244#-工程流体力学

1、年级;层次;专业;姓名（资料内容仅供参考，提前准备，考完上缴，计入平时成绩）工程流体力学1 （专科）一、选择题.关于流体的粘性，以下说法不正确的是（C）。A形成流体粘性的原因是分子间的引力和流体分子的热运动B压强增加，粘性增大C液体的粘性随温度的增加而增加D气体的粘性随温度的增加而增加.流线和迹线重合的是哪种流动？ （ A ）A.定常流动B.非定常流动C.不可压缩流动D.无粘性流动.连续方程表示控制体的（）A.能量守恒B.动量守恒 C.流量守恒D.质量守恒.文丘里流量计用于测量（D ）A.点速度 B.压强 C.密度D.流量.如果空气气流速度为100m：s，温度为10，则Ma =（ B ）A.1

2、.5776B.0.2966C. 0.3509D.0.1876.当收缩喷管的质量流量达到极大值时，出口处的Ma（）A.1B.= 1 C. 1D.=0.边界层的流动分离（C）A.只可能发生于层流边界层B.只可能发生于紊流边界层C.在层流边界层和紊流边界层中均有可能发生D.或者在层流边界层发生或者在紊流边界层发生.对于一条固定管道，是光滑管还是粗糙管，与下列哪个因素有关（）A.粘性底层的厚度B.管壁的粗糙度C.雷诺数D.前三者之和.连续性方程适用于（）A.理想流体B.粘性流体C.理想流体和粘性流体D.都不适用年级;层次;专业;姓名（资料内容仅供参考，提前准备，考完上缴，计入平时成绩）.应用动量方程求

3、流体对物体的合力时，进、出口的压强应使用（）A.绝对压强B.计示压强 C. 大气压D.真空度二、填空题.等压面的重要性质是 等压面永远与质量力正交。.作用在流体上的力可以分为质量力 和 表面力。.液柱式测压计是根据流体静力学基本方程，利用液柱高度直接测量压强。.描述流体的运动常用拉格朗日法和欧拉法。三、简答题1、简单说明形成流体粘性的因素。2、简单说明流体静压强的两个特性。3、粘性流体管内流动的两种损失是什么，如何定义这两种损失。三、计算题1、用如图1所示的装置测量油的密度。已知h = 74mm, h1 = 152mm , h2 = 8mm , P 水=1000kg /m3, P 水银=136

4、00kg /m3，求油的密度。2、如图2所示，油从高压油罐经一喷嘴流出，喷嘴用法兰盘与管路连接，并用螺栓固定。已知：p0 p = 2 x 105 Pa , h = 3m , d广 0.05m，d】=0.02m，油的密度 P = 850kg / m3, 求螺栓所受拉力F。3、连续弯管中的90渐缩弯管放在水平面上，如图3所示。入口直径d 1 = 15cm，出口直 径d2 = 7.5cm ,入口处的平均流速匕=2.5m/s，计示压强p = 6.86 x 104Pa，若不计年级;层次;专业;姓名（资料内容仅供参考，提前准备，考完上缴，计入平时成绩）4、用如图4所示的U形管差压计测量弯管的局部水头损失系

5、数。已知管径d = 0.25m，水流量qv= 0.04 m 3 /s，U形管的工作液体是四氯化碳，密度为p，= 1600 kg/m 3，U形管左右 两侧液面高差Ah = 70mm，求。工程流体力学1 （专科）参考答案简答题1、形成流体粘性的原因有两个方面，一是流体分子间的引力；另一个原因是流体分子的热 运动。2、特性一：流体静压强的作用方向沿作用面的内法线方向。特性二：静止流体中任一点的 流体静压强与作用面在空间的方位无关，只是坐标点的连续可微函数。3、粘性流体在管内流动时产生两种损失，即沿程损失和局部损失。沿程损失是发生在缓变 流整个流程中的能量损失，是由流体的粘滞力造成的损失。局部损失发生

