期末流体力学综合试卷4.pdf

一 选择题 每题一 选择题 每题 2 分 共分 共 30 分 分 1 按连续介质的概念 流体质点是指 A 流体的分子 B 流体内的固体颗粒 C 几何的点 D 几何尺寸同流动空间相比是极小量 又含有大量分子的微元体 2 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是 A 切应力和压强 B 切应力和流速 C 切应力和剪切变形 D 剪应力和剪切变形速度 3 理想流体的特征是 A 粘度是常数 B 无粘性 C 不可压缩 D 符合 RTp 4 水的动力黏度 随着温度的升高 A 增大 B 减小 C 不变 D 不定 5 金属压力表的读值是 A 绝对压强 B 相对压强 C 绝对压强加当地大气压 D 相对压强加当地大气压 6 恒定流是 A 流动随时间按一定规律变化 B 各空间点上的运动要素不随时间变化 C 各过流断面的速度分布相同 D 迁移加速度为零 7 均匀流是 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 合加速度为零 8 在圆管流中 紊流的断面速度分布符合 A 均匀规律 B 直线变化规律 C 抛物线规律 D 对数曲线规律 9 圆柱形外管嘴的正常工作条件是 A l 3 4 d Ho 9 3m B l 3 4 d Ho 3 4 d Ho 9 3m D l 3 4 d Ho 9 3m 10 长管并联管道各并联管段的 A 水头损失相等 B 水力坡度相等 C 总能量损失相等 D 通过的流量相等 11 变直径管流 小管直径d1 大管直径d2 2d1 两断面雷诺数的关系是 A Re1 Re2 B Re1 0 5Re2 C Re1 1 5Re2 D Re1 2Re2 12 粘性流体总水头线沿程的变化是 A 沿程下降 B 沿程上升 C 保持水平 D 前三种情况都有可能 13 圆管紊流粗糙区的沿程摩阻系数 A与雷诺数Re有关 B与管壁相对粗糙ks d有关 C与Re及ks d有关 D与Re和管长l有关 14 并联管道 1 2 两管的直径相同 沿程阻力系数相同 长度 12 4ll 通过的流量为 A B C 21 QQ 21 5 1 QQ 21 73 1QQ D 21 2QQ 15 作用于流体的质量力包括 A 压力 B 摩擦阻力 C 重力 D 表面张力 二 绘图题二 绘图题 每小题 5 分 共 10 分 1 绘 AB 的静水压强图示 2 绘曲面 AB 的压力体 三 问答题三 问答题 每小题 4 分 共 12 分 1 尼古拉兹实验及结果是什么 2 什么是当量直径 表达边长为 a 的正方形满管流的当量直径 3 写出没有能量输入和输出的总流的伯努力方程 并说明各项物理意义 水力名称和能量含义 四 计算题四 计算题 如图 1 所示 铅直矩形闸门 顶面水平 所在水深 h1 1m 闸门高 h 2m 宽 b 1 5m 试求 1 作用在 闸门上的静水总压力 2 压力作用点的位置 12 分 五 计算题 五 计算题 如图 2 所示 虹吸管将A池中的水输入B池 已知长度ml3 1 直径ml5 2 mmd75 两池水面高差mH2 hv 7m 沿程摩阻系数02 0 局部损失系数 进口5 0 e 转弯2 0 b 出1 0 试求 1 流量 2 管道 最大允许安装高度h 12 分 六 计算题 六 计算题 如图 3 所示 水在直径为 10cm 的 60o 水平弯管中 以 5m s 的流速流动 弯管前端压强为 9807Pa 如不 计水头损失 也不考虑重力作用 求 1 水流对弯管 1 2 的作用力 2 确定作用力方向 12 分 七 计算题 七 计算题 如图 4 所示 空气由炉口a 标高 0m 流入 通过燃烧后 废气经b c 标高 5m d 标高 50m 由烟 囱流出 烟气 0 6kg m3 空气 a 1 2kg m3 由a流到c压力损失为 9 v2 2 由c流到d压力损失为 20 v2 2 求 1 出 口流速 2 c处静压强 