工程流体力学试题与答案3

7PAGE\*MERGEFORMAT#7PAGE\*MERGEFORMAT#PAGE\*MERGEFORMAT#一、判断（对的打“J”，错的打“X”，每题1分，共12分）无黏性流体的特征是黏度为常数。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。静止流场中的压强分布规律仅适用于不可压缩流体。连通管中的任一水平而都是等压面。实际流体圆管湍流的断而流速分布符合对数曲线规律。湍流附加切应力是由于湍流元脉动速度引起的动量交换。尼古拉茨试验的水力粗糙管区阻力系数＞1与雷诺数Re和管长/有关。并联管路中总流量等于各支管流量之和。声速的大小是声音传播速度大小的标志。在平行平而缝隙流动中，使泄漏量最小的缝隙叫最佳缝隙。力学相似包括几何相似、运动相似和动力相似三个方面。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）lOPa；15Pa；20Pa；25Pa；如图所示，一平板在汕而上作水平运动。已知平板运动速度V二lEs,平板与固泄边界的距离5=5mm,汕的动力粘度U=0.IPa・s,则作用在平板单位而积上的粘滞阻力为（）W-A.B.C.D.在同一瞬时，位于流线上各个方向总是在该点与此流线（）A.流体质点的速度3.A.4.A.5.相切：B.重合：C.实际流体总水头线的沿程变化是：保持水平：B.沿程上升；C.沿程下降；圆管层流，实测管轴上流速为0.4m/s,则断而平均流速为（0.4m/sB.0.32m/sC.0.2m./sD.0.lm/'s绝对压强几加，相对压强"，真空度几，当地大气压几之间的关系是:平行:D.相交。D.前三种情况都有可能。）A.6.Pahs=P+Pv:B・pv=pa-pohx:C・卩=%•、+P八D・P=Pv+Pao下列说法正确的是：水一泄从高处向低处流动：B・水一泄从压强大的地方向压强小的地方流动;C.水总是从流速大的地方向流速小的地方流动：D.以上说法都错误。弗劳徳数的物理意义为（）A.惯性力与重力之比；B.惯性力与粘滞力之比；C.压力与惯性力之比：D.粘滞力与重力之比。并联管道1、2,两管的直径相同，沿程阻力系数相同，长度12=3/,,通过的流量为（）A.0i=Q；B.01=1.502；C.0|=302；D.Qi=1.73Q。圆柱形外管嘴的正常工作条件是A・厶=(3~4>/,H0)9mB.厶=(3~4>/,H。(9mC.厶〉（3~40,H（）〉9mL〉D.厶〈（3~4»/.H（）〈9mL三、画图题（共10分）绘岀AB壁而上的相对压强分布图（6分）2.绘岀AB曲面上的压力体（4分）四、计算题（10分）输油管直径J=150mm＞流M0=15m7h，油的运动粘度u=0.2cm2/s,求每公里管长的沿程水头损失。五、计算题（15分）由一髙位水池引出一条供水管路AB,如图所示。已知：流量0=0.034m3/s管路的直径£）=0.15m：压力的读数几=4.9xl04N/m2:高度H=20m,试计算水流在AB段的水头损失。压六、计算题（15分）（14PAGE\*MERGEFORMAT#PAGE\*MERGEFORMAT#如右图所示为一内径D=0.5m的90°水平弯管，弯管内水流的速度v=3.0m/s,进出口处的相对压强〃；=p；=5.05xl04N/m2,求流体作用在*£5L弯管上的力的大小和方向（不计损失）。七、计算题（15分）口90°圆产H2--*W日2一段直径d=100mm的管路长/=10m。苴中有两个90°的弯管（＜,o°=0.294）,管段的沿程阻力系数A=0.037。如拆除这两个弯管而管段长度不变，作用于管段两端的总水头也维持不变，问管段中的流量能增加百分之几？亦肘管闸板阀八、叙述题：说出该题的解题过程（5分）某厂自高位水池加装一条管路，向一个新建的居民点供水，如右图所示。已知水头差管长/,管径〃，用普通镀锌管（△已知）。问在平均温度20°C时，这条管路在一个昼夜中能供应多少水量？一、判断题（每题1分，共12分）无黏性流体的特征是黏度为常数。x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。V静止流场中的压强分布规律仅适用于不可压缩流体°x连通管中的任一水平而都是等压面。x实际流体圆管湍流的断而流速分布符合对数曲线规律。J湍流附加切应力是由于湍流元脉动速度引起的动量交换。V尼古拉茨试验的水力粗糙管区阻力系数兄与雷诺数Re和管长/有关。x并联管路中总流量等于各支管流量之和。J声速的大小是声音传播速度大小的标志。x在平行平而缝隙流动中，使泄漏量最小的缝隙叫最佳缝隙。x力学相似包括几何相似、运动相似和动力相似三个方面。V亚声速加速管也是超声速扩压管。V二、选择题（每题2分，共18分）1.C2.A3.C4.C5.B6.D7.A8.D9.B三、画图题（10分）1.（6分）（4分）（a）虚压力体（2分）（b）虚压力体（2分）40计算题（10分）4xl5x3600V7^（1/rxOQxKT4xO.lRe<2000,属于层流（5分）”2gRed2g邑+2g=0.685m汕柱（10分）五、计算题（15分）解：取为水平基准而，对过水断而1一1和过水断而2-2列出伯努利方程（5分）由于Z|=//=20m,乙2=°，—=0•・Y£1==△=4・9xl°4YYpg103x9.8（10分）Q_0.034人-xO.1524=1.92m/s1x1022将以上紐之值代入伯努利方程，得2。+。+。“+5+++也所以勺=20-5.188=14.812m六、计算题（15分）解•p/l_&=-卩5（4分）jiD1^•xO.52~~4-x3=0.59m5/sR、-P2A2=p6p=1000kg/m\A=-=^-^-=0」96m2（644分）贝ijRx=/?IA,+pO\^=5.05x104x0.196+1000x0.59x3=11870N/?v=p2A2+/?Ch=5.05x104x0.196+1000x0.59x3=11870N（10分）弯管对流体的作用力：R=+R：=V118702+118702=11786.7N（12分）方向为:R*11870心a=arctan^=arctan=45Rx11870分）（15因此，流体对弯管的作用力尺与/?大小相等，方向相反。分）七、计算题（15分）解：在拆除弯管之前，在一左流量下的水头损失为〃2g+2礒十条2§）斜（0.037X—+2x0.294丄=4.29工0.1丿2g・2g（5分）式中V,为该流量下的圆管断而流速。拆除弯管后的沿程水头损失为（10分）h,=2--^-=0.037x—x-^-=3.7-^-Zd2g0.12g2g式中-为拆除弯管后该流量下的圆管断而流速。■若两端的总水头差不变，则得（12分）3.7-12g=4.29丄2g1*4.29,…因而I——=1.077vl1V3.7流^Q=vA,4不变，所以0,=1.0770,,即流量增加7.7%0（15分）八、叙述题：说出该题的解题过程（5分）答：（1）查出各个局部损失的系数：（2）算出相对粗糙度：（3）列伯努利方程并化简;（4）判断流动状态并假设流动处于某个阻力区域：（5）试算和验证。（每步1分，共5分）