工程流體力學(xué)習(xí)題

第一部分流體及其物理性質(zhì)

按連續(xù)介質(zhì)的概念，流體質(zhì)點(diǎn)是指：

1、A.流體的分子；B.流體內(nèi)的固體顆粒；C.幾何的點(diǎn)；

D、幾何尺寸同流動(dòng)空間相比是極小量，乂含有大量分子的微元體。

與牛頓內(nèi)摩擦定律有關(guān)的因素是：

A.壓強(qiáng)、速度和粘度；B、流體的粘度、切應(yīng)力與角變形率;

C.切應(yīng)力、溫度、粘度和速度；D.壓強(qiáng)、粘度和角變形。

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#均質(zhì)流體；D.理想流體與實(shí)際流體。

理想液體的特征是：

A.粘度為常數(shù)B.無粘性C.不可壓縮D.符合。

流體運(yùn)動(dòng)黏度u的國際單位是：

A.m2/s;B.N/m2;C.kg/m;D.N?s/m2o

2、液體黏度隨溫度的升高而—，氣體黏度隨溫度的升高而。

A.減小，升高；B、增大，減?。籆、減小，不變；D、減小，減小

下列說法正確的是：

A.液體不能承受拉力，也不能承受壓力

B.液體不能承受拉力，但能承受壓力

3、C.液體能承受拉力，但不能承受壓力

D、液體能承受拉力，也能承受壓力。

下列流體哪個(gè)屬牛頓流體：

A.汽油：B.紙漿；C.血液；D.瀝青。

液體的黏性主要來自于液體：

4、A.分子熱運(yùn)動(dòng)；B、分子間內(nèi)聚力；C、易變形性；D、抗拒變形的能力。

5、流體是一種物質(zhì)。

A.不斷膨脹直到充滿容器的；B.實(shí)際上是不可壓縮的；

6、C.不能承受剪切力的；D、在任一剪切力的作用下不能保持靜止的。

7、簡答題

(1)連續(xù)介質(zhì)假設(shè)

(2)牛頓流體

（3）流體微團(tuán)

如圖所示為壓力表校正器。器內(nèi)充滿壓縮系數(shù)為Bp=4.75X10—101/Pa

的油液，器內(nèi)壓力為105Pa時(shí)油液的體積為200mL?，F(xiàn)用手輪絲桿和活

塞加壓，活塞直徑為1cm,絲桿螺距為2mm,當(dāng)壓力升高至20MPa時(shí),

問需將手輪搖多少轉(zhuǎn)？

解：p0=105Pa,p=20MPa,3p=4.75X10-101/Pa,

VO=200mL,d=1cm,6=2mm。

由式，得

6-,3

JV=^(p-p0)/7p=200x10^x(20-0.1)xl0x4.75xl0°=1.89x10^m

4AV4X1.89X10-6

n=12.04

jrd2d3.14X0.012X0.002

約需要將手輪搖12轉(zhuǎn)。

在相距1mm的兩平行平板之間充有某種黏性液體，當(dāng)其中一板以1.2m/s

的速度相對(duì)于另一板作等速移動(dòng)時(shí)，作用于板上的切應(yīng)力為3500Pao試

求該液體的黏度。

解：由，

有一塊30X40cm2的矩形平板，浮在油面上，其水平運(yùn)動(dòng)的速度為

10cm/s,油層厚度6=10mm,油的動(dòng)力粘度H=0.102Pa-s,求平板所受的阻力。

解：A=30X40cm2,u=10cm/s,6=10mm,n=0.102Pa?So

根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律，得平板所受的阻力為

7'=;/—A=0.102x^1^x03x0.4=0.12N

dy0.01

第二部分流體靜力學(xué)

