《工程流體力學(xué)》考試試卷及答案解析-2

《工程流體力學(xué)》考試試卷及答案解析-226、馬赫數(shù)M反映了慣性力和27、流體流動(dòng)的狀態(tài)分為相對比值。。和28、弗魯?shù)脺?zhǔn)數(shù)反映了和相對比值。四、選擇題。1、按連續(xù)介質(zhì)的概念，流體質(zhì)點(diǎn)是指。A、流體的分子B、流體內(nèi)的固體顆粒C、無大小的幾何點(diǎn)D、幾何尺寸同流動(dòng)空間相比是極小量，又含有大量分子的微元體2、一下哪種流體為非牛頓流體A、空氣B、清水C、血液D、酒精3、絕對壓強(qiáng)P、相對壓強(qiáng)p、真空值p、當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)A、P=p+pB、p=P4、圓管層流過流斷面的流速分布為。之間的關(guān)系是。+C、p=-P。A、均勻分布B、對數(shù)曲線分布C、二次拋物線分布5、一下那些概念屬于歐拉法A、流線B、跡線C、液體質(zhì)點(diǎn)D、液體微團(tuán)6、圓管紊流粗糙區(qū)的沿程摩阻系數(shù)。。A、與雷諾數(shù)Re有關(guān)B、與管壁相對粗糙度有關(guān)C、與Re和有關(guān)D、與和管長l有關(guān)7、速度V、長度l、時(shí)間t的無量綱組合是。A、B、C、D、8、圓管斷面直徑由d1突然擴(kuò)大到d2，若將一次擴(kuò)大改為兩級(jí)擴(kuò)大，則該擴(kuò)大的局部水頭損失A、減小B、不變C、增大。9、在圓管流動(dòng)中，層流的斷面速度分布符合A、均勻規(guī)律B、直線變化規(guī)律C、拋物線變化規(guī)律D、對數(shù)曲線規(guī)律10、流線與流線通常情況下。。A、能相交也能相切B、僅能相交不能相切C、僅能相切不能相交D、既不能相交也不能相切11、速度v，密度，壓強(qiáng)p的無量綱集合是。A、B、C、D、12、雷諾數(shù)代表的是A、慣性力與壓力之比。B、慣性力與重力C、慣性力與表面張力D、慣性力與粘性力13、壓力輸水管模型實(shí)驗(yàn)，長度比尺為8，模型水管的流量應(yīng)為原型輸水管流量的。A、B、C、D、14、一維流動(dòng)中，“截面積大處速度小，截面積小處速度大”成立的條件是A、理想流體B、粘性流體C、可壓縮流體D、不可壓縮流體。15、彈簧管壓力表的讀數(shù)是A、絕對壓強(qiáng)B、相對壓強(qiáng)C、絕對壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮篋、相對壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮骸?6、靜水中斜置平面壁的形心淹沒深hc與壓力中心淹沒深hD的關(guān)系是A、大于B、小于C、等于D、無規(guī)律。17、某風(fēng)管的斷面尺寸為A、B、，則該風(fēng)管的當(dāng)量直徑是。C、D、18、有一變直徑管流，小管直徑d1，大管直徑d2=2d1，則兩斷面雷諾數(shù)的關(guān)系是。A、B、C、D、19、下列流體哪個(gè)屬于牛頓流體。A、汽油B、紙漿C、血液D、瀝青五、簡答題。1、流體靜壓強(qiáng)的特性是什么？2、尼古拉茲實(shí)驗(yàn)分區(qū)級(jí)意義是什么？3、附面層提出的意義？4、溫差或濃差射流彎曲產(chǎn)生的原因是什么？5、附面層分離的原因是什么？6、運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)r的物理意義是什么？7、流體動(dòng)力粘滯系數(shù)u的物理意義是什么？8、元流的特性是什么？9、伯努利方程常數(shù)中各項(xiàng)的物理意義？10、管網(wǎng)水力計(jì)算遵循的原則是什么？11、水擊（水錘）現(xiàn)象及產(chǎn)生的原因是什么？12、管嘴出流產(chǎn)生真空的原因和條件是什么？13、自由紊流射流的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力特征是什么？