工程流体力学期末试卷及解析

工程流体力学期末试卷及解析1〔224〕变形。速度层间所进行的(动量交换)。p，gz,C3．/千低。表达式为2pu,，，()。Hzz,2g线变形运动是指流体微团的(外形)随时间在变化，而微团的(形心位置)的(粗糙高度)全部被(层流底层)所掩盖的情形。对于绕流平板而言，层流附面层转变为紊流附面层的临界雷诺数的范围是565Re=(3×10～3×10)，在工程上常取Re=(5×10)。xcxc〔530〕1．30?的完全气体在等压过程中的体积膨胀系数是多少？2RTdTRT,dp1111,,,,,，(,),,,0.00331/K。P2,,dTT273，30RT50kg800kg/m质量力的作用下处于平衡状态，问该液体内部的压力分布规律如何？A1页共9页,,,,,,,,F1f,,(,150i，200j,490k),,3i，4j,9.8km50dp,,(fdx，fdy，fdz),800(,3dx，4dy,9.8dz)则xyz积分上式，得压力分布为p,800(,3x，4y,9.8z)，C二维流场速度分布为，问=1，〔1，1〕点的加速度为多少？,=1，〔1，1〕点的加速度为,u,u,u222xxxa,，u，u,(2y,3x)，(2y,3x)(,,3)，(3y,2x)(2,),4m/sxxy,,x,y,,u,u,uyyy222m/sa,，u，u〔,3y,2〕x，(2y,3x)(,2,)，(3y,2x)(3,),6yxy,,,x,y222a,a，a,7.21则m/sxy,,k,〔为常数〕，流体的密度为，问流场的速度分,kA〔1，〕B〔2，〕两点间流体的质量流量为多少？42,,,,ku,,,0,,(1)流场的速度分布为u,r,,rr,rk,k,k,,M,,,,,,,,,(2)依据流函数的性质，可得流体的质量流量为21244某流体流经一扩张形管道，进出口管径之比为，问哪个截面的雷12dReRe,,,,d,Re2ReRe,12Re，它们的比值为。12115×10m/s15m板，问板末端处附面层的厚度为多少？A2页共9页uL20，1557,＞5×10，所以板末端处的附面层为紊流附面层，Re,,,2，10L,6,15，10则板末端处附面层的厚度为11,,755,,0L.382Re,0.382，15，(2，10),0.199m,199mmL〔1、2113、41246〕d=1.2m门，闸门中abF。12(1)闸门所受的总压力为NP,,hA,9810，3，,，1.2,33267.67C4压力中心到闸门中心的距离为,4d22,Id,sin1.2，sin4564xc,,,,,,,0.0212meyyDCh1yAh1616，32CCCd,sin,4则开启闸门所需要的力为2d1.2Pe(，)33267.67，(，0.0212)22F,,,24355N,dcos,1.2，cos45d=500mmA-A12两支管流量相等，不计压头损失，求支墩所受水流的水平推力。44，0.6Q1,,,1.56m/s(1)由连续性方程得u122，0.7,d,144，0.6/2Q2,,,1.529m/su222，0.5,d,2A3页共9页1122(2)由伯努利方程，可得p，,u,p，,u11222211223222p,p，,(u,u),70，10，，1000(1.56,1.529),70048N/m211222112221R,pA,2pAcos,,,Q(ucos,,u)11222111322,,,70，10，,，0.7,2，70048，,，0.5cos30,1000，0.6(1.529，cos30,1.56)44,3256.64Nd=300mm，长度=200m，末端接两支管，11长度=300m；0.15m×0.2m管，长度=250m，232λ=0.03，空气密度ρ=1.20kg/m，无视局部阻力，试求通风机所供给的风压。4A4，0.15，0.2d,,,0.17m(1)eU2，(0.15，0.2)各管段的阻抗分别为,,,,888，1.20，0.03，2023，1.20，0.03，300ll12,,,2404,,,115398，SSPP1225252525，0.3，0.15,d,,d,12,,88，1.20，0.03，250l3,,,51431SP32525，0.17,d,322SQ,SQQ,Q，QQ,(2)依据两支管的压头损失相等，即，以及，可得流量0.22233PP123233Q,m/s，0.3m/s；3A4页共9页(3)通风机所供给的风压为22222p,SQ，SQ,2404，0.5，115398，0.2,5217N/mPP01122u=5m/s20?的水(ν=10m/s)中运动，假设边?δx为，,,,0.36xu,u,,试求平板上的总阻力。