水力學(xué)中，單位質(zhì)量力是指作用在單位_____液體上的質(zhì)量力。

A.面積B.體積C.質(zhì)量D.重量

在重力作用下靜止液體中，等壓面是水平面的條件是。

1、A.同一種液體；B.相互連通；

C、不連通；D、同一種液體，相互連通。

壓力表的讀值是：

A.絕對(duì)壓強(qiáng)；

B.絕對(duì)壓強(qiáng)與當(dāng)?shù)卮髿鈮旱牟钪担?/p>

C.絕對(duì)壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮海?/p>

2、D.當(dāng)?shù)卮髿鈮号c絕對(duì)壓強(qiáng)的差值。

3、相對(duì)壓強(qiáng)是指該點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)與的差值。

4、A.標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；B.當(dāng)?shù)卮髿鈮海籆.工程大氣壓；D.真空壓強(qiáng)。

圖示容器內(nèi)盛有兩種不同的液體，密度分別為，，則有

A.B、

圖示盛水封閉容器中，1.2.3在同一水平面上，貝U：

A.B、

C.D.

用U形水銀測壓計(jì)?測A點(diǎn)壓強(qiáng)，，，A點(diǎn)的壓強(qiáng)是：

A.63700；B、66640

C.69580D、60760

汞

對(duì)于相對(duì)平衡液體，有:

A.等壓面不一定是水平面；

B、液體內(nèi)部同一等壓面上各點(diǎn)，處在自由液面下同一深度的面上；

C.（對(duì)于任意的）；

D.不成立。

對(duì)于相對(duì)平衡液體，說法正確的是：

A.等壓面與質(zhì)量力不正交；B、等壓面不可能為水平面;

C等壓面的形狀與液體密度有關(guān)；D.兩種液體的交界面為等壓面。

等壓面與質(zhì)量力關(guān)系是：

A.平行B.斜交C.正交D.無關(guān)

露天水池，水深5由處的相對(duì)壓強(qiáng)為：

A.5kPa、B.49kPaC.147kPaD.205kPa

流體處于平衡狀態(tài)的必要條件是：

A.流體無粘性；B.流體粘度大；C.質(zhì)量力有勢；D.流體正壓。

5、液體在重力場中作加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，其自由面與處處正交。

6、A.重力；B、慣性力；C、重力和慣性力的合力；D、壓力。

7、簡答題

（1）壓力的特性

（2）絕對(duì)壓力、相對(duì)壓力與真空度之間的關(guān)系

圖示封閉容器中有空氣、油和水三種流體，壓力表A讀數(shù)為-1.47N/cm2。

（1）試?yán)L出容器側(cè)壁上的靜壓力分布圖；（2）求水銀測壓計(jì)中水銀柱高度差。

pmO=—1.47N/cm2,S油=0.70

設(shè)油水分界面上的相對(duì)壓力為pml,容器底部的相對(duì)壓力為pm2,U型管左

側(cè)汞水分界面上的相市壓力為pm3,油深為hl,水深為h2,根據(jù)靜力學(xué)方程，得

4

pml=Pm。+/油%=-1.47xl0+0.7x981Ox3=5901Pa

Pm2=Pmi+/水〃2=5901+9810x2=25521Pa

pm3="m2+/水a(chǎn)=25521+9810X0.6=31407Pa

（1）根據(jù)以上數(shù)據(jù)即可繪出容器側(cè)壁上的靜壓力分布圖（上圖）;

(2)水銀測壓計(jì)中水銀柱高度差為

A/7=Pm3=31407=0.235m=235mm

/汞13.6x9810

試按復(fù)式水銀測壓計(jì)的讀數(shù)算出鍋爐中水面上蒸汽的絕對(duì)壓強(qiáng)Po己知:H=3m,

h1=1.4m,h2=2.5m,h3=1.2m,h4=2.3m,水銀的密度PHg=13600kg/m3o

解：

A=Aqg值一九J+%%=一")+2

。也。且("一4)+〃=PHgg(4一%)+Pl

PH20g仇-4)+“2=-Hgg(-—?)+Pa

PH20g(H-h}+h2--)+p=夕］逆仇-4+為4--)+Pa

P=夕Hgg(九一/%+均一%)-0L°g(〃+Pa

=13600X9.807x(2.3-1.2+2.5000x9.807x(3-1.4+2.5-1.2)+101325

=366310.14(Pa)

