公用設(shè)備工程師-專業(yè)基礎(chǔ)(暖通空調(diào)、動力)-工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)-3.1

流體動力學(xué)基礎(chǔ)

［單選題］1.設(shè)流場的表達(dá)式為：&=—x+t,u,.=y+t,uz=0o求t=2時，通

過空間點(diǎn)(1,1,1)的跡線為()。［2019年真題］

A.x=t—1,y=4et-2-1+1,z=l

B.x=t+1,y=4e'Y—t—Lz=l

C.x=t—1,y=4e'T—t—1,z=l

D.x=l+l,y=4el-2+l+l,z=l

正確答案：C

參考解析：解法一。當(dāng)t=2時，x=l,y=l,z=l。則將ABCD四項(xiàng)均帶入t=

2,求x、y、z,經(jīng)計(jì)算，只有C項(xiàng)符合題意。

解法二。跡線的方程為：dx/Ux=dy/uy=dz/uz=dto則dx/dt=u、=—x+t,

dy/dt=uy=y+t,dz/dt=u2=0o計(jì)算步驟如下:

①設(shè)一x+t=X,y+t=Y,則乂=1：—X,y=Y—to

②代入方程可得，d(t—X)/dt=X,d(Y—t)/dt=Y,dz/dt=0o

③對方程進(jìn)行積分，可得In(X-l)=—t+c”In(Y+l)=t+c2,z=l。則

X—l=Cie—1=—x+t—1,Y+l=C2et=y+t4-lo因止匕，x=—Ciet+t—1,y

ct

=C2-t-l,z=lo又當(dāng)t=2時.x=l,y=l,解得：C<sub"=°，‘2="”’代入T

C<su)>2.整理得：x=t—1.y=4et—2—t—k

［單選題］2.下列說法錯誤的是0?［2017年真題］

A.流速的大小可以由流線的疏解程度來反映

B.流廢只能是一條光滑的曲彼或直戰(zhàn)

C.只有在恒定源中才能用跡線代替流線

D.流現(xiàn)在任何情況下都不能相交

正確答案:D

參考科析：B項(xiàng)，流線是速度場的矢量線，它是某一確定時刻，在速度場中繪出的空間曲線。線上的所有質(zhì)點(diǎn)在該時刻的速度矢址都與曲線相切，反映了該時

刻不同流體質(zhì)點(diǎn)的速度方向，A項(xiàng)，流戰(zhàn)的疏密程度反映了此時刻流場中各質(zhì)點(diǎn)速度的大小.C項(xiàng)，由于恒定流各空間點(diǎn)上速度矢*不隨時憫變化，故流戰(zhàn)的形

狀與位理均不隨時間變化，流線與跡線兩者重合。。項(xiàng),流線在一般情況下不相交，但在特殊點(diǎn)可以相交，例如駐點(diǎn)(即速度為零的點(diǎn))。

［單選題］3.下列說法正確的是00［2014年真卸

A.分析流體運(yùn)動時，拉格朗日法比歐拉法在做數(shù)學(xué)分析時更為簡便

D.拉格朗口讓著眼于流體中各個標(biāo)點(diǎn)的流動情況，而歐拉法著眼于流體經(jīng)過空向各固定點(diǎn)時的運(yùn)動情況

c.波我是拉格朗H法對流動的描述，邊線是歐拉怯對流動的描述

D.拉格朗日法和歐拉法在研究流體運(yùn)動時，有本質(zhì)的區(qū)別

正確答案:B

參考釋析：A項(xiàng),由于跟蹤每一個質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動過于紅雜，而從場的角度分析流體較為方便,故歐拉法更為便捷.K兩項(xiàng)，拉格朗日法是把流體的運(yùn)動，看作無

數(shù)個優(yōu)點(diǎn)運(yùn)動的總和,以部分質(zhì)點(diǎn)作為觀察對象加以描述，通過描述每一個質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動把押整體的流動，因此拉格朗日法又稱跡紋法：歐拉法是以流動的空間

作為觀察對象，觀察不同時刻各空間點(diǎn)上流體質(zhì)的的運(yùn)動參數(shù)，通過描述物理nt在空間的分布來研究整個流動，因此歐拉法又稱流稅法,。項(xiàng)，拉格朗日法和

歐拉%都是前流體運(yùn)動的描述，只是著眼點(diǎn)不同.因此不能說有本質(zhì)的區(qū)別.

