工程流体力学习题库
一、选择题
1．连续介质假设意味着。
(A)流体分子互相紧连 (B) 流体的物理量是连续函数
(C) 流体分子间有间隙 (D) 流体不可压缩
2．空气的等温积模量K= 。
(A)p （B）T (C) ρ（D）RT
3.静止流体剪切应力。
(A) 不能承受 (B) 可以承受
(B)能承受很小的 (D) 具有粘性是可承受
4．温度升高时，空气的粘度。
(A)变小（B）变大 (C) 不变
5．流体的粘性与流体的无关。
(A)分子的内聚力（B）分子的动量交换 (C) 温度（D）速度梯度
6．在常温下，水的密度为 kg/m3。
(A)1 （B）10 (C) 100 （D）1000
7．水的体积弹性模量空气的体积弹性模量。
(A)< （B）近似等于 (C) >
8．的流体称为理想流体。
(A)速度很小（B）速度很大 (C) 忽略粘性力（D）密度不变
9．的流体称为不可压缩流体。
(A)速度很小（B）速度很大 (C) 忽略粘性力（D）密度不变
10．用一块平板挡水，平板形心的淹深为h c，压力中心的淹深为h D，则h c h D。
(A) > （B）< (C) =
11．静止流体的点压强值与无关。
(A)位置（B）方向 (C) 流体种类（D）重力加速度
12．油的密度为800kg/m3，油处于静止状态，油面与大气接触，则油面下0.5m处的表压强为 kPa。
(A)0.8 （B）0.5 (C) 0.4 （D）3.9
13．压力体内。
(A)必定充满液体（B）肯定不会有液体
(B)至少部分有液体（D）可能有液体，也可能无液体
14．大气压p a=105 Pa，如果某点的真空度为0.49×105 Pa，则该点的绝对压强为 Pa。
(A) 51×103（B）149×103 (C) 1.5×105（D）1.05×105
15．用一块垂直放置的平板挡水，其挡水面积为A，形心淹深为h，平板的水平倾角为θ，该平板受到的静水压力为。
(A)ρghA.sinθ（B）ρghA.cosθ (C) ρghA.tanθ（D）ρghA
16．欧拉法研究的变化情况。
(A)每个质点的速度（B）每个质点的轨迹
(C) 每个空间点的流速（D）每个空间点的质点轨迹
17．应用总流的伯努利方程时，两截面之间。
(A)必须都是急变流（B）必须都是缓变流
(B)不能出现急变流（D）可以出现急变流
18．水从一个水池经一条管道流出大气，应对这两个截面应用伯努利方程较好。(A)管道的入口和出口（B）水池面和管道入口
(C) 水池面和管道出口（D）管道内任意两截面
19．在定常管流中，如果两个截面的直径比为d1/d2= 2，则这两个截面上的雷诺数之比Re1/Re2 = 。
(A)2 （B）4 (C) 1/2 （D）1/4
20．定常流动中，。
(A) 加速度为零（B）流动参数不随时间而变
(B)流动参数随时间而变（D）速度为常数
21．在流动中，流线和迹线重合。
(A)定常（B）非定常 (C) 不可压缩（D）无粘
22．控制体是。
(A)包含一定质量的系统（B）位置和形状都变化的空间体
(C) 固定的空间体（D）形状不变、位置移动的空间体
23．在定常管流中，如果两个截面的直径比为d1/d2= 3，则这两个截面上的速度之比V1/ V2 = 。
(A)3 （B）1/3 (C) 9 （D）1/9
24．文丘里管用于测量。
(A)点速度（B）压强 (C) 密度（D）流量
25．应用动量方程求流体对固体壁面的作用力时，进、出口截面上的压强应使用。(A)绝对压强（B）相对压强 (C) 大气压（D）真空度
26．流量为Q，速度为V的射流冲击一块与流向垂直的平板，则平板受到的冲击力为。
(A)QV （B）QV2 (C) ρQV （D）ρQV2
27．沿程损失系数λ的量纲（单位）为。
(A)m （B）m/s (C) m2/s （D）无量纲
28．圆管流动中，层流的临界雷诺数等于。
(A)2320 （B）400 (C) 1200 （D）50000
29．层流中，沿程损失与速度的次方成正比。
(A)1 （B）1.5 (C) 1.75 （D）2
30．管道面积突然扩大的局部损失h j = 。
(A) (V12 – V22) / 2g （B）(V12 + V22) / 2g (C) (V1+ V2)2 / 2g （D）(V1– V2)2 / 2g
31．虹吸管最高处的压强大气压。
(A) > （B）= (C) < （D）≥
32．超音速气流在收缩管道中作运动。
(A) 加速（B）减速 (C) 等速
33．速度势只存在于
(A)不可压缩流体的流动中（B）可压缩流体的定常流动中
(C) 无旋流动中（D）二维流动中
34．流函数存在于
(B)不可压缩流体的平面流动中（B）可压缩流体的平面流动中
(C) 不可压缩流体的轴对称流动中（D）任意二维流动中
35．按连续介质的概念，流体质点是指
A .流体的分子； B. 流体内的固体颗粒； C . 无大小的几何点； D. 几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。
36．作用在流体的质量力包括
A. 压力；
B. 摩擦力；
C. 重力；
D. 惯性力。
37．与牛顿内摩擦定律直接有关系的因素是
Ａ. 切应力和压强； B. 切应力和剪切变形速率； C. 切应力和剪切变形。 38．水的粘性随温度升高而
A . 增大； B. 减小； C. 不变。
39．气体的粘性随温度的升高而 A. 增大；Ｂ. 减小；Ｃ. 不变。 40．流体的运动粘度υ的国际单位是
Ａ. m 2
/s ；B. N/m 2
； C. kg/m ；D. N ·s/ｍ2
41．理想流体的特征是
Ａ. 粘度是常数；B. 不可压缩；C. 无粘性； D. 符合pV=RT 。 42．当水的压强增加１个大气压时，水的密度增大约为 Ａ. 200001
； Ｂ. ；Ｃ. 。
43．以下关于流体粘性的说法中不正确的是
Ａ. 粘性是流体的固有属性；Ｂ. 粘性是在运动状态下流体具有抵抗剪切变形速率能力的量度
Ｃ. 流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重作用；Ｄ. 流体的粘性随温度的升高而增大。
44．已知液体中的流速分布μ－y 如图所示，其切应力分布为 Ａ.τ＝０；Ｂ.τ＝常数； Ｃ. τ＝ky (k 为常数)。 45．以下关于液体质点和液体微团的正确论述是
Ａ. 液体微团比液体质点大；Ｂ. 液体微团包括有很多液体的质点； Ｃ. 液体质点没有大小，没有质量；Ｄ. 液体质点又称液体微团。 46．液体的汽化压强随温度升高而 Ａ. 增大；Ｂ. 减小；Ｃ. 不变；
47．一封闭容器盛以水，当其从空中自由下落时（不计空气阻力），其单位质量力为 Ａ. 0 ； Ｂ. -g ； Ｃ. mg ；Ｄ. –mg 。
48．一列火车在水平直道上匀速行使时，车内的流体所受的单位质量力为 Ａ. 0 ；Ｂ. -g ； Ｃ. mg ；Ｄ. -mg 。 49．以下哪几种流体为牛顿流体
Ａ. 空气；Ｂ. 清水；Ｃ. 血浆； Ｄ. 汽油； Ｅ. 泥浆。 50．以下关于流体汽化压强的论述中，不正确的是
Ａ. 液体的温度升高则汽化压强增大； Ｂ. 液体的温度升高则汽化压强减小； Ｃ. 液体的汽化压强随海拔而变化； Ｄ. 20oC 的水的汽化压强为１atm ； Ｅ. 100oC 的水的汽化压强为１atm ；Ｆ. 水在常温下不会沸腾； Ｇ. 液体中的压力越大则汽化压强越大。 51．以下哪几种流体为非牛顿流体
Ａ. 空气；Ｂ. 清水；Ｃ. 血液；Ｄ. 酒精；Ｅ. 泥浆。
52．静止液体中存在
Ａ. 压应力；Ｂ. 压应力和拉应力；Ｃ. 压应力和切应力；Ｄ. 压应力、切应力和拉应力；
53．相对压强的起量点是
A. 绝对真空；
B. 1个标准大气压；
C. 当地大气压；
D. 液面压强。
54．金属压力表的读数是
A. 绝对压强；
B. 相对压强；
C. 绝对压强加当地大气压强；
D. 相对压强加当地大气压强。
55．绝对压强p abs、相对压强p 、真空值p v、当地大气压强p a之间的关系是
A. p abs=p+p v ；
B. p=p abs+p a ；
C. p v=p a－p abs 。
56．在密闭的容器上装有U形水银测压计，其中1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为
A. A. p1=p2=p3 ；
B. p1>p2>p3 ；
C. p1 57．用U形水银差压计测量水管内A、B两点的压强差，水银面高差h p=10cm ,p A-p B为 A. A. 13.33kpa ； B. 12.35kpa ；Ｃ. 8kpa 。 58．垂直放置的矩形挡水平板，深为3m,静水总压力P的作用点到水面的距离y D为 A．1.2 5m ；B．1.5m ； C．2.0m D．2.5m 。 59．在液体中潜体所受浮力的大小 A．与潜体的密度成正比；B．与液体的密度成正比； C．与潜体淹没的深度成正比。60．完全淹没在水中的一矩形平面，当绕其形心轴旋转到什么位置时，其压力中心与形心最远？A. 45o倾斜；B．60o倾斜；C．水平；D. 铅直。 61．恒定流是 Ａ．流动随时间按一定规律变化；B．流场中任意空间点上的运动要素不随时间变化； C．各过流断面的速度分布相同； 62．一元流动是 A. 均匀流；B．速度分布按直线变化；C．运动参数是一个空间坐标和时间变量的函数。63．均匀流是 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．合加速度为零。64．变直径管，直径 A．3m/s ； B． 65 A．p1=p2；B. p3=p D．+=+。 66．伯诺里方程中 z++表示 A．单位重量液体具有的机械能； B．单位质量液体具有的机械能； C．体积液体具有的机械能； D．通过过流断面液体所具有的总机械能。 67．水平放置的渐扩管，如果忽略水头损失，断面形心点的压强有以下关系 A．p1>p2；B．p1=p2 ；C．p1 68．粘性流体总水头线的变化规律是 A．沿程下降；Ｂ．沿程上升；Ｃ．保持水平；Ｄ．前三种情况都有可能。 69．粘性液体测压管水头线的沿程变化是 Ａ．沿程下降；Ｂ．沿程上升；Ｃ．保持水平；Ｄ．前三种情况都有可能。 70．以下哪三种概念属于欧拉法 Ａ．流线；Ｂ．迹线；Ｃ．液体质点；Ｄ．液体微团；Ｅ．控制体；Ｆ．固定空间点。 71．以下哪些概念属于拉格朗日法 Ａ．流线；Ｂ．迹线；Ｃ．液体质点；Ｄ．液体微团；Ｅ．控制体；Ｆ．过水断面。 72．当流场中的流线为相互平行的直线时此流动是 Ａ．恒定的均匀流Ｂ．恒定的非均匀流Ｃ．均匀流Ｄ．非恒定均匀流Ｅ．非恒定非均匀流Ｆ．非均匀流Ｇ．恒定流Ｈ．非恒定流。 73．当流场中的流线与迹线重合时．此流动是 Ａ．恒定均匀流Ｂ．恒定的非均匀流Ｃ．均匀流Ｄ．恒定非均匀流Ｅ．非恒定非均匀流Ｆ．非均匀流Ｇ．恒定流Ｈ．非恒定流。 74．