西南交《流体力学B》离元线作业

1、一、单项选择题(只有一个选项正确，共5道小题)1. 在研究流体运动时，按照是否考虑流体的粘性，可将流体分为D(A) 牛顿流体及非牛顿流体(B) 可压缩流体与不可压缩流体(C) 均质流体与非均质流体(D) 理想流体与实际流体 解答参考:2.相对压强是指该点的绝对压强与的差值B(A)标准大气压(B)当地大气压(C)工程大气压(D)真空压强 解答参考:3.粘性流体总水头线沿程的变化是A(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解答参考:4.雷诺数Re反映了()的对比关系C(A) 粘滞力与重力(B) 重力与惯性力(C) 惯性力与粘滞力(D) 粘滞力与动水压力 解答参考:5.

2、圆管均匀层流过流断面上切应力分布为B(A)抛物线分布，管壁处为零，管轴处最大(B) 直线分布，管壁处最大，管轴处为零(C) 均匀分布(D) 对数分布解答参考:四、主观题（共5道小题） 6.液体的动底面和1.5m的蒲板在液面上水平移动速助16m/s ”液层厚度为4mm,为多大?力粘度P为O-OO!Pa -s .假定液层内速度为直线分布规律.试務动平板的力/V16T=_=0.001 x=4Nm,解: F = Z4x1.5=6N7.64kg/n?）分作用在单&宽度闸门上的总压力及作用点=kSmT1,2mj2 m甘油 B解:耳=卩阂片曲=(1.8 + L2 + 2/2)x9S07x2 = 75456

3、Ny托严h-h占“十贄YciahciA4 k厶24 十一4.0Sni 12x8hl = y。 - (1,872)= 4,08-3 = b08mR = 1264 X 9.S07 x(L.2 + 2/2)x 2 = 54542 .6Nb = L +二 hL += 2,2 + bh 加=22+r4 t yA G hA2.2x2-2J5nh； =g -12 =2.35-1.2 = kl5mFyuFM-F並23913 4y = 78456 xkO8 -54542 .6x1.15y = 02m8.有一贮水装置如图所示，贮水池足够大，当阀门关闭时，压强计读数为 全开，水从管中流出时，压强计读数是 0.6个大

4、气压强，试求当水管直径2.8个大气压强。而当将阀门d = 12cin时，通过出口的体积流量Qv （不计流动损失儿解:H +匹+ 0“+心坐+竺 pgpg2gp+pgH =p , + 2.8 PnH=空竺沁= 28(* pg98064f 0 .6p、f0.6x98060H-乩-X9.S06X 2.S-I陛丿9806 J=20 J8(ni/3F卜qy 二-dV.0.785 X0.12 X2058 = 0235 (inVs)49.=30mm , % =hn ,求h和Q。解：Q = M 叽2gH*(h._hg十叮J”卫7Q 二=MAj2g(h 厂 h厂 p/y)比=他追V2g(h7+h3)h諸=5*

5、OSm J Q = 4. 7S L/s10.水平管路路直径由di=10cm ,突然扩大到d2=15cm，水的流量 Q=2n?Ui(1)试求突然扩大的局部水头损失;(2 )试求突然扩大前后的压强水头之差。解:h厂一逸1 怨(占)=02847T d；,Y 2g Y 2g 2gy gVj = 4.244m= 1.886m 乜= = 0455ni 1一、单项选择题(只有一个选项正确，共5道小题) 1.不可压缩气体总流能量方程也+九中m几，出分别代表()2伙(A)和2断面上的绝对压强(B)断面上的绝对压强及2动能上的相对压强(C)和2断面上的相对压强(D)断面上的相对压强及 2断面上的绝对压强解答参考：

6、C2. 动量方程式中流速和作用力(A)(B)(C)流速有方向，作用力没有方向 流速没有方向，作用力有方向 都没有方向(D)都有方向解答参考：D3. 管道中紊流运动，过流断面流速分布符合(A)均匀分布（B）直线变化规律（C）抛物线规律（D）对数曲线规律 解答参考：D4. 在紊流粗糙管中(A)层流底层覆盖粗糙高度(B)沿程阻力系数只取决于雷诺数(C)沿程水头损失与流速的平方成正比(D)阻力系数与相对粗糙无关解答参考：C5.水力半径是（）(A)湿周除以过水断面积(B)过水断面积除以湿周的平方(C)过水断面积的平方根(D)过流断面积除以湿周解答参考：D四、主观题（共16道小题）6.在流体力学当中，三个

