流体力学I—2015试卷A答案

1、华中科技大学机械科学与工程学院20212021学年度第一学期流体力学?测试试卷A卷测试时间：150分钟测试方式：闭卷,开卷口半开卷口专业班级学号姓名成绩题号一二三四五六七八总分得分根底选做题20分只有一个最正确答案1、流体的动力粘度D.A.仅取决于分子运动产生的动量交换B.随温度的升高而增大C.随温度的升高而减小D.与分子运动产生的动量交换和分子内聚力有关2、理想流体中的应力只有压强,这是由于A.A.忽略了粘性作用B.没有加速度C.变形速度为零D.密度不变4、运用总流伯努利方程时,必须在缓变流截面上的B取位置水头和压强水头值.A.任意两点B.同一点C.形心点D.最高点5、管流某处的真空度为6.

2、5M104Pa,当地大气压为105Pa,那么该处的绝对压强为AA.35000PaB.65000PaC.165000PaD.-65000Pa6、粘性流体在等截面直圆管内的流动是层流还是湍流,可以由B进行判断.A.圆管直径B.雷诺数C.流体粘度D.马赫数7、对总流的两个缓变流截面运用总流伯努利方程时,两截面之间C.A.必须都是缓变流B.必须都是急变流C.可以有急变流也可有缓变流8、管道中紊流运动,过水断面流速分布符合DA、均匀分布B、直线变化规律C、抛物线规律D、对数曲线规律9、可压缩气流在拉伐尔管内做等嫡流动,当拉伐尔管出口流速超过声速,其最小断面处的流速B.A.必超过声速B.为声速C.必小于声

3、速D.不能确定10、流体运动粘性系数u的量纲是AA.L2TJB.LMT2C.L2MT二、一直径为d=200mm的圆盘在敷有润滑油的平面上匀速转动,转速为n=600r/min,圆盘与平面间的间隙为辨0.25mm,油的粘度为1.8x10-2Pa.s,求驱动圆盘转动的力矩T为多少10分解：取图示圆盘微元,那么微元面积dA=2nrdr微元上的牛顿内摩擦切应力为,由于间隙很小,可认为间隙6方向速度梯度为常数即：-dy=斗2介-.3所受力矩dT=r.dA=r口2二rdr=2址工OQdr圆盘所受力矩d/23T=2二一-dr0.d/203.141.8102600/603.1420.24T.3()4故20.25

4、102=0.71Nm、一水箱如下图,上部敞口为大气压,油箱上半局部为油深为A=1m,下半局部为水;水的密度为P,=1,0xl0：:w：:wM二u一v一wkg/m3,油的密度P2=0.85x103kg/m3;容器侧壁上有一窗口AB,窗口长l=1m,宽b=4m垂直于图面方向,窗口与水平面夹角6=30.,窗口在自由液面下淹深为h2=2m;试计算窗口受到的总合力.10分解：取水平与垂直方向建立坐标系,如图,自由液面y=0；那么窗口的形心坐标为(Xc,Yc)匕=h2/sinH+l/2=2/sin30+1/2=4.5m形心所对应的高度为hC=YCsin?-2.25m形心处压强为Pc=(Pa-：ihg).2

5、、-hig所受到的力为F=(Pc-Pa)bl=(Rhi：2hc-h)gblF=(0.8511.0(2.25-1)9.841103=8.23210excyczN四、某定常流场的速度分布为u=x2y,v=-3y,w=2z2,求坐标为1,2,3的点处流体加速度.解：ax=u-:uFu：:uv一w-x二y二z322=2xy-3xy=2A.、,Aa、,=u-vw=9y=18yaz3=8z=216二x二y二z五.将一平板放置在水平自由射流中,与自由射流处于同一水平面且与水流轴线垂直,平板截走流量Qi,其余局部偏转e角.来流Q=36L/s,v=30m/s,Qi=12L/s.求射流对平板的作用力及偏转角日的大

6、小.解：自由射流中各截面压强均为大气压强,各截面的平均速度相等,均为v=30m/s.平板对射流的作用力为-x方向,大小为Ro分析流体受力,建立动量方程：x向-R=PQ2vcos日-PQv,y向0=0vsin6-PQ1v,根据质量守恒,又有Q=Qi+Q2.由以上3式解得：9=30R=456N.射流对平板的作用力R=-R0六、如图示,水管直径为60mm,A、B两断面相距16m,高差3m,流量Q=8L/s,水银压差计读值为hp=250mm,试求管道的沿程阻力系数.p水银=13.59g/cm3解:4Q40.0082冗(0.06)=2.83m/s由伯努利方程得22乙上v-=z2巨氏hf；hf=(Z1-Z

7、2)(p1-p2)=-3+6.15=3.15m13.591=6.15mpg2gpg2gpgpg由：z1-z2=-3m,p1-P2=(3-hp)+-=(3-0.25)+由达西公式:Hf=Xlv2d而=3.15m=0.0293.152Md2g162.832x0.062x9.8七、压缩空气由大型储气罐经收缩喷管流出,罐内绝对压强p0=0.3MPa,绝对温度T0=600K,喷管出口截面内径d=200mm,出口外背压pb=0.2MPa,试求喷管质量流量.空气的定压比热cp=1004.5J/kgK,比热比=1.4,气体常数R=287J/kg水解：1.4p*2N22产=-=!=0.5283Pod11.4+1

8、J左Po0.20.3=0.667故压正PoPo出口尚未到达临界速度状态,因此流体出口压强等于背压.p00.3106RT0287600=1.742kg/m3一-23.140.2=1.742.：1.90.6671.421004.56001-0.6671.4二14.88kg/s八、用风洞做汽车行驶过程中受到的正面阻力实验.设汽车的高度为1.45m,汽车行驶的环境温度为20C,汽车速度100km/h.(1)如果模型高度为1m,实验时空气温度为0C,那么实验风速应取多大才能保证与实际流动相似(2)如果测得模型所受阻力为1500N,那么换算到真实汽车上的阻力是多少(空气200C密度为1.205kg/m3,粘度1.80X10-5Pa-s；0C密度1.293kg/m3,粘度1.68X10-5Pas)解：1001000=27.78m/s