6、在流动状态急剧变 化的急变流中。计算题1、选取等压面，列方程如下：p 水g（h + h + h ） = P油 gh + p 水银 gh代入数据，整理化简后得P油=823.68kg /m3年级;层次;专业;姓名(资料内容仅供参考，提前准备，考完上缴，计入平时成绩)2、对截面0-0和2-2应用伯努利方程P 、 P V 2 TOC o 1-5 h z 0- + h = a +2 分P gP g2 gv = 23,0092m/s v = v 幺=3.6815m/s212 Ai截面 1-1 的相对压强 P p p 一 p =LpV2 V 2)= 2.1924 义 105 Pa 11 a 221取截面1-

7、1和2-2之间的油流体积为控制体，应用动量方程pA 一 F = p q (v 一 v )2 分 F = 311.73N1 1q 213、根据伯努利方程pv2pv2p + 2 = p + 得 P2r pk + 之 jj )= 68600 + 等 X(2,52 - 102 )= 21725PaX 方向上 p 4 d2 - F = pv 4- d2 (0 - v )由上式可解得F =-d 2 (p +p v 2 )=-x 0.152 义(8600 +1000 * 2.52)= 1323N TOC o 1-5 h z x 4 1 1 e14在弯管的外表面上作用有大气压强，流体静压强中也有大气压因素，故

8、由大气压强产生的作 用力在管子的内外表面上力可以两两抵消在y方向上 F - p d2 = pv 三 d 2 (v - 0) y2 e 4 22422由上式可解得F =-d2(p +pv2)=-x0.0752 xQ1725 +1000 x 102)= 538Ny 4 2 2e24合力为 F =、:F2 + F2 = 13232 + 5382 = 1427N支撑弯管所需的水平力F，= - F = -1427N4、列截面1和截面2的伯努利方程p v 2 p v 2,z +2+ = z +匕+ + h2分忽略沿程水头损失，流速相同1p g2 g2p g2 gj年级;层次;专业;姓名（资料内容仅供参考，

9、提前准备，考完上缴，计入平时成绩）-z + h + A h )= p + p gh + p g A hp，)-1 Ah = 0.042m hIp )j因为 v =勾=0.8149 m：:s 所以 q = 1.2405 A工程流体力学2 （专科）一、选择题.油的密度为800kg，m3，静止的油的自由液面与大气接触，油面下05m的深处的计示压强为（D ）。A. 0.8kPab, 0.5kPaC. 0.4kPad, 3.9kPa.流线和迹线重合的是哪种流动？ （ A）。A.定常流动B.非定常流动C.不可压缩流动D.无粘性流动.水在一条管道中流动，如果两截面的管径比为djd2 = 3，则速度比为vjv

10、2 =（ D）。A. 3B. 13C. 9D. 19.局部损失系数q的量纲为（D ）。A. mB. m；sC. m sD.无量纲.如果空气气流速度为100m, s，温度为10,则Ma = （ B ）。A. 1.5776 B. 0.2966C. 0.3509 D. 0.1876.边界层的流动分离（C ）。A.只可能发生于层流边界层B.只可能发生于紊流边界层C.在层流边界层和紊流边界层中均有可能发生D.或者在层流边界层发生或者在紊流边界层发生年级;层次;专业;姓名（资料内容仅供参考，提前准备，考完上缴，计入平时成绩）.对于一条固定管道，是光滑管还是粗糙管，与下列哪个因素有关（D ）。A.粘性底层的

11、厚度B.管壁的粗糙度C.雷诺数D.前三者之和 TOC o 1-5 h z .层流中，沿程损失与速度的几次方成正比（A）。A. 1B. 1.5C. 1.75D. 2.马赫数小于多少时，可以忽略压缩性（C）。A. 3B. 1C. 0.3D. 30.减少物体所受的流体阻力（D）。A.只能靠减少摩擦阻力来实现B.只能靠减少压差阻力来实现C.要靠同时减少摩擦阻力和压差阻力来实现D.要根据问题的具体情况决定应采取减少摩擦阻力还是压差阻力的措施.在同一瞬时，位于流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此流线（A ）。A.相切B .重合C.平行D.相交.在连续的管流中，如果两个截面的直径比为d：d2 = 2，

