工程流体力学试题与答案4

1、一、判断题（对的打“ V,错的打“ 乂，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。22PiV1p2V2Z2一2g2g10 .在质

2、量力只有重力作用下，实际流体微小流束的伯努利方程为Zi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. QQn； B . Qp2 ； 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）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）N./m2 ；流速A、 B由两根不同直径的

3、管子与一渐变连接管组成的管路如右 图所示，已知：Da 0.25m, pA 7.85 104 Db 0.50 m ,Pb4.91 104 N m2 ,Vb 1.2 m/s , h 1m。试判断流动方向，并计算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 0.2m,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，若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l 4m,1000kg/m3,1.518 10 3 Ns/m2。试求:(

4、1)当流量Q 0.03L/s时，管中的流态（2）此时的沿程水头损失系数、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 0vz4 .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。x2一、一一 一，一 ，v，8 .局部损失通用计算公式为hj ,j 2g9 .只要流体流过面积的大小和形

5、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努力方程为22Pl V1P2 V2Zl Z22g2g、选择题（每题 3分，共15分）1. A 2, B三、画图题（5分）四、计算题（20分）解：1）水平分力PxhcA112-DDL 98102.421 28252.8N22（5分）其压力中心zD2）垂直分力ZcJcZcA2D13LD12DLD22c -D 1.6m3（10 分）PzD2L 9810 82.4281 22198.6N （方向向上）（15 分）其压力中心xy D 2型Pz1.6 2.4 228252.8 0.509m22198.6（20

6、分）五、计算题（10分）解：设液流由A- B,基准水平面为O O,取A、B两断面，列总流的伯努利方程ziPi2 1V12gz2P22 2V22ghl（5分）根据连续性方程vaAavbAb得vAvbAb-BB代入上式Aa（8分）代入数据得hl 3.1m水柱。因为hl0,所以所设方向正确。即AfB（10 分）六、计算题（20分）解：过水断面11和22的断面积、平均流速和压强分别用A1、v1、p1和A2、v2、p2表示，建立如图坐标系。断面11和断面22所受压力分别为 p1Al和p2 A2, 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

7、。总流的动量方程在 x轴和y轴的投影为Q2V2 cos 45Q1Vl p1A p2A2 cos 45RxQ2V2 sin45p2 A2 sin 45Ry即 Rxp1Alp2 A2 cos45Q2v2 cos 45Q1VlRyQ2v2 sin 45p2 A2 sin 45分）根据题意可知A1 A2- D24则 Q1Q2 Q A1Vl 0.22 4 0.126m3.s4分）(2分)1 ftf(10(13由连续性方程可知，v1 v2 4m/s,同时，又由于弯管水平放置，且不计水头损失，则由总流的伯努利方程得到p1 p2 1ata 9.8 104 N m2分)于是 p2A2p1Alp1-D2 9.8

8、1044又 1000 kg . m3将上述这些数值代入前面二式，可求出Rx、Rx p1Al p2A2 cos 45Q2V2 cos45.23077 3077 1000 0.126 420.22 3077N4Ry,得(16QiVi2 1000 0.126 4 1049N2RyQ2v2 sin 45p2 A2 sin 453077工 1000 0.126 422532N水流对弯管的作用力R与R大小相等，方向相反，即 Rx 1049N ； Ry2532 N最后得22RRxRy. 10492 25322 2740.7NRy 2532 tan - 2.4167.5R 1049 x分)七、计算题(10分) 解：(1)(200.03 10