12 分 图 1 图 2 图 3 图 4 注 要求试卷统一用 B4 纸竖版打印 2010 2011 学年第 2 学期期末考试试卷 A 答案 2010 2011 学年第 2 学期期末考试试卷 A 答案 科目 流体力学 考试班级 建环 09 燃气 09 热能 09 考试方式 闭卷 一 选择题 每题一 选择题 每题 2 分 共分 共 30 分 分 1 D 2 D 3 B 4 B 5 B 6 B 7 B 8 D 9 B 10 A 11 D 12 A 13 B 14 D 15 C 二 绘图题二 绘图题 每小题 5 分 共 10 分 1 绘 AB 的静水压强图示 2 绘曲面 AB 的压力体 三 问答题三 问答题 每小题 4 分 共 12 分 1 答 为了确定 f Re ks d 的规律 在圆管内壁粘胶上经过筛分具有同粒径 ks 的沙粒 制成人工均匀颗粒粗糙 揭示了 f Re ks d 规律的实验结果 区 层流区 Re 2300 64 Re 区 层流转变为紊流的过渡区 基本上与相对粗糙 ks d 无关 与 Re 有关 区 紊流光滑区 与 ks d 无关 只是 Re 的函数 区 紊流光滑区向紊流粗糙区的紊流过渡区 f Re ks d 区 紊流粗糙区 只与 ks d 有关 与 Re 无关 f ks d 沿程水头损失与流速的平方成正比 2 把水力半径相等的圆管直径定义为非圆管的当量直径 在总流的有效截面上 流体与固体壁面的接触长度称为湿周 用字母 L 表示 总流的有效截面积 A 和湿周 L 之 比定义为水力半径 用字母 R 表示 R A L 对于圆形截面的管道 其几何直径用水力半径表示时可表示为 A d2 4 L d 则 R A L d 4 d 4R 即圆形截面的管道几何直径为 4 倍的水力半径 对于与圆形管道相类比 非圆形截面管道的当量直径D也可以用4倍的水力半径示D 4A L 4R 正方形管 道为 a 3 答 w h g v g p Z g v g p Z 2 2 2 222 2 2 111 1 总流过流断面上某点单位重量流体的位能 位置高度或位置水头 Z g p 总流过流断面上某点单位重量流体的压能 测压管高度或压强水头 g v 2 2 总流过流断面上某点单位重量流体的平均动能 平均速度高度或流速水头 总流过流断面间单位重量流体的平均机械能损失 w h 四 计算题四 计算题 解 1 引用公式 AghP c 其中水的密度 mhhhmkg c 22 1000 1 3 3 3mbhA 代入式中得kNAghP c 8 58328 91000 6 分 2 压力中心位置公式 Ay I yy 其中 c c CD 43 1 12 1 2mbhImhy 代入式中得 ccc myD17 2 25 12 1 2 6 分 五 计算题 五 计算题 解 由能量方程 g v g v d l g vP Z g vP Z 2222 22 2 222 2 2 111 1 2 分 解 gH d l V AB 2 1 sm sm 20 3 28 92 12 05 0 1075 53 02 0 1 3 4 分 sLsmVdQ 12 14 2 31075 4 14 3 4 3 2 32 2 分 由 g V d l hh be AC Vs 2 2 2 分 mm g V d l hh be AC sV 11 3 8 92 2 3 2 05 0 1075 3 02 018 1 2 2 3 2 4 分 六 计算题 六 计算题 解 确定控制体 1 分 选择坐标系 1 分 由能量方程求解未知压强p2 p1 1 分 联立动量方程组 122211 60coscos60cosvvQRApApFx 2 分 060sinsin60sin 222 vQRApFy 2 分 代入数据计算过程 3 分 结论 2 分 o 60 272 NR 七 计算题 七 计算题 解 1 由能量方程 2 20 2 9 2 2 22 2 2 212 2 1 1 vv v pZZg v p a 2 分 在进口前高程和