P=PH斌%~%+h2-％)一°HQg(H一九+刈一為)+小

=13600x9.80665x(2.3-1.2+2.5-1.4)-lOOOx9.80665x(3-1.4+2.5-1.2)+101325

=366300.682(Pa)

U形水銀壓差計(jì)中，己知hl=().3m,h2=0.2m,h3=().25m。A點(diǎn)的相對(duì)壓力為pA

=24.5kPa,酒精的比重為0.8,試求B點(diǎn)空氣的相對(duì)壓力。

汞

解：因?yàn)樽笥覂蓚?cè)的U型管，以及中部的倒U型管中1.2.3點(diǎn)所在的水平面

均為等壓面，依據(jù)題意列靜力學(xué)方程，得

將以上各式整理后，可得到B點(diǎn)空氣的相對(duì)壓力為

PB=PA+7水(4+―)+為5M2-7汞仇+%)

=24.5x103+9810x[(0.3+0.2)+0.8x0.2-13.6x(0.2+0.25)]

=-2.906xl()4Pa

2906x14

以mHzO表示為11=-^-=~°=_2.96mH2O

/水9810

一矩形水箱長為=2.0m,箱中靜水面比箱頂?shù)蚳=0.4m,問水箱運(yùn)動(dòng)的直

線加速度多大時(shí)，水將溢出水箱?

解：建立坐標(biāo)系如圖所示，水箱中水所受單位質(zhì)量力分別為

代入等壓面微分方程(2—13)式，積分后得等壓面方程為

ax+gz=C

由邊界條件：當(dāng)時(shí)，，得。將，代入上式得加速度為

z2gh2x9.81x0.4

a=——g=-^―=----------=3.924m/sz-2

xI2.0

如圖所示為繞校鏈O轉(zhuǎn)動(dòng)的傾斜角Q=60°的自動(dòng)開啟式水閘，當(dāng)水閘一側(cè)的水

位H=2m,另一側(cè)的水位h=0.4m時(shí)，閘門自動(dòng)開啟，試求較鏈至水閘下端的羽離

解：設(shè)水閘寬度為b,水閘左側(cè)水淹沒的閘門長度為11,水閘右側(cè)水淹沒的

閘門長度為12。

作用在水閘左側(cè)壓力為/=/?g%4其中

1HHTJ

hc\=VZ1=-_A.=bl.=b——

2sinasina

則

二々乙2=5

2sina2sina

作用在水閘右側(cè)壓力為1，2=pg%.2A?其中

h

h=-A-,="=b---

ce22sinasina

則

"

F8-pgh~b

p22=

2sina

由于矩形平面的壓力中心的坐標(biāo)為

bF

所以，水閘左側(cè)在閘門面上壓力中心與水面距離為

水閘右側(cè)在閘門面上壓力中心與水面距離為xD2=2.旦

3sina

對(duì)通過0點(diǎn)垂直于圖面的軸取矩，設(shè)水閘左側(cè)的力臂為di,則

得

設(shè)水閘右側(cè)的力臂為d2,則得

4二X_(/2f2)=工_(/-一丁"

［sina3sinaJ3sina

當(dāng)滿足閘門自動(dòng)開啟條件時(shí)，對(duì)于通過。點(diǎn)垂直于圖面的軸的合力矩應(yīng)為零，因

此

則座叫一旦］二座匕—上］

2sinaI3sincrJ2sina、3sina)

h、

I3sin?)I3sina;

(H2-h2)x=——(/73-/?3)

'尸3sina'7

1H3-h31"2+“〃+//

X=---------;---7=----------------

3siimH~-h~3sincrHth

22+2x0.4+0.42

=0.795(m)

A-3sin60；

2+0.4

如圖所示，在蓄水容器垂直壁的下面有一1/4圓柱面的部件AB,該部件的長度

1=1.0m,半徑R=0.4m,水深h=1.2m,試求作用在部件AB上的靜水總壓力，要求

繪制水平分力的壓強(qiáng)分布圖和鉛垂分力的壓力體圖。

解：水平分力P.