14、射流彎曲產(chǎn)生的原因？15、繞流升力產(chǎn)生的原因？16、畢托管是廣泛應(yīng)用于測量水流和氣流的一種儀器，試畫出其示意圖，并說明其工作原。17、簡要說明管道流動(dòng)局部阻力損失產(chǎn)生的機(jī)理。18、下式不可壓縮流體N-S方程中，各項(xiàng)的物理意義是什么？六、計(jì)算題。1、有一鋼板制風(fēng)管，斷面尺寸為/s，氣體運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)為15.0×/s，判斷管內(nèi)氣體的流態(tài)？2、一高壓管末端接噴嘴，如下圖所示，已知噴嘴出口直徑為量Q為0.4/s，求管嘴對水流的作用力。，管道直徑為40，水在管中流解：如圖所示，由連續(xù)性方程得：/s/s以軸線為基準(zhǔn)面，列1-2斷面的伯努利方程則：/設(shè)噴嘴對水流的作用力為F，沿水流方向列動(dòng)量方程，并取得：3、已知不可壓縮流體的流速分量為：問該流動(dòng)是否為無旋流動(dòng)？①檢查流動(dòng)是否無旋：兩者相等，故為無旋流動(dòng)②求速度勢函數(shù)：4、已知平面流動(dòng)的速度分量為：求：當(dāng)t=1是過M（1,1）的流線方程。根據(jù)流線方程定義得流線方程：當(dāng)t=1時(shí)，化簡得：xdy+ydx+dy-dx=0積分：xy+y-x+c=0流線通過（1,1）點(diǎn)：即1×1+1-1+c=0得：c=-1將c=-1帶入上式，得xy+y-x-1=0化簡得：（x+1）（y-1）=05、一車間用直徑為的風(fēng)口送風(fēng)，風(fēng)口風(fēng)速為/s，如長度比例常數(shù)為4，確定實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ惋L(fēng)口風(fēng)速。若在模型內(nèi)測得某點(diǎn)氣流速度為/s，則車間相應(yīng)點(diǎn)的速度為多少？（已知空氣的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)為/s）根據(jù)相似原理可得，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ惋L(fēng)口直徑為：原型雷諾數(shù)為：Ren=6.0×0.5/0.0000157=191082.8>50000所以氣流處于阻力平方區(qū)，（可采用粗糙度較大的管道），則阻力平方區(qū)的最低雷諾數(shù)為50000則：相應(yīng)的模型氣流出口速度Vm為：Vm×0.125/0.0000157=50000Vm=6.28m/s流速比尺為：若在模型內(nèi)測得某點(diǎn)氣流速度為3.0m/s,則車間相應(yīng)點(diǎn)的速度為：Vn==3.0×0.955=2.87m/s6、對某一橋墩采用模型比例為進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。已知模型中水流速度為/s，實(shí)測模型橋墩受水流作用力為4N。求原型中相應(yīng)的流速與作用力。7、在水平放置的管線中接彎管，直徑從600逐漸減小到300，水流方向偏轉(zhuǎn)如圖所示，在直徑較大一端壓強(qiáng)為172kN/為876L/s時(shí)；,求作用于彎管上的力的大小和方向，①當(dāng)水不流動(dòng)時(shí)；②當(dāng)通過的流量1當(dāng)水流不動(dòng)時(shí)：P1=P2=172kN/設(shè)Fx,Fy為水流作用于彎管的分力，如圖X方向：Y方向：=0-172×1/4×3.14×（300/1000）2×0.86=-10.5kN對彎管的合力：方向?yàn)椋篴=arctan（Fy/Fx）=2當(dāng)有流動(dòng)時(shí)：由連續(xù)性方程得：解得：/s/s忽略阻力，應(yīng)用伯努利方程，列1-1,2-2斷面的方程：帶入數(shù)據(jù)解得：P2/r=10.2H2O=10.2×9.8=100Kn/列動(dòng)量方程：X方向：帶入數(shù)據(jù)得：Fx=42.4kN同理：y方向：代入數(shù)據(jù)解得：Fy=15.2Kn合力為：R==45.1Kn方向?yàn)椋篴=arctan（Fy/Fx）=8、一弧形閘門AB，寬閘門轉(zhuǎn)軸恰好與水面平齊，求作用于閘門的水靜壓力。