流體力學練習題框

1、第 1 頁 共 16 頁 四川建筑職業(yè)技術學院教務處印制 一、填空題一、填空題 1、流體包括 和 。流體最基本的特性是 。 2、水的粘性隨溫度升高而_，空氣的粘性隨溫度升高而 。 3、牛頓內(nèi)摩擦定律適用于 流體。 4、作用于靜止（絕對平衡）液體上的表面力有 ，質(zhì)量力有 。 5、潛體所受浮力的大小與其所在液體的_成正比。 6、只受重力作用，靜止液體中的等壓面是。 7、流體靜力學中，除平板水平放置外，壓力中心 D 點的位置總是 形心 C。(低于、高 于) 8、恒定流是各空間點上的運動參數(shù)不隨_ 變化的流動。 9、流體運動時，流體充滿整個流動空間并在壓力作用下的流動，稱為 ；液體流動 時，具有與氣體

2、相接觸的自由表面，且只依靠自身重力作用下的流動，稱為 流。 10、流體運動存在兩種流態(tài)，分別是 和 。 11、圓管流的臨界雷諾數(shù) Rek為_ ；非圓管流的臨界雷諾數(shù) Rek為_ 。 12、有壓圓管層流運動時， 。 13、根據(jù)流體接觸的邊壁沿程是否變化，把能量損失分為 和 。 14、由直徑不同的幾段簡單管路順次連接起來的管路稱為 管路，為了提高供水的可靠 性，在兩節(jié)點之間并設兩條或兩條以上的管路稱為 管路。 15、對于水擊現(xiàn)象，管路閥門關閉時間 Ts 與水擊波在全管段長度上來回傳遞一次所需時間 對比，當 Ts的水擊稱為 c l t 2 c l t 2 c l t 2 水擊， （選直接或間接） 。

3、 16、若 dH/10，這種孔口稱為 ，這種情況可認為孔口斷面上個點的水頭都相等，各 點的流速相同。 17、水由孔口直接流入大氣中的出流，稱為 出流，水由孔口直接流入另一水體中的出流， 稱為_ 出流。 18、管嘴正常工作的兩個條件是 和 。 19、在相同的作用水頭作用下，同樣口徑管嘴的出流量比孔口的出流量_。 20、水泵葉輪按其蓋板情況可分為 葉輪、 葉輪和 葉輪三種 形式。 第 2 頁 共 16 頁 四川建筑職業(yè)技術學院教務處印制 21、離心式風機根據(jù)其增壓量大小，可分為三類： 、 和 。 22、按照葉輪出口安裝角 2的大小，葉輪可以分為三類： 、 和 。 23、泵與風機的有效功率與軸功率之

4、比為 。 24、泵與風機中的能量損失按其產(chǎn)生原因常分為三類 、 、 。 25、凡相似的流動，必定是 相似， 相似和 相似的流動。 26、泵與風機的聯(lián)合運行分為 和 兩種情況。 二、選擇題二、選擇題 1、某流體的運動粘度=310-6m2/s，密度 =800kg/m3,其動力粘度為( ) A、3.7510-9Pas B、2.410-3Pas C、2.4105Pas D、2.4109Pas 2、理想流體是一種( )的假想流體。 A、動力粘度 為 0 B、速度梯度為 0 dy du C、速度 u 為一常數(shù) D、流體沒有剪切變形 3、水力學中的一維流動是指（ ） A、恒定流動； B、均勻流動； C、層流

5、運動； D、運動要素只與一個坐標有關的流動。 4、靜止液體中同一點各方向的壓強 （ ） A、數(shù)值相等 B、數(shù)值不等 C、僅水平方向數(shù)值相等 D、鉛直方向數(shù)值最大 5、在平衡液體中，質(zhì)量力與等壓面（ ） A、重合； B、平行 C、相交； D、正交。 6、液體中某點的絕對壓強為 100kN/m2，則該點的相對壓強為 A、1 kN/m2 B、2 kN/m2 C、5 kN/m2 D、10 kN/m2 7、有一直徑 d=25mm 的水管，流速 v=1.0m/s，水溫為 10時的運動粘度 =1.3110-6m2/s，則管 中流體的流態(tài)為（ ） A、層流 B、紊流 C、臨界流 D、不確定 第 3 頁 共 1