［單選即M.網(wǎng)管均勻流中，與切應(yīng)力成正比的是C?［2010年真題］

A.陰告的直徑

B.防1行的長度

C.嗣律的表面積

D.畫行的圓周率

正確答案：A

參考釋析：均勻流過流斷面上切應(yīng)力按線性規(guī)律分布：t/r=r/r,即在圓管均勻流中，切應(yīng)力與半徑成正比，切應(yīng)力在軸線上為零，在管壁上可達(dá)最大

00

值.

［單選題］5.根據(jù)流體運(yùn)動卷數(shù)是否用時間變化可以分為稔定流動和非稔定流動，請問下面哪一種說法是正確的？0一2009年真跑］

A.流體非穩(wěn)定流動時，只有流體的速度隨時間而變化

B.流體梗定流動時,任何情況N沿程壓力均不變

C.流體穩(wěn)定流動時，流速一定很小

D.流體穩(wěn)定流動時,各流通斷面的平均流速不一定相同

正確答案：D

參考釋析：根據(jù)流場中流速等物理量的空間分布是否與時間有關(guān)，流體流動可以分為非穩(wěn)定流動和穩(wěn)定流動.非穩(wěn)定流動中，流場中的各點(diǎn)流速隨著時間變

化,各點(diǎn)的壓強(qiáng)、黏性力和慣性力也隨著速度的變化而變化。槍定流動中，流場中各點(diǎn)流速不隨時間變化?由流速決定的壓強(qiáng)、密件力和慣性.力也不隨時間變

化。，項(xiàng)，流體非穩(wěn)定流動時，不僅流體的速度隨時間而變化，流體其他參數(shù)也可能隨時間而變化。BC兩項(xiàng)，穩(wěn)定流動是指流場中每?空間點(diǎn)上的流動參數(shù)都

不隨時間變化的流動，又稱恒定流動.因此是否槎定流動與流速大小無關(guān),對于流場中的同一點(diǎn),流動冬數(shù)不變,但流動的沿程參數(shù)可能發(fā)生變化.D項(xiàng)，流

體稔定流動時，報(bào)據(jù)質(zhì)量守恒定律，其各流通斷面的質(zhì)量流量和同，由丁做面大小不定，所以平均流速不一定相同。

［單選題］6.運(yùn)動流體的壓強(qiáng)0.［2008年真題］

A.與空間位置有關(guān)，與方向無美

B.與空間位置無關(guān)，與方向有關(guān)

C.與空間位置和方向都有關(guān)

D.與空間位置和方向都無關(guān)

正確答案:C

參考科析：對于靜止流體，壓強(qiáng)與空間位比有關(guān)，與方向無關(guān),對于運(yùn)動流體,流體中因存在劃向應(yīng)力，故與空間位置和方向都有關(guān)。

［單選迎］7.流體力學(xué)對理想流體運(yùn)用了以下哪種力學(xué)模型，從而簡化了流體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)0,［2005年真的1

R.連埃介質(zhì)

B.無黏性、不可壓縮

C連讀介質(zhì)、不可壓縮

D.連瀆介質(zhì)、無胖性、不可仄縮

正確答案：D

參考W析：流體的主要力學(xué)模型包括連續(xù)介肘、無黏性流體、不可壓縮流體等三種模型。其中,連續(xù)介質(zhì)模型是對流體物質(zhì)結(jié)構(gòu)的簡化；無落性流體模型是不

