2024年10月自考02160流體力學(xué)試題及答案含評分參考

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年月高等教育自學(xué)考試全國統(tǒng)一命題考試

202410

流體力學(xué)試題答案及評分參考

課程代碼

(02160)

一、單項(xiàng)選擇題:本大題共10小題,每小題2分,共20分。

1.D2.A3.B4.A5.C

6.B7.D8.B9.A10.C

二、填空題:本大題共10小題,每小題2分,共20分。

黏性帕斯卡原理

11.12.13.0.75m/s

紊流過渡區(qū)黏性底層增壓波

14.15.16.

正常水深堰的相對高度裘皮依

17.18.19.

弗勞德數(shù)

20.

三、名詞解釋題:本大題共5小題,每小題3分,共15分。

速度場隨時間變化而引起的加速度

21.。

某點(diǎn)在基準(zhǔn)面以上的高度與測壓管高度之和

22.。

在滿流前無壓管道的輸水性能達(dá)到最大相應(yīng)的充滿度為水力最優(yōu)充滿度

23.,,。

在地表下面潛水含水層中開鑿的井底直達(dá)不透水層的井

24.、。

可以由基本量綱導(dǎo)出的量綱

25.。

四、簡答題:本大題共3小題,每小題5分,共15分。

應(yīng)用條件無黏性流體恒定流動質(zhì)量力只有重力沿元流流線不可壓

26.:①;②;③;④();⑤

縮流體分

。(3)

物理意義無黏性流體恒定流動沿元流流線單位重力作用下流體的機(jī)械能守恒

:,()。

分

(2)

在漸擴(kuò)管內(nèi)沿程減速增壓緊靠壁面的低速流層因受反向壓強(qiáng)差的作用速度不斷減

27.,,,,

小至零主流遂與邊壁脫離并形成旋渦區(qū)分

,,。(2)

旋渦區(qū)內(nèi)質(zhì)點(diǎn)旋渦運(yùn)動集中耗能同時旋渦運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)不斷被主流帶向下游加劇下游

,,

一定范圍內(nèi)主流的紊動從而加大能量損失分

,。(3)

主流脫離邊壁旋渦區(qū)的形成是造成局部水頭損失的主要原因答出這點(diǎn)即可得分

(,。)

bh

.斷面平均流速vCRiR0.分

28=,=bh=0323m,(1)

+20

/.

C1R16.05/分

=n=5522ms(1)

因此vCRi.分

,==077m/s(1),

v

Fr.分

=gh=029<1(1),

0

流動為緩流分

。(1)

流體力學(xué)試題答案及評分參考

1(2)

五、計算題:本大題共3小題,每小題10分,共30分。

.解水平分力為PρghA...分

29:x=cx=1000×98×15×2×1=294kN(3)

2

垂直分力為PρgV.π×1.分

z==1000×98×(2×1×2-2×)=2381kN(3)

4

合力為PP2P2.分

=x+z=3783kN(2)

Pz

力與x軸的夾角為θ.°分

=arctanPx=390(2)

.解選取彎管壁面和進(jìn)出口截面內(nèi)的體積為控制體建立坐標(biāo)系由連續(xù)性方程得到

30:、,。

出口處的平均流速

vyvx(A/A).(./.)2分

2=112=25×0150075=10m/s(2)

設(shè)彎管作用在控制體內(nèi)流體上的水平力為F其在xy軸上的投影為FF同樣

,、x、y;,

這里壓強(qiáng)可用計示壓強(qiáng)故由動量方程得

,

ρvxπd2(vx)FxPπd2分

1×10-1=+1×1(1)

44

ρvyπd2(vy)FyPπd2分

2×22-0=-2×2(1)

44

Fxπd2(Pρv2x)π.2(.4.2).分

=-11+1=-×015×686×10+1000×25=-132271N(2)

44

Fyπd2(Pρv2y)π.2(.42).分

=22+2=×0075×217×10+1000×10=53765N(2)

44

FF2F22.2.分

=x+y=1323+5377=142781N(2)

.解水力最優(yōu)寬深比為

31:

b

(m2m)(.2.).分

h=21+-=2×1+15-15=0606(2)

b.h

=0606

A(bmh)h(.h.h)h.h2分

=+=0606+15=2106(2)

/

水力最優(yōu)斷面的水力半徑R/h將ARC1R16代入基本公式

=12,、、=n

A///

qACRiR23i12.h83分

v==n=1187(2)

/

解得h(q/.)38.