流體力學題簽

流體力學題簽單項選擇題：在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選.多選或未選均無分。1?沿程水頭損失與流速一次方成正比的水流為（A）。層流B.紊流光滑區(qū) C.紊流過渡區(qū) D.紊流粗糙區(qū)2?液體中某點的絕對壓強為108kN/m2，貝9該點的相對壓強為（D）。1kN/m2 B.2kN/m2 C.8kN/m2 D.10kN/m23?矩形斷面明渠水力最佳斷面的寬深比B等于（B）1 B.2 C.3 D.4A.數(shù)值相等C.僅水平方向數(shù)值相等A.數(shù)值相等C.僅水平方向數(shù)值相等5.已知水流的沿程水力摩擦系數(shù)A.層流區(qū)C.紊流過渡粗糙區(qū)6?流體力學中的一維流動是指（A.恒定流動C.層流運動數(shù)值不等D.鉛直方向數(shù)值最大只與邊界粗糙度有關，可判斷該水流屬于（紊流光滑區(qū)D.紊流粗糙區(qū)D）均勻流動運動要素只與一個坐標有關的流動。均勻流和非均勻流恒定流和非恒定流）。拋物線分布橢圓分布均勻流和非均勻流恒定流和非恒定流）。拋物線分布橢圓分布急流和緩流 B.層流和紊流 D.&層流斷面流速分布規(guī)律符合（BB.D.B.D.直線分布可以形成均勻急流的明渠底坡是緩坡平坡陡坡負坡緩坡平坡陡坡負坡圖示容器中有兩種液體，密度2> 1，圖示容器中有兩種液體，密度2> 1，則A.B兩測壓管中的液面必為（B管高于A管B.A管高于B管AB兩管同高 D.無法確定11?按連續(xù)介質(zhì)的概念，流體質(zhì)點是指（D）。流體的分子 B.流體內(nèi)的固體顆粒C.幾何的點 D.幾何尺寸同流動空間相比是極小量,又含有大量分子的微元體12.在液體中潛體所受浮力的大?。˙）。A.與潛體的密度成正比 B.與液體的密度成正比C.與潛體的淹沒深度成正比 D.與液體表面的壓強成反比13.變直徑管，直徑d=320mm，d=160mm，流速V=1.5m/s,V為（C）。1212A.3m/s B.4m/sC.6m/s9m/s

C.6m/s14.伯努利方程中z+2+學表示（A）。Pg 2gA.單位重量流體具有的機械能 B.單位質(zhì)量流體具有的機械能C.單位體積流體具有的機械能 D.通過過流斷面流體的總機械能總水頭線和測壓管水頭線之間鉛錘距離越大，說明（A）。A.斷面平均流速越大 B.斷面平均流速越小C.斷面平均壓力越小C.斷面平均壓力越小發(fā)現(xiàn)黏性流體兩種流態(tài)的實驗是（DA.尼古拉茲實驗C.帕斯卡實驗一般情況下，局部阻力系數(shù)Z（CA.與雷諾數(shù)有關C.管壁形狀有關明渠均勻流可形成于（ A）。A.順坡C.平坡水跌是指（ C）。A.急流向急流過渡的水力現(xiàn)象C.緩流向急流過渡的水力現(xiàn)象水力最優(yōu)斷面是指（D）。A.造價最低的渠道C.對一定流量具有最大斷面積的渠道某流體的運動粘度v=3X10-6m2/s,密度PA.3.75X10-9Pa?sC.2.4X105Pa?s在流體力學中，單位質(zhì)量力是指（ CA.單位面積液體受到的質(zhì)量力C.單位質(zhì)量液體受到的質(zhì)量力靜止液體中，同一點各方向的壓強（A.數(shù)值相等C.鉛直方向數(shù)值最大弗勞德數(shù)的物理意義表示（B ）。A.粘滯力和重力之比C.慣性力與粘滯力之比下列說法哪個正確（D ）。A.水一定由高處向低處流C.水從壓強大的流向壓強小的地方圓管水流中的下臨界雷諾數(shù)等于（CA.1000 B.C.2320 D.斷面平均壓力越大）。達西實驗D.雷諾實驗）。管壁相對粗糙度有關D.與以上三者都有關逆坡D.只能形成于臨界坡急流向緩流過渡的水力現(xiàn)象D.緩流向緩流過渡的水力現(xiàn)象B.流速最大的渠道D.對一定面積具有最小濕周的斷面=800kg/m3,其動力粘度卩為（ B ）。B.2.4X10-3Pa?sD.2.4X109Pa?s）B.單位體積液體受到的質(zhì)量力D.單位重量液體受到的質(zhì)量力A）。B.數(shù)值不等D.水平方向數(shù)值最大B.慣性力與重力之比D.壓力與粘滯力之比B.水從流速大的流向流速小的地方D.水從能量大處流向能量小處）。1500580已知液體流動的沿程水力摩擦系數(shù)l與邊壁粗糙度和雷諾數(shù)Re都有關，即可以判斷該液體流動屬于（C）。A.層流區(qū) B.紊流光滑區(qū)紊流過渡粗糙區(qū) D.紊流粗糙區(qū)