屋5-S=1.2-0.4/2=1.0m

=W=0.4x1=0.4m2

水平分力P,=1000x9.8x1.0xO.4=3920N(一)

V=(hR-2=(1.2xO.4-*)x1.0=0.354m1

鉛垂分力P,=pgV

P,=pgy=1000x9.8xO.354=3469.2N(|)

合力大小P=研=5234.7N

合力?方向與水平?方向的夾角arctan，=41.5。

蓄水容器上有三個(gè)半球形的蓋，容器中裝滿水，如圖下所示。已知：液面高H=

2.5m,容器高h(yuǎn)=1.5m,蓋的半徑R=0.5m。求：作用于三個(gè)半球形蓋的水靜壓

力。

矩形閘門AB寬為1.0m,左側(cè)油深hl=lm,水深h2=2m,油的比重為0.795,閘門

傾角。=60°,試求閘門上的液體總壓力。

解：設(shè)油，水在閘門AB上的分界點(diǎn)為E,則油和水在閘門上靜壓力分布如圖所

示。現(xiàn)將壓力圖F分解成三部分，，，而

AE=-^—=—5—=1.155m

其中sinasin60°

￡B=-^-=——=2.31m

sinasin60°

/=0.795x9810x1=7799Pa

油7]

PB=Pv+//i,=7799x9810x2=27419Pa

6=^PEAE'XI=1X7799X1.155=4504N

F2=/?HEBXI=7799X2.31=18016N

^=1(PB-PE)EBXI=1X(27419-7799)x2.31=22661N

故總壓力尸=耳+月+月=4504+18016+22661=45.18kN

一弧形閘門，寬2m,圓心角a=30°,半徑r=3m,閘門轉(zhuǎn)軸與水平面齊平,

求作用在閘門上的靜水總壓力的大小與方向（即合力與水平面的夾角）。

解：由圖可知

弧形閘門所受的水平分力為

-ybh2=^x9810x2x1.52=2.207xlO4N

弧形閘門所受的水平分力為

P/=Vpy=--hrcQsa)by

=(—x3.14x32-1x1.5x3xcos30°)x2x9810=7.97xl()3N

1

總合力為尸二小P：+P；=A/22.072+7.972=23.46kN

3=tg''%=tg-'=19.86°

總合力與水平面的夾角為P'^-07

第三部分流體動(dòng)力學(xué)

用歐拉法表示流體質(zhì)點(diǎn)的加速度等于：

A.；B.；C.；D.o

恒定流是：

A.流動(dòng)隨時(shí)間按一定規(guī)律變化；B.各空間點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)要素不隨時(shí)間變化；C.

各過流斷面的速度分布相同；D.遷移加速度為零。

一元流動(dòng)限于：

A.流線是直線；B、速度分布按直線變化；

C.運(yùn)動(dòng)參數(shù)是一個(gè)空間坐標(biāo)和時(shí)間變量的函數(shù)：

D.運(yùn)動(dòng)參數(shù)不隨時(shí)間變化的流動(dòng)。

均勻流是：

A.當(dāng)?shù)丶铀俣葹榱?；B、遷移加速度為零；

C.向心加速度為零；D.合成加速度為零。

變直徑管,直徑D1=320mm,D2=160mm,流速v1=1.5m/s,v2為:

A.3m/sB.4m/sC.6m/sD.9m/s

恒定流動(dòng)中，流體質(zhì)點(diǎn)的加速度：

A.等于零；B.等于常數(shù)；C.隨時(shí)間變化而變化；D.與時(shí)間無關(guān)。

1、在流動(dòng)中，流線和跡線重合。

A.無旋；B、有旋；C、恒定；D、非恒定。

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

粘性流體測壓管水頭線的沿程變化是：

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

流線與流線，在通常情況下：

2、A.能相交，也能相切；B、僅能相交，但不能相切；

3、C、僅能柑切，但不能相交；D、既不能相交，也不能相切。

4、歐拉法研究的變化情況。

A.每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的速度B.每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的軌跡

