和管嘴的出流流量有无影响 为什么 13 离心式泵与风机的基本性能参数有哪些 14 离心泵的安装高度与哪些因素有关 为什么高海拔地区泵的安装高度要降低 15 串联管路的水流特点是什么 并联管路的水流特点是什么 16 为什么要考虑水泵的安装高度 什么情况下 必须使泵装设在吸水池面以下 17 流动相似的含义是什么 18 简述泵的气蚀现象 并说明气蚀的产生原因 19 泵与风机运行时 工况点如何确定 工况调节的方法有哪些 四 计算题四 计算题 1 某地大气压强为 98kPa 求 1 绝对压强为 117kPa 时的相对压强及其水柱高度 2 绝对 压强为 78kPa 时的真空压强 第 7 页 共 13 页 四川建筑职业技术学院教务处印制 2 一铅直矩形闸门 如图所示 顶边水平 所在水深 h1 1m 闸门高 h 2m 宽 b 1 5m 试求解 水静压力 P 的大小和作用点 3 渠道上有一平面闸门 宽 闸门在水深下工作 闸门斜放角度 mb0 4 mH5 2 0 60 求闸门受到的静水总压力 4 如图所示 一矩形平板闸门 AB 宽 b 2m 与水平面夹角 30 其自重 G 19 6kN A 为阀 门的转轴 水面通过 A 点 水深 h 2m 试求打开闸门的最大铅直拉力 T 5 设水流由水箱经水平串联管路流入大气 如图所示 H 3m 已知 AB 管段直径 d1 0 25m 沿 程损失 hfAB 0 4 BC 管段直径 d2 0 15m 已知损失 hfBC 0 5 进口局部损失 hm1 0 5 g2 V2 1 g2 V2 2 g2 V2 1 突然 第 8 页 共 13 页 四川建筑职业技术学院教务处印制 收缩局部损失 hm2 0 32 试求管内流量 Q g2 V2 2 6 如图所示 烟囱直径 d 0 8m 通过的烟气流量 Q 16000m3 h 烟气密度 0 6kg m3 外面大气 的密度 a 1 2kg m3 烟囱压强损失 要保证烟囱底部 1 断面 负压不小于 2 035 0 2 v d h pw 10mmH2O 烟囱高度至少应为多少 计算时 1 断面流速很低 可忽略不计 7 有一直径 d 20cm 的圆形锐圆孔口 其中心在水下的深度 H 3 0m 出流前的行进流速 v0 0 8m s 孔口出流为完全完善收缩的自由出流 求孔口出流量 第 9 页 共 13 页 四川建筑职业技术学院教务处印制 8 图示一跨河倒虹吸管 管径 D 0 8m 长 l 50 m 两个 30 折角 进口和出口的局部水头损 失系数分别为 1 0 2 2 0 5 3 1 0 沿程水力摩擦系数 0 024 上下游水位差 H 3m 求倒 虹吸管通过的流量 Q 9 有一水平放置的管道 如图 管径 d1 0 1m d2 0 05m 管中流量 Q 0 01m3 s d1断面处压强 不计管道收缩段的水头损失 取动能校正系数均为 1 求水流作用于收缩段管壁Pap 4 1 102 上的力 10 从水箱接一橡胶管道及喷嘴 如图 橡胶管直径 D 7 5cm 喷嘴出口直径 d 2 0cm 水头 H 5 5 m 由水箱至喷嘴的水头损失 0 5m 用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强 p l h 4 9N cm2 如果要用手握住喷嘴 需要对喷嘴施加多大的水平力 R 行近流速 v0 0 取动能校正 系数和动量校正系数均为 1 11 一隔板将水箱分为 A B 两格 隔板上有直径为的薄壁孔口 如图所示 B 箱底部mmd40 1 有一直径的圆柱形管嘴 管嘴长 A 箱水深 H1 3m 恒定不变 mmd30 2 ml1 0 第 10 页 共 13 页 四川建筑职业技术学院教务处印制 1 分析出流恒定性条件 H2不变的条件 2 在恒定出流时 B 箱中水深 H2等于多少 3 水箱流量 Q1为何值 12 一室外给水铸铁管道 管长 2500m 管径 400mm 0 025 又已知水塔处的地形标高 Z1 62m 水塔内最低水位距离地面的高度 H1 18m 用水处地面标高 Z2 40m 管路末端出口处要求 的自由水头 H2 24m 若忽略管路末端流速水头 求管路的流量 第 11 页 共 13 页 四川建筑职业技术学院教务处印制 13 有一水箱水面保持恒定 5m 箱壁上开一孔口 孔口直径 d 10mm 1 如果箱壁厚度 3mm 求通过孔口的流速和流量 2 如果箱壁厚度 40mm 求通过孔口的流速和流量 14 在产品试制中 一台模型离心泵的尺寸为实际泵的 1 4 在转速 n 750r min 时 进行试验 此时量出模型泵的设计工况出水量 Qm 11L s 扬程为 Hm 0 8m 如果 模型泵与实际泵的效率相等 试求 实际泵在 n 960r min 时的设计工况流量和扬程 15 已知下列数据 试求泵所需的扬程 水泵轴线标高 130m 吸水面标高 126m 上水池液面标高 170m 吸入管段阻力 0 18m 压出管段阻力 1 91m 五 绘图并填写相关内容 1 绘制下图中柱面的压力体剖面图 并判断 Pz 的方向 8 分 2 定性绘出图示管道 短管 的总水头线和测压管水头线 考虑水头损失 v0 0 第 12 页 共 13 页 四川建筑职业技术学院教务处印制 3 绘制两台相同型号的单机并联运行工况 下图中单台泵或风机的性能曲线为 管路性能曲线 请绘制并联运行的性能曲线 M 点为并联工作的工况点 请在图中标出 M 点 并联运行时 管路内总流量 减小 增大 水头损失 减小 增大 所需压头 减小 增大 所以并联运行时单台设备的流量 减小 增 大 4 两台单机串联运行工况 右图中 为