考慮粘性作用而對流體物理性質(zhì)的簡化：不可壓縮流體模型是不計(jì)壓縮性和熱膨版性而對流體的理性質(zhì)的簡化。

［單選胭］8.對于某一管段中的不可壓縮流體的流足，取三個管徑不同的斷面，其管徑分別為A=15Q3n,A=100?.A=200mm.則三個斷面A、A和A對

123123

應(yīng)的流速比為0。［2011年真題］

A.16:36:9

B.9:25:16

C.9:36:16

D.16:25:9

正確答案：A

參考科析：由連續(xù)性方程vF=vF=vF（同?管路上不可壓縮流體的流量恒定）可知，則斷面流速丫與斷面面積卜.成反比，所以斷面流速v與斷面直徑A

112233

的平方成反比。本題中三個斷面直徑之比為：A:A=1.5:1:2,則斷面面積之比為：F:F:F=1.52:12:22=9:4:16,因此對應(yīng)的流速比為：

12323

1<su>:2:v3=16:36:9,

（單立期）9.圖3-1T中相互間可以列總流伯努利方程的斷面是0。［2016年我理］

圖3-1-1

A.1-1和3—3

B.1-1和4—4

C.2-2和3—3

D.2-2和4—4

正確答案:D

參芍評折：列總流伯努利方程的斷面必須是均勻流斷面或爆變流斷面，兩斷面之間可以是急變沆，1一1斷面是轉(zhuǎn)彎的急變流；3—3斷面是獷大的急變流；2—2

和4-4斷面為均勻流斷面.因此相互間可以列總范伯努利方程的斷面是2—2和4-4.

［單選期］10.試建立圖3-1-2中斷面1-1和斷面2—2之間的能量方程0。［2009年真題】

33斷面圖3-1-2

正確答案：D

參考蟀析：由時圖可知，以總管段中心線為基準(zhǔn)，則1一1斷面和2—2斷面的高度不同，即Z±Z：流體從1—1斷面流經(jīng)2—2斷面過程中，由于阻力損失

12

h.壓強(qiáng)降低,即P>P：根據(jù)質(zhì)fit守恒定律.流體的流量不變?1一1斷面管徑大于2—2斷面管徑，因此丫<v,嫁上所述,根據(jù)伯努利方程可得?卜】

斷面和2-2新面之間的能量方程為:

［單選鹿］11.如圖3T-3所示軸流式風(fēng)機(jī)的吸入管.由裝在管壁下的U形測壓管(內(nèi)裝水)測得壓差高度為Ah.水的密度為P.空氣密度為P,試確定風(fēng)機(jī)的

a

進(jìn)風(fēng)歐0。［201。年真題)

正確答案：C

參考釋析：以0斷面為基準(zhǔn)面。KZ1-1斷面與2—2斷面列伯努利方程：0=p/(Pg)+u2/(2g),由題造可用，2斷面處的壓強(qiáng)p=-pgAh,將其代

2a2

入伯努利方程，可得：TP2.

［單選世012.管路山不同管徑的兩管由后相連按俎成，大管的宜徑d-O.6.,小管的直徑d-0.3m,水在管中流動時，A點(diǎn)的壓—SON/心，B點(diǎn)的壓妞P

ABAB

=50N/?2.A點(diǎn)的流速v<Sub>A=lnl/S,圖3-11中B點(diǎn)比A點(diǎn)高Im.則水在管中的流動方向和水流經(jīng)兩斷面的水頭損失為().［2012年其題二

B

A.A流向B,0.76m

B.A流向B.1.76m

C.B流向A,0.76m

D.B流向A,1.76m

正確答案：D

參考科析：連線性方程的公式為：Fv=Fv,Wd2v=d2v。由題意可得，v=lm/s.d=0.6m,小管的d=0.3m,則v=(d/d)2v=(0.6/0.3)

AABBAABBAABBABA

2Xl=Ws.取A所在的平面為參考高度，A斷面的總能量為：H=P/(Pg)+v_A2/(2g)=80/(1000X9.8)+12/(2X9.8)=0.059B：B斷

AA

面的位能量為：H<b>B2/(2g)=1+50/(1000X9.8)+42/(2X9.8)=1.82nu由于H<H,水流從高能量流向低能量，即

B/sub>=ZB+PB/<pg>+v<stAB

水流從R流向M根據(jù)俄fflt守恒定律，兩能微的差俵為能SU員耗，即兩新面的水頭損失h=-1-II=1.82-0.059=1.76m.