C.每個(gè)空間點(diǎn)的流速D.每個(gè)空間點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)軌跡

應(yīng)用總流的伯努利方程時(shí)，兩截面之間。

A.必須都是急變流B、必須都是緩變流

C不能出現(xiàn)急變流D.可以出現(xiàn)急變流

歐拉法描述流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)：

A.直接；B.間接；C.不能；D.只在恒定時(shí)能。

一維流動(dòng)中，“截面積人處速度小，截面積小處速度人”成立的必要條件是：

A.理想流體；B.粘性流體；C.可壓縮流體；D.不可壓縮流體。

伯努利方程中表示：

A.單位重量流體具有的機(jī)械能；B、單位質(zhì)量流體具有的機(jī)械能；

C.單位體積流體具有的機(jī)械能；D.通過過流斷面流體的總機(jī)械能。

水平放置的漸擴(kuò)管，如忽略水頭損失，斷面中心的壓強(qiáng)，有以下關(guān)系:

5、A.；B、；C^；D、不定。

6、文丘里管用于測量()o

A.流體點(diǎn)流速；B.流體密度；

7、C.流體流量；D.流體點(diǎn)壓強(qiáng)。

8、虹吸管最高處的壓強(qiáng)。

9、A.大于大氣壓B.等于大氣壓C.小于大氣壓D.無法確定

動(dòng)能修正系數(shù)是反映過流斷面上實(shí)際流速分布不均勻性的系數(shù)，流速分布

,系數(shù)值_______,當(dāng)流速分布時(shí)，則動(dòng)能修正系數(shù)的值接近于—o

1()、A.越不均勻；越??；均勻；loB、越均勻；越??；均勻；lo

11、C.越不均勻；越??；均勻；零。D、越均勻；越小；均勻；零。

12、動(dòng)量方程式中流速和作用力。

A.流速有方向，作用力沒有方向。B.流速?zèng)]有方向，作用力有方向。

13、C,都沒有方向。D,都有方向。

14、簡答題

(1)拉格朗日法與歐拉法的區(qū)別

(2)流線與跡線

(3)過流斷面

(4)伯努利方程口勺物理意義

(5)氣穴與氣蝕

(6)控制體

圖示一有壓管道，小管直徑dA=0.2m,大管直徑dB=0.4m,A點(diǎn)壓強(qiáng)水頭為

7mH20,B點(diǎn)壓強(qiáng)水頭為4mH2O,己知大管斷面平均流速vB=1m/s,B點(diǎn)比A點(diǎn)

高1m,求管中水流的方向°

T

解:

連續(xù)性方程

以；成二喉點(diǎn),0Am%=4%=4m/s

/斷面的總水頭//A=^l+^=7.816m

2gpg

8斷面的總水頭％=誓+互+/B=5.051m

gpg

HQHR、水流從4流向R

水管直徑50mm,末端的閥門關(guān)閉時(shí)，壓力表讀數(shù)為21kN/m2,閥門打開后讀數(shù)

降至5.5kN/m2,如不計(jì)管中的壓頭損失，求通過的流量。

用水銀壓差計(jì)測量水管中的點(diǎn)速度u,如讀數(shù)△h=60mm,求該點(diǎn)流速。

解：根據(jù)題意，由流體靜力學(xué)方程，得

P。-p=(/未—/)4/?=(/求—p)g」h

列伯努利方程，基準(zhǔn)面取在管軸線上，得

1

Po=P+3pir2

則

3

l2(p0-p)2g—p)gAh2X(13.6-1)X9.81X10X0.06_QQ..

w=.I--------=、-------------=-------------：-----------=J.OJm/s

\P\PVio3

流量為0.06m3/s的水，流過如圖所示的變直徑管段，截面①處管徑dl=

250mm,截面②處管徑d2=15()mm,①、②兩截面高差為2m,①截而壓力pl=

120kN/m2,壓頭損失不計(jì)。試求：水向下流動(dòng)，②截面的壓力及水銀壓差計(jì)的讀

數(shù)。

解：(1)由連續(xù)性方程，得

4Q4x0.06

=1.223nVs

“一嬴一3.14x0.252

40_4x0.06

菽'=3.14x().15?=3.397nVs

(2)列出①、②兩截面間的伯努利方程，基準(zhǔn)面取在②截面上；同時(shí)列出U

型管的靜力學(xué)方程，

左0五

y2gy2g

(〃1+7〃)-〃2=。汞-7)H?