28?并聯(lián)長管1、2,兩管的直徑相同，沿程阻力系數(shù)相同，長度L2=3.，通過的流量為（C）。A．Q=Q B.Q=1.5Q1212Q=1.73Q D.Q=3Q1212下列可能發(fā)生明渠均勻流的渠道是（A）。A.正坡棱柱形渠道平坡棱柱形渠道A.正坡棱柱形渠道平坡棱柱形渠道串聯(lián)管道各串聯(lián)管段的（DA.水頭損失相等水力坡度相等填空題均勻流過流斷面上壓強分布服從于B.正坡非棱柱形渠道負坡棱柱形渠道）。B.總能量損失相等所通過的流量相等。水靜力學規(guī)律。平衡狀態(tài)下，流體內(nèi)（包括任一邊界上）任意壓強的變化，將等值傳涕到其他各點（只要靜止不被破壞），這就是著名的帕斯卡定律。3?作用于曲面上的水靜壓力P的鉛直分力Pz等干所排開的液體重量（壓力體的水內(nèi)重）由紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鞯呐R界流速v 小于 由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鞯呐R界流速v'，其中v'稱c c c為上臨界流速，v稱為下臨界流速。c5?淹沒出流是指液體通過孔口出流 到另一個充滿液體的空間時的流動。潛體所受浮力的大小與其所在液體的密度 成正比。自由出流寬頂堰堰上水流流態(tài)為急流。當液流為恒定 流時，流線與跡線重合。通過描述物理量在空間的分布來研究流體運動的方法稱為歐拉法。具有自由液面的水流模型試驗，一般選用一弗勞德―準則設計模型。理想流體是指黏性為零（無黏性）的流體，也就是流動阻力為零。TOC\o"1-5"\h\z圓管均勻流的切應力在管壁處T=Tw，在管軸的T= 0有一水平放置的管道，沿流體運動的方向管徑逐漸縮小，若流體為理想流體，則管道的總水頭線保持水平，測壓管水頭線沿程下降 —I f紊流運動中，時均速度u，瞬時速度u和漲落速度u'的關系為《二ux十Uxx x x已知某液流的沿程水頭損失系數(shù)九=0.02，則謝才系數(shù)C= 62.6描述液體運動的兩種方法分別為 和歐拉法。恒定流動的 時變加速度為零。雷諾數(shù)的物理意義是表示慣性力和黏滯 力之比;單位流程上的水頭損失稱為 水力坡度 。斷面比能的沿程變化規(guī)律de/ds=0，則該水流為 均勻流。作用在流體的每一質(zhì)點上、大小與流體的質(zhì)量成比例的力稱為一質(zhì)量力流體靜壓強的方向為作用面的一內(nèi)法線方向 。應用皮托管測量A點流速，若兩測壓管液柱差為h，則A點流速為uA=J2gh。流體由直管流入斷面很大的容器時，其局部水頭損失系數(shù)Z= 1流體繞曲面壁流動時，在_旋渦一區(qū)，流體由于受到逆壓梯度和近壁摩擦阻力的作用，可能出現(xiàn)邊界層分離現(xiàn)象?？卓诹髁肯禂?shù)U等于流速系數(shù)?與 收縮系數(shù)&—的乘積。水力最優(yōu)梯形斷面的水力半徑R與水深h的比值為1/2- 。h在流量一定的情況下，當形成均勻流的明渠實際底坡大于臨界底坡時，明渠中將發(fā)生急流狀態(tài)的均勻流。當堰頂厚度6與堰上水頭H的比值增至 _10一 以上時，沿程水頭損失不能忽略，流動已經(jīng)不屬于堰流。在普通完全井的 影響半徑之外，地下水位將不受該井抽水影響。名詞解釋題跡線：流體質(zhì)點在某一時段的運動軌跡稱為跡線斷面平均流速：設想過流斷面上速度v均勻分布，通過的流量等于實際流量，此速度v定義為該斷面的平均流速粘性底層：緊靠壁面存在一個粘性切應力(或粘性力)起控制作用的薄層。短管：水頭損失中，沿程水頭損失和局部水頭損失都占相當比重，兩者都不可忽略的管道臨界底坡：正常水深等于該流量下臨界水深時的渠底坡度。流量：單位時間內(nèi)通過某一過水斷面的液體體積。濕周：過流斷面上流體與固體接觸的周界。均勻流：凡流線是平行直線的流動均為均勻流。水躍：是明渠水流從急流狀態(tài)過渡到緩流狀態(tài)時，水面驟然躍起的急變流現(xiàn)象。斷面比能：是相對于通過該斷面最低點的基準面的機械能。均勻流：凡流線是平行直線的流動均為均勻流。層流:液體流動時，呈層狀流動，各層質(zhì)點互不摻混。簡單管道:沿程直徑不變，流量也不變的管道。臨界水深:斷面單位能量最小的明渠流是臨界流，對應的水深稱為臨界水深。滲透系數(shù):反映土性質(zhì)和流體性質(zhì)綜合影響滲流的系數(shù)。簡單計算題有一矩形斷面的小排水溝，水深15，底寬20，流速，水溫10°C(v=1.31x10-6m2/s),請判別流態(tài)。解bh請判別流態(tài)。解bh_20x15

