工程流体力学试题与答案4

1、一、判断题对的打错的打“X，每题2分，共20分1. 一切流体都是牛顿流体。2. 流体静压强的方向不一定垂直于受力面的内法线方向。3. 平衡流体等压面微分方程为Xdx Ydy Zdz 04. 过水断面都是平面。5. 实际流体圆管层流的平均流速是最大流速的一半。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。7. 尼古拉茨试验的水力光滑管区阻力系数与雷诺数Re无关。28. 局部损失通用计算公式为hjJ2g9. 只要流体流过的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。10. 在质量力只有重力作用下，实际流体微小流束的伯努利方程为Z

2、i二、选择题每题3分，共15分1 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.通过流量相等。2. 比较在正常的工作条件下，作用水头H、直径d相等时，小孔出流量Q和圆柱形外管 嘴出流量QnA. Q Q n；B. Q P2 ; B. P1=P2 ; C. P1P2 。三、 绘图题对同一种液体绘出 AB壁面上的相对压强分布图，5分P12V12gZ2P22V22g四、计算题20分如右图，求作用在直径 D 2.4m，长B 1m的圆柱上的总压 力在水平及垂直方向的分力和压力中心。五、计算题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所示，：DA 0.25

3、m，卩人7.85 104 N m2 ； Db 0.50m, Pb 4.91 104 N m2，流速 vB 1.2 m/s， h 1m。试判断流动方向，并计算 A B两断面之间的水头损失。六、计算题20分某供水系统中一水平供水管道，直径D 0.2 m拐弯处的弯角 45，管中断面1 1处的平均流速v1 4m s， 压强为p19.8 104Pa，如右图所示，假设不计弯管内的水头损失，求水流对弯管的作用力。七、计算题10分做沿程水头损失实验的管道，直径d 1.5cm，测量段长度I 4m，1000kg m3，1.518 10 3 Ns m2。试求:1当流量Q 0.03L s时，管中的流态2此时的沿程水头

4、损失系数=、判断题每题 2分，共20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 0 V4. 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。V6. 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。V7. 尼古拉茨试验的水力光滑管区阻力系数入与雷诺数Re无关。x2&局部损失通用计算公式为hj VJ 2g9. 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. 在质量力只有重力的作用下，实际流体微小流束的伯

5、努力方程为选择题每题 3分,.A 2. B 3画图题5分共15分).C.C.占P1四、解:计算题20分1 水平分力PxhcA1d2DL9810其压力中心ZDZcJcZcA1D垂直分力PzD2L898102.42其压力中心D 2匹Pz五、计算题解：设液流由At B,基准水平面为10 分)2V1 Z22gP22V21 2.4221 3LD12DLD228252.8N2D 1.6m322198.6N方向向上(5(10(151.6O O,21V12g2.4 2取A、Z228252.80.509m22198.6(20B两断面，列总流的伯努利方程P222V22ghl(5分)根据连续性方程vAAA vB A

6、B得vAVb Ab旦旦代入上式Aa(8代入数据得hl 3.1m水柱。因为hl 0 ,所以所设方向正确。即 Atb六、计算题20分(10 分)和A2、2 分水头损失，那么由总流的伯努利方程得到P1p2 1ata 9.8104 N m2于是p2 A2 p1 A1Pl D29.84104 0.223077N4又1000 kgm3将上述这些数值代入前面.二式，可求出Rx、Ry，得贝V Q1 Q2 Q Aw 0.22 4 0.126m3 s4由连续性方程可知，V1 V2 4m/s，同时，又由于弯管水平放置,Rx p1A1 p2A2 cos45Q2v2 cos45Q1v110 分13 分且不计16 分解：

7、过水断面1 1和2 2的断面积、平均流速和压强分别用A,、V,、V2、P2表示，建立如图坐标系。断面1 1和断面2 2所受压力分别为 片和p2A2， 管壁对流体的作用力为 R。R可沿x、y轴分解为Rx、Ry， 由于弯管是水平放置的，重力在x轴和y轴的投影等于零。总流的动量方程在 x轴和y轴的投影为-二_J 严 “ I -Q2v2 cos45Q1v1p1 A1 p2A2cos45Rx-Q2v2 sin45p2A2sin45Ry即 Rx p1A1 p2A2 cos45Q2v2 cos45Q1v1RyQ2v2 si n45p2 A2 si n45根据题意可知A A2 d24307730771000 0.126 4 2 21000 0.1261049NRyQ2v2 si n45 p2 A2 si n4530771000 0.126 42532N水流对弯管的作用力 R与R大小相等，方向相反，即 Rx 1049N ； Ry2532N最后得RRx22Ry.10492253222740.7NRy2532tan2.4167.5Rx1049七、计算题10分解：(1)Q0.03 10 3v0.16985m