p,=p.+//74--^-/--^/=(120+9.81X2+-X1.2232--X3.3972)X103

得2g2g22

=134.6x105N/m2=134.6kN/m2

_(120-134.6+9.81x2)xl03

=0.0406m=40.6mm

(13.6-l)x9.81xlO3

。耒-r)

磔水多佞々⑥所云。巳知本治內(nèi)壓力P4處30米水住，的有管近的i祐100mm。

至⑨立空電為6米水也⑼入省四弱損失彳封，挑出您怒轉(zhuǎn)抿笑hL3-4=16m水笈,

造網(wǎng)處局部損失初4倍速電水頭，名個(gè)窗頭局部損失編為1儲(chǔ)速度水頭，并出卷

出人上水麴的局部損失為1傳速度水頭。求：1)泵的并量Q;2)泵的場彩Em；

3)3-3截面處壓力p3;4)若兔的為率，求至的抽功率o

如圖所示為離心式水泵抽水裝置。已知流量Q=201/s,幾何給水高度Hg=18m。

吸水管長度l『8m,管徑dl-150mm；壓水管長度12:20m,管徑d2-100mm。沿

程摩阻系數(shù)=0.042,局部水頭損失系數(shù)為：進(jìn)口e=5.(),彎頭b=0.17o水泵的

安裝高度Hs=5.45m,水泵進(jìn)口的允許真空度[hv]=7mH2O。試校核水泵進(jìn)口的真

空度hv。

解:

404x20x10-=1.132ni/s

=那彳=5714^0.15I2

叫赍然群?

對(duì)0-0斷面和1-1斷面列伯努利方程，有

=^0.042x-^-j+5.0+。,17)X；^|^二U,484m

,Pa-Pl4上漏/

A=--------=/>,+/B?O-I

rPR2g

I142?

=5.45+；|急+0.484=6.0m

2x9.8

圖示裝置水管鏈連的噴嘴，管路直徑Dl=100mm,管嘴出口直徑D2=50mm,

流量20L/S,不計(jì)算能量損失。試確定管道與噴嘴連接處(1-1截面)的軸向拉

D1'

如圖所示的分岔管水流射入大氣，干管及分岔管的軸線處于同一水平面上。已知

=30°,v2=v3=12m/s,dl=200mm,d2=d3=100mm,不計(jì)水頭損失，求水流對(duì)分

岔管的作用力。

解：

Qa=Q、==0.0942m/s

Qi=Q”+Qs=。.1884m?/s

4Q]

?F=6m/s

irdx

列斷面1-1和2-2的伯努利方程，有

Pi,。送]_Pz一泅

pg2g~pg2g

otj=a2?1,Pt=0

Pi=%（u：-?i）

=yxrx(122-62)=54kPa

取斷面1-1和2-2、3-3之間的水為控制體，設(shè)K為分岔管對(duì)水流的作用

力。列次方向動(dòng)量方程,打

Pi粵-**=〃Q*遇3a-Mi%

54x=2x().0942x12xco?30o-0.1884x6

代人數(shù)據(jù)得廣.=0.868kN(一)