b+2h~20+2x15=6cm=6870>575vR0.15x0.06=6870>575Re= =v 1.31x10-6為紊流用多管水銀測壓計測壓，圖中標高的單位為m,試求水面的壓強P°。P0a3.0 水解：p=p-(3.0-1.4)pg04=p+(2.5-1.4)pg-(3.0-1.4)pg5 Hg=p+(2.3—1.2)pg-(2.5—1.2)pg+(2.5—1.4)pg-(3.0—1.4)pga Hg Hg=p+(2.3+2.5-1.2-1.4)pg-(2.5+3.0-1.2-1.4)pga Hg=+[(2J+r5-lJ2-l_4)xl3_6-(2j5+3_0-1J2-14)]pg=p+265.00(kPa)a答：水面的壓強p0=265.00kPa。3.—變直徑管段AB,直徑d=0.2m,d=0.4m，高差△h=1.5m，測得p=30kPa,A B Ap=40kPa，B點處斷面平均流速v=1.5m/s.水在管中的流動方向。BB解：冗7v?——d2TOC\o"1-5"\h\zVB4B1.5X0.42 .0.22= =6ms0.22冗7d2以過A點的水平面為等壓面，則以過A點的水平面為等壓面，則pv2 30 62H=上A+-A= + =4.8980mHOA pg 2g 9.82x9.8 2pv2 40 1.52H=h+綣+十=1.5+ + =5.6964mHOB pg 2g 9.8 2x9.8 2可以看出：H>H，水將從B點流向A點。BA

