流体力学试题及答案

全国2002年4月高等教育自学考试工程流体力学试题课程代码：02250一、单项选择题(每题1分，共20分)在每题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。1.假设流体的密度仅随(

)变化而变化，那么该流体称为正压性流体。

A.质量

B.体积

C.温度

D.压强2.亚声速流动，是指马赫数(

)时的流动。

A.等于1

B.等于临界马赫数

C.大于1

D.小于13.气体温度增加，气体粘度(

)

A.增加

B.减小

C.不变

D.增加或减小4.混合气体的密度可按各种气体(

)的百分数来计算。

A.总体积

B.总质量

C.总比容

D.总压强5.某单位购置了一台提升汽车的油压升降机(如图一所示)，原设计操纵方法是：从B管进高压油，A管排油时平台上升(图一的左图)；从A管进高压油，B管排油时平台下降。在安装现场工人不了解原设计意图，将A、B两管联在一起成为C管(图一的右图)。请你判断单靠一个C管通入高压油或排油，能操纵油压机升降吗?你的判断：(

)

A.可以

B.不能动作

C.能升不能降

D.能降不能升6.在一个储水箱的侧面上、下安装有两只水银U形管测压计(如图二)，当箱顶部压强p0=1个大气压时，两测压计水银柱高之差△h=h1-h2=760mm(Hg)，如果顶部再压入一局部空气，使p0=2个大气压时。那么△h应为(

)

A.△h=-760mm(Hg)

B.△h=0mm(Hg)

C.△h=760mm(Hg)

D.△h=1520mm(Hg)7.流体流动时，流场各空间点的参数不随时间变化，仅随空间位置而变，这种流动称为(

)

A.定常流

B.非定常流

C.非均匀流

D.均匀流8.流体在流动时，根据流体微团(

)来判断流动是有旋流动还是无旋流动。

A.运动轨迹是水平的

B.运动轨迹是曲线

C.运动轨迹是直线

D.是否绕自身轴旋转9.在同一瞬时，流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线(

)

A.重合

B.相交

C.相切

D.平行10.图示三个油动机的油缸的内径D相等，油压P也相等，而三缸所配的活塞结构不同，三个油动机的出力F1，F2，F3的大小关系是(忽略活塞重量)(

)

A.F1=F2=F3

B.F1>F2>F3

C.F1<F2<F3

D.F1=F3>F211.三个容积完全相等的容器，联接如图示，先将阀门a,b关闭，阀门c开启。压强计p指示为0。将容器I充入压缩空气，绝对压强为300KPa，容器Ⅲ抽成真空度为30KPa。先关闭阀门c,再开启阀门a和b。这时，压强计p的读数应该是(设当地大气压是100KPa)12.以下说法中，正确的说法是(

)

A.理想不可压均质重力流体作定常或非定常流动时，沿流线总机械能守恒

B.理想不可压均质重力流体作定常流动时，沿流线总机械能守恒

C.理想不可压均质重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒

D.理想可压缩重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒13.在缓变流的同一有效截面中，流体的压强分布满足(

)

A.+Z=C

B.p=C

C.+

D.+Z+14.当圆管中流体作层流流动时，动能修正系数α等于(

)

A.1

B.2

C.3

D.200015.如下图，容器假设依次装着水与汽油，假定二者均为理想流体，且H=常数，液面压强为大气压，那么从管口流出的水与汽油之间的速度关系是(

)

A.v水>v油

B.v水<v油

C.v水=v油

D.难以确定的16.粘性流体绕流平板时，边界层内的流态由层流转变为紊流的临界雷诺数Rexcr值为(

)

A.2000

B.2000～13800

C.5×105～3×106

D.2×105～3×10517.当某管路流动在紊流粗糙管平方阻力区范围内时，那么随着雷诺数Re的增大，其沿程损失系数λ将(

)

A.增大

B.减小

C.不变

D.增大或减小18.水自水箱经管路流出如下图，假设把管路阀门再关小一些，那么在阀门前后的测压管1与2的液面高度变化将是(

)

A.h1升高，h2

B.h1降低，h2升

C.h1与h2都降低

D.h1与h2都升高19.流体在管内作层流流动时，其沿程损失hf值与断面平均流速v的(

)次方成正比。

A.1

B.1.75

C.1.75～2

D.220.管路水力计算中的所谓长管是指(

)