6、6 頁 四川建筑職業(yè)技術學院教務處印制 8、圓管層流運動時，下列哪個選項不成立（ ） A、 B、 C、 D、 max 2 1 uv 233 . 1 2 . 1 9、斷面平均流速 與斷面上每一點的實際流速的關系是( )。vu A、 B、 C、 D、 或 vuv uv uvuvu 10、圖中相互之間可以列總流伯努利方程的斷面是( ) A.1-1 斷面和 2-2 斷面 B.2-2 斷面和 3-3 斷面 C.1-1 斷面和 3-3 斷面 D.3-3 斷面和 4-4 斷面 11、測量水槽中某點水流流速的儀器有（ ） 。 A、文丘里計 B、畢托管 C、測壓管 D、薄壁堰 12、相同條件()的孔口與管嘴出流

7、，孔口流速和管嘴流速的關系( ) 2121 ,hhdd 1 Q 2 Q A、 B、 C、= D、無法比較 1 Q 2 Q 1 Q 2 Q 1 Q 2 Q 13、直接水擊和間接水擊哪個危害大（ ） 。 A、直接水擊 B、間接水擊 C、 都一樣 D、不確定 14、水流經(jīng)過一個漸擴管，小斷面的直徑 d1，大斷面的直徑為 d2，若 d2/d1=2，則 Re1/Re2=( ) A、1 B、2 C、4 D、8 15、在并聯(lián)管路問題中，有( )。 A、流經(jīng)每一管路的水頭損失相加得總水頭損失 B、流經(jīng)所有管路的流量相同 C、并聯(lián)的任一管路的水頭損失相同 D、當總流量已知時，可直接解得各管的流量 16、圖示容器

8、內(nèi)有一放水孔，孔口設有面積為 A 的閥門 ab，容器內(nèi)水深為 h，閥門所受靜水 總壓力為( ) A、0.5； B、hAhA C、0.5； D、 Ah2 2 hA 第 4 頁 共 16 頁 四川建筑職業(yè)技術學院教務處印制 17、圖示為兩種液體盛于容器中、且密度，則 A、B 兩測壓管中的液面必為（） 12 A、B 管高于 A 管 B、A 管高于 B 管 C、A、B 兩管同高 D、無法判斷 18、如圖所示，水泵的揚程是( ) A、 B、 C、 + D、+ + 19、一密閉容器內(nèi)下部為水，上部為空氣，液面下 4.2 米處的測壓管高度為 2.2m，則容器內(nèi)液面 的相對壓強 p 為( )水柱。 A、2m

9、B、1m C、8m D、-2m 20、在漸變流過流斷面上，動水壓強分布滿足( )規(guī)律。 A、z+0 B、z+QB B.QA=QB C.QAQB D.不能確定 23、并聯(lián)管道 A、B，兩管材料、直徑相同，長度 ，兩管的水頭損失關系為( ) AB 2 A、 wAwB hh B、 wAwB hh2 C、 wAwB hh41 . 1 D、 wAwB hh4 24、有壓管道的管徑 d 與管流水力半徑的比值 d /R=（ ） A、8； B、4； C、2； D、1。 25、對于后向葉型的葉輪，下式哪個成立（ ） 。 A、 B、 C、 D、以上都不是 g u HT 2 2 2 g u HT 2 2 2 g u

10、 HT 2 2 2 26、當泵輸送的流體溫度升高時，泵的安裝高度應該（ ） 。 A、升高 B、降低 C、不變 D、不確定 三三、簡答題簡答題 1、流體靜壓強基本方程的兩種形式是什么？他們分別表示了什么含義？ 答：P = P0 +h 它表示靜止液體中，壓強隨深度的變化規(guī)律； Z + = C(常數(shù)) 它表示在同一種靜止液體中，不論哪一點的（ Z + ）總是一個常數(shù)。 P P 2、試述液體靜力學的基本方程及其各項的物理意義。C p z 答：Z 項是單位重量液體質(zhì)點相對于基準面的位置勢能， 項是單位重量液體質(zhì)點的壓力勢能， P 第 6 頁 共 16 頁 四川建筑職業(yè)技術學院教務處印制 Z + 項是單位

11、重量液體的總勢能，Z + = C 表明在靜止液體中，各液體質(zhì)點單位重量的總勢能均 P P 相等。 （物理學的角度）（物理學的角度） Z 為位置水頭，是壓強水頭，Z + 稱測壓管水頭，它表示測壓管液面相對于基準面的高度， P P Z + = C 表示同一容器的靜止液體中，所有各點的測壓管液頭均相等。 （水力學的角度）（水力學的角度） P 3、如圖所示兩種液體盛在同一容器中，其中 12。試分析下面兩個水靜力學方程式 (1) 2 2 2 1 1 1 p z p z (2) 2 3 3 2 2 2 p z p z 哪個對?哪個錯?說明其原因。 （6 分） 答：第一個靜力學方程式錯誤，第二個正確，因為液