B-ABA

［單選鹿J13.某通風(fēng)管道系統(tǒng).通風(fēng)機(jī)的總壓頭P=980Pa,風(fēng)量Q=4?3/s,現(xiàn)需要將該系統(tǒng)的風(fēng)地提薪10%,則該系統(tǒng)通風(fēng)應(yīng)具有的總壓頭為()?〔2013年真題J

A.98))Pa

B.1078Pa

C.1185.8Pa

D.1434.8Pa

正確答案：C

參考釋析：風(fēng)機(jī)通常與風(fēng)道相連，風(fēng)機(jī)提供的能吊即風(fēng)機(jī)的壓頭，主要用于空氣流通過程中克腹阻力損失，即h=SQ2,其中，阻抗S=8(Xl/d+EK>/

II11

<n2d4g).系統(tǒng)的阻抗S不隨風(fēng)fltQ的變化而變化,則h/h=Q2/Q<<u=1.IQ時，h₂/h=

II2121/sub>2.當(dāng)該系統(tǒng)的風(fēng)址提高ISi,即Qsb>211

1.21.h=1.21X980=1185.8Pa.

2

［單選題］14.如圖3-1-5所示，用水銀壓差計(jì)+文丘里管漓量管道內(nèi)水流量，已知管道的直徑d=2005,文丘里管道喉管直徑d=100n?,文丘里管的流量系

I2

數(shù)u=0.95,已知測出的管內(nèi)流量Q=0.025m3/s,那么兩斷面的壓強(qiáng)差A(yù)h為(水銀的密度為l3600kR/m3)()。［2014年真題］

圖3-1-5

A.247nm

B.356111111

C.427mn

D.506皿

正確答案：C

參考釋析：由文丘里流量系數(shù)可得理想流體模型下的流fitQ=Q/M=0.025/0.95=0.0263m3/s,則I、2斷面的流速為：v=4Q/(nd2)=4X0.0263/(n

理11

X0.22)=0.838m/s.v=IQ/(nd2)=4X0.0263/(kXO.12)=3.350m/s4取測壓管所在斷面1和斷面2列伯努利方程：p/(Pg)+v2/(2g)=

221水1

pb>22/(2g)。因?yàn)?P—P水)Ah/P<,()s

2ub>Z(。水g)+v<suH?水/sub>=<v22—vl2)/(2R)故Ah=p水v22—vlub>2/[(01IR>—0<ub>水)

22

<2g)]=1000X(3.352-0.838)/[<13600-1000)X(2X9.8)]=42.7mm.

[單選題]15.用水銀比壓計(jì)測量管中的水流,測得過流斷面流速v=2m/s,如圖3-1-6所示：則A點(diǎn)比壓計(jì)的度數(shù)Ah為0。[2013年真匐

A.16nm

B.20nm

C.26<im

D.3011nl

正確答案：A

參考釋析：同一軸流線上列fFl努利能量方程：P/(Pg)=P/(Pg)+u2/(2g),即p-p=Pu2/2.而p-p=(p-P)gAh,則

1水2水12水12水銀水

<p—P/水<2

水眼水sub>>gAh=P水<sub〉u2/2,&h=P水u2/[2g(P銀一Psub>4<>]=1X2/[2X9.8X(13.6-1)]=0.016a=16mn.

(單選WS]16,如圖3-1-7所示，容重為10000N/B3的理想流體在直管內(nèi)從1斷面流到2斷面，若1斷面的壓強(qiáng)p=300kPa.則2斷面壓強(qiáng)p=0,〔2007年真

12

f

?.

A.lOOkPa

B.150kPa

C.20，)kPa

D.25-JkPa

正確答案：A

參考解析：以1斷面所在的水平面為基準(zhǔn)面,列1、2斷面的理想流體伯努利方程：p/(Pg)=H+p/(Pg).則p=p-PgH=300X103-10000X20=

1221

10(K?0Pa=100kPa.