A.长度很长的管路

B.总能量损失很大的管路

C.局部损失与沿程损失相比拟可以忽略的管路

D.局部损失与沿程损失均不能忽略的管路二、名词解释(每题2分，共10分)21.流体的密度22.等压面23.定常流动24.水力光滑管与水力粗糙管25.气体一维定常等熵流动的极限状态三、简答题(每题5分，共20分)26.混合气体密度如何计算，并列出计算公式。27.对于静止液体，当作用在液体上的质量力仅有重力时，那么液体中的哪些面是等压面?28.什么是有效截面?流道中流线互相平行时，有效截面形式如何?29.什么是紊流的时均速度?写出紊流时均速度轴向分量的定义式，指出式中各符号的含义。四、计算题(50分)30.(6分)飞机在10000m高空(T=223.15K,p=0.264bar)以速度800km/h飞行，燃烧室的进口扩压通道朝向前方，设空气在扩压通道中可逆压缩，试确定相对于扩压通道的来流马赫数和出口压力。(空气的比热容为Cp=1006J/(kg·K)，等熵指数为k=1.4，空气的气体常数R为287J/(kg·K))31.(6分)一截面为圆形风道，风量为10000m3/h，最大允许平均流速为20m求：(1)此时风道内径为多少?(2)假设设计内径应取50mm的整倍数，这时设计内径为多少?(3)核算在设计内径时平均风速为多少?32.(7分)离心式风机可采用如下图的集流器来测量流量，风机入口侧管道直径d=400mm,U形管读数h=100mmH2O，水与空气的密度分别为ρ水=1000kg/m3，ρ空=1.2kg/m3，忽略流动的能量损失，求空气的体积流量qv。33.(7分)要为某容器底部设计一个带水封的疏水管，结构如图示：容器内部的压强值，最高时是表压强pe=1500Pa,最低时是真空值pv=1200Pa,要求疏水管最高水位应低于容器底部联接法兰下a=0.1m，最低水位应在疏水管口上b=0.2m(水密度ρ=1000kg/m3，重力加速度g=9.8m/s2)求：(1)疏水管长度L。

(2)水封水面到疏水管口的深度H。34.(12分)有一水平放置的90°渐缩弯管，管内径d1=15cm,d2=7.5cm,入口处平均流速v1=2.5m/s,表压强p1=6.86×104Pa，假设不计阻力损失，求水流对弯管的作用力。水的密度ρ=1000kg/m3。35.(12分)用虹吸管输水，如下图，：水位差H=2m,管顶高出上游水位h=1m，虹吸管内径d=200mm，管长为LAB=3m,LBC=5m,LCD=4m,管路沿程损失系数λ=0.026，局部损失系数有：管路进口滤网(带底阀)一个，ζ滤网=12,B、C两处90°圆弯两个，每个ζ弯头=0.5，管路出口ζ出口=1.0，水的密度ρ=1000kg/m3。试求：(1)虹吸管的流量qv。(2)虹吸管中压强最低点的位置及其真空值。全国2002年4月高等教育自学考试工程流体力学试题参考答案课程代码：02250一、单项选择题(每题1分，共20分)1.D

2.D

3.A

4.A

5.A

6.C

7.A

8.D

9.C

10.A

11.A

12.B

13.A

14.B

15.C

16.C

17.C

18.A

19.A

20.C二、名词解释(每题2分，共10分)

21.单位体积流体的质量。

22.在流体中压强相等的点组成的面称为等压面。

23.流场中各空间点上所有物理参数均与时间变量t无关，称作定常流动。

24.流体在管内作紊流流动时，用符号△表示管壁绝对粗糙度，δ0表示粘性底层的厚度，那么当

δ0>△时，叫此时的管路为水力光滑管。

δ0<△时，叫此时的管路为水力粗糙管。

25.在绝热流动的过程中，气流的绝对压强与热力学温度为零，气流的总能量全部转化为宏观运动的动能的状态。三、简答题(每题5分，共20分)