12、體靜力學方程式表示在同一種靜止液體 中，不論哪一點的（ Z + ）總是一個常數(shù)，1 和 2 不是同一種液體，2 和 3 為同一種液體，所以 P 第一個方程錯誤。 4、 “均勻流一定是恒定流”，這種說法是否正確？為什么？ 答：錯誤，均勻流不一定是恒定流。因均勻流是相對于空間而言，即運動要素沿流程不變， 而恒定流是相對于時間而言，即運動要素不隨時間而變。兩者判別標準不同。 5、簡述壓力流與無壓流的含義，并舉例說明工程中哪些是壓力流？哪些是無壓流？ 答：壓力流：壓力流：流體運動時，流體充滿整個流動空間并在壓力作用下的流動。如：滿管流 無壓流：無壓流：流體運動時，具有與氣體相接觸的自由表面，且只依靠液

13、體自身重力作用下的流動。常 見的無壓流有排水管、明槽流、河流、未充滿水的管流、水工建筑物中的壩面溢流等。 第 7 頁 共 16 頁 四川建筑職業(yè)技術學院教務處印制 6、有壓管路中直徑一定時，隨著流量增大雷諾數(shù)是增大還是減?。慨斄髁恳欢〞r，隨著管徑增大， 雷諾數(shù)將如何變化？ 答：管徑一定時，隨著流量增大雷諾數(shù)增大；流量一定時，隨著管徑的增大，雷諾數(shù)減小。 7、如何用雷諾數(shù)對流體的流態(tài)進行判別？（請分別寫出有壓圓管和非圓管有壓流、無壓流的雷諾 數(shù)計算公式以及判別標準。） 答：有壓圓管流：Re=，當 Re2000 時，水流為紊流運動狀態(tài)，Re2000 時，水流為層 vd 流運動狀態(tài)。非圓管：Re=,

14、Re500 為紊流，Re500 為層流。 vR 8、請說明什么是枝狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)？這兩種管網(wǎng)各有什么優(yōu)缺點。 答：枝狀管網(wǎng)：枝狀管網(wǎng)：管線呈樹枝一樣。優(yōu)點：管線總長度短，初期投資省。缺點：安全可靠性差， 當某一管線發(fā)生故障時，就會影響到其后的管線。 環(huán)狀管網(wǎng)：環(huán)狀管網(wǎng)：管道縱橫相互接通，形成環(huán)狀。優(yōu)點：供水安全可靠。缺點：管線總長度較枝狀 管網(wǎng)長，管徑較大，管網(wǎng)中閥門配件也多，所以基建投資相應增加。 9、什么是長管和短管？在水力計算中計算內(nèi)容和理論依據(jù)有沒有實質(zhì)性的差別？ 答：長管：長管：水頭損失以沿程損失為主，局部損失和流速水頭的總和同沿程損失相比很小，可 忽略不計。短管：短管： 水頭損失

15、中沿程損失和局部損失都占相當?shù)谋戎兀?兩者都不可忽略的管道。 兩者在計算內(nèi)容與理論依據(jù)上沒有實質(zhì)上的差別， 計算短管的公式與方法同樣適用于長管計算， 長管與短管的差別主要體現(xiàn)在阻抗上。 10、何謂長管?何謂短管?虹吸管、室外給水管道分別可用哪一種管道(長管還是短管)計算? 答：長管：長管：水頭損失以沿程損失為主，局部損失和流速水頭的總和同沿程損失相比很小，可 忽略不計。 短管：短管：水頭損失中沿程損失和局部損失都占相當?shù)谋戎兀?兩者都不可忽略的管道。 虹吸管用短管計算，室外給水管道用長管計算。 11、什么叫管嘴出流？在孔口、管嘴斷面面積和作用水頭相等的條件下，為什么管嘴比孔口的過 水能力大？并

16、說明保證圓柱形管嘴正常出流的兩個條件是什么？ 答： (1) 在孔口上對接一段長度為 L34 d 的圓形短管，即形成管嘴， 流體經(jīng)過管嘴流出 的現(xiàn)象稱為管嘴出流。 （2）孔口，管嘴的斷面面積和作用水頭相等的條件下，兩者的流量比為 =1.32，即管嘴出流的流量比孔口出流的流量增大至少 32%， (3)要保證圓柱管嘴 孔 嘴 Q Q F(Q嘴，Q) 出流的條件是：收縮斷面的真空值要控制在 7mHO 以下，所以圓柱形外嘴管的作用水頭 H0 第 8 頁 共 16 頁 四川建筑職業(yè)技術學院教務處印制 =9.3mHO 長度大阻力也相應增大，使出流量減少，一般取管嘴長度為 L=（34）d 75.0 7 12、