速度v，长度l，重力加速度g的无量纲组合是 A．；B．； C.； D.。 75．速度v，密度ρ,压强p的无量纲的组合是 A．；B．； C ．；D.。 76．速度v长度l，时间t的无量纲组合是 Ａ．；Ｂ．；Ｃ．；Ｄ． 77．压强差Δp密度ρ长度l 流量Ｑ的无量纲组合是 Ａ．；Ｂ．；Ｃ．；Ｄ． 78．进行水力模型实验，要实现有压管流的动力相似，应选用的准则是 Ａ．雷诺准则；Ｂ．弗劳德准则；Ｃ．欧拉准则。 79．密度ρ，动力粘滞系数μ，流速v和长度l的无量纲组合是 Ａ．；Ｂ．；Ｃ．； D ．。 80．雷诺数的物理意义表示 Ａ．粘滞力与重力之比；Ｂ．重力与惯性力之比； Ｃ．惯性力与粘滞力之比；Ｄ．压力与粘滞力之比。 81．明渠水流模型实验，长度Ｒ为４．模型流量应为原型流量的 Ａ．；Ｂ．；Ｃ．；Ｄ．。 82．.压力输水管模型实验，长度比Ｒ为８，模型水管的流量应为原型输水管流量的Ａ．；Ｂ．；Ｃ．；Ｄ．。 83．水在垂直管内由上向下流动，相距Ｌ的两断面 间测压管水头差为h，则两断面间沿程水头损失h f为 A．h f=h ；Ｂ．h f=h+L；Ｃ．h f=Ｌ-h 。 84．圆管流动过流断面上的切应力分布为： Ａ．在过流断面上是常数；Ｂ．管轴处是零，且与半径成正比； Ｃ．管壁处为零，向广轴线性增大；Ｄ．抛物线分布。 85．在圆管紊流中，过水断面流速分布符合 A．均匀规律；B．直线变化规律；Ｃ．抛物线规律；Ｄ．对数曲线规律 86．在圆管层流中，过水断面流速分布符合 Ａ．均匀规律；Ｂ．直线变化规律；Ｃ．抛物线规律；Ｄ．对数曲线规律。87．半圆形明渠，半径r。=4m，水力半径为 Ａ．4m；Ｂ．3m；Ｃ．2m ；Ｄ．1m 。 88．变直径管流，细断面直径为d1，粗断面直径为d2=2d1，粗细断面雷诺数的关系是Ａ．Ｒe1=0.5R e2；Ｂ．Ｒe1=R e2；Ｃ．Ｒe1==1.5R e2;；Ｄ．R e1=2R e2。 89．圆管层流，实测管轴线上的流速为４m/s。则断面平均流速为 Ａ． 4m/s Ｂ．３.２m/s Ｃ．2m/s Ｄ．2.5m/s。 90．圆管紊流过渡区的沿程摩阻系λ Ａ．雷诺数Ｒe有关；Ｂ．与管壁相对粗糙度有关Δ／d有关； Ｃ．与Re和Δ／d有关；Ｄ．与Re和管长l 有关。 91．圆管紊流粗糙区的沿程摩阻系λ Ａ．雷诺数Ｒe有关；Ｂ．与管壁相对粗糙度有关Δ／d有关； Ｃ．与Re和Δ／d有关；Ｄ．与Re和管长l有关。 92．工业管道的沿程摩阻系数λ在紊流过渡区随雷诺数的增加而 Ａ．增加；Ｂ．减小；Ｃ．不变；Ｄ．前三种情况都有可能。 93．理想液体在流动过程中,流层之间的切应力为 Ａ．零；Ｂ．粘性切应力τ1；Ｃ．惯性切应力τ2；Ｄ．τ1＋τ2。 94．实际液体在紊流状态，其流层间的切应力为 Ａ．零；Ｂ．粘性切应力τ1；Ｃ．惯性切应力τ2；Ｄ．τ1＋τ2。 95．在紊流状态下，流场固定空间点的瞬时流速为 Ａ．时间平均流速u;Ｂ．脉动流速u'；Ｃ．断面平均流速v ；Ｄ．u+u'。 96．所谓的工业管道当量粗糙高度是指： Ａ．和工业管道粗糙高度相同尼古拉兹粗糙高度；Ｂ．和尼古拉兹粗糙高度相同的工业管道粗糙高度；Ｃ．和工业管道λ值相同的尼古拉兹粗糙高度；Ｄ．和工业管道粗糙区λ值相等的同直径的尼古拉兹管的粗糙高度； 97．比较在正常的工作条件下，作用水头Ｈ直径d相等时小孔的流量Ｑ圆柱形外管嘴的流量Qn Ａ．Ｑ>Ｑn；Ｂ．Ｑ<Ｑn；Ｃ．Ｑ＝Ｑn。 98．圆柱形外管嘴的正常出流条件是 A．L=(3-4)d ,H0>9m B． L=(3-4)d H0<9m Ｃ．L>(3-4)d ,H0>9m Ｄ．L<(3-4)d ,H0<9m 99．图示两根完全相同的长管道．只是安装高度不同，两管的流量关为 Ａ．Ｑ1<Ｑ2Ｂ．Ｑ1>Ｑ2 Ｃ．Ｑ1=Ｑ2Ｄ．不定。 100．并联长管１、２两管的直径相同，沿程阻力系数相同，长度L2=3L1，通过的流量为Ａ．Ｑ1＝Ｑ2；Ｂ．Ｑ1＝1.5Q2； Ｃ．Ｑ1＝1.73Ｑ2；Ｄ．Ｑ1=3Ｑ２ 101．Ａ、Ｂ两节点连接并联管段1、２、３、则Ａ、Ｂ两节点的水头损失为 Ａ．h fab=h f1+h f2+h f3; Ｂ．h fab=h f1+h f2; Ｃ．h fab=h f2+h f3; Ｄ．h fab=h f1=h f2=h f3。 102．长管并联管道各并联管段的 A.水头损失相等; B.．水力坡度相等; C．总能量损失相等; D．.通过水量相等。103．并联管道如图,阀门全开时各管段流量Q1、Q2、Q3, 现关小阀门K,其他条件不变,流量变化为 A．Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３都减小； B. Ｑ１、Ｑ３减小Ｑ２不变; C.．Ｑ１、Ｑ３减小,Ｑ２增大; D. Ｑ１不变,Ｑ２增大,Ｑ３减小。 104．将孔口改为同直径的外管嘴出流,其他的条件不变化,则出流流量增大,这是由于 A. A. 阻力系数减小所致; B．流速系数增大所致; C．作用 水头增大所致。 105．长管作用水头H保持不变,出口又由自由出流改为淹没出流后,管路流量 A.减小; B.不变; C．增大; D．不一定。 106．长管的水力计算场采用比阻A公式Ｈ=ALQ2 比阻Ａ有关的参数包括 Ａ．管径d管长Ｌ，管道的摩阻系数λ；Ｂ管径d．管道的摩阻系数λ；Ｃ．管长Ｌ和管道的摩阻系数λ；Ｄ．管径d管长Ｌ和管道流量。 107．某薄壁小孔口在作用的出流Ｑ0，当作用水头将为，并孔口改为同直径的管嘴后的出流 流量为Ｑn ,Ｑ与Ｑn 的流量关系为； Ａ．Ｑ0=Q n Ｂ．Q 0 A.A.平坡棱柱形渠道； B.顺坡棱柱形渠道；C ．逆坡棱柱形渠道。 109．水力最优断面是: A.A.造价最低的渠道断面; B.壁面粗糙系数最小断面；C ．.对一定的流量具有最大断面积的断面；D ．对一定的面积具有最小湿周的断面。 110．水力最优矩形断面,宽深比是: A.A.0.5；B.1.0； C.2.0；D ．4.0。 111．梯形断面渠道,在底坡i,粗糙系数n 和通过流量Q 一定的条件下,水力最优断面的条件是: A.过水断面面积ω具有最大的湿周X max ； B.底宽b=2h(h 为水深); C.h=2Rh(Rh 为水力半径)。 112．无压圆管均匀流的流量随水深而变化,当充满度α为何值时,其流量最大: A α.=1；B.α=0.95；C.α=0.81；D.α=0.5。 113．.无压圆管均匀流的流速随水深而变化,当充满度α为何值时,其流速最大: A α=1；B.α=0.95；C.α=0.81；D.α=0.5。 114．明渠流动为急流时. A.F r >1； B.h>h c ； C.h>h 0； D.d e /d h >0。 115．明渠流动为缓流时: A.F r <1； B.h C.h D.d e /d h <0。 116．明渠水流由急流过渡到缓流时发生: A.水跃;B 水跌;C.连续过渡;D.都可能。 117．在流量一定时,渠道断面的形状、尺寸和壁面粗糙一定时，随底坡的增大，正常水深将： A.增大;B.减小;C.不变。 118．在流量一定,渠道断面的形状、尺寸一定时，随底坡的增大，临界水深将： A.增大;B 减小;C.不变。 119．堰流特定的局部水流现象是: A.缓流通过障壁; B 缓流溢过障壁; C.急流通过障壁; D.激流溢过障壁。 120．符合以下条件的堰流是宽顶堰流: A. <0.76； B.0.76H δ <2.5； C.2.5H δ <10。 121．自由式宽顶堰的堰顶水深h c0 A.h c0 B.h c0>h c ； C.h c0=h c ； D.不定(其中h c 为临界水深) 122．理想流体与实际流体的主要区别在于( )。 A. 是否考虑粘滞性 B. 是否考虑易流动性 C.是否考虑重力特性 D. 是否考虑惯性 123．对于实际流体,总水头线是（ ）的线。 A. 沿程下降。 B. 沿程升高。。 C. 沿程可升可降。 D. 沿程不升不降。 二、判断题 判断下列说法是否正确。若正确在括号内划√，否则划H 。 1．动能修正系数与断面流速分布有关。（ ） 2．临界雷诺数的大小与流体的性质无关。（ ） 3．长短是指管道几何长度长的管道。（ ） 4．谢齐（Chezy ）公式适用于紊流粗糙区。 （ ） 5．按程沿程阻力系数的变化规律,尼古拉滋试验曲线分为三个区。（ ） 6．对于以重力为主导因素的流动，可按佛劳德准则进行模型设计。（ ） 三、简答题 1. 等压面是水平面的条件有那些？ 2. 流体静压强的有那两个特性？ 3. 明渠均匀流有那些特性？ 4. 说明描述流体运动的两种方法（拉格朗日法与欧拉法）的主要区别。 5. 何谓不可压缩流体？ 6. 试述系统和控制体的概念。 7. 何谓绝对压强？何谓计示压强？ 8. 试述理想流体和粘性流体的概念。 9. 试述流线和迹线的概念。 10. 试解释水击现象. 11. 试述层流和紊流的概念。 12. 试述有旋流动和无旋流动的概念。 四、计算题 1．已知一流动的速度场为：v x = 2xy+x ，v y = x 2 -y 2 -y ，试证明该流动为有势流动，且存在流函数，并求速度势及流函数。 解：（1）∵ ， 则 ωx = ωy = ωz = 0， 流动为无旋流动， ∴ 该流动为有势流动。 又 ∵ ，即流动为不可压缩流体的平面流动， ∴该流动存在流函数。 （2） ∵ ∴ 速度势为： ∵ ∴ 流函数为： 2．如图所示，两圆筒内装的是水，用管子连接。第一个圆筒的直径d 1= 45 cm ，其活塞上受力F 1=320 N ，密封气体的计示压强为981.0 Pa ；第二个圆筒的直径d 2= 30 cm ，其活塞上受力F 2=490 N ，开孔通大气。若不计活塞重量，求平衡状态时两活塞的高度差h 。 解： ∵ ∴ x y v x 2=??x x v y 2=??01212=--+=??+??y y y v x v y x dy y y x dx x xy dy v dx v dy y dx x d y x )()2(22--++=+=??+??=???c y y x y x dy y y x dx x xy +--+=--++=? 232)()2(2322 22?dy x xy dx y y x dy v dx v dy y dx x d x y )2()(22++---=+-=??+??=ψψψc x xy xy dy x xy dx y y x +-+=++---=? 3)2()(32 22ψgh P P A F P a e 水ρ+++=1 11a P A F P +=2 2242 11d A π= 42 22d A π= 2 1P P =) (402.044 211222m g p d F d F h e =? ??? ? ? ??--=水ρππ 3．已知：一闸门如图，h 1 = 2m ，h 2 =3m ，h 3 =5m ，闸门宽B = 2m ，γ1 =9806 N/m 3 ，γ2 =12000 N/m 3，γ3 =46000 N/m 3 。求作用在AB 板上的合力，以及作用在B 点的合力矩。 