26.可按各种气体所占气体总体积的百分数来计算。

ρ=1ρ1+2ρ2+3ρ3+…+nρn=i—各组成气体所占混合气体总体积的百分数；

ρi—各组成气体的密度，kg/m3；

ρ—混合气体密度，kg/m3

27.属于等压面的是以下水平面。

(1)自由外表(或气液分界面)。

(2)两种不互溶液体的交界面。

(3)液体内能互相连通(或不被隔断)的同一种液体内的各水平面。

28.(1)在流场中(或流道中)存在这样横截面，穿过该截面的每一条流线均与该截面垂直，这样的横截面称为有效截面(又称过流截面)。

(2)当流线互相平行时，有效截面为平面。

当流线互相不平行时，有效截面为曲面。

29.紊流真实速度在一定时间间隔内的统计平均值叫紊流的时均速度。

式中：t△—初始时刻

T—时间间隔

u—瞬时速度—时均速度四、计算题(共50分)30．T0=T∞+

=247.69K

M∞=

P0=p∞

=0.26431.依连续方程〔ρ=C〕v1A1=v2A2v1

d1==0.42m=420mm设计内径应取450mm为50mm的9倍，且风速低于允许的20m/s在设计内径450mm时，风速为

32.由伯努利方程

0+0+0=+0+

得v=

由静力学方程p+ρ水gh=0p=-ρ水gh代入

得v==40.43m/s

qv=v

33.根据流体静力学根本方程

表压强pe=ρgh或h=

在最高压强时，管内水面应低于O-O面

h1==

在最低压强时，管内水面应高于0-0面

h2==

故疏水管长度

L=a+h2+h1+b=0.1+0.122+0.152+0.2=0.574m

水封水面到疏水管口深度

H=h1+b=0.153+0.2=0.353m

答：疏水管长度应为0.574m，水封水面到疏水管口深度为0.353m。34.35．〔1〕求虹吸管的流量：列进、出口水池水面的伯努利方程：

H=

把参数代入：求得v=1.59m/s

所以qv=vA=0.05m3

(2)求最低压强点及其真空度：

最低压强应是虹吸管内的C点〔见图〕

列进水池水面及C断面的伯努利方程：

0=h-

得pvc=28200Pa=28.2KPa?全国2011年1月自学考试流体力学试题课程代码：03347一、单项选择题〔本大题共10小题，每题2分，共20分〕在每题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多项选择或未选均无分。1.不可压缩流体是指()A.平衡流体 B.运动流体C.无粘性流体 D.忽略密度变化的流体2.如题2图所示，用U形水银压差计测量水管A、B两点的压强差，水银面高差hp=10cm，pA-pB为()kPa3.关于水流流向的正确说法是()A.水一定是从高处往低处流题2图B.水一定是从流速大处往流速小处流C.水一定是从机械能大处往机械能小处流D.水一定是从测压管水头高处往测压管水头低处流4.实际液体的水力坡度J为()A.J<0 B.J=0C.J>0 D.J=Jp5.如题5图所示，排水管的断面平均流速v=2.0m/s，那么管道出口的局部水头损失为()A.0.102mB.0C.0D.0题5图6.欲使水力最优梯形断面渠道的水深和底宽相等，那么渠道的边坡系数m应为()A.1／4 B.1／2C.3／4 D.17.棱柱形渠道发生M2型水面曲线时，水流的特性为()A.Fr<lh>hc B.Fr>lh>hcC.Fr<lh<hc D.Fr>lh<hc8.宽顶堰的淹没系数随淹没程度hg／H的增大而()A.减小 B.增大C.先减小后增大 D.先增大后减小9.地下水渐变渗流的浸润线，沿程变化为()A.下降 B.保持水平C.上升 D.前述情况都可能10.桥墩绕流的模型设计应采用()A.雷诺准那么 B.马赫准那么C.欧拉准那么 D.弗劳德准那么二、填空题〔本大题共10小题，每题2分，共20分〕请在每题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。11.某流体的粘性切应力为5.0N／m2，动力粘度为0.1Pa·s，那么其剪切变形速率为__________。12.在平衡流体中，等压面恒与质量力__________。13.在恒定流中，__________与迹线重合。14.直径100mm的圆管长1000米，水头损失lm，那么管壁处的切应力为__________Pa。15.水流处于紊流粗糙区时，沿程摩阻系数与__________有关。16.圆柱形外管嘴作用水头为4.5m，管嘴直径为20mm，那么从管嘴流出的流量为____________________l／s。17.底宽b=5m的长直矩形断面渠道，通过的流量为Q=40m3h=2m，那么该断面水流的流动状态为__________。(填急流或缓流或临界流)18.明渠水流由急流过渡到缓流时发生__________。(填水跃或水跌)19.根据堰的分类可知，堰顶厚度=0.8m，堰上水头H=1.5m的堰属于__________堰。20.雷诺数表征惯性力与______________之比。三、名词解释题〔本大题共5小题，每题3分，共15分〕21.均匀流22.层流23.简单管道24.临界水深25.渗透系数四、简单计算题(本大题共3小题，每题5分，共15分)26.如题26图所示，用真空计B测得封闭水箱液面上的真空度为0.98kPa，假设敞口油箱的液面低于水箱液面的高度H=1.5m，油柱高h1=5.6m，水银柱高h2=0.2m，求油的密度。题26图27.某矩形断面渠道，粗糙系数n=0.025，通过流量Q=5.0m3／s，底宽b=4m，水深h=2m28.有一普通完全井，其半径r0=0.36m，含水层厚度H=7m，岩土渗透系数k=0.0016m/s，井中水深h=4m，试计算井的出水量。(影响半径R=3000s)五、计算题(本大题共3小题，每题10分，共30分)29.如题29图所示，在蓄水容器垂直壁的下面有一1／4圆柱面的部件AB，该部件的长度l=1.0m，半径R=0.4m，水深h=题题29图