17、在孔口、管嘴斷面面積相等的條件下，開孔位置的變化對孔口和管嘴的出流流量有無影響？ 為什么？ 答：無影響，因為 H0與孔口位置無關，孔口 =0.62，管嘴 =0.82 13、離心式泵與風機的基本性能參數(shù)有哪些？ 答：流量，泵的揚程或風機的全壓，功率，效率，轉(zhuǎn)速 14、離心泵的安裝高度與哪些因素有關？為什么高海拔地區(qū)泵的安裝高度要降低？ 答：因素：水泵的汽蝕余量，允許吸上真空高度，水溫，壓強。海拔越高，大氣壓力越低， 允許吸上真空高度就越低，泵的安裝高度就要降低。 15、串聯(lián)管路的水流特點是什么？并聯(lián)管路的水流特點是什么？ 答：串聯(lián)管路中，流入節(jié)點的流量等于流出節(jié)點的流量。并聯(lián)管路中，并聯(lián)節(jié)點上的

18、總流量 等于各分支路流量之和。 16、為什么要考慮水泵的安裝高度？什么情況下，必須使泵裝設在吸水池面以下？ 答：避免產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。吸液面壓強處于氣化壓力之下或者吸水高度大于 10 米時必須使泵裝 設在吸水池水而以下。 17、流動相似的含義是什么？ 答：流動相似包括：幾何相似、運動相似、動力相似。 幾何相似：幾何相似：模型和原型具有相同的形狀但大小不同，相應部位的線性長度成比例。 運動相似運動相似: 模型與原型流動中對應點處的速度方向相同，大小成比例，并具有同一比率。 動力相似：動力相似：模型與原型受到相同性質(zhì)力的作用，并且這些力大小成比例，且有同一比率。 流動相似的含義：流動相似的含義：幾何相

19、似是力學相似的基礎和前提，運動相似是力學相似的目的，動力相似是 力學相似的保證。 18、簡述泵的氣蝕現(xiàn)象，并說明氣蝕的產(chǎn)生原因。 答：（氣蝕是指浸蝕破壞材料之意，它是空氣泡現(xiàn)象所產(chǎn)生的后果。 ）泵內(nèi)的水在流動過程中， 某一局部地區(qū)的壓力等于或低于水溫所對應的汽化壓力時，水就會在該處發(fā)生汽化，形成許多蒸 汽與氣體混合的小汽泡，汽泡在高壓區(qū)迅速凝結而破裂，產(chǎn)生局部空穴，高壓水以極高的速度流 向空穴形成一個沖擊力，打擊葉輪表面。這種氣泡的產(chǎn)生和破滅過程反復進行就對這一區(qū)域的葉 第 9 頁 共 16 頁 四川建筑職業(yè)技術學院教務處印制 輪表面產(chǎn)生破壞作用，使泵流量減少，揚程上降，效率降低等，這種現(xiàn)象叫

20、氣蝕現(xiàn)象氣蝕現(xiàn)象。產(chǎn)生氣蝕 的原因: 泵的安裝位置高出吸液面高度太大，即泵的幾何安裝高度 H g 過大，泵安裝地點的大 氣壓較低。 19、泵與風機運行時，工況點如何確定，工況調(diào)節(jié)的方法有哪些。 答：泵或風機的 Q-H 性能曲線大致可分為三種類型：平坦形，陡降形，駝峰形。前兩 種類型的性能曲線與管路性能曲線一般只有一個交點 D。D 點表示泵或風機輸出的流量恰好等于 管道系統(tǒng)所需要的流量。D 點為穩(wěn)定的工作點。駝峰形有可能出現(xiàn)兩個交點 D 和 K，只有 D 點是 穩(wěn)定工作點。 工況調(diào)節(jié)的方法工況調(diào)節(jié)的方法：改變管路性能：壓出管上閥門調(diào)節(jié)，吸入管上閥門調(diào)節(jié)；改變泵或風 機的性能：變速調(diào)節(jié)，進口導流器