［單立逆］17.用半托管測定風(fēng)道中的空氣流速，已知測得的水柱h=3cm,空氣的容重丫=11.8N/m3：e值取1,風(fēng)道中流速為0,〔2007年典曲］

y

A.221M/S

B.15Ws

C.1105m./s

D.7.D5?/s

正確答案：A

參考資析：華托管是一種常用來測量氣體或者液體流速的儀器,對兩個測點(diǎn)列伯努利方程：p/Y=p/丫+丫2/(2g)。由題意可得，p-p=Pgh<

2yZsub>=

1000X9.8X0.03=2941%,6為修正系數(shù)，則流速計(jì)算公式為:

Ir94

=1XJ2X9.8X--

V11.8

22.1ms

Wi&flfi]18.z+p/r+v2/(2g)=C(常數(shù))表示0。[2008年真匐

A.不可壓縮理想流體槌定流動的伯努利方程

B.可壓縮理想流體整定流動的伯努利方程

C不可壓縮理想流體不稔定流動的伯努利方程

1).不可壓縮黏性流體穩(wěn)定流動的伯努利方程

正確答案：A

參考W析：伯努利方程是不可壓縮流體一元穩(wěn)定流動的能量方程.方程z+p/y+v2/(2g)=C的使用條件為：理想流體、稔定流動、質(zhì)量力只有重力、不可

壓縮流體，

［單選題］19.理想流體是指().

A.平曲流體

B.運(yùn)動流體

C.忽略密度變化的流體

D.忽略勃性的流體

正確答案：D

參考釋析：流體的主要力學(xué)模型包括：①連續(xù)介質(zhì)模型：假定組成流體的的小物偵實(shí)體是流體質(zhì)點(diǎn)，流體是由無限多個流體質(zhì)點(diǎn)連綿不斷地址成，質(zhì)點(diǎn)之間不

存在詞隙,②無黏性流體模型(或理想流體)：忽略黏性的流體.③不可壓縮流體模型：不考慮壓縮性和熱膨脹性(密度變化)的流體.

［單選鹿］20.不可壓縮流體是指0。

A.平葡流體

B.運(yùn)動流體

C.忽略宅度變化的流體

D.忽略磬性的流體

正確答案：C

冬當(dāng)曾析：流體的主要力學(xué)模型包括：①連續(xù)介痂模型：假定組成流體的最小物質(zhì)實(shí)體是流體質(zhì)點(diǎn).流體是由無限多個流體質(zhì)點(diǎn)連綿不斷地址成?質(zhì)點(diǎn)之間不

存在司隙。②無黏性流體模型(或理想流體)：忽略黏性的流體。③不可壓縮流體模型：不考慮壓縮性和熱膨脹性(密度變化)的流體。

［單立逆］21.穩(wěn)定流動是指0.

A.流動隨時間按一定規(guī)律變化

B.各空間點(diǎn)上的運(yùn)動要素不隨時間變化

C.各過流斷面的速度分布相同

D.不瑜定

正確答案：B

參考用析：根據(jù)流場中流速等物理量的空間分布是否與時間有關(guān),流體流動可以分為非穩(wěn)定流動和穩(wěn)定流動,對于運(yùn)動平衡的流動,流場中苦點(diǎn)流速不隨時間

變化，由流速決定的壓強(qiáng)、黏性力和慣性力也不胡時間變化，即各空間點(diǎn)上的運(yùn)動要素不助時間變化，這種流動稱為穩(wěn)定流動。

［單選題］22.伯努利方程中p/y+z+u2/(2g)表示0.

A.單位質(zhì)量流體具有的機(jī)械能

B.單位體枳流體具有的機(jī)械能

C.單位重量流體具有的機(jī)械能

D.通過過流斷面流體的總機(jī)械能

止確答案：C

參考樨析：在流場中選取元流，并在元流上沿流向取1、2兩斷面，以兩斷面間的元流段為對象，根據(jù)外力做功等于機(jī)械能增量的原理，可導(dǎo)出單位重量流體的