解： 4．图示为水自压力容器定常出流，压力表读数为10atm ，H=3.5m ，管嘴直径D 1=0.06m ，D 2=0.12m ，试求管嘴上螺钉群共受多少拉力？计算时管嘴内液体本身重量不计，忽略一切损失。 解：对容器液面和管嘴出口截面列伯努利方程： 选管嘴表面和管嘴进出口断面所围成的体积为控制体，列动量方程： 对管嘴的进出口断面列伯努利方程，得 )(39224221980621111111N B h h A gh F c =???===γρ)(1176722329806'2112N A gh F =???==ρ)(11500002)32(5.2460003333N A gh F c =?+??==ρ)(108000235.112000''2222N A gh F c =???==ρ)(885104108000392241150000213N F F F F =--=--=合).(2.148832433 10800023117672)323(392243511500003''2')3(3222212133m N h F h F h h F h F M B =?-?-+?-?=?-?-+?-?=g v H g P e 22 1= +ρ)/(77.455 .38.92100010013.1102225 1s m gH P v e =??+???=+=ρ ) /(44.1177.4512.006.0212212s m v D D v =???? ??=??? ? ??=()x e x x v pnx F A P v v q F +=-=∑ 2221ρ()2 221A P v v q F e v x --=ρg v g P g v e 222122 2 = +ρ) (77.9819862Pa P e =()) (6.666312.04 77.98198644.1177.4506.04 77.4510002 2N F x -=?? --????=π π ∴ 5．如图示，水流经弯管流入大气，已知d 1=100mm ，d 2=75mm ，v 2=23m/s ，不计水头损失，求弯管上所受的力。 解：由连续方程： 得： 对弯管的进、出口截面列伯努利方程： 其中，P 2 b = 0，z 1 = z 2，代入得： 选弯管所围成的体积为控制体，对控制体列动量方程： 求得：F pnbx = - 710.6 (N) ∴ F x = - F pnbx = 710.6 (N) F pnby = 1168.5 (N) F y = - F pnby = -1168.5 (N) 6．已知油的密度ρ=850 kg/m 3 ，粘度μ=0.06 Pa.s ，在图示连接两容器的光滑管中流动，已知H=3 m 。当计及沿程和局部损失时，求：（1）管内的流量为多少？（2）在管路中安一阀门，当调整阀门使得管内流量减小到原来的一半时，问阀门的局部损失系数等于多 少？（水力光滑流动时，λ= 0.3164/Re 0.25 ）。 解：（1）对两容器的液面列伯努利方程，得： )(6.6663N F F x =-=2 22211d v d v =)/(94.12231007522 212221s m d d v v =?==g v z g P g v z g P b b 222 2 222111+ +=++ρρ() ) (10808.194.12232 1000 22522212 21Pa g v v P b ?=-=-=ρρ()() pnby pnby y pn y pn y y v pnbx b pnbx x pn x pn x x v F F F F v v q F A P F F F v v q =++=-+=++=-2112112112ρρ()()pnby pnbx F v F v v =-????+???=-????030sin 075.042310001.04 10808.130cos 075.042310002225122π π π)(6.13672 2N F F F y x =+=g v g v d l h h h H j f w 25.122 2+=+==∑ λg v g v 25.123.04032 2+=λ 即： (1) 设λ= 0.03，代入上式，得 v = 3.27 m/s ，则 故，令λ=λ’=0.0291，代入（1）得：v=3.306（m/s ） 则 ∴ （2） 则 求得： 7．为确定鱼雷阻力，可在风洞中进行模拟试验。模型与实物的比例尺为1/3，已知实际情 况下鱼雷速度v p =6 km/h ，海水密度ρp =1200 kg/m 3，粘度νp =1.145×10-6 m 2 /s ，空气的密 度ρm =1.29 kg/m 3，粘度νm =1.45×10-5 m 2 /s ，试求：（1）风洞中的模拟速度应为多大？（2）若在风洞中测得模型阻力为1000N ，则实际阻力为多少？ 解：已知 （1）由Re p = Re m 得， k ν = k v k l ， 5.1389706 .03.027.3850Re =??==μρvd 0291 .0138973164.0Re 3164.0'25.025.0===λ% 2%303 .00291 .003.0'>=-=-λλλ5 .1405006 .03.0306.3850Re =??==μρvd λλ====0291.05.140503164.0Re 3164.0'25.025.0)/(234.0306.33.044322s m v d q v =??==ππ) /(117.02234.021'3s m q q v v ===)/(655.13 .014.34 117.04 '22s m d q v v =??==π75 .703306.03.0655.1850Re =??==μρvd 0345.075.70333164.0Re 3164.025 .025.0===λg v d l h h h H v j f w 2)5.1(2 ξλ++=+==∑ 8.92655.1) 5.13.0400345.0(32 ?++=v ξ37.15=v ξ3 1 = =p m l l l k ∴ v m = k v v p = 38×6 =228 (km/h) （2）由k F = k ρk l 2 k v 2 得 ∴ F P = F m /k F = 1000/0.1725 = 5798 (N) 7．流体通过孔板流量计的流量q v 与孔板前、后的压差ΔP 、管道的内径d 1、管内流速v 、孔板的孔径d 、流体密度ρ和动力粘度μ有关。试用π定理导出流量q v 的表达式。 （dim ΔP =ML -1T -2， dim μ=ML -1T -1 ）。 解：设q v = f (ΔP, d 1, v, d,ρ,μ) 选d, v, ρ为基本变量 上述方程的量纲方程为： 由量纲一致性原则，可求得： a 1=0 a 2=1 a 3=0 a 4=1 b 1=1 b 2=2 b 3=0 b 4=1 c 1=2 c 2=0 c 3=1 c 4=1 ∴ 8．如图所示，由上下两个半球合成的圆球，直径d=2m ，球中充满水。当测压管读数H=3m 38310 145.11045.165 =? ??===--l p m l v k k k k ννν()()1725.03831120029.138312222=?? ? ??=??? ??==p m p m F F F k ρρ1 111c b a v d v q ρπ=2 222c b a d v P ρπ=?33331c b a d v d ρπ=4 444c b a d v ρπμ=( )()11 11313c b a L LT ML T L ---=()()2 221321c b a L LT ML T ML ----=()() 3 331311c b a L LT ML T ML ----=( )()33 313c b a L LT ML L --=21vd q v =π22v P ρπ?=d d 1 3=πvd ρμπ=4 ???? ???=vd d d v P f vd q v ρμρ,,122 时，不计球的自重，求下列两种情况下螺栓群A-A 所受的拉力。（1）上半球固定在支座上；（2）下半球固定在支座上。 解：（1）上半球固定在支座上时 （2）下半球固定在支座上时 9. 新设计的汽车高1.5m ，最大行驶速度为108km/h ，拟在风洞中进行模型试验。已知风洞试验段的最大风速为45m/s ，试求模型的高度。在该风速下测得模型的风阻力为1500N ，试求原型在最大行驶速度时的风阻。 解： 根据粘性力相似准则， 又 10. 连续管系中的90o渐缩弯管放在水平面上，管径d 1=15 cm ，d 2=7.5 cm ，入口处水平均流 速v 1=2.5 m/s ，静压p 1e =6.86×104 Pa （计示压强）。如不计能量损失，试求支撑弯管在其位置所需的水平力。 解：由连续方程： ()) (89.1123/114.323114.38.9100032432kN r H d g gV F p =??+????=??? ? ??+==ππρρ()) (84.713/114.323114.38.9100032432kN r H d g gV F p =??-????=??? ? ??-==ππρρ15 .16.310845 ====ρk v v k p m v ) (15.15.11 11Re Re m h h h h k k k k p m p m v l l v p m ======∴=)(150011500 2 222N k k k F F F F k k k k l v m p p m l v F ===∴==ρρΘ) /(105.2)5.715(2122 2121122 211s m v d d A A v v A v A v =?==== 由能量方程： X 方向动量方程： Y 方向动量方程： 合力为: 11. 小球在不可压缩粘性流体中运动的阻力F D 与小球的直径D 、等速运动的速度v 、流体的密度ρ、动力粘度μ有关，试导出阻力的表达式。 （dimF =MLT -2， dim μ=ML -1T -1 ）。（15分） 解：设F D = f (D, v, ρ,μ) 选D 、v 、ρ为基本变量 上述方程的量纲方程为： )(21725) 105.2(210001086.6)(2222242221122 2 2211Pa v v p p g v g p g v g p e e e e =-+?=-+=+ =+ρρρ)(76.537075.0421725)010(15.045.21000)()(2 22 2122 212N A p v v q F A p F v v q e x x v x e x x x v =??+-????=+-=-=-ππρρ)(71.132215.041086.6)5.20(15.045.21000)()(2 421 1121 112N A p v v q F A p F v v q e y y v y e y y y v =???