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______第I卷（选择题共30分）答题要求：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共10题，每题3分)w1.流体力学中，连续介质假设意味着（）A.流体分子是连续分布的B.流体内部不存在间隙C.流体的物理性质在空间上连续分布D.流体是不可压缩的w2.理想流体是指（）A.不可压缩的流体B.无黏性的流体C.密度不变的流体D.流动过程中压力不变的流体w3.流体静力学基本方程$p=p_0+\rhogh$中，$h$表示（）A.流体的高度B.相对于某一基准面的高度C.压力水头D.速度水头w4.雷诺数$Re$反映了流体流动的（）A.惯性力与黏性力之比B.压力与重力之比C.惯性力与重力之比D.黏性力与重力之比w5.圆管层流的沿程阻力系数$\lambda$与雷诺数$Re$的关系是（）A.$\lambda$与$Re$成正比B.$\lambda$与$Re$成反比C.$\lambda$与$Re$的平方成正比D.$\lambda$与$Re$的平方成反比w6.流体在管道中流动时，局部阻力损失主要发生在（）A.管道入口处B.管道出口处C.管道转弯处D.以上都是w7.伯努利方程$p/\rho+gz+v^2/2=const$中，$v^2/2$表示（）A.压力能B.位能C.动能D.总能w8.流线的特点是（）A.流线相交B.流线可以是折线C.流线上各点的速度方向与流线相切D.流线之间的距离表示流速大小w9.流体的黏性主要来源于（）A.分子间的引力B.分子的热运动C.流体的压缩性D.流体的膨胀性w10.对于不可压缩流体的稳定流动，连续性方程表示（）A.流入控制体的质量流量等于流出控制体的质量流量B.流入控制体的体积流量等于流出控制体的体积流量C.控制体内流体的质量不变D.控制体内流体的体积不变第II卷（非选择题共70分）一、填空题（每题3分，共15分）w11.流体的主要力学性质包括______、______、______等。w12.流体静压力的方向总是______作用面。w13.沿程阻力系数$\lambda$的计算方法有______和______。w14.动量方程的表达式为______。w15.流体微团的运动形式有______、______、______。二、简答题（每题5分，共20分）w16.简述流体静力学基本方程的物理意义。w17.说明雷诺实验的主要内容及结论。w18.简述黏性流体总流的伯努利方程各项的意义。w19.解释流线与迹线的区别。三、计算题（每题10分，共20分）w20.一水平放置的圆管，内径$d=100mm$，管内水流速度$v=2m/s$，水温$t=20^{\circ}C$，已知水的运动黏性系数$\nu=1.01\times10^{-6}m^2/s$，求管内水流的雷诺数，并判断水流状态。w21.如图所示，一水箱侧壁上开有一直径$d=100mm$的圆孔，孔口中心至水面的高度$H=5m$，不计水头损失，求孔口出流的流量。（提示：孔口出流流量公式$Q=\muA\sqrt{2gH}$，其中$\mu$为孔口流量系数，对薄壁圆孔$\mu=0.62$，$A=\frac{\pid^2}{4}$）四、分析题（15分）阅读以下材料：在某火力发电厂的循环水系统中，水通过管道从冷却塔输送到凝汽器，再从凝汽器返回冷却塔。管道系统中存在各种管件，如弯头、阀门等。运行一段时间后，发现管道的某些部位出现了明显的磨损和腐蚀现象。问题：请分析管道磨损和腐蚀的可能原因，并提出相应的解决措施。（要求：分析原因不少于3点，解决措施不少于2点）五、综合题（20分）阅读以下材料：某城市的排水系统由一系列管道组成，用于排放雨水和污水。排水管道的设计流量需要根据城市的降雨量、人口密度、污水排放量等因素来确定。在一次暴雨后，排水系统出现了排水不畅的情况，部分地区出现了积水现象。问题：w22.请分析排水不畅的可能原因。（10分）w23.为了改善排水系统的性能，你认为可以采取哪些措施？（10分）答案：w1.Cw2.Bw3.Bw4.Aw5.Bw6.Dw7.Cw8.Cw9.Bw10.Bw11.惯性、黏性、压缩性w12.垂直于w13.经验公式法、半经验公式法w14.$\sumF=\rhoQ(v_2-v_1)$w15.平移、旋转、变形w16.流体静力学基本方程表示静止流体中，单位质量流体的总机械能（压力能、位能）保持不变。它反映了流体内部压力、位置高度和能量之间的关系。w17.雷诺实验通过观察不同流速下流体的流动状态，发现当流速较小时，流体呈层流状态；当流速增大到一定程度后，流体变为紊流状态。实验得出了雷诺数这一判别流动状态的重要参数。w18.黏性流体总流的伯努利方程中，$p/\rho$为压力能，$gz$为位能，$v^2/2$为动能，各项分别表示单位质量流体具有的压力能、位能和动能。方程表明在黏性流体总流中，这三种能量之间可以相互转换，但总能量保持守恒。w19.流线是某一时刻流场中一条曲线，曲线上各点的速度方向与该点的切线方向一致，流线表示流体的流动方向。迹线是流体质点在空间运动时所描绘出的轨迹线，表示某一质点在一段时间内的运动路径。w20.雷诺数$Re=\frac{vd}{\nu}=\frac{2\times0.1}{1.01\times10^{-6}}\approx1.98\times10^5$，因为$Re>2300$，所以水流为紊流状态。w21.孔口面积$A=\frac{\pid^2}{4}=\frac{\pi\times(0.1)^2}{4}=0.00785m^2$，流量$Q=\muA\sqrt{2gH}=0.62\times0.00785\times\sqrt{2\times9.8\times5}\approx0.019m^3/s$。w22.排水不畅的可能原因：管道设计流量不足，未充分考虑城市发展导致的排水量增加；管道堵塞