12、则这两个截面上的雷诺数之比为 RejRe2 = （ D ）。A. 2 B, 4 C, 1/4 D. 1/2.以下计算声速的公式中，错误的是（）。K p、dpA，C = 7 B，C =。0 C = K 不.关于边界层，以下说法错误的是（D ）。A.与特征长度相比，边界层的厚度很小B.边界层外部的流动可以看作理想流体的势流C.边界层有层流和紊流之分D .边界层内的速度梯度很小年级;层次;专业;姓名（资料内容仅供参考，提前准备，考完上缴，计入平时成绩）.描述粘性流体运动的微分方程有（C）。A欧拉方程B边界层方程C纳维-斯托克斯方程D斯托克斯方程二、填空题.层流流动的沿程损失与平均流速的1次方成正比。

13、.水流以平均速度匕在直径为d 1的管道内流动，管道直径突然变为3d1,那么此处的局部 损失hj=。.绕圆柱体的无环流的流动可以看作一个直匀流 和_一个偶极子流的叠加。.在运动流体中，物体受到的阻力主要包括流体阻力 和 粘滞阻力。三、概念题.分别说明液体和气体的粘性随温度的变化规律，并简述原因。.画出图中二维曲面AB所受液体总压力的垂直分力对应的压力体，并标出垂直分力的方向。四、计算题1、过热水蒸气&=1.33,R = 462 Jag K）在管道中作等熵流动，在截面1上的参数为（二50 C , p = 105Pa , 4 = 50m/s。如果截面2上的速度为v2 = 100mis，求该处的压强P

14、 2。2、如图所示，两圆筒用管子连接，内充水银。第一个圆筒直径d = 45cm, 1活塞上受力F1 = 3197N，密封气体的计示压强p = 9810Pa ；第二圆筒|詈震0/ud2 = 30cm，活塞上受力F2 = 4945.5N ,上部通大气。若不计活塞质量，-fT221J年级（资料内容仅供参考，提前准备，考完上缴，计入平时成绩）求平衡状态时两活塞的高度差h（已知水银的密度P = 13600kg/m3）。3、连续管系中的90渐缩弯管放在水平面上，如图所示，入口直径d 1 = 15cm,出口直径d2 = 7.5cm，入口处水的平均流速V = 2.5m/s，计示压强p= 6.86义104 Pa

15、，若不计阻力损失，试求支撑弯管所需的水平力。三、概念题工程流体力学2（专科）参考答案1、液体的粘性随温度的增加而减小。形成液体粘性的主要原因是分子间的引力。温度增加，分子间距减小，则分子间的引力减小。气体的粘性随温度的增加而增加。形成气体粘性的主要原因是分子的热运动，温度增加，热运动加剧。2、体积1（1分），力的方向（1分）体积2（1分），力的方向（1分）四、计算题yV 2V2、体积1（1分），力的方向（1分）体积2（1分），力的方向（1分）四、计算题yV 2VV 21、-RT + , = -RT + -2 y -112 y -122133- X 462 X 323 + 更= 133- x 4

16、62 x T +1002T = 320.986K1.33 -121.33 -122250.33 x 462 x(273 + 50)=0.1122Ma2-100-=2=c 2yR RT2 0B. 0dxdxC.亚二 0D. dP 0 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document dxdxdx.用皮托一静压管直接测量出的物理量是（D ）。A.总压B.静压C.流量D.总压与静压的差值.流管是在流场里取作管状假想表面，流体流动应是（A ）。A.不能穿过侧壁流动B.流体能穿过管侧壁由管外向管内流动C.流体能穿过管侧壁由管内向管外流动D.不确定.关于马赫数，以下说法不