++????=+-=-=-π πρρ)(85.142771.132276.5372222N F F F y x =+=+=1 111c b a D D v F ρπ=2 224c b a D v ρπμ=()() 1 1 1 1 3 2c b a L LT ML MLT ---= 由量纲一致性原则，可求得： a 1=1 a 2=1 b 1=2 b 2=1 c 1=2 c 2=1 ∴ 12. 如图所示，一封闭容器内盛有油和水，油层厚h 1=40 cm ，油的密度ρo =850 kg/m 3 ，盛有水银的U 形测压管的液面距水面的深度h 2=60 cm ，水银柱的高度低于油面h=50 cm ，水银的 密度ρhg = 13600 kg/m 3 ，试求油面上的计示压强（15分）。 解： 13. 额定流量q m =35.69 kg/s 的过热蒸汽，压强p e =981 N/cm 2 ，蒸汽的比体积为v=0.03067 m 3 /kg ，经内径为227mm 的主蒸汽管道铅垂向下，再经90o弯管转向水平方向流动。如不计能量损失，试求蒸汽作用给弯管的水平力。 解：由连续方程： 得： ()() 2 221311c b a L LT ML T ML ----=221d v F D ρπ=vd ρμ π=2 ? ??? ??=vd f d v F D ρμρ22) (21212h h h g gh gh P P hg w o e e -+=++=ρρρ) (574286 .08.910004.08.9850)5.06.04.0(8.913600)(2121Pa gh gh h h h g P w o hg e =??-??--+??=---+=∴ρρρ) /(047.27227.04 03067.069.3542 2s m d v q A q V VA q m m m =???====ππρρ 选弯管所围成的体积为控制体，对控制体列x 方向动量方程： 14. 为测定90o弯头的局部阻力系数，在A 、B 两断面接测压管，流体由A 流至B 。已知管径 d=50 mm ，AB 段长度L AB = 0.8 m ，流量q v = 15 m 3 /h ，沿程阻力系数λ=0.0285，两测压管中的水柱高度差Δh = 20 mm ，求弯头的局部阻力系数ξ。（15分） 解： 对A 、B 列伯努利方程： ()())(1098.34 227.010981)0047.27(69.35524 2212222112N A P V V q F F A P F F F V V q e x x m pnbx pnbx e pnbx x pn x pn x x v ?=???+-?=+-=+-=++=-πρf B B B A A A h g v z g P g v z g P +++=++222 2水水ρρ22 1 1z g P z g P z g P z g P B B A A +=++=+水水水水ρρρρf B A h g v z g P g v z g P +++=++∴222 22211水水ρρ)/(12.2405.0360015 42 2s m d q v v v v B A =?? ====ππ64 .005 .08 .00285.0)1100013600(12.202.08.92)(2)2(222)(2 22222212 12211=--???=-?-?=-=∴+=+=?-?=-+-=+-+=∴d l h h v g g v d l h v g g v g v d l h h h h g h g z z g P P z g P z g P h f f f λρρλξξλρρρρρξλ水 汞水汞水水水又v v v B A ==Θ又 15. Pipe AB is of uniform diameter and h=10.5 m The pressure at A is 170 kPa and at B is 275 kPa. Find the direction of the flow, and what is the pipe friction head loss in meters of the fluid if the liquid has a specific gravity of (a) 0.85; (b) 1.45? (10分) Solution: (a) ∵ ∴ the flow is from B to A (b) ∵ ∴ the flow is from A to B 16. A curved pipe is attached to a tank, and liquid flows out into atmosphere through the curved pipe. Determine the resultant force on the curved pipe. All the significant data are given in the figure. Assume an ideal liquid with γ=55 lb/ft 3 . Neglect the weight of the liquid. (10分) Solution: B A H H <)(09.2)289.30(298.322 2m g v g v H H h A B f =+-+=-=) (233.1920981045.12750002)(245.2225.10981045.1170000 2222 222m g v g v g v z p H m g v g v g v z p H E E E B A A A A +=++?=++=+=++?=++=γγ)(12.3)233.19(245.222 2m g v g v H H h B A f =+-+=-=B A H H >) (298.32209810 85.02750002)(289.3025.10981085.0170000 2222 222m g v g v g v z p H m g v g v g v z p H E E E B A A A A +=++?=++=+=++?=++=γγ 2009 年 秋季学期 工 程 流 体 力 学 题号 一 二 三 四 五 六 总分 分数 班号 学号 姓名 一、解释下列概念：（20分） 1. 连续性介质模型、粘性、表面力、质量力 2. 等压面、压力体、流线、迹线 简述“流体”的定义及特点。 3. 恒定流动、非恒定流动、牛顿流体、正压流体 简述 Euler “连续介质模型”的内容及引入的意义。 4.动能修正因数、动量修正因数、水力半径、当量直径 简述“压力体”的概念及应用意义。 5. 有旋运动、无旋运动、缓变流动、急变流动 .简述研究“理想流体动力学”的意义。 二.简答题（10分） 1.流体粘性产生的原因是什么？影响流体粘性的因素有哪些？ 2.粘性的表示方法有几种？影响流体粘性的因素有哪些？ 3.举例说明等压面在静力学计算中的应用 4. 举例说明压力体在静力学计算中的应用 说明静止流体对曲面壁总作用力的计算方法 三．推导题（30分） 1试推导:流体在直角坐标系中非恒定可压缩流体连续性微分方程式为： 2．试推导粘性流体应力形式的运动微分方程 2．试从粘性流体应力形式出发推导粘性流体的运动微分方程（N-S 方程） 4. 由恒定流动、不可压缩流体流体微小流束的伯努利方程出发，推求粘性流体总流的伯努利方程，并指出其使用条件。 5.推求粘性不可压缩流体作恒定流动时的动量方程式 试证明在不可压缩流体的缓变过流断面上有: z+p/ρg=c 1.试证明：粘性流体的动压强为 四、已知某流速场速度分布为 ,,x y z v yz t v xz t v xy =+=+= 10 d V dt ρ ρ+?=u v g ()1 3 xx yy zz p σσσ=- ++ 《工程流体力学》综合复习资料 一、判断题 1、 根据牛顿内摩擦定律，当流体流动时，流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。 2、 一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压 强的平均值。 3、 流体流动时，只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。 4、 在相同条件下，管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。 5、 稳定（定常）流一定是缓变流动。 6、 水击产生的根本原因是液体具有粘性。 7、 长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。 8、 所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。 9、 外径为D ，内径为d 的环形过流有效断面，其水力半径为 4 d D -。 10、 凡是满管流流动，任何断面上的压强均大于大气的压强。 二、填空题 1、某输水安装的文丘利管流量计，当其汞-水压差计上读数cm h 4=?，通过的流量为 s L /2，分析当汞水压差计读数cm h 9=?，通过流量为 L/s 。 2、运动粘度与动力粘度的关系是 ，其国际单位是 。 3、因次分析的基本原理是： ；具体计算方法分为两种 。 4、断面平均流速V 与实际流速u 的区别是 。 5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为 ， 其适用条件是 。 6、泵的扬程H 是指 。 7、稳定流的动量方程表达式为 。 8、计算水头损失的公式为 与 。 9、牛顿内摩擦定律的表达式 ，其适用范围是 。 10、压力中心是指 。 三、简答题 1、 稳定流动与不稳定流动。 2、 产生流动阻力的原因。 3、 串联管路的水力特性。 4、 如何区分水力光滑管和水力粗糙管，两者是否固定不变？ 5、 静压强的两个特性。 6、 连续介质假设的内容。 7、 实际流体总流的伯诺利方程表达式及其适用条件。 8、 因次分析方法的基本原理。 9、 欧拉数的定义式及物理意义。 10、 压力管路的定义。 11、 长管计算的第一类问题。 12、 作用水头的定义。 13、 喷射泵的工作原理。 14、 动量方程的标量形式。 15、 等压面的特性。 工程流体力学试题库 工程流体力学试题一、单项选择题(每小题1分，共20分)在每小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.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 2.某单位购买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 3.