水流對(duì)分岔管的作用力與匕大小相等，方向相反c

如圖所示，水平放置的彎管，入口直徑，出口直徑，入口壓強(qiáng)，流量，若

不計(jì)彎管內(nèi)的水頭損失，試求水對(duì)■彎管的作用力。

如圖所示，將一平板垂直探入水的自由射流中，設(shè)平板截去射流的部分流量，

并引起射流的剩余部分偏轉(zhuǎn)一角度。已知射流返度為30m/s,總流量，不計(jì)重

量及水頭損失。求射流加于平板上的力和偏轉(zhuǎn)角度。

第四部分實(shí)際流體的流動(dòng)阻力與能量損失

輸水管道在流量和水溫一定時(shí)，隨著直徑的增大，水流的雷諾數(shù)Re就（）

1、A.增大B、減小C、不變D、不定

2、圓管流動(dòng)的下臨界雷諾數(shù)r的為（）

3、A.300B.1200C.3600D.12000E、這些都不是

雷諾實(shí)驗(yàn)中，由層流向紊流過渡的臨界流速和由紊流向?qū)恿鬟^渡的臨界流

速之間的關(guān)系是（）

（A）vcr>vcr（B）vcr<vcr（C）vcr=vcr（D）不確定

4、管流的雷諾數(shù)Re是（）

5、A.B.C.D.

6、雷諾數(shù)Re反映了（）的對(duì)比關(guān)系

A.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

圓管層流流動(dòng)中，過流斷面上切應(yīng)力分布為（）

A/N

（a）（b）（c）（d）

輸送流體的管道，長度及兩段的壓強(qiáng)差不變、層流流態(tài)，欲使管徑放大一倍,

,則流量應(yīng)為（）

7、A.2；B、4；C、8；D、16

8、圓管層流流量變化與（）

A.粘度成正比；B.管道半徑的平方成正比；C.壓降成反比；

9、D.粘度成反比；E、管道直徑的立方成正比

管道中素流運(yùn)動(dòng)，過水?dāng)嗝媪魉俜植挤希ǎ?/p>

A.均勻分布B、直線變化規(guī)律

C.拋物線規(guī)律D.對(duì)數(shù)曲線規(guī)律

水流在管道直徑、水溫、沿程阻力系數(shù)都一定時(shí)，隨著流量的增加，粘性底

層的厚度就（）

A.增加B.減小C.不變D.不定

在紊流粗糙管中，（）

A.與紊流光滑區(qū)的阻力系數(shù)相同；B、粘性底層覆蓋粗糙凸起高度；

C.阻力系數(shù)只取決于雷諾數(shù)；D、水頭損失與斷面平均流速的平方成正比;

E、阻力系數(shù)九與相對(duì)粗糙無關(guān)。

圓管紊流過渡區(qū)的沿程摩阻因數(shù)：

A.與雷諾數(shù)有關(guān)；B、與管壁相對(duì)粗糙有關(guān)；

C.與及有關(guān)；D.與及管長1有關(guān)。

10、沿程摩阻因數(shù)不受數(shù)影響，一般發(fā)生在。

11、A.層流區(qū)；B、水力光滑區(qū)；C、粗糙度足夠小時(shí)；D、粗糙度足夠大時(shí)。

12、水力半徑是（）

A.濕周除以過水?dāng)嗝娣eB.過水?dāng)嗝娣e除以濕周的平方

13、C.過水?dāng)嗝娣e的平方根D、過水?dāng)嗝娣e除以濕周

14、圓管突然擴(kuò)大的水頭損失可表示為（）

A.B.C.D.

兩根相同直徑的圓管，以同樣的速度輸送水和柴油，不會(huì)出現(xiàn)情況。

A.水管內(nèi)為層流狀態(tài)，油管內(nèi)為紊流狀態(tài)；

B.水管，油管內(nèi)都為層流狀態(tài)；

15、C.水管內(nèi)為紊流狀態(tài)，油管內(nèi)為層流狀態(tài)；

16、D.水管，油管內(nèi)都為紊流狀態(tài)。

17、簡答題

（1）濕周、水力半徑和當(dāng)量直徑的關(guān)系

（2）水力光滑和水力粗糙

（3）產(chǎn)生沿程水頭損失和局部水頭損失的原因

（4）上臨界雷諾數(shù)和下臨界雷諾數(shù)