解：9、如下圖所示，一水箱側(cè)面開孔并接有一直徑為的短管，形成管嘴出流，已知作用水頭H=，管嘴出流流量系數(shù)u=0.82，試問：①管嘴出流流量Q；②靠近水箱一側(cè)管嘴內(nèi)壁形成真空的原因是什么？③合適的管嘴長度是多少？/s②孔口與管嘴出流流動(dòng)時(shí)，在出流管嘴內(nèi)形成以真空區(qū)域主要原因是：流體具有粘滯性，流體質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)時(shí)存在慣性，流線不能發(fā)生直接拐彎，只能是光滑的曲線因此靠近水箱一側(cè)管嘴內(nèi)壁形成真空。L=（3—4）D=(3—4)×50=150—200mm10、如圖所示，一水平射流沖擊光滑平板，流量為②流量Q1和Q2。求：①平板所受的沖擊力。建立如圖所示的坐標(biāo)：設(shè)平板對水流的沖擊力為R（方向與x軸正方向相同），如圖中所示：射流出口速度：由于平板是光滑的，所以僅有法向力，由動(dòng)量方程（x軸方向）得：R=流出動(dòng)量-流入動(dòng)量==所以平板所受沖擊力大小與R相等，方向相反。由連續(xù)性方程可得：Q0=Q1+Q2-------由于射流是水平方向，且置于大氣中，所以壓力能不變，能量損失不計(jì)，由能量方程得：平板切線方向（y軸方向）無摩擦力，即；0=滿足動(dòng)量守恒；化簡得：------------聯(lián)立方程①②解得：11、如下圖所示：水箱側(cè)壁接出一根由兩段不同管徑所組成的管道，已知，兩管短長均為L=，沿程阻力系數(shù)求：管道中水的流量、流速.11、選取水平面為截面1-1，出口處為斷面2-2，由伯努利方程知：連續(xù)性方程可知：所以所以所以/s,所以/s0.047/s中國礦業(yè)大學(xué)2010～2011學(xué)年第2學(xué)期《工程流體力學(xué)》試卷（）卷課程編號(hào)：03034考試時(shí)間：100分鐘考試方式：閉卷學(xué)院化工班級(jí)姓名學(xué)號(hào)一題號(hào)得分閱卷人二三總分一．名詞解釋（共10小題，每題2分，共20分）粘滯性；跡線與流線；層流；質(zhì)量力；偶極流；排擠厚度；順壓力梯度；時(shí)均速度；輸運(yùn)公式；連續(xù)介質(zhì)假說二．選擇題（共10小題，每題3分，共30分）1．絕對壓強(qiáng)pabs與相對壓強(qiáng)p、真空度pv、當(dāng)?shù)卮髿鈮簆a之間的關(guān)系是：A.pabs=p+pv；B.p=pabs－paC.pv=pa－pabsD.p=pabs+pa2．如圖所示A.p0=pa；B.p0>pa；C.p0<pa；D.無法判斷。3．在研究流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，按照是否考慮流體的粘性，可將流體分為()。A.牛頓流體及非牛頓流體；B.可壓縮流體與不可壓縮流體；C.均質(zhì)流體與非均質(zhì)流體；D.理想流體與實(shí)際流體。4．比較重力場（質(zhì)量力只有重力）中，水和水銀所受的單位質(zhì)量力f水和f水銀的大??？A.f水<f水銀；B.f水=f水銀；C.f水>f水銀；D、不一定。5．流動(dòng)有勢的充分必要條件是()。A.流動(dòng)是無旋的；B.必須是平面流動(dòng)；C.必須是無旋的平面流動(dòng)；D.流線是直線的流動(dòng)。6．雷諾數(shù)Re反映了()的對比關(guān)系A(chǔ).粘滯力與重力B.重力與慣性力C.慣性力與粘滯力D.粘滯力與動(dòng)水壓力7．