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p=1个大气压时，两测压计水银柱高0之差?h=h-h=760mm(Hg)，如果顶部再压入一部分空气，使p=2个大气压时。则?h应为( ) 120 A.?h=-760mm(Hg) B.?h=0mm(Hg) C.?h=760mm(Hg) D.?h=1520mm(Hg) .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( ) 4 A.定常流 B.非定常流 C.非均匀流 D.均匀流 5.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 6.下列说法中，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 7.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.2000 8.如图所示，容器若依次装着水与汽油，假定二者均为理想流体，且H=常数，液面压强为大气压，则从管口流出的水与汽油之间的速度关系是( ) 水力学练习题及参考答案 一、是非题(正确的划“√”，错误的划“×) 1、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。（√） 2、图中矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合。(×) 3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。(×) 4、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的，当 Fr＞1为急流。 (√) 5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。（×） 6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。（×） 6、达西定律适用于所有的渗流。（×） 7、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。（√） 8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。 (√) 9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。 (√) 10、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。（×） 11、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。(√) 12、陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。 (√) 13、在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。 (×) 14、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等，但底坡不同，因此它们 的正常水深不等。 (√) 15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。（√） 16、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。(×) 17、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。 (√) 18、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。 (×) 19、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。（√） 20、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。(×) 21、缓坡上可以出现均匀的急流。 (√) 22、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50 kPa。 (√) 24、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。 (√) 25、水深相同的静止水面一定是等压面。 (√) 26、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。（×） 27、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。(√) 28、陡坡上可以出现均匀的缓流。 (×) 29、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。 (√) 30、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。 (×) 《工程流体力学》复习题及参考答案 一、名词解释。 1、雷诺数 2、流线 3、压力体 4、牛顿流体 5、欧拉法 6、拉格朗日法 7、湿周 8、恒定流动 9、附面层 10、卡门涡街11、自由紊流射流 12、流场 13、无旋流动14、贴附现象15、有旋流动16、自由射流 17、浓差或温差射流 18、音速19、稳定流动20、不可压缩流体21、驻点 22、自动模型区 二、是非题。 1.流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。（） 2.平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。（） 3.附面层分离只能发生在增压减速区。（） 4.等温管流摩阻随管长增加而增加，速度和压力都减少。（） 5.相对静止状态的等压面一定也是水平面。（） 6.平面流只存在流函数，无旋流动存在势函数。（） 7.流体的静压是指流体的点静压。（） 8.流线和等势线一定正交。（） 9.附面层内的流体流动是粘性有旋流动。（） 10.亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度增加，压力减小。（） 11.相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。（） 12.超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度减小，压力增加。（） 13.壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。（） 14.相邻两流线的函数值之差，是此两流线间的单宽流量。（） 15.附面层外的流体流动时理想无旋流动。（） 16.处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。（） 17.流体的粘滞性随温度变化而变化，温度升高粘滞性减少；温度降低粘滞 性增大。（） 18.流体流动时切应力与流体的粘性有关，与其他无关。（） 三、填空题。 1、1mmH2O= Pa 2、描述流体运动的方法有和。 3、流体的主要力学模型是指、和不可压缩性。 4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时 第一章绪论1-1． 20℃的水 2.5m 3，当温度升至80℃时，其体积增加多少？[ 解 ] 温度变化前后质量守恒，即1V12V2 又20℃时，水的密度80℃时，水的密度1998.23kg / m3 2971.83kg / m3 V2 1V 1 2.5679m3 2 则增加的体积为V V2 V1 0.0679 m3 1-2．当空气温度从0℃增加至 20℃时，运动粘度增加15%，重度减少 10% ，问此时动力粘度增加多少（百分数）？ [ 解 ] (1 0.15) 原 (1 0.1) 原 1.035 原原 1.035 原 原 1.035 原原 0.035 原原 此时动力粘度增加了 3.5% 1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为u 0.002 g( hy 0.5y2 ) /，式中、分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。试求h 0.5m 时渠底（y=0）处的切应力。 [ 解 ] du 0.002 g (h y) / dy du 0.002 g(h y) dy 当h =0.5m，y=0时 0.002 1000 9.807(0.50) 9.807Pa 1-4．一底面积为 45× 50cm2，高为 1cm 的木块，质量为 5kg，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度 u=1m/s，油层厚 1cm，斜坡角 22.620（见图示），求油的粘度。 u [ 解 ] 木块重量沿斜坡分力 F 与切力 T 平衡时，等速下滑 mg sin T A du dy mg sin 5 9.8 sin 22.62 A u 0. 4 0.45 1 0.001 0.1047 Pa s 1-5．已知液体中流速沿 y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律 du ，定性绘出切应力 dy 沿 y 方向的分布图。 y y y u u u u u u [ 解 ] y y y = 0 = 1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。已知导线直径 0.9mm ，长度 20mm ，涂料 的粘度 =0.02Pa ． s 。若导线以速率 50m/s 拉过模具，试求所需牵拉力。 （1.O1N ） [ 解 ] A dl 3.14 0.8 10 3 20 10 3 5.024 10 5 m 2 工程流体力学习题及答案（1） 1 某种液体的比重为3，试求其比容。 （答：3.3×10-4米3/公斤） 2 体积为5.26米3的某种油，质量为4480公斤，试求这种油的比重、密度与重度。 （答：0.85；851公斤/米3；8348牛/米3） 3 若煤油的密度为0.8克/厘米3，试求按工程单位计算的煤油的重度、密度与比容。 （答：800公斤力/米3；81.56公斤力·秒2/米4；1.25×10-3米3/公斤力） 4 试计算空气在温度t=4℃，绝对压力P=3.4大气压下的重度、密度与比容。 (答：42.4牛/米3；4.33公斤/米3；0.231米3/公斤） 5 试计算二氧化碳在温度为t=85℃，绝对压力P=7.1大气压下的重度、密度与比容。 （答：104牛/米3；10.6公斤/米3；0.09厘米3/公斤 ） 6 空气在蓄热室内于定压下，温度自20℃增高为400℃，问空气的体积增加了多少倍？ （答：1.3倍） 7 加热炉烟道入口烟气的温度900=t 入℃，烟气经烟道及其中设置的换热器后，至烟道出 口温度下降为500=t 出℃，若烟气在0℃时的密度为28.10 =ρ公斤/米3，求烟道入口与出口处烟气的密度。 （答：298.0=ρ人公斤/米3；452.0=ρ出 公斤/米3） 8 试计算一氧化碳在表压力为0.3大气压、温度为8℃下的重度。 （答：15.49牛/米3） 9 已知速度为抛物线分布，如图示 y=0，4，8，12，17厘米处的速度梯度。又若气体的绝 对粘性系数为1013.25-?=μ牛·秒/米3，求以上各处气体的摩擦切应力。 9 题图 10 夹缝宽度为h ，其中所放的很薄的大平板以定速v 移动。若板上方流体的粘性系数为μ， 六、根据题目要求解答下列各题 1、图示圆弧形闸门AB(1/4圆), A 点以上的水深H ＝1.2m ，闸门宽B =4m ，圆弧形闸门半径R =1m ，水面均为大气压强。确定圆弧形闸门AB 上作用的静水总压力及作用方向。 解：水平分力 P x =p c ×A x =74.48kN 铅垂分力 P y =γ×V=85.65kN, 静水总压力 P 2= P x 2+ P y 2, P=113.50kN, tan = P y /P x =1.15 ∴ =49° 合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。 2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径d ＝0.8m ，长 l =50 m ，两个 30 。 折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系 数λ=0.024，上下游水位差 H =3m 。若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量Q 。 解： 按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道的计算断面建立能量方程 g v R l h H w 2)4(2 ∑+==ξλ 计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数 9.10.15.022.0 , m 2.04/=++?==== ∑ξχ d A R 将参数代入上式计算，可以求解得到 /s m 091.2 , m /s 16.4 3 ===∴ vA Q v 即倒虹吸管通过的流量为2.091m 3/s 。 3、某水平管路直径d 1=7.5cm ，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径d 2=2.0cm 。用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p =49kN /m 2，管路流速v 1=0.706m/s 。求水流对喷嘴的水平作用力F (可取动量校正系数为1) 解：列喷嘴进口断面1—1和喷嘴出口断面2—2的连续方程： 一、判断题( 对的打“√”，错的打“×”，每题1分，共12分) 1．无黏性流体的特征是黏度为常数。 2．流体的“连续介质模型”使流体的分布在时间上和空间上都是连续的。 3．静止流场中的压强分布规律仅适用于不可压缩流体。 4．连通管中的任一水平面都是等压面。 5. 实际流体圆管湍流的断面流速分布符合对数曲线规律。 6. 湍流附加切应力是由于湍流元脉动速度引起的动量交换。 7. 尼古拉茨试验的水力粗糙管区阻力系数λ与雷诺数Re 和管长l 有关。 8. 并联管路中总流量等于各支管流量之和。 9. 声速的大小是声音传播速度大小的标志。 10.在平行平面缝隙流动中，使泄漏量最小的缝隙叫最佳缝隙。 11.力学相似包括几何相似、运动相似和动力相似三个方面。 12.亚声速加速管也是超声速扩压管。 二、选择题（每题2分，共18分） 1．如图所示，一平板在油面上作水平运动。已知平板运动速度V=1m/s ，平板与固定边界的距离δ=5mm ，油的动力粘度μ＝0.1Pa ·s ，则作用在平板单位面积上的粘滞阻力 为（ ） A ．10Pa ； B ．15Pa ； C ．20Pa ； D ．25Pa ； 2. 在同一瞬时，位于流线上各个流体质点的速度方向 总是在该点与此流线（ ） A ．相切； B ．重合； C ．平行； D ．相交。 3. 实际流体总水头线的沿程变化是： A ．保持水平； B ．沿程上升； C ．沿程下降； D ．前三种情况都有可能。 4．圆管层流，实测管轴上流速为0.4m/s ，则断面平均流速为（ ） A ．0.4m/s B ．0.32m/s C ．0.2m/s D ．0.1m/s 5．绝对压强abs p ，相对压强p ，真空度v p ，当地大气压a p 之间的关系是： A ．v abs p p p +=； B ．abs a v p p p -=； C ．a abs p p p +=； D ．a v p p p +=。 6．下列说法正确的是： A ．水一定从高处向低处流动； B ．水一定从压强大的地方向压强小的地方流动； (完整版)工程流体力 学习题及答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 第1章 绪论 选择题 【1.1】 按连续介质的概念，流体质点是指：（a ）流体的分子；（b ）流体内 的固体颗粒；（c ）几何的点；（d ）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 解：流体质点是指体积小到可以看作一个几何点，但它又含有大量的分 子，且具有诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。 （d ） 【1.2】 与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是：（a ）切应力和压强；（b ）切 应力和剪切变形速度；（c ）切应力和剪切变形；（d ）切应力和流速。 解：牛顿内摩擦定律是 d d v y τμ =，而且速度梯度d d v y 是流体微团的剪切变形速度d d t γ，故 d d t γ τμ =。 （b ） 【1.3】 流体运动黏度υ的国际单位是：（a ）m 2/s ；（b ）N/m 2；（c ） kg/m ；（d ）N·s/m 2。 解：流体的运动黏度υ的国际单位是/s m 2 。 （a ） 【1.4】 理想流体的特征是：（a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ） 无黏性；（d ）符合 RT p =ρ 。 解：不考虑黏性的流体称为理想流体。 （c ） 【1.5】当水的压强增加一个大气压时，水的密度增大约为：（a ）1/20 000；（b ） 1/1 000；（c ）1/4 000；（d ）1/2 000。 解：当水的压强增加一个大气压时，其密度增大约95d 1d 0.51011020 000k p ρρ-==???=。 （a ） 【1.6】 从力学的角度分析，一般流体和固体的区别在于流体：（a ）能承受拉 力，平衡时不能承受切应力；（b ）不能承受拉力，平衡时能承受切应力；（c ）不能承受拉力，平衡时不能承受切应力；（d ）能承受拉力，平衡时也能承受切应力。 一、判断题 1、 根据牛顿内摩擦定律，当流体流动时，流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。 2、 一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压 强的平均值。 3、 流体流动时，只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。 4、 在相同条件下，管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。 5、 稳定（定常）流一定是缓变流动。 6、 水击产生的根本原因是液体具有粘性。 7、 长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。 8、 所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。 9、 外径为D ，内径为d 的环形过流有效断面，其水力半径为4 d D -。 10、 凡是满管流流动，任何断面上的压强均大于大气的压强。 二、填空题 1、某输水安装的文丘利管流量计，当其汞-水压差计上读数cm h 4=?，通过的流量为 s L /2，分析当汞水压差计读数cm h 9=?，通过流量为 L/s 。 2、运动粘度与动力粘度的关系是 ，其国际单位是 。 3、因次分析的基本原理是： ；具体计算方法分为两种 。 4、断面平均流速V 与实际流速u 的区别是 。 5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为 ， 其适用条件是 。 6、泵的扬程H 是指 。 7、稳定流的动量方程表达式为 。 8、计算水头损失的公式为 与 。 9、牛顿内摩擦定律的表达式 ，其适用范围是 。 10、压力中心是指 。 一、判断题 ×√×√× ×××√× 二、填空题 1、 3 L/s 2、 ρ μν=，斯(s m /2) 3、 因次和谐的原理，п定理 4、 过流断面上各点的实际流速是不相同的，而平均流速在过流断面上是相 等的 5、 22222212111 122z g v a p h g v a p z +++=++-γγ，稳定流，不可压缩流体，作用于流体上的质量力只有重力，所取断面为缓变流动 6、 单位重量液体所增加的机械能 7、 ∑?=F dA uu cs n ρ 8、 g V d l h f 22λ=，g V h j 22 ξ= 一、判断题 1、 根据牛顿内摩擦定律，当流体流动时，流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。 2、 一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强的平均 值。 3、 流体流动时，只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。 