30.如题30图所示的分岔管水流射入大气，干管及分岔管的轴线处于同一水平面上。=30°，v2=v3=12m／s，d1=200mm，d2=d3=100mm，不计水头损失，求水流对分岔管的作用力。题30图31.如题3l图所示为离心式水泵抽水装置。流量Q=201/s，几何给水高度Hg=18m。吸水管长度l1，=8m，管径d1=150mm；压水管长度l2=20m，管径d2=100mm。沿程摩阻系数=0.042，局部水头损失系数为：进口e=5.0，弯头b=0.17。水泵的安装高度Hs=5.45m，水泵进口的允许真空度[hv]=7mH2O。(1)试校核水泵进口的真空度hv；(2)试求水泵的扬程H。题31图2011年1月全国自考流体力学参考答案全国2010年10月自学考试流体力学试题课程代码：03347一、单项选择题(本大题共10小题，每题2分，共20分)在每题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多项选择或未选均无分。1．流体在静止时()A．既可以承受压力，也可以承受剪切力B．既不能承受压力，也不能承受剪切力C．不能承受压力，可以承受剪切力D．可以承受压力，不能承受剪切力2．如下图，密闭容器上装有U型水银测压计。在同一水平面上1、2、3点上的压强关系为()A．p1=p2=p3B．p1＜p2＜p3C．p1＞p2＞p3D．p1＞p2=p33．恒定流一定是()A．当地加速度为零B．迁移加速度为零C．向心加速度为零D．质点加速度为零4．在总流伯努利方程中，压强P是渐变流过流断面上的()A．某点压强B．平均压强C．最大压强D．最小压强5．圆管均匀流过流断面上切应力符合()A．均匀分布B．抛物线分布C．管轴处为零、管壁处最大的线性分布D．管壁处为零、管轴处最大的线性分布6．如下图，安装高度不同、其他条件完全相同的三根长管道的流量关系为()A．Q1=Q2=Q3B．Ql＜Q2＜Q3C．Ql＞Q2＞Q3D．Ql＜Q2=Q37．有压管流中，阀门瞬时完全关闭，最大水击压强p的计算公式为()A．B．C． D．8．只适用于明渠均匀流流动状态的判别标准是()A．微波波速B．临界底坡C．弗劳德数D．临界水深9．矩形修圆进口宽顶堰在3.0的条件下，其流量系数()A．m＜0.32B．m=0.32C．m=0.36D．m＞0.3610．用裘皮依公式分析普通完全井浸润线方程时的变量是()A．含水层厚度B．浸润面高度C．井的半径D．渗透系数二、填空题(本大题共10小题，每题2分，共20分)请在每题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。11．动力粘度与运动粘度v的关系为=__________。12．水的体积模量(体积弹性模量)K=2.1×109N/m2，压强增加196kPa后，8m3水的体积减小量为__________m313．液体静力学根本方程z+=C的物理意义是静止液体中各点单位重量液体具有的__________相等。14．在紊流