能量方程，即P/Y+z+u2/《2g)=p/y+z22

11122ub>+u2/(2g),這就是理想不可壓縮流體穩(wěn)定元流能量方程，或稱為伯努利方程.因此，p/y+z+u/

(2g)表示單位重量流體具有的機(jī)械能。

［單選題］23.水平放置的漸獷管，若忽略水頭損失，斷面形心點(diǎn)的壓強(qiáng)，沿流動方向布.以下關(guān)系0,

A.P>P

12

B.P=P

12

C.P<P

12

D.不瑜定

正確答案：C

參考W析：根據(jù)連續(xù)性方程VX(?/4)d2=vX(K/4)d2可知,當(dāng)漸擴(kuò)管的管徑逐漸增大，即dVd,則v>v。根據(jù)伯努利方程PZY+Z+U2/

11221212111

<2g)=P/y+z+u<sub>22/<2g)可知，由于水平放置，則z=z,當(dāng)\<sub>l>v2時，PVP.

221212

［單選題］24.利用畢托管原理測量輸水管中的流量Q?已知*水管直徑d=200n?,水銀差壓計(jì)讀數(shù)h=6"斷面用均流速v=0.84u,這里u為中托管

pmaxmax

前管抽上未受擾動水流的流速(圖318〉。則輸木管中的流量Q為。L/w.

A.1OT

B.102

C.103

D.105

IE確答案:B

轉(zhuǎn)學(xué)裨析：以軸線所在的面為基準(zhǔn)面。沿軸線取里面測壓孔所在過流斷面的軸線點(diǎn)和畢托管就京列伯努利方程，得：P/r=P/y+u2/<2g).根據(jù)I型

12max

管測St壓差原理，可得P-P=(Y<sub>Mg-Y)h.因此，1>的計(jì)算公式為：

max

…13328-9.8…

=_/2x9.8x--------------x0.06

V9.8

=3.849m/s則流量Q=vA=0.84uX<1/4)d2=0.84X3.849X(3.14/4)X0.22=0.102m3/s=

max

102Us?

[單選flfi]25.已知信直輸水管道的直徑d=200n?,在相距l(xiāng)=20m的上下兩點(diǎn)測壓計(jì)讀數(shù)分別為196.2kPa和588.6kPa其流動方向?yàn)?，其水頭損失為

_____■(圖3-1-9).()

0

0

圖3-1-9

R.向上，10

B.向下，10

C.向h.20

D.向下,20

正確答案：C

冬考釋析：根據(jù)機(jī)械能的大小判斷水流方向，水流方向?yàn)閺臋C(jī)械能大的斷面流向機(jī)械能小的斷面，以下斷面為基準(zhǔn)面。上斷面的機(jī)械能為：H=p/y+z+

Sss

u2/<2g)=196.2X103/(1000X9.8)+20+u2/(2g)=40+u2/(2g)：下斷面的總機(jī)械能為：H=p/y+z+u2/(2g)=588.6X103/(1000X

SSSXXXX

9.8)+0+u2/<2g)=60+u<sub>x2/(2g).由于上下斷面管徑相同.流量相同，因此流速相同即u<>x>H,水流方向從下

xs/sub>=uxub>.因此.H<subS

到上，水頭損失-H=60-40=20..

xS

［單選即］26.試用文丘里流量計(jì)測量石油管道的流量q()L/s。已知管道直徑d=200mm,文丘里省喉道直徑d=100mm,石油的密度P=850kg/m3,文丘里管的

12

流后系數(shù)9=0.95,水銀差壓計(jì)讀數(shù)h=150n■(圖3-1-10).

A.512

B.522

C.532

D.542

正確答案：A

參考輝析:計(jì)算步驟如F：

①計(jì)算兩斷面速度之比，根據(jù)連續(xù)性方程丫A=vA可知，v/v=A/A=d2/d2=0.22/0.12=4,即v<sub>2</sub〉=4\,<sub>l。

1122211212

②求斷面速度。以管道中心面為基準(zhǔn)面，如圖3-1-11,取測壓管所在斷面1和斷面2列伯努利方程：p/(Pg)+v2/(2g)=p/<Pg>+v2/(2g),則

1122

(v2—v2)/(2g)=[(4v)2—v2]/(2g)=(p—pub>)/(Pg)=(Pg

2