流体力学考试题目

1、計算題計算題1 11.1.設圓管的直徑設圓管的直徑d=2cm d=2cm ，流速，流速v=12cm/sv=12cm/s，水溫水溫t=10 t=10 。試求在管長。試求在管長L=1000 mL=1000 m上的沿上的沿程水頭損失？程水頭損失？練習題解答練習題解答練習題解答練習題解答計算題計算題2 2計算題解答計算題解答練習題解答練習題解答計算題計算題3 3練習題解答練習題解答練習題解答練習題解答計算題計算題4 44.4.如下圖所示，直徑如下圖所示，直徑d = 500 mmd = 500 mm的引水管從上游水庫引的引水管從上游水庫引水至下游水庫，管道傾斜斷的傾角水至下游水庫，管道傾斜斷的傾角=30

2、=30，彎頭，彎頭a a和和b b均均為折管，引水流量為折管，引水流量Q =0.4m3/s Q =0.4m3/s ，上游水庫水深，上游水庫水深h h1 1=3.0m=3.0m，過流斷面寬度過流斷面寬度B B1 1=5.0 m=5.0 m，下游水庫水深，下游水庫水深h h2 2=2.0m=2.0m，過流斷，過流斷面寬度面寬度B B2 2=3.0m=3.0m，求引水管進口、出口處損失的水頭？，求引水管進口、出口處損失的水頭？計算題解答計算題解答計算題解答計算題解答計算題解答計算題解答計算題計算題5 55.5.如下圖所示，一儲水桶，底面面積如下圖所示，一儲水桶，底面面積F= 3m F= 3m X 2

3、mX 2m， 儲水深儲水深H1 =4mH1 =4m。由於銹蝕，距罐底。由於銹蝕，距罐底0.2m0.2m處形成一個直徑處形成一個直徑d=5mmd=5mm的孔洞。試求的孔洞。試求: : (1) (1)水位恒定，一晝夜的漏水量；水位恒定，一晝夜的漏水量； (2)(2)因漏水水位下降，一晝夜的漏水量。因漏水水位下降，一晝夜的漏水量。練習題解答練習題解答練習題三解答練習題三解答計算題計算題6 66.6.如下圖所示，一圓柱形儲水罐，直徑如下圖所示，一圓柱形儲水罐，直徑D=2mD=2m，儲水深，儲水深H=2.5m H=2.5m ，距罐底，距罐底0.25m0.25m處有處有一直徑一直徑d=0.05md=0.0

4、5m的圓柱形外管嘴，的圓柱形外管嘴，試求水位恒定時，試求水位恒定時，10 min 10 min 的出水量？的出水量？ 練習題四解答練習題四解答計算題計算題7 7練習題解答練習題解答練習題解答練習題解答練習題練習題8 8練習題解答練習題解答練習題解答練習題解答練習題練習題9 9某梯形斷面混凝土渠道按均勻流設計，已知某梯形斷面混凝土渠道按均勻流設計，已知底寬底寬b=2.4 mb=2.4 m，水深，水深h h0 0 =1.2 m=1.2 m，邊坡係數，邊坡係數m=1.5m=1.5，粗糙係數粗糙係數n=0.014，l =500 m500 m長渠道長渠道上的水頭損失上的水頭損失h hw w =0.25

5、m=0.25 m，問該渠道能通過，問該渠道能通過多少多少流量流量Q？練習題解答練習題解答練習題解答練習題解答解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題5.5.什麼是孔口出流？什麼是薄壁孔口和厚什麼是孔口出流？什麼是薄壁孔口和厚壁孔口？什麼是小孔口和大孔口？孔口出壁孔口？什麼是小孔口和大孔口？孔口出流的水力特點是什麼？流的水力特點是什麼？解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題5.5.解解: :(2)(2)厚壁孔口厚壁孔口 當當2 2 l / / d 4 4時，出流流體與孔口邊壁成面時，出流流體與孔口邊壁成面狀接觸，孔口的壁厚對出流有一定的影響，這狀接觸，孔口的壁厚對出流有一定的影

6、響，這樣的孔口稱為樣的孔口稱為厚壁孔口厚壁孔口。 解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題3.3.什麼是水力半徑？它與管道半徑有何區什麼是水力半徑？它與管道半徑有何區別？別？解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題3.3.解解: : 在工程中，使用的管道並不都是圓形截面管道。對於明渠水流在工程中，使用的管道並不都是圓形截面管道。對於明渠水流和非圓斷面管流，同樣可以用雷諾數判別流態，只是需要引入和非圓斷面管流，同樣可以用雷諾數判別流態，只是需要引入一個綜