4.密閉容器，壓力表的示值為4900N/m2，壓力表中心比A點高0.4m,A點在水下1.5m,,求水面的相對壓強和絕對壓強。解：p=p+p-l.lpg0 a=p+4900-1.1x1000x9.807a=p—5.888(kPa)a相對壓強為：—5.888kPa。絕對壓強為：95.437kPa。水管直徑d=10cm，管中流速V=1m/s，水溫為10°C(V=L31x10?g/s)，試判別流態(tài)。又流速等于多少時，流態(tài)將發(fā)生變化？解：Re== =7634>2300為紊流vRecd1.31x10-6x230001=0.30m/s流速為0.30m/s時流態(tài)將發(fā)生變化.6.游泳池長25m，寬vRecd1.31x10-6x230001=0.30m/s流速為0.30m/s時流態(tài)將發(fā)生變化.6.游泳池長25m，寬10m,水深1.5m，池底設有直徑10cM的放水孔直通排水地溝，試求放盡池水所需時間。解：2Vt=Qmax= 2V= 2x25x10x1.5—0.62x3.14x0.052x、19.6x1.5=28420s=7.89h7.水管直徑50mm，末端閥門關閉時，壓力表讀值為21kPa，閥門打開后讀值降為5.5kPa,求不計水頭損失時通過的流量Q.解:P=0唸去V=：2g、p―p—1 2Pg丿=：2g21—55=5.57m/sPgQ=VA=5.57Xn(0.05)2/4=10.9L/s&通風管徑直徑為250mm，輸送的空氣溫度為20C，試求保持層流的最大流量。若輸送空氣的質(zhì)量流量為200kg/h，其流態(tài)是層流還是紊流？(20°時空氣P=1.20kg/m3,v=1.57x10-5m2)解：查表得20°時空氣p=1.20kg/m3,v=1.57x10$m?/s=0.144m/s_vRe_1.57x105x2300=0.144m/sd 0.25=0.00707ms/s=7.07L/s兀d2 3.14=0.00707ms/s=7.07L/s=v =0.144xc4=^-^= =0.0462ms/s>Qp 3600x1.20 c為紊流9?有一普通完全井，其半徑r=0.36m，含水層厚度H=7m，巖土滲透系數(shù)k=0.0016m/s,0井中水深h=4m，試計算井的出水量。（影響半徑R=3000sr'k）林：捕水課崖—2加影畸李徑R-300山圧=勢<加Q=l.3?H訊尹）井間出水用為o.m1/*.10.金屬矩形平板閘門，門高h=3m，寬b=1m，由兩根工字鋼橫梁支撐。擋水面與閘門頂邊齊平，如要求兩橫梁受力相等，兩工字鋼的位置戸和乃應為多少?解：作用在閘門上的液體總壓力大小及作用點y—彳血=2m將水靜壓力分布圖分為面積相等的兩部分，則珥二馬二彳二2.2印P1= =2.25^”二I血1二血又因為總壓力對水面軸之力矩等于兩部分對同一軸的矩求和，即鬥7二印1+》