7、主要的力学模型是指哪三个？答：（1）连续介质；（2）无粘性流体；（3 ）不可压缩流体。7.乩且已知三元不可压缩流场中，已知V常=-（xy + yAV, =0,试求的表达式。参考答案:vv = oF = 2 葢、= K2 5x次Q = 0i03in7so喷嘴和管路用法兰盘连接并用螺栓固定，试求栓所受的总去I a*jU II=2LSC92参考答案:2dp 4=0 J=dt冬十聲十壟=0& Sy 5 迂= f-z= I （z- X）（iz=-S2-H c c = 0= xz + 62 J228.如图所示，消防水管直径di -0,15m *喷嘴出口直径d：9.00y = = 1,6977 m/s V.

8、 = 424413 m/s AA：p:三 p_pj 三_p（V；-Vf）w&9919xl0TpHF = p；A -pQv： - Vj= 14668NOmni , L=有一并联管道如图所示.若已知Qv =300mVh , dj =10-/v2 =入3 二 Qd2 = 50nim , L 2 = 30m ,= 150mm , L 3 = 50m ,入】求各支管中的流量qvi、qv2及并联管道中的水头损失。a，Lp 丸卩 qyia LA22参考答案:(a)hpi 二hf2 =hf3-400X3 X X,0.1 2x 9.806( 71X0. ? 7=o.o3x21x匚独q0X)5 2x9,8061x

9、0,05 J-0035 - 1 r 蚣*0A5 2x9.806171x0.15-Jqv=CL2q 门 1 Qy5 =46qYiJCb)4Qv3Qy =qyj +0.2qyj +246q 门Qv =36q 冒 I 4x8L79 VL的薄板以速度V沿薄3-663,66Qvj 二 尖二翌 二 8 L97(n?/h)口 = opq门=0-2x81.79qv3 = 2 *46qvi = 2.46 x 81.79 = 201.6Xna7h)L V4010.1 2x9., 8061.360071x0.1Jhf(Ab)= hf! = 扌 U -X= 5.15(niH.O)10.在距离为s的两平行壁面之间充满动

10、力粘度为卩的液体，在液体中有一边长为板所在平面内运动。假定沿铅直方向的速度分布是直线规律: (1)当薄板距下侧壁面距离为 h时，求薄板运动时的液体阻力?(2)若h可变，求h为多大时，薄板运动阻力最小？最小阻力为多少?参考答案:-農A协a =业1 hh(5-h)dhdh h5 h *(hShj亠5 = 0,_4UAH -11.圆弧形闸门长p = 60b=5m ，圆心角，半径R=4m ，如图所示。若弧形闸门的转轴与水面齐平，求作用在弧形闸门上的总压力及其作用点的位置。参考答案:h = Rsin cp = 4x1160 = 3.44mH, =PglcA,=Pghb = 1000X 9.807 k0.

11、5x3.464x5 = 2 94192.,7N 空逹一丄hxRsE Jb；3602JE = pgVp = pg/3 14x4 x60 I、= 9S07l y 3464x4 L =72,84 m9.810.056H” =hf =72.84 m 油柱)15.从水管向左箱供水，然肓经面积 A】.療量系勒 山的孔療向右箱，再丿右箱经面础A2流量系粉）出的孔流岀.恒定流t为Qo试求两个水位高度Z / / / / / / / ZX7丨UHji !tQ2 A?(a)参考答案:1 12叭科応 AtiiZ16.试述流体静压强的两个重要特性。 参考答案： 流体静压力的方向沿作用面的内法线方向；静止流体中任一点的流

12、体静压强大小与其 作用面在空间的方位无关17.何谓流线？试写出流线的微分方程式。参考答案： 流场中某一瞬时流体质点的速度方向线;上dx dy dz18. 粘性流体在圆管中作层流流动时，其速度分布与切应力分布有何规律? 参考答案： 答(简)：速度分布为抛物线分布，切应力分布为线性分布。19. 紊流分成哪三个区，沿程阻力系数各有什么特点？ 参考答案：答(简)；(1)紊流光滑区；l*(Re)； 紊流过渡区z=/(Re,； 紊丰ffi造区2 = /(20. 一个圆柱体沿管道内壁下滑，圆柱体直径长 L = 300mn ,自重G = 10N 口 管道直径 DlObAL 倾角 & = 45*油。如图，测得圆