4、 在相同条件下，管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。 5、 稳定（定常）流一定是缓变流动。 6、 水击产生的根本原因是液体具有粘性。 7、 长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。 8、 所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。 9、 外径为D ，内径为d 的环形过流有效断面，其水力半径为4 d D -。 10、 凡是满管流流动，任何断面上的压强均大于大气的压强。 二、填空题 1、某输水安装的文丘利管流量计，当其汞-水压差计上读数cm h 4=?，通过的流量为s L /2，分析 当汞水压差计读数cm h 9=?，通过流量为 L/s 。 2、运动粘度与动力粘度的关系是 ，其国际单位是 。 3、因次分析的基本原理是： ；具体计算方法分为两种 。 4、断面平均流速V 与实际流速u 的区别是 。 5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为 ， 其适用条件是 。 6、泵的扬程H 是指 。 7、稳定流的动量方程表达式为 。 8、计算水头损失的公式为 与 。 9、牛顿内摩擦定律的表达式 ，其适用范围是 。 10、压力中心是指 。 一、判断题 ×√×√× ×××√× 二、填空题 1、 3 L/s 2、 ρμν=，斯(s m /2 ) 3、 因次和谐的原理，п定理 4、 过流断面上各点的实际流速是不相同的，而平均流速在过流断面上是相等的 5、 22222212111 122z g v a p h g v a p z +++=++-γγ，稳定流，不可压缩流体，作用于流体上的质量力只有重力，所取断面为缓变流动 6、 单位重量液体所增加的机械能 7、 ∑?=F dA uu cs n ρ 第一章 绪论 1-1．20℃的水2.5m 3 ，当温度升至80℃时，其体积增加多少？ [解] 温度变化前后质量守恒，即2211V V ρρ= 又20℃时，水的密度3 1/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 32 1 125679.2m V V == ∴ρρ 则增加的体积为3 120679.0m V V V =-=? 1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度ν增加15%，重度γ减少10%，问此时动力粘度μ增加多少（百分数）？ [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+== 原原原μρν035.1035.1== 035.0035.1=-=-原 原 原原原μμμμμμ 此时动力粘度μ增加了3.5% 1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02 y hy g u -=，式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。 [解] μρ/)(002.0y h g dy du -= )(002.0y h g dy du -==∴ρμ τ 当h =0.5m ，y =0时 )05.0(807.91000002.0-??=τ Pa 807.9= 1-4．一底面积为45×50cm 2，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。 [解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时，等速下滑 y u A T mg d d sin μθ== 001 .0145.04.062 .22sin 8.95sin ????= = δθμu A mg s Pa 1047.0?=μ 1-5．已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律y u d d μ τ=，定性绘出切应力沿y 方向的分布图。 [解] 1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。已知导线直径0.9mm ，长度20mm ，涂料的粘度μ=0.02Pa ．s 。若导线以速率50m/s 拉过模具，试求所需牵拉力。（1.O1N ） [解] 2 53310024.51020108.014.3m dl A ---?=????==π N A h u F R 01.110024.510 05.05002.053=????==∴--μ 1-7．两平行平板相距0.5mm ，其间充满流体，下板固定，上板在2Pa 的压强作用下以0.25m/s 匀速移动， 求该流体的动力粘度。 [解] 根据牛顿内摩擦定律，得 dy du / τμ= 5 三、说明下列概念（共20分） 1.什么是流线和迹线？它有哪些基本特征？（5分） 答：流线是同一时刻流场中连续各点的速度方向线。（1分） 迹线就是流体质点运动的轨迹。（1分） 流线两个特点：1）非定常流动时，流线的形状随时间改变；定常流动时，不随时间改变此时，流线与迹线重合。（1.5分））2）流线是一条光滑的曲线，流线之间不能相交，如果相交，交点速度比为零。（1.5分） 2.简述伯努利方程 =const 的物理意义和几何意义。（5分） 答：物理意义：在符合限定条件下，单位重量流体的机械能(位能、压力能和动能)可以互相转化，但 总和不变。（1分） 几何意义：在符合限定条件下，沿同一流线的总水头是个常数。（1分） 总机械能不变，并不是各部分能量都保持不变。三种形式的能量可以各有消长，相互转换，但总量不会增减。（2分） 水头线：将各项水头沿程变化的情况用几何的方法表示出来。理想流体恒定元流的总水头线是水平的。（1分） 3.有旋流动、无旋流动 有旋流动：流体微团的旋转角速度不等于零的流动称为有旋流动。（2分） 无旋流动：流体微团的旋转角速度等于零的流动称为无旋流动。（2分） 4.流动相似条件（6分） 答：1）有相同的微分方程（2分） 2）单值条件相似（2分） 3）由单值条件中的物理量的相似准则数相等（2分） 四. 推求突然扩大能量损失计算公式（20分） 解：如图，由连续性方程解： （4分）得： （ 2分） 由动量方程： （4分） 列伯努利方程： g v g p g v g p 222 22211+=+ρρ （4分） （4分） 即 （2分） 五、如图所示，有一圆柱滚门，长度l=10m ，直径D=4m ，上游水深H 1=4m ，下游水深H 2=2m ，求作用于圆柱滚门上的水平和铅垂方向的分压力。（12分） 2211v A v A ρρ=21 21v A A v = 12 12v A A v =)()(121212211v v q A A p A p A p V -=-+-ρg v A A g v A A v v g h j 2)1(2)1()(212221*********-=-=-=g v g v h j 22222211ξξ== 工程流体力学考试试题 1. 矩形闸门AB 可绕其顶端的A 轴旋转，由固定在闸门上的一个重物来保持闸门的关闭。已知闸门宽120cm ，长90cm ，整个闸门和重物共重1000kg ，重心在G 点处，G 点与A 点的水平距离为30cm ，闸门与水平面的夹角οθ60=，求水深为多少时闸门刚好打开? 2.以Langrange 变数(a,b,c)给出流体的运动规律为 ?? ???===-t t t ce z be y ae x 2 (1) 求速度场； (2) 流场是否是定常的？ (3)求t=0时刻过空间(1,1,1)点的流线； (4)求t=0时刻过空间(1,1,1)点的迹线。 3.高速水流在浅水明渠中流动，当遇到障碍物时会发生水跃现象，其水位将急剧上升（如图中(a)所示），其简化模型如图(b)所示。设跃水前后流速在截面上分布为均匀的，压力沿水深的变化与静水相同。如果流动是定常的，壁面上的摩阻可以不考虑。证明： (1)??? ? ??++-=1211281121gh V h h ； (2)水跃只有在11gh V ≥时才有可能发生； (3) 水跃过程中单位质量流体的机械能损失为()g h h h h 2 12124-。 4.考虑两块无限平板间的粘性不可压缩流体的定常层流运动。设两板间距离为h，流体密度和粘性系数分别为ρ和μ，流体的质量力不计，若沿板向压力梯度为常数，上板固定不动，下板以常速U 1 在其自身平面内作直线运动。求: (1)板间流体的速度分布； (2)任意截面上流体的质量流量； (3)平均速度； (4)最大速度； (5)作用在上下板上的摩擦应力。 题4 5.图示管路系统，CD管中的水由A、B两水池联合供应。已知L1=500m,L0=500m,L2=300m,d1=0.2m,d0=0.25m,λ1=0.029,λ2=0.026,λ0 =0.025,Q =100L/s.求Q 1 、Q 2 及d 2 。 6.已知平面势流的流函数xy y x7 4 6+ - = ψ，求流速分量、速度势。 一\选择题部分 （1）在水力学中，单位质量力是指（答案：c ） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力； d、单位重量液体受到的质量力。 （2）在平衡液体中，质量力与等压面（答案：d） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b （4）水力学中的一维流动是指（答案：d ） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（答案：b） a、8； b、4； c、2； d、1。 （6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于答案：c a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区（7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为答案：c a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m （8）在明渠中不可以发生的流动是（答案：c ） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（答案：b）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为答案：b a、缓流； b、急流； c、临界流； （11）闸孔出流的流量Q与闸前水头的H（答案：d ）成正比。 a、1次方 b、2次方 c、3/2次方 d、1/2次方 （12）渗流研究的对象是（答案：a ）的运动规律。 