幼二巧+耳必=J1=4-72=2.58^3L=20m，直徑2自密閉容器經(jīng)兩段串聯(lián)管道輸水，已知壓力表讀數(shù)p=1at,L=20m，直徑2Md=100mm,d=200mm，沿程摩阻系數(shù)入二入=0.03，試求流量。1212解：列a-a和2-2解：列a-a和2-2的伯努利方程H+件二二+hPg 2g la-2V2 /V2 （V—V）2 /V2h=匚1+入—1——1—+ 1 2 +入_2——2加-2 入口2g 1d2g+尢一2 h2d22g57aI<L-'h 心丄 ：-■根據(jù)連續(xù)性方程得v2=v1根據(jù)連續(xù)性方程得v2=v1（d1/d2）2d[1-（?。?]2V2di2p lV2H+—m=（匚+入一1-）4+—Pg 入口1耳2g 2g_I 2gH+2p/pV= | 1 d M id[I匚入口+^1才+[1一（才丿2]2+（1+九2才丿（才）4{1222代入數(shù)據(jù)計算結(jié)果lV2d+（1+九-f-）-（1）42d2gd22I 19.6x2+2x98000/1000 “匕/10 20 二7?385m/s■0.5+0.03x +[1-0.52]2+（1+0.03x ）x0.54I 0.1 0.2通過管道的流量小兀d2rCCL3.14x0.12cclc,Q=v1=7.385x =0.058m3/s14 4有一漿砌塊石的矩形斷面渠道。已知渠道長l=500m，底寬b=3.2m，渠中水深h0=1.6m，粗糙系數(shù)n=0.025,通過的流量Q=6m3/s，試求沿程水頭損失。解：3.2x1.6R= 0.8mA=bh=5.12mA=bh=5.12m205.12=1.17m/s

5.12=1.17m/s-1.17J"3S.542価=0.00115=7!=0.00115x500=0.57Sm計算題1.一弧形閘門，寬2m,圓心角a=30°，半徑R=3m,閘門轉(zhuǎn)軸與水平齊平，試求作用在閘門上的靜水總壓力的大小和方向。AahAah(Rsina)2 \3xsin30丿解：(1)水平壓力：P= Pg-b= x2x9.807x22。=22.066(kN)(—)2）垂向壓力：P=V2）垂向壓力：P=VPg=Pgz(11兀R2—一一Rsina-Rcosa11122TOC\o"1-5"\h\z(兀x32 32=9.807x ——sin30cos30x2\o"CurrentDocument"122

l丄/ / 丿o o=7.996(kN)(f)合力：P=,^：P2+P2=€22.0662+7.9962=23.470(kN)0=arctan二=19.92Px oAeP

x oAeP2.已知一矩形渠道糙率n=0.02，底坡i=0.0001，底寬b=4m，在發(fā)生均勻流時，過水斷面形狀滿足水力最優(yōu)（佳）斷面。求:（1）均勻流時渠道通過的流量；（2）均勻流時佛汝德數(shù)及臨界水深。解：（1）水力最優(yōu)斷面時，水深h=2m則水力半徑R=-bhb+2h4+2則水力半徑R=-bhb+2h4+2x2=1mi1/2R2/3=<0.00010.02?12/3=0.5m/sQ=VA=Vbh=0.5x8=4m3/(2)Fr=gh05 =0.113v'9.8x2、q■(4/4)2=30.102=(2)Fr=gh05 =0.113v'9.8x2、q■(4/4)2=30.102=0.467m9.83.某溢流壩下收縮斷面處水深h=1.1m,已知單寬流量qc=14.72m2/s，當壩下游水深h=4.7m時，1）求對應收縮斷t面處水深h的躍后水深h；2）壩下游發(fā)生何種形式的水c c2躍？是否需要修建消能工？解：1）計算臨界水深h,判斷收縮斷面和下游水流流態(tài),k.aq2 ,'14.722rr=39T=2.81因為收縮斷面水深h=1.1mh為急流,c k下游水深h=4.7m h為緩流，t k所以溢流壩下游必定發(fā)生水躍。2）計算收縮斷面處水深h的共軛水深h c c2h=c2-1)1.1T14.7229.8x1.13-1)=5.81m因為hh,該水躍為遠驅(qū)水躍。c2 t溢流壩下游發(fā)生遠驅(qū)水躍，需要修建消力池。4.有一矩形斷面混凝土渡槽，糙率n=0.014,底寬b=1.5m，槽長L=120m。進口處槽底高程Z：=52.16m,出口槽底高程Z2=52.04m