2025 年大学能源与动力工程（流体力学）试题及答案

2025年大学能源与动力工程（流体力学）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）1.流体力学中，理想流体是指（）A.不可压缩流体B.黏性为零的流体C.密度不变的流体D.运动时无惯性的流体2.连续性方程是基于流体的（）原理建立的。A.能量守恒B.质量守恒C.动量守恒D.热量守恒3.下列哪种流动属于有旋流动（）A.均匀直线流动B.点涡流动C.平行平板间的层流流动D.等截面管道中的定常流动4.流体在管道中流动时，雷诺数反映了（）的相对大小。A.惯性力与黏性力B.压力与黏性力C.惯性力与重力D.压力与重力5.伯努利方程适用的条件是（）A.理想流体、稳定流动、不可压缩B.黏性流体、稳定流动、不可压缩C.理想流体、非稳定流动、不可压缩D.黏性流体、非稳定流动、不可压缩6.对于不可压缩流体的平面流动，流函数满足（）A.拉普拉斯方程B.泊松方程C.欧拉方程D.伯努利方程7.作用在流体上的质量力有（）A.压力B.黏性力C.重力D.表面张力8.流体静力学基本方程可表示为（）A.p=p0+ρghB.p=p0-ρghC.p=ρgh-p0D.p=ρgh9.圆管层流的沿程阻力系数与（）有关。A.雷诺数B.管壁粗糙度C.流速D.管径10.当流体流动时，黏性切应力与（）成正比。A.速度B.速度梯度C.加速度D.位移二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题至少有两个正确答案，请将正确答案填在括号内）1.流体的主要力学性质包括（）A.流动性B.黏性C.压缩性D.膨胀性E.表面张力2.下列属于描述流体运动的方法有（）A.拉格朗日法B.欧拉法C.雷诺法D.伯努利法E.牛顿法3.流体流动的类型有（）A.层流B.紊流C.过渡流D.定常流E.非定常流4.下列关于流体势函数的说法正确的是（）A.势函数存在的条件是流动无旋B.势函数与流函数满足柯西-黎曼条件C.势函数的等值线与流线正交D.势函数的全微分等于流速在x、y方向分量的负值E.势函数只适用于不可压缩流体5.影响流体流动阻力的因素有（）A.流体的黏性性能B.流动状态C.管道的形状和尺寸D.管壁粗糙度E.流体的密度三、判断题（总共10题，每题2分，请判断对错，在括号内打“√”或“×”）1.流体静止时没有黏性力。（）2.流线和迹线一定重合。（）3.雷诺数越大，流体越容易出现紊流。（）4.伯努利方程中各项都具有能量的意义。（）5.不可压缩流体的流速场一定是无旋的。（）6.流体静压力的方向总是垂直指向作用面。（）7.圆管紊流的沿程阻力系数只与雷诺数有关。（）8.流函数相等的点组成的曲线是流线。（）9.质量力只有重力时，等压面是水平面。（）10.黏性流体总水头线沿程一定下降。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述理想流体与实际流体的区别，并说明在流体力学研究中引入理想流体概念的意义。2.什么是雷诺实验？它揭示了流体流动的什么规律？请简述雷诺实验的过程及结果分析。3.推导圆管层流的流速分布公式，并说明该公式中各参数的物理意义。五、计算题（总共2题，每题15分）1.已知一水平放置的等直径圆管，管内径d=50mm，管长L=10m，流体的运动黏度ν=1.0×10^(-6)m²/s，流量Q=0.002m³/s。试判断管内流体的流动状态，并计算沿程水头损失。2.如图所示，一盛水容器，水面高度H=2m，容器底部有一圆形小孔，孔径d=10mm。若不计水头损失，求水从小孔流出的流速。1.选择题答案-1.B-2.B-3.B-4.A-5.A-6.A-7.C-8.A-9.A-10.B2.多项选择题答案-1.ABCDE-2.AB-3.ABC-4.ABCD-5.ABCDE3.判断题答案-1.√-2.×-3.√-4.√-5.×-6.√-7.×-8.√-9.√-10.√4.简答题答案-1.理想流体是黏性为零的流体，实际流体具有黏性。引入理想流体概念，可简化流体力学问题的分析，先得到理想情况下的基本规律，再考虑黏性影响进行修正，有助于快速把握流体流动的主要特征和规律。-2.雷诺实验通过观察不同流速下流体在玻璃管中的流动形态来揭示规律。过程：在玻璃管中注入流体，缓慢增加流速，观察到层流、过渡流、紊流状态。结果分析：得出雷诺数与流动状态的关系，雷诺数较小时为层流，较大时为紊流。-3.推导：根据牛顿内摩擦定律和力的平衡关系得出圆管层流流速分布公式u=(r²-r₀²)ρg/(4μL)+C（r₀为管半径，r为距管轴距离）。参数意义：r反映距管轴位置，ρ为流体密度，g为重力加速度，μ为动力黏度，L为管长。5.计算题答案-1.先求流速v=4Q/(πd²)=2.04m/s，雷诺数Re=vd/ν=102000＞4000，为紊流。沿程阻力系