21、調(diào)節(jié)，切削葉輪外徑調(diào)節(jié)。 四、計算題四、計算題 1、某地大氣壓強為 98kPa，求（1）絕對壓強為 117kPa 時的相對壓強及其水柱高度；（2）絕對 壓強為 78kPa 時的真空壓強。 2、一鉛直矩形閘門，如圖所示，頂邊水平，所在水深 h1=1m，閘門高 h=2m，寬 b=1.5m，試求解 水靜壓力 P 的大小和作用點。 第 10 頁 共 16 頁 四川建筑職業(yè)技術學院教務處印制 3、渠道上有一平面閘門，寬,閘門在水深下工作，閘門斜放角度，mb0 . 4mH5 . 2 0 60 求閘門受到的靜水總壓力。 4、如圖所示，一矩形平板閘門 AB，寬 b=2m，與水平面夾角 =30，其自重 G=19

22、.6kN，A 為閥 門的轉(zhuǎn)軸。水面通過 A 點，水深 h=2m，試求打開閘門的最大鉛直拉力 T。 5、設水流由水箱經(jīng)水平串聯(lián)管路流入大氣，如圖所示。H=3m，已知 AB 管段直徑 d1=0.25m，沿 程損失 hfAB=0.4，BC 管段直徑 d2=0.15m，已知損失 hfBC=0.5，進口局部損失 hm1=0.5， g2 V2 1 g2 V2 2 g2 V2 1 突然 收縮局部損失 hm2=0.32，試求管內(nèi)流量 Q。 g2 V2 2 第 11 頁 共 16 頁 四川建筑職業(yè)技術學院教務處印制 6、如圖所示，煙囪直徑 d=0.8m，通過的煙氣流量 Q=16000m3/h，煙氣密度 =0.6

23、kg/m3,外面大氣 的密度 a=1.2kg/m3，煙囪壓強損失 ，要保證煙囪底部（1 斷面）負壓不小于 2 035 . 0 2 v d h pw 10mmH2O，煙囪高度至少應為多少？計算時 1 斷面流速很低，可忽略不計。 7、有一直徑 d=20cm 的圓形銳圓孔口，其中心在水下的深度 H=3.0m，出流前的行進流速 v0=0.8m/s， 孔口出流為完全完善收縮的自由出流，求孔口出流量。 8、圖示一跨河倒虹吸管，管徑 D=0.8m，長 l =50 m，兩個 30。折角、進口和出口的局部水頭損 失系數(shù)分別為 1=0.2，2=0.5，3=1.0，沿程水力摩擦系數(shù) =0.024，上下游水位差 H=

24、3m。求倒 虹吸管通過的流量 Q ? 第 12 頁 共 16 頁 四川建筑職業(yè)技術學院教務處印制 9、有一水平放置的管道（如圖） 。管徑 d1=0.1m，d2=0.05m。管中流量 Q=0.01m3/s。d1斷面處壓強 。不計管道收縮段的水頭損失。取動能校正系數(shù)均為 1。求水流作用于收縮段管壁Pap 4 1 102 上的力。 10、從水箱接一橡膠管道及噴嘴(如圖)。橡膠管直徑 D=7.5cm，噴嘴出口直徑 d=2.0cm，水頭 H =5.5 m。由水箱至噴嘴的水頭損失= 0.5m。用壓力表測得橡膠管與噴嘴接頭處的壓強 p = l h 4.9Ncm2。如果要用手握住噴嘴，需要對噴嘴施加多大的水平

25、力 R，行近流速 v0=0，取動能校正 系數(shù)和動量校正系數(shù)均為 1。 11、一隔板將水箱分為 A、B 兩格，隔板上有直徑為的薄壁孔口，如圖所示，B 箱底部mmd40 1 有一直徑的圓柱形管嘴，管嘴長，A 箱水深 H1=3m 恒定不變。mmd30 2 ml1 . 0 第 13 頁 共 16 頁 四川建筑職業(yè)技術學院教務處印制 （1） 分析出流恒定性條件（H2不變的條件） 。 （2） 在恒定出流時，B 箱中水深 H2等于多少 ? （3） 水箱流量 Q1為何值？ 12、一室外給水鑄鐵管道，管長 2500m，管徑 400mm，=0.025，又已知水塔處的地形標高 Z1=62m,水塔內(nèi)最低水位距離地面的高度 H1=18m，用水處地面標高 Z2=40m，管路末端出口處要求 的自由水頭 H2=24m，若忽略管路末端流速水頭，求管路的流量。 第 14 頁 共 16 頁 四川建筑職業(yè)技術學院教務處印制 13、有一水箱水面保持恒定（5m） ，箱壁上開一孔口，孔口直徑 d=10mm。 （1）如果箱壁厚度=3mm，求通過