17、正确的是（B ）。A.马赫数表示惯性力与弹性力之比B.马赫数小于1时，气体可以忽略压缩性的影响C.马赫数可用作划分气体的流动状态D.马赫数表示气体宏观运动动能与气体内能之比15.层流状态下，粘性流体总流的伯努利方程中a为（）。A. 1B. 2C. 1.1D. 1/2二、概念题1、流线年级;层次;专业;姓名（资料内容仅供参考，提前准备，考完上缴，计入平时成绩）2、水力光滑3、压力体4、马赫数三、判断对错题.流体的压缩性系数越大，越不易被压缩。（X ）.处于静止的流体其静压强的大小只与作用点的位置有关。（V ）.不可压缩流体沿半径逐渐变大的水平管道流动时，压强越来越小。（）.水力光滑管是指管道壁面

18、相对粗糙度非常小的管子。（X ）.对于不可压缩流体的一维定常管流，在完全阻力平方区中，沿程损失系数与雷诺数无关。（X ）.声音在空气中的传播速度只是温度的单值函数。（V ）四、计算题1、）杯式水银真空计如图，杯的直径D = 60mm，测压管直径d = 5mm，杯口接通大气 时，杯和测压管的水银面平齐。当杯口接低压p时，测压管水银面下降h = 200mm，求杯口气压的真空。（已知水银密度P = 13600kg/m3 ）丁无3 ,1h2、连续管系中的90渐缩弯管放在水平面上，如图所示，入口直径d = 15cm，出口直径 d2= 7.5cm ,入口处水的平均流速匕=2.5m/s，计示压强p= 6.8

19、6义104Pa，若不计阻 力损失，试求支撑弯管所需的水平力。年级;层次;专业;姓名（资料内容仅供参考，提前准备，考完上缴，计入平时成绩）3、过热水蒸气&=1.33,R = 462 J&g K）在管道中作等熵流动，在截面1上的参数为t1 = 50 C，p = 105Pa，4 = 50m/s。如果截面2上的速度为v2 = 100m/s，求该处的 压强P 2。4、如图所示，油从高压油罐经一喷嘴流出，喷嘴用法兰盘与管路连接，并用螺栓固定。已 知：p 0 p = 2 X105 Pa， h = 3 m， 4 = 0.05 m， d 】=0.02 m，油的密度 p = 850kg / m 3，求 螺栓所受拉

20、力F。工程流体力学3 （专科）参考答案二、概念题 1、流线是流场中某一瞬时的光滑曲线，该曲线上的流体质点的运动方向均和该曲线相切， 是众多相邻近的流体质点运动方向的组合。2、当。时，粘性底层完全淹没了管壁的粗糙凸出部分。这时紊流完全感受不到管壁粗 糙度的影响，流体好像在完全光滑的管子中流动一样。这种情况的管内流动称作水力光滑”， 或简称“光滑管”。3、压力体是一个数学概念，与该体积内有无液体或者是否充满液体无关，它是曲面和自由 液面或者自由液面的延长面包容的体积。4、流体流动速度和当地声速的比值是马赫数。四、计算题年级;层次;专业;姓名(资料内容仅供参考，提前准备，考完上缴，计入平时成绩)1、

21、设管口大气压为Pa，p = p + p g (h + A h ) TOC o 1-5 h z D2-d2由于 A h兀=h兀 44.一 ( d故 P P = P g 1 + ID代入数据Pv= 26939 Pa2、选取弯管壁面和进、出口截面内的体积为控制体，建立图示坐标系。由连续性方程 v2 = 4 A- = 2.5 x 00W = 10 mis2.设弯管对控制体内流体的水平约束力为F，其在、J方向上的分力分别为F、Fy。 根据伯努利方程pv2pv2p 1J 亍=p 2 J -T2 2 v 2)= 68600 +1000 x122.52 102)= 21725Pa在x方向上p 4d2 F = pv 4d2(0 v在x方向上由上式可解得F =-d2(p +pv2)=三x0. 1 52 x(68600 +1 000 x2.52)= 1323N TOC o 1-5 h z x 4 11 e 14在弯管的外表面上作用