2025年大学大三（能源与动力工程）流体力学综合测试试题及答案

2025年大学大三（能源与动力工程）流体力学综合测试试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.流体力学中，理想流体的特征是（）A.不可压缩B.无黏性C.满足连续性方程D.满足伯努利方程2.对于不可压缩流体的稳定流动，连续性方程表示（）A.流速不变B.流量不变C.压强不变D.密度不变3.雷诺数Re反映了流体流动中（）的相对重要性。A.惯性力与黏性力B.压力与重力C.惯性力与重力D.黏性力与重力4.圆管层流的沿程阻力系数λ与（）有关。A.雷诺数ReB.管壁粗糙度C.流速D.管径5.突然扩大管的局部阻力系数ζ主要取决于（）A.上下游管径比B.雷诺数C.流速D.流体密度6.流体在管道中流动时，产生水头损失的原因是（）A.流体具有黏性B.管道不光滑C.流速变化D.以上都是7.伯努利方程适用于（）A.理想流体稳定流动B.实际流体稳定流动C.理想流体非稳定流动D.实际流体非稳定流动8.文丘里流量计测量流量是基于（）原理。A.伯努利方程B.连续性方程C.能量守恒D.动量定理9.流线的特点是（）A.流线不能相交B.流线可以相交C.流线是直线D.流线是曲线10.流体微团的运动形式包括（）A.平移、旋转、变形B.平移、振动、变形C.旋转、振动、变形D.平移、旋转、振动第II卷（非选择题共70分）11.（10分）简述流体静力学基本方程的物理意义，并说明其应用。12.（15分）推导圆管层流的流速分布公式，并说明其特点。13.（15分）某管道中水流为紊流，已知管径d=100mm，流量Q=0.02m³/s，水温t=20℃，求管内水流的雷诺数Re，并判断流态。（已知20℃时水的运动黏度ν=1.007×10⁻⁶m²/s）14.（20分）材料：有一水平放置的渐缩管道，已知上游管径d₁=200mm，流速v₁=2m/s，下游管径d₂=100mm。求：（1）下游流速v₂；（2）水流经该渐缩管道的水头损失。（忽略水头损失的其他因素，取动能修正系数α=1）15.（20分）材料：如图所示的U形管测压计，已知h₁=0.5m，h₂=0.3m，h₃=0.2m，被测流体密度ρ=800kg/m³，指示液密度ρ₀=1200kg/m³。求A点的压强pA。答案：1.B2.B3.A4.A5.A6.D7.A8.A9.A10.A11.流体静力学基本方程p=p₀+ρgh，物理意义为静止流体中某点压强等于表面压强加上该点到自由表面的单位质量流体的重力势能。应用：可用于计算静止流体中某点压强、测量液位高度、计算容器壁面所受压力等。12.流速分布公式：$u=u_{max}(1-\frac{r^2}{R^2})$，特点：流速沿半径呈抛物线分布，管轴处流速最大，管壁处流速为零；平均流速是最大流速的一半。13.雷诺数$Re=\frac{vd}{\nu}=\frac{Q/Ad}{\nu}=\frac{4Q}{\pid\nu}=\frac{4×0.02}{\pi×0.1×1.007×10^{-6}}\approx252086＞2300$，为紊流。14.（1）由连续性方程$Q=A₁v₁=A₂v₂$，$v₂=(\frac{d₁}{d₂})²v₁=(\frac{200}{100})²×2=8m/s$。（2）水头损失$h_{w}=\frac{v₂²-v₁²}{2g}=\frac{8²-2²}{2×9.8}\approx3.06m$。15.由等压面原理，$pA+ρgh₁=p₀+ρ₀gh₂-ρgh₃$，$pA=p₀+ρ₀gh₂-ρgh₃-ρgh₁=p₀+