,uudd,22xx2u(1)dyu,,,(1)依据冯?卡门动量积分方程，对于平板有,,,w,,,0dxuudx,,3333,,1uuyyy1xx20232023则,,,,,dy,,dy,,,,,d,,,(1)[1](1)2,,,000,uu,,10,,,,0.036x,,0.36x2uu,,11,d,,255,0.0288xdxu,11,d,,22255,,,,u,0.0288uxw,,dxu,,(2)将沿整个板面积分，得w1111,,LL,,2225555F,B,dx,0.0288,uBxdx,0.036,uBL,0.036,uBLRefw,,,,,00uuL,,uL5，47,Re,,,2，10(3)L,6,1011,,22755F,0.036,uBLRe,0.036，1000，5，2，4，(2，10),249.5N,fA5页共9页2.5251．为了保证流体的2．城市污水在下3．声音在高温环境中的传4．超音速气流在等截面有摩擦的绝热管道5．单位时间内通过射流各截面的流体动量保持6．适当提高流体的压力和速度，可以增大旋7．在烟囱抽力不变的状况下，烟道阻力增大时，炉膛内的零压8．流体在泵或风机中所获得的理论压头与流体的种类和性质无关。9．风机的静压就是风机叶轮出口静压与进口静压之差。10．两台一样规格的离心泵并联运行时，所供给的总流量等于它们单独运行时的流量之和。〔630〕5库放空库水需要多少时间？Fr22,,ugu2121,,,,StFrlglll,,,,5，256,80mlm303.2kJ/kg，绝热流淌状态下的比焓283.2i0kJ/kg，问其流速为多少？2ui,i，023u,2(i,i),2，(303.2,283.2)，10,200m/s045?，问该旋流器所产生的旋流是弱旋流还是强旋流？依据题意，由旋流数计算式得331,(r/r)221,0.8,12S,tg,,，，tg45,0.9,0.6n22331,(r/r)1,0.812A6页共9页650?，烟囱外的环境温度20?，1.30kg/m，1.293kg/m，问烟囱的理论抽力有多大？烟囱的理论抽力计算式得,,0g0a,,p,(,)H,(,)gH2mga,,1，t1，tga1.301.293,(,)，9.81，80,,643.7Pa1，650/2731，20/273则烟囱的理论抽力为643.7Pa。Q=9360m/h，p=1060Pa，假设该风机的效率为=75%，问轴功率是多少？,NeN2756e,,,3674.7W,3.67kWN,0.75〔1545〕600mm8m/saa，水管中的流速450mmHO，那么在原型风管中将产生多大2－36220?(ρ=998.2kg/m，ν=1.0×10m/s)。wwρ=998.2kg/m，aaaaww－62ν=1.0×10m/s；Δp=450mmHO。ww2ududaaww,(1)依据粘性力相像，Re＝Re，得wa,,aw则水管中的流速应为,6d,6001.0，10aw,,8，,5.33m/suuwa,660d,15.0，10wa,,ppaw,(2)依据压力相像，Eu=Eu，得aw22,u,uaaww则在原型风管中将产生的压力降为,u1.2822aa,p,,p,，450，9.81,11.95Paawu998.25.33,wwA7页共9页22p=400kN/m，T=365K，11T=336K，d=200mm，1212Gup。222：p=400kN/m，T=365K，u=125m/s，T=336K，d=200mm，d=150mm，k=1.4,111212R=287J/kg?K。3p400，10121(1)由流量方程式得kg/sG,,uA,uA,，125，,，0.2,14.98711111RT287，36541(2)由能量方程式可得2kR2，1.4，287222u,2CT(,T)，u,T(,T)，u,(365,336)，125,271.8m/s2121121pk,11.4,1k1.4kTpT3362222k,1k,11.4,1(3)由等熵过程方程式，得kN/m,,,400，,299.4pp21365pTT1110.06×10kg/m射干净空气，0.04×10kg/m，要求该处射流直径不小2.2m。试求：(1)；(2)工作地点射流的轴心速度；(3)喷口距工作地点的距离(取a=0.08)。m/s，R=1.1m，=0.06×10kg/m，=0，=0.04×10kg/mc0a0-33-33,,,c,c,c,,c,c,c,则0-0.06=-0.06×10kg/m，0.04-0.06=-0.02×10kg/m00aa(1)R0,,c0.4550.455as＝＝令＝＋0.294，，由Zas,cZ