中南大学年《流体力学》期末试题及答案解析

1、中南大学考试试卷2020 - 2021 学年 2 学期 时间100分钟 流体力学 课程 40 学时 3 学分 考试形式： 闭 卷 专业年级： 土木19级 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15分）1质量力可以从远距离作用于流体内部的每一个流体质点上。 （ ）2流体的粘性越大，所产生的内摩擦力也一定越大。 （ ）3如果某流体在流动过程，其粘性切应力为零，则该流体必为理想流体。（ ）4图示的容器a中盛有密度为r1的液体，容器b中盛有密度为r1和r2的两种液体，则两个容器中曲面AB上压力体相同，但压力不相等。 （ ） 5冷、热流体的相对

2、压强沿高度方向的变化规律是不同的，位置越高的地方，冷气体的相对压强越大。 （ ） 6 静水压力只存在于液体和与之相接触的固体边壁之间； （ ）7无论在何种情况下，流线在空间的位置和形状都是不随时间而变化的。（ ）8在弯曲流线的主法线方向上，随流线曲率半径的增大，流体的压力不断增大，而流速则不断减小。（ ）9能量方程中，压强标准可任意选取，可采用相对压强也可采用绝对压强。对同一问题亦可采用不同标准。()10紊流阻力平方区的沿程水头损失只与雷诺数有关。 （ ）11 根据工业管道沿程阻力系数实验结果，在过渡粗糙区沿程阻力系数随雷诺数的增大而平滑下降，因此实际工程中为了减小水头损失应该增大管道中流体速

3、度。 （ ）12引起局部阻力的原因是由于旋涡区的产生，而不是速度方向和大小的变化。 （ ）13水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。 14因为并联管路中各支路的水头损失相等，所以各支路中的总机械能损失也必然相等。 15缓坡上的水流为缓流，在缓坡上不可能出现急流。 ( ) 二、填空题（共32分）1如图所示，一平板在油面上作水平运动。已知平板运动速度v =1m/s，平板与固定边界的距离=5mm，油的动力粘度0.1Pas，则作用在平板单位面积上的粘滞阻力为 Pa 。（2分）2图示一密闭容器，两侧各装一测压管，右管上端封闭，其中水面高出容器水面3m，管内液面的相对压强p0=7.8N/cm2，左支管与大

4、气相通，pa=9.8N/cm2则左侧管内水面距容器液面的高度h = 。（3分） 第1题图 第2题图3管流的负压区是指测压管水头线在 的部分。（2分）4所谓水力光滑，是指 的厚度大于壁面的 ，壁面的 全部被 所覆盖的情形。（2分）5 一等径圆管内径d=100mm，流通运动粘度为=1.30610-6 m2/s的水，则管中保持层流流态的最大流量= 。（2分）6为减轻管道中的水击压强，在管壁材料强度允许的条件下，应尽可能选用管壁 的水管。（2分）7流量增加时，泵发生汽蚀的可能性 ；当水温升高时，泵发生汽蚀的可能性 。（填增大、减小）（2分）8图示长管中，A点的相对压强pA = 米水柱。（2分） 第8题

5、图9有一矩形断面混凝土渡槽，糙率n =0.014，底宽b1.5m，槽长L120m。进口处槽底高程Z1=52.16m，出口槽底高程Z252.04m，当槽中均匀流水深h0=1.7m时，渡槽底坡i= ，通过的流量Q= m3/s。 （ 4分）10水跃是水流从_ _ 流过渡到 流的局部水力现象；当流量一定，跃前水深增大时，则跃后水深是 。（3分）11在流量一定时,渠道断面的形状、尺寸和壁面粗糙一定时，随底坡的增大，正常水深将. 。临界水深将 。(填增大、不变或减小) （ 4分）12明渠流动中，若断面单位总水头的沿程变化规律，则该液体为 液体。实际流体的断面比能Es = ，当水深为 时，Es值最小。若断面

6、比能的沿程变化规律，则该水流为 流。（4分）三、实验分析题（共13分）1. 一密闭水箱(如图)系用橡皮管从C点连通容器，并在A，B两点各接一测压管，问：（1）AB两测压管中水位是否相同？如相同时，问AB两点压强是否相等? （3分）（2）把容器提高一些后，比原来值增大还是减小？两测压管中水位变化如何？（3分）通过对雷诺实验和尼古拉茨实验的观察，发现圆管层流和紊流粗糙区时的沿程水头损失分别与速度的一次方和二次方成正比，而两种流态下都能应用达西公式 计算沿程水头损失，它们是否矛盾？为什么？（7分）四、作图题（共10分）1、作出标有字母的平面压强分布图并注明各点相对压强的大小（4分） 2、定性绘出图示曲面A上水平方向的分力和铅垂方向压力体。(6分) 第1题图 第2题图 五、计算题（本大题有2小题，共30分）1（本小题12分）有一长度为L=10m的有压管道连结两水池（不计水池中流速），管径d=0.1m，两水池水位差Z=3.5m，在L/2处装一测压管，已知管道进口和出口的局部阻力系数分别为0.5和1.0，管道沿程阻力系数为0.02，求(1)管道中通过的流量；（2）测压管水面比下游水池水面高多少。（简要写出文字说明，按