北京交通大学_流体力学08期末考试答案.doc

所在学院 班级 姓名 学号 北 京 交 通 大 学 20082009学年 第一学期 课程名称：流体力学 土木工程2006级 出题教师：张群峰 毛军题号一 二三四五六七得分阅卷人我用人格担保：在本次考试中，诚实守信，严格遵守考场纪律。（注：大气压Pa=100kPa，水密度r =1000kg/m3，重力加速度g =10m/s2，临界雷诺数为2300）A4纸半开卷）一、 填空题（10分）1、 液体质点的运动形式有 移动 、 变形 、 旋转 2、 如果某一流动的当地加速度为零，则该流动为 定常流动 ，如果某一流动的迁移加速度为零，则该流动为 均匀流动 。3、 某一圆管实测管轴上的流速为4m/s, 水的运动粘度为1.310-6m2/s，要使管内流动为层流，则圆管直径不能超过 1.495mm 4、 用毕托管测定气体流速。毕托管的总压为46mm水柱，静压为22mm 水柱。设气体密度为1.2kg/m3，则测得的风速为 20m/s 。5、管嘴的流速系数和流量系数之比为 1 。二、判断题（10分）1、 定理和瑞利法是量纲分析的两种不同的方法，它们的适用范围是相同的。 （f）2、液体与气体的主要区别在于液体不能压缩，而气体易于压缩。 （f ）3、管内流体的流速增大时，水力光滑管有可能转变为水力粗糙管。(t ）4、在明渠的过流面积、渠低坡度和渠壁粗糙系数一定得条件下，渠道的通过能力随着湿周的增加而增加。（ f ） 5、长管并联管道各并联管段的水力坡度相等。（ f ）三、如图1所示，箱体内充满液体，活动侧壁OA可以绕O点自由转动。若要使活动侧壁恰好能贴紧箱体，U形管的h应为多少？（20分）四、如图2所示，直径为d1=700mm的管道，在支承水平面上分支为d2=500mm的两支管，A-A断面的压强为70kPa,管道流量为Q=0.6m3/s,两支管流量相等。若水头损失为支管流速水头的5倍，求支墩所受的水平推力。（不考虑螺栓连接的作用）（20分）五、如图3，用长水管由水池引水至下游直棱形水力最优矩形断面渠道，形成均匀流。已知上游管道长度l=1000m,直径d=600m，沿程阻力系数为0.02，100m管道上测得水头损失为1.5m，下游渠道低坡i=0.0016，渠壁粗糙系数为0.02.若不计局部损失，试求水池液面相对于管道出口的高度H和渠道的断面尺寸。（20分）六、如图4，离心泵从吸水池吸水，水池通过自流管与河流相通，水池水面恒定不变，水的运动粘度为1.3x10-6m2/s。已知水泥自流管长l1=20m,d1=150mm，管道的粗糙系数为0.0112。水泵吸水管长l2=12.0m，d2=150mm，水泵吸水管长l2=12.0m,d2=150mm,沿程阻力系数l2=0.03，x0=1，x1=3，x2=6，x3=2所示，水泵安装高度hs=3.5m，真空表读数为44.1kPa.,求：（1）判断自流管的流态（2）泵的抽水量；（2）当泵轴标高为50.2m时，推算出河流水面表高。（20分）图1图2Q2题一4图图4图33 解 A 点的压强： (5分)则 （10分） （5分）4 （1）总管上，过流断面上平均流速 2分 3分列A-A 和B-B 断面上的伯努利方程： 5分 2分 设三通管对控制体内的的流体作用力为F,方向向左， 5分5.28KN 3分 5 全程的沿程损失为： 1分由达西公式得管道过流断面的平均流速为 2分管道流量 2分忽略局部损失，从水池液面到管道出口断面列恒定总流的伯努利方程，可得作用水头： 5分对于下游明渠，将矩形断面水力最佳条件b=2h代入 2分 5分得 3分6 自流管的沿程损失系数：0.03 2分以1-1断面和水泵吸水口之间的能量方程：