消防10级中南大学 流体力学试卷答案

1、中南大学考试试卷2011 - 2012 学年 2 学期 时间110分钟 流体力学 课程 56 学时 3.5 学分 考试形式： 闭 卷 专业年级： 消防10级01，02班 总分100分，占总评成绩 70 %注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上一、是非题（每题1分，共10分）1.（） 2.（×） 3.（×） 4.（） 5.（）6.（×） 7.（×） 8.（） 9.（×） 10.（×）二、单选题（每题2分，共20分）1. B 2. C 3. B 4. D 5. D 6. B 7. C 8. A 9. A 10. B 三、填空题（除特别注

2、明的外每空2分，共24分）1. 0； 2. 0，pa； 3. 19.87m（3分）； 4. （3分）5. 0.0201（4分）； 6. K字型，抛物线，对数或指数； 7. Ht = z1+ z2+ hl 四、作图题（共6分）上下各3分（阴影部分2分，方向1分）五、计算题（本大题有4小题，共38分）1.（本题10分）不可压缩流场的流函数为 = 5xy，（1）证明流动有势，并求速度势函数；（2）求（1,1）点的速度；（3）如果（1,1）点的压强为105Pa， = 1000kg/m3，求流场中的驻点压强。解：（1） （2分），即流动是有势的。（2分）由ux的表达式积分得 而 ， 与对比，所以 ，积分

3、得， 代入得 （2分）（2）（1,1）点的速度为 ，速度矢量为 （2分）（3）设p0为驻点（u0=0）的压强，则由不可压缩理想流体的能量方程得 （2分）2.（本题7分）在拖曳池中做船模试验，船模比例尺为1/50，实船的航速为25km/h，假设流动重力或粘性力起主导作用，试计算船模速度应为多少才能保证动力相似，方案是否可行？解：重力起主导作用：Frn=Frm，g相同，（1分）则（2分）粘性力起主导作用：Ren=Rem，、相同，（1分）则（2分）这样高的速度实际上难以实现，所以此方案不可行，第一个方案可行。（1分）3.（本题6分）流体通过水平毛细管的流量QV与管径d、动力粘度、压强梯度p/l有关，

4、试用瑞利法导出流量的表达式。解： 令 （1分） （1分） （1分）M：0=x1+x3， L：3=-x1+x2-2*x3， T：-1=-x1-2*x3（1分）x1=-1；x2=4；x3=1（1分）（1分）4. （本题13分）如图从水箱接一橡胶管道及喷嘴，橡胶管直径D=7.5cm，喷嘴出口直径d=2.0cm，水头H=5.5m，由水箱至喷嘴出口的水头损失hl=0.5m。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p=4.9N/cm2。行近流速v00，取动能、动量修正系数均为1。（1）计算通过管道的流量Q；（2）如用手握住喷嘴，需要多大的水平力？方向如何？ 223113解：对1-1、2-2列能量方程 得 v2=9.9m/s （3分）由连续方程 v3= v2(d/D)2=0.704m/s （2分）Q=d2v2/4=0.0031m3/s （1分）列动力方程 （2分）其中 （2分） P20 （1分） 则 （2分）用手握住喷嘴，需要187.9N的水平力，方向水平向左。（2分）六、实验问答题（共4分）医院里打点滴的吊瓶为什么液位从满到浅变化，但供液滴数却始终不随时间变化。静压强实验仪也是使用该原理来实现正压和负压时的压强测试。解：原因是利用进气的作用，使进气管出口处始终保持