一密閉容器內(nèi)下部為水，上部為空氣，液面下4.2m處測壓管高度為2.2m，設(shè)當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?個(gè)工程大氣壓，則容器內(nèi)氣體部分的相對壓強(qiáng)為___水柱（）。A.2mB.1mC.8mD.－2m8．如圖所示，，下述靜力學(xué)方程哪個(gè)正確？9．下列壓強(qiáng)分布圖中哪個(gè)是錯(cuò)誤的？10．粘性流體總水頭線沿程的變化是()。A.沿程下降B.沿程上升C.保持水平D.前三種情況都有可能。三．計(jì)算題（共3小題，共50分）1．如圖所示，有一盛水的開口容器以3.6m/s2的加速度沿與水平成30o夾角的傾斜平面向上運(yùn)動(dòng)，試求容器中水面的傾角，并分析p與水深的關(guān)系。（15分）2．有一間的高度差為30cm，圖中U形管讀數(shù)為25cm水銀柱，試求油的流量以及進(jìn)口與喉部兩截面之間的壓力）（20分）的文德利管，接入鉛垂的輸油管上，油的流動(dòng)方向朝上。已知喉部與進(jìn)口截面差。（3.不可壓縮平面流動(dòng)的流函數(shù)為數(shù)。（15分），試判斷是否存在勢函數(shù)，如果存在，求其勢函工程流體力學(xué)試題答案及評分標(biāo)準(zhǔn)一．名詞解釋（共10小題，每題2分，共20分）1．粘滯性——流體在受到外部剪切力作用時(shí)發(fā)生變形(流動(dòng))，其內(nèi)部相應(yīng)要產(chǎn)生對變形的抵抗，并以內(nèi)摩擦力的形式表現(xiàn)出來，這種流體的固有物理屬性稱為流體的粘滯性或粘性2．跡線——流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡曲線流線——同一瞬時(shí)，流場中的一條線，線上每一點(diǎn)切線方向與流體在該點(diǎn)的速度矢量方向一致3．層流——流體運(yùn)動(dòng)規(guī)則、穩(wěn)定，流體層之間沒有宏觀的橫向摻混4．量綱和諧——只有量綱相同的物理量才能相加減，所以正確的物理關(guān)系式中各加和項(xiàng)的量綱必須是相同的，等式兩邊的量綱也必然是相同的5．偶極流——由相距2a的點(diǎn)源與點(diǎn)匯疊加后，令a趨近于零得到的流動(dòng)6．排擠厚度——粘性作用造成邊界層速度降低，相比理想流體有流量損失，相當(dāng)于中心區(qū)理想流體的流通面積減少，計(jì)算時(shí)將平板表面上移一個(gè)厚度，此為排擠厚度7．順壓力梯度——沿流動(dòng)方向壓力逐漸降低，邊界層的流動(dòng)受壓力推動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生分離8．時(shí)均速度——湍流的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化，瞬時(shí)速度的時(shí)間平均值稱為時(shí)均速度9．輸運(yùn)公式——將系統(tǒng)尺度量轉(zhuǎn)換成與控制體相關(guān)的表達(dá)式10．連續(xù)介質(zhì)假說——將流體視為由連續(xù)分布的質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成，流體質(zhì)點(diǎn)的物理性質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)參量是空間坐標(biāo)和時(shí)間的單值和連續(xù)可微函數(shù)。二．選擇題（共10小題，每題3分，共30分）1BC；2B；3D；4B；5A；6C；7D；8B；9B；10A三．計(jì)算題（共3小題，共50分）1．如圖所示，有一盛水的開口容器以3.6m/s2的加速度沿與水平成30o夾角的傾斜平面向上運(yùn)動(dòng)，試求容器中水面的傾角，并分析p與水深的關(guān)系。解：根據(jù)壓強(qiáng)平衡微分方程式：（1分）單位質(zhì)量力：（2分）在液面上為大氣壓強(qiáng)，代入（1分）由壓強(qiáng)平衡微分方程