7、合反應斷面大小和幾何形狀對流動影響的特徵長度來代一個綜合反應斷面大小和幾何形狀對流動影響的特徵長度來代替圓管雷諾數中的直徑替圓管雷諾數中的直徑d d，這個特徵長度稱為水力半徑，用，這個特徵長度稱為水力半徑，用R R表表示。示。 水力半徑水力半徑是過流斷面積是過流斷面積A A與濕周與濕周x x的比值，即的比值，即R=R=A A/ /x x。 式中式中R R-水力半徑水力半徑； A A-過流過流斷面面積斷面面積； x x-過流斷面上流體與固體壁面接觸的周界線，稱為過流斷面上流體與固體壁面接觸的周界線，稱為濕周濕周。 解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題2.2.為什麼用下

8、臨界雷諾數而不用上臨界雷為什麼用下臨界雷諾數而不用上臨界雷諾數判別流態？諾數判別流態？解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題1.1.什麼是什麼是層流層流？什麼是？什麼是紊流紊流？怎樣判別黏？怎樣判別黏性流體的這兩種不同的性流體的這兩種不同的流態流態？理想流體理想流體是是否有層流和紊流之分？否有層流和紊流之分？解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題1.1.解解: : 雷諾實驗雷諾實驗表明表明: :當流速不同時，流體質點會出當流速不同時，流體質點會出現兩種不同的運動狀態現兩種不同的運動狀態 。當流速小於某一數。當流速小於某一數值時，流體質點互不參摻混，作有條不紊的層值時，流體質

9、點互不參摻混，作有條不紊的層狀流動，即狀流動，即層流層流運動。當流速大於某一數值時，運動。當流速大於某一數值時，流體質點在向前運動的同時互相摻混，做無規流體質點在向前運動的同時互相摻混，做無規則運動，即則運動，即紊流紊流運動。介於兩者之間的較小範運動。介於兩者之間的較小範圍叫做過渡狀態。圍叫做過渡狀態。 解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題6.什麼是長管？什麼是短管？劃分長管與什麼是長管？什麼是短管？劃分長管與短管的目的是什麼？短管的目的是什麼？解釋名詞及申論題解釋名詞及申論題6.6.解解: : 由於有壓管流沿程具有一定長度，水頭損失包括沿程由於有壓管流沿程具有一定

10、長度，水頭損失包括沿程水頭損失和局部水頭損失。工程上為了簡化計算，按水頭損失和局部水頭損失。工程上為了簡化計算，按這兩類水頭損失在全部損失中所佔比重大小，將管道這兩類水頭損失在全部損失中所佔比重大小，將管道分為分為長管長管和和短管短管。 長管長管是指管道中水頭損失以是指管道中水頭損失以沿程水頭損失沿程水頭損失為主，局部為主，局部水頭損失和流速水頭在總水頭損失中所占比重很小，水頭損失和流速水頭在總水頭損失中所占比重很小，在計算中可以忽略不計或按沿程水頭損失的某一百分在計算中可以忽略不計或按沿程水頭損失的某一百分數估算仍能滿足工程要求的管道。數估算仍能滿足工程要求的管道。 短管短管是指水頭損失中，

11、是指水頭損失中，局部水頭局部水頭損失和損失和沿程水頭沿程水頭損失損失都占相當的比重，計算實兩者都都占相當的比重，計算實兩者都不能忽略不能忽略。 明渠流動明渠流動人工渠道、天然河道以及未充滿水流的管道等統稱為人工渠道、天然河道以及未充滿水流的管道等統稱為明渠明渠。明渠流動是水流的部分明渠流動是水流的部分周界周界與與大氣接觸大氣接觸，具有自由液，具有自由液面的流動。面的流動。自由液面上各點受大氣壓強作用，其自由液面上各點受大氣壓強作用，其相對壓強相對壓強為為零零。因此，明渠流動又稱為因此，明渠流動又稱為無壓流動無壓流動。水在水在人工渠道人工渠道、天然河道天然河道和和無壓管道無壓管道中的都屬於中的都屬於明渠明渠流動流動。如下圖所示：。如下圖所示： 明渠流動圖明渠流動圖明渠流動特點明渠流動特點與有壓管流相比較，明渠流動具有以下特點與有壓管流相比較，明渠流動具有以下特點: :(1)(1)明渠流動具有明渠流動具有自由液面自由液面，沿程自由液面的表，沿程自由液面的表面壓強都是面壓強都是