13、柱体下滑速度0.23血，求润滑油的动力科i性系第5Gsin = arrdLS(5&sm(9= = 0,1631 Pa s参考答案：同L U21. 如图，一弧形闸门宽 2m ，圆心角a = 30%半径心3仏 闸门轴与水面齐平，求作用在闸门上的詁水参考答案:巧= (/siu30) x b2 21 r 1 rp 兀 1F” = -r(一卅cosizsin ab = jr 妝cos30sin 30)12 2 12 2.J.14 1 c g= 9810x3x 2(cos30sm30 = 7998 X12 2F = J町 十F；=22073亠7998 = 23477N三、主观题（共14道小题） 1. 一股

14、由喷管流出的自由射流，沿水平方向冲入固定导流片水平入口，如图所示。水流截面积出，忽略质量;*A = 40cw,速度=45m/s.设水流沿导流片偏转一角度&后流射流对固定导流片的作用力F与0角的关系.解:解：乞+畧堂丄1 P 1 P= Pl = 0,1二冬=卩根据连续性方程局=去=AFh -一 Vcos)- Q只卫1 一cos - 1000 X 45 X 40 x 10 一 x 45 xFg = pVAVsin d =& = 8100 sin ffVsin/(l-cos 创F = Jf； + F： =100j2(l-cm0)N / =血7(厂/行)=tarT】Q =口2.水平管路直径由 d1=1

15、0cm,突然扩大到d2=15cm ，水的流量（1）试求突然扩大的局部水头损失;（2 ）试求突然扩大前后的压强水头之差。0 284P1V：p.V：1.Pr-P1/八+ = + (V. - Vr)二 _ = (VVr _ ：)Y2gY2君2g -yg小Pl =4244m 他匕=1.8861人二 =0,455 m3.两水库的水面高差 H=25m ，用管1和管2串联接通，不计局部损失，求流量。如果将管3与管2并联, 如图，这时各管流量各为多少？已知各管长度和管径分别为2q = lOOO?/, rfj =, Zn = 1500ff?, /】=O25?,= 1800 WT各管的沿程损失系数都是人=0,02

16、8 .参考答案:H2(1)串联 H = SQ，+ SQ代入数据Q=0* 0744m Vs(2)串联+并联H = S&+S虫;(or S)(1)S& = SjQ； (2)Q_ = Qg + Qg (3)r S *由得Q厂篙厂X2叫匕亠Z =匕Y5.流体静力学的基本方程式F的几何意义是什么?参考答案:第一项为压强水头、第二项为位置水头，两项相加为侧压管水头；同种、连续、静止的均质流体中各点的侧压管水头为常数。6.在均匀流过流断面上，压强分布有何规律?参考答案:答（简）：过流断面上压强服从静止压强分布规律，亦即同一过流断面上各点的测压管 水头相等7.粘性流体的流动可以分为哪两种流动状态？为什么雷诺数

17、可以用来判断流态参考答案:答（简）：层流和紊流；雷诺数反映的是惯性力与粘性力作用的比值。8.尼古拉兹实验曲线图中，可以分为哪五个区域？在五个区域中, 参考答案：入与哪些因素有关?答（1）层gtz = /（Re） ； C2层流向紊流过渡；f3）紊壷光滑=； 紊流过谟区2 = 屁弓）； 素流粗造区& = 昭八9.有两个同心圆筒，长L = 600ntjjj ,间隙J = 0infn ,间隙中充满/ = 0.234Pa- j的油T内筒半径r = 100mm ,它以转速ra = 95.5r imn转动，求施加于内筒的韩参考答案:V解：r = n s而 F =r60F -钛2加 占2W60FM UIjjy

18、Lr= 0.234 X 2x：U4x95./60x(U 3 x 3.14x OJx 0.6x04 = 0,88.V-m0.0110.如图，矩形闸门宽度B=3m，上缘A处设有固定铰轴，已知cf = 60,厶二 2m . L = 2.5m T 液体 y 二 9$D7_Vf mT 忽路闸门自重，求幵启闻门所需提升力丁.L.tz-f解;参考答案:P = pA = / sin 优 L + -BL2 7叽一yBL12比12比尸 i2ve+r P(Vd-Iq =cow厶Leos 3r=zsfflafZi + 1 妣I 2丿12（厶+%+r1冶+%l一 令心弓=/Stan=产tan ccB Z； + LL- + L - - I 4122=9807 x3x 1532(2,5 + 2.08) = 233333.84W11.大管直径 d1=5m，小管直径 d2=2m，已知大管中过流断面上的速度分布为u =6.25 -八(伙j) I式中r表示点所在半径。试求管中流