a、重力水； b、毛细水； c、气态水； d、薄膜水。 （13）测量水槽中某点水流流速的仪器有答案：b a、文丘里计 b、毕托管 c、测压管 d、薄壁堰 （14）按重力相似准则设计的水力学模型，长度比尺λL=100，模型中水深为0.1米，则原型中对应点水深为和流量比尺为答案：d a、1米，λQ =1000； b、10米，λQ =100； 三、说明下列概念（共20分） 1.什么是流线和迹线它有哪些基本特征（5分） 答：流线是同一时刻流场中连续各点的速度方向线。（1分） 迹线就是流体质点运动的轨迹。（1分） 流线两个特点：1）非定常流动时，流线的形状随时间改变；定常流动时，不随时间改变此时，流线与迹线重合。（分））2）流线是一条光滑的曲线，流线之间不能相交，如果相交，交点速度比为零。（分） 2.简述伯努利方程 =const 的物理意义和几何意义。（5分） 答：物理意义：在符合限定条件下，单位重量流体的机械能(位能、压力能和动能)可以互相转化，但总 和不变。（1分） 几何意义：在符合限定条件下，沿同一流线的总水头是个常数。（1分） 总机械能不变，并不是各部分能量都保持不变。三种形式的能量可以各有消长，相互转换，但总量不会增减。（2分） 水头线：将各项水头沿程变化的情况用几何的方法表示出来。理想流体恒定元流的总水头线是水平的。（1分） 3.有旋流动、无旋流动 有旋流动：流体微团的旋转角速度不等于零的流动称为有旋流动。（2分） 无旋流动：流体微团的旋转角速度等于零的流动称为无旋流动。（2分） 4.流动相似条件（6分） 答：1）有相同的微分方程（2分） 2）单值条件相似（2分） 3）由单值条件中的物理量的相似准则数相等（2分） 四. 推求突然扩大能量损失计算公式（20分） 解：如图，由连续性方程解： （4分）得： （ 2分） 由动量方程： （4分） 列伯努利方程： g v g p g v g p 222 22211+=+ρρ （4分） （4分） 即 （2分） 五、如图所示，有一圆柱滚门，长度l=10m ，直径D=4m ，上游水深H 1=4m ，下游水深H 2=2m ，求作用于圆柱滚门上的水平和铅垂方向的分压力。（12分） H 1 D 2211v A v A ρρ=21 21v A A v = 12 12v A A v =)()(121212211v v q A A p A p A p V -=-+-ρg v A A g v A A v v g h j 2)1(2)1()(212221*********-=-=-=g v g v h j 22222211ξξ== 《工程流体力学（Ⅱ）》考试试卷（第二套） 小题，一、填空题（本大题分11 小题，每空 1 分，共20 分）填空题（1．作用在流体上的力有和两大类。 2 2．动力粘度为0.1cP 的液体在管中的速度分布为u ( y ) = 0.5 × ( y ? 0.05) ，则在y=0.02m 处流体间的切应力大小为Pa。 3．含绝对静止水的容器中，水表面的绝对压强值为48.8kPa，则容器中水深1m 处的表压值为Pa，真空高度为m。 4．对工程中流动使用总流伯努利方程的条件有：流体不可压缩、只受重力作用、、。分布，剪切应力呈分布。 5．圆管层流当中，速度呈 6．输水管路水的流速为1m/s，突然关闭阀门后产生压力波的传播速度为1200m/s，则水击压力为Pa。和。 7．并联管路中，流量和水头损失的水力特性为 8．温度为27℃，速度为120m/s 的空气经历绝热等熵过程进入储气箱内，则滞止温度为287.06J/(kg?K)）9．20℃空气以350m/s 运动，则声速在该气体中传播的大小为运动的马赫数值为，该流动属于流动。，假塑性及膨胀性，屈服假塑性流体流变方程。。。气体K。（其中空气的绝热指数k 值为 1.4，气体常数R 为 10．非牛顿流体中塑性流体流变方程为流体流变方程为为11．喷射泵的工作原理为 ，（本大题分小题，二、判断题（正确的划“√” 错误的划“×” ）本大题分 10 小题，每小题2 判断题（正确的划“√” 错误的划“（分，共20 分）1．液体的粘度随温度升高而升高；气体的粘度随温度升高而降低。（）2．对连通容器中的同一种静止液体而言，同一条水平线上各点的静压力值相同。 （ ） 3．稳定的圆管层流当中，欧拉加速度中迁移加速度项为零。（） 4．对工程中有压管道流动进行实验模拟，需要保证模型和原型的弗劳德数相等。（） 5．同作用水头、同孔径的管嘴泄漏与孔口泄流相比，其水头损失较大且流量也较大。（） 6. 在管道突然关闭阀门产生的直接水击中，前一个相长分别经历的是增压逆波和减压顺波。（） 7．飞机以Ma > 1 的条件在大气中运动，大气中被扰动的区域将会形成一个马赫锥。（） 8．在单纯的收缩喷管中，气流不可以被加速到超声速状态。（） 9 ．假塑性流体具有“ 越搅越稠” 的特性。（） 10．非牛顿流体在管道中流动时产生结构流的原因是流体存在极限切应力。（） ，其直径由d1=1.5m 渐变到三、如图所示为嵌入支座内的一段输水管（俯视图）3 d2=1.0m。当p1=196kPa(相对压强)，流量Q=1.8m /s 时，求支座所受的水平力R。不计水头损失。15 分）（ 六、根据题目要求解答下列各题 1、图示圆弧形闸门AB(1/4圆), A 点以上的水深H ＝1.2m ，闸门宽B =4m ，圆弧形闸门半径R =1m ，水面均为大气压强。确定圆弧形闸门AB 上作用的静水总压力及作用方向。 解：水平分力 P x =p c ×A x =74.48kN 铅垂分力 P y =γ×V=85.65kN, 静水总压力 P 2 = P x 2+ P y 2, P=113.50kN, tan = P y /P x =1.15 ∴ =49° 合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。 2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径d ＝0.8m ，长 l =50 m ，两个 30。 折角、进口和出口的 局部水头损失系数分别为 ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系数λ=0.024，上下游水位差 H =3m 。若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量Q 。 解： 按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内的计算断面建立能量方程 g v R l h H w 2)4(2 ∑+==ξλ 计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数 9.10.15.022.0 , m 2.04/=++?==== ∑ξχ d A R 将参数代入上式计算，可以求解得到 /s m 091.2 , m /s 16.4 3 ===∴ vA Q v H R O B R 即倒虹吸管内通过的流量为2.091m 3 /s 。 3、某水平管路直径d 1 =7.5cm ，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径 d 2 =2.0cm 。用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p =49kN m 2，管路内流速v 1 =0.706m/s 。 求水流对喷嘴的水平作用力F (可取动量校正系数为1) 解：列喷嘴进口断面1—1和喷嘴出口断面2—2的连续方程： 得喷嘴流量和出口流速为： s m 00314.03 11==A v Q s m 9.92 2==A Q v 对于喷嘴建立x 方向的动量方程 )(1211x x v v Q R A p -=-ρβ 8.187)(3233=--=v v Q A p R ρN 水流对喷嘴冲击力:F 与R , 等值反向。 4、有一矩形断面混凝土渡槽，糙率n =0.014，底宽b ＝1.5m ，槽长L ＝120m 。进口处槽底高程Z 1 =52.16m ，出口槽底高程Z 2 ＝52.04m ，当槽中均匀流水深h 0 =1.7m 时，试求渡槽 底坡i 和通过的流量Q 。 解： i=（Z 1 -Z 2 ）/L =0.001 55.2==bh A m 2 9.42=+=h b x m 52.0== x A R m s /m 06.641216 1==R n C d 1 v 1 P x 2 2 1 1 R 《流体力学》试题 一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分） 在每小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、多选或未选均无分。 1．流体在叶轮内的流动是轴对称流动，即认为在同一半径的圆周上（） A．流体质点有越来越大的速度 B．流体质点有越来越小的速度 C．流体质点有不均匀的速度 D．流体质点有相同大小的速度 2．流体的比容表示（） A．单位流体的质量 B．单位质量流体所占据的体积 C．单位温度的压强 D．单位压强的温度 3．对于不可压缩流体，可认为其密度在流场中（） A．随压强增加而增加 B．随压强减小而增加 C．随体积增加而减小 D．与压强变化无关 4．流管是在流场里取作管状假想表面，流体流动应是（） A．流体能穿过管侧壁由管内向管外流动 B．流体能穿过管侧壁由管外向管内流动 C．不能穿过侧壁流动 D．不确定 5．在同一瞬时，位于流线上各个流体质点的速度方向总是在该点，与此流线（）A．相切 B．重合 C．平行 D．相交 6．判定流体流动是有旋流动的关键是看（） A．流体微团运动轨迹的形状是圆周曲线 B．流体微团运动轨迹是曲线 C．流体微团运动轨迹是直线 D．流体微团自身有旋转运动 7．工程计算流体在圆管内流动时，由层流变为紊流采用的临界雷诺数取为（）A．13800 B．2320 C．2000 D．1000 8．动量方程是个矢量方程，要考虑力和速度的方向，与所选坐标方向一致为正，反之为负。如果力的计算结果为负值时（） A．说明方程列错了 B．说明力的实际方向与假设方向相反 C．说明力的实际方向与假设方向相同 D．说明计算结果一定是错误的 9．动量方程（） A．仅适用于理想流体的流动 B．仅适用于粘性流体的流动 C．理想流体与粘性流体的流动均适用 D．仅适用于紊流 10．如图所示，有一沿垂直设置的等截面弯管，截面积为A，弯头转角为90°，进口截面1－1与出口截面在2－2之间的轴线长度为L，两截面之间的高度差为△Z，水的密度为ρ，则作用在弯管中水流的合外力分别为（） A． B． C．Ｑn 108．明渠均匀流只能发生在：
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