工程流体力学习题库.docx

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1、一、 挑选题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) （D）RT3.静止流体 剪切应力。 (A) 不能承担 (B) 可以承担(B) 能承担很小的 (D) 具有粘性是可承担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）10007水的体积弹性模量 空气的体积弹

2、性模量。(A) 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hc，压力中心的淹深为hD，则hc hD。(A) （B） （B）= (C) p2p3 ；C. p1p2p2 ；Bp1=p2 ；Cp1n；9m B L=(3-4)d H0(3-4)d ,H09mL(3-4)d ,H09m99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12 1=2 不定。100并联长管、两管的直径相同，沿程阻力系数相同，长度L2=3

3、L1，通过的流量为12；11.5Q2；11.732；1=3101、两节点连接并联管段1、则、两节点的水头缺失为hfab=hf1+hf2+hf3; hfab=hf1+hf2;hfab=hf2+hf3; hfab=hf1=hf2=hf3。102长管并联管道各并联管段的A.水头缺失相等; B.水力坡度相等; C总能量缺失相等; 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、都减小； B. 、减小不变; C.、减小,增大; D. 不变,增大,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.

4、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埋住出流后,管路流量A.减小; B.不变; C增大; D不一定。106长管的水力运算场采用比阻A公式=ALQ 比阻有关的参数包括管径d管长，管道的摩阻系数；管径d管道的摩阻系数；管长和管道的摩阻系数；管径d管长和管道流量。107某薄壁小孔口在作用的出流0，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n,与n的流量关系为；0=QnQ0n108明渠平均流只能发生在：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

5、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；D4.0。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.过水断面面积具有最大的湿周Xmax；B.底宽b=2h(h为水深); C.h=2Rh(Rh为水力半径)。 112无压圆管平均流的流量随水深而变化,当充满度为何值时,其流量最大:A.=1；B.=0.95；C.=0.81；D.=0.5。113.无压圆管平均流的流速随水深而变化,当充满度为何值时,其流速最大:A=1；B.=0

6、.95；C.=0.81；D.=0.5。114明渠流动为急流时.A.Fr1； B.hhc；C.hh0；D.de/dh0。 115明渠流动为缓流时:A.Fr1；B.hhc；C.hh0；D.de/dh0。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

7、。120符合以下条件的堰流是宽顶堰流:A. 0.76；B.0.762.5； C.2.510。121自由式宽顶堰的堰顶水深hc0A.hc0hc；C.hc0=hc；D.不定(其中hc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、判定题判定下列说法是否正确。若正确在括号内划，否则划。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

8、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.明渠平均流有那些特性？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. 试说明水击现象.11. 试述层流和紊流的概念。12. 试述有旋流动和无

9、旋流动的概念。四、运算题1 已知一流动的速度场为：vx = 2xy+x，vy = x2-y2-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 x= y= z = 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d1= 45 cm，其活塞上受力F1=320 N，密封气体的计示压强为981.0 Pa；第二个圆筒的直径d2= 30 cm，其活塞上受力F2=490 N，开孔通大气。若不计活塞重量，求平稳状态时两活塞的高度差h。解：

10、 3 已知：一闸门如图，h1 = 2m，h2 =3m，h3 =5m，闸门宽B = 2m，1 =9806 N/m3，2 =12000 N/m3，3 =46000 N/m3。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D1=0.06m，D2=0.12m，试求管嘴上螺钉群共受多少拉力？运算时管嘴内液体本身重量不计，忽略一切缺失。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 5 如图示，水流经弯管流入大气，已知d1=100m

11、m，d2=75mm，v2=23m/s，不计水头缺失，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，P2 b= 0，z1 = 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：Fpnbx= - 710.6 (N) Fx= - Fpnbx= 710.6 (N) Fpnby= 1168.5 (N) Fy= - Fpnby= -1168.5 (N)6 已知油的密度=850 kg/m3，粘度=0.06 Pa.s，在图示连接两容器的光滑管中流动，已知H=3 m。当计及沿程和局部缺失时，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

12、得管内流量减小到原先的一半时，问阀门的局部缺失系数等于多少？（水力光滑流动时，= 0.3164/Re0.25）。解：（1）对两容器的液面列伯努利方程，得： 即： (1)设= 0.03，代入上式，得 v = 3.27 m/s，则故，令=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，已知实际情形下鱼雷速度vp=6 km/h，海水密度p=1200 kg/m3，粘度p=1.14510-6 m2/s，空气的密度m=1.29 kg/m3，粘度m=1.4510-5 m2/s，试求：（1）风洞中的模拟速度应为多大？（2

13、）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Rep = Rem 得， k = kv kl， vm= kvvp= 386 =228 (km/h)（2）由kF= kkl2 kv2 得 FP = Fm/kF = 1000/0.1725 = 5798 (N)7 流体通过孔板流量计的流量qv与孔板前、后的压差P、管道的内径d1、管内流速v、孔板的孔径d、流体密度和动力粘度有关。试用定理导出流量qv的表达式。 （dimP =ML-1T-2， dim=ML-1T-1）。解：设qv= f (P, d1, v, d,)选d, v, 为基本变量上述方程的量纲方程为：由量纲一致性原则，

14、可求得：a1=0 a2=1 a3=0 a4=1b1=1 b2=2 b3=0 b4=1c1=2 c2=0 c3=1 c4=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时，不计球的自重，求下列两种情形下螺栓群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

15、力相似准则， 又10. 连续管系中的90渐缩弯管放在水平面上，管径d1=15 cm，d2=7.5 cm，入口处水平均流速v1=2.5 m/s，静压p1e=6.86104 Pa（计示压强）。如不计能量缺失，试求支撑弯管在其位置所需的水平力。 解：由连续方程： 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FD与小球的直径D、等速运动的速度v、流体的密度、动力粘度有关，试导出阻力的表达式。 （dimF =MLT-2， dim=ML-1T-1）。（15分）解：设FD = f (D, v, ,)选D、v、为基本变量上述方程的量纲方程为：由量纲一致性

16、原则，可求得：a1=1 a2=1 b1=2 b2=1 c1=2 c2=1 12. 如图所示，一封闭容器内盛有油和水，油层厚h1=40 cm，油的密度o=850 kg/m3，盛有水银的U形测压管的液面距水面的深度h2=60 cm，水银柱的高度低于油面h=50 cm，水银的密度hg= 13600 kg/m3，试求油面上的计示压强（15分）。解： 13. 额定流量qm=35.69 kg/s的过热蒸汽，压强pe=981 N/cm2，蒸汽的比体积为v=0.03067 m3/kg，经内径为227mm的主蒸汽管道铅垂向下，再经90弯管转向水平方向流动。如不计能量缺失，试求蒸汽作用给弯管的水平力。解：由连续方

17、程： 得： 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90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LAB = 0.8 m，流量qv = 15 m3/h，沿程阻力系数=0.0285，两测压管中的水柱高度差h = 20 mm，求弯头的局部阻力系数。（15分）解： 对A、B列伯努利方程： 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 o

18、f 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 curv

19、ed pipe. Determine the resultant force on the curved pipe. All the significant data are given in the figure. Assume an ideal liquid with =55 lb/ft3. Neglect the weight of the liquid. (10分)Solution: 17. An 180-mm-diameter pipeline (f=0.032) 150 m long discharges a 60-mm-diameter water jet into the atmosphere at a point that is 80 m below the water surface at intake. The entrance to the pipe is reentrant, with ke=0.9, and the nozzle loss coefficient k2=kn=0.055. Find the flow rate and the pressure at B. (15分)Solution:(a) (b)18. What minimum value of b is necessary to keep the rectang