18、水流經(jīng)變截面管道，己知細(xì)管直徑dl,粗管直徑d2=2dl,試問哪個(gè)截面

的雷諾數(shù)大?兩截面雷諾數(shù)的比值Rcl/Re2是多少？

19、鑄鐵輸水管長=1000m,直徑d=300mm,管材的絕對(duì)粗糙度△=

1.2mm,水溫10℃,通過流量Q=100L/s,試求沿程壓頭損失。

2（）、做沿程水頭損失實(shí)驗(yàn)的管道直徑cm,測量段長度m,水的密度

=1000kg/m3,動(dòng)力粘性系數(shù)=1.518N-s/m。試求：（1）當(dāng)流量1/s時(shí)，管

中的流態(tài)？（2）為保持管中為層流，測量段最大水頭差？

21、推導(dǎo)圓管層流入磯和比的計(jì)算公式。

一段直徑d=100mm的管路長10m。其中有兩個(gè)900的彎管（900=0.294）,管

段的沿程阻力系數(shù)=0.037o如拆除這兩個(gè)彎管而管段長度不變，作用于管段兩

端的總水頭也維持不變，問管段中的流量能增加百分之幾？

如圖所示，兩水池水位恒定，已知水池水面高差，管道直徑，管長，沿程阻

力系數(shù)，局部阻力系數(shù)，，，。試求管道中通過的流量。（公式：沿程損

失，局部損失）

在如圖所示的彎管中，水流量qv=15m3/h,管徑d=50mm,沿程阻力系數(shù)

X=0.0285,AB段長度LAB=0.8m,比壓計(jì)中水銀面高度差A(yù)h=20mm。求彎

管的局部阻力系數(shù)。

如圖所示有壓涵管穿過路基，管長，管徑，上下游水位差，管路沿程阻

力系數(shù)，局部阻力系數(shù)：進(jìn)口，彎管，水下出口，求通過流量？

如圖所示一輸水系統(tǒng)，已知，吸入段長度，水的運(yùn)動(dòng)粘度，水池液

面表壓強(qiáng)，過濾器兩端接汞-水壓差計(jì)，，設(shè)流動(dòng)狀態(tài)在水力光滑區(qū)，，

-求：（1）過濾器的局部阻力系數(shù)？（2）吸入段水頭損失？（3）泵

前真空表讀數(shù)為多少？（4）設(shè)泵出口泵壓，求泵的有效功率。

注：1——帶保險(xiǎn)活門2――彎頭

——閘門與二°'

3——過濾器42

虹吸管將A池中的水輸入B池，已知長度=3m,=5m,直徑d=75mm,兩池

水面高差H=2m,最大超高h(yuǎn)=1.8m,沿程阻力系數(shù)人=0.02,局部阻力系數(shù)：進(jìn)

口Ke=0.5,轉(zhuǎn)彎Kb=0.3,出口Ko=l,試求流量及管道最大超高截面的真空

度。

第五部分有壓流動(dòng)、孔口和管嘴出流

在相同水頭H0的作用下，管嘴出流量Q1與同樣斷面面積的孔口出流量Q2的

關(guān)系為

A.B.C.D.

在孔口外接一管嘴，管嘴的出流量比同樣斷面積的孔口出流量大，其主要原

因是_______0

A.管嘴阻力增加：B、管嘴收縮系數(shù)增大：

C.管嘴收縮斷面處產(chǎn)生了真空；D.孔口收縮斷面處產(chǎn)生了真空。

1、在并聯(lián)管道上，因?yàn)榱髁坎煌?，所以雖然各單位重量液體相同，但通過

各管的水流所損失機(jī)械能總量卻不相同。

A.表面張力；B.粘滯力；C.測壓管水頭線；D.水頭損失。

在并聯(lián)管路問題中，有。

A.流經(jīng)每一短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.流經(jīng)管路的水頭損失相同；

D.當(dāng)總流量已知時(shí)，可直接解得各管的流量。

串聯(lián)管路作為長管計(jì)算，忽略局部水頭損失與流速水頭則。

A.測壓管水頭線與管軸線重合；B、測壓管水頭線與總水頭線重合；

2、C.測壓管水頭線是一條水平線；D、測壓管水頭線位于總水頭線上方。

3、簡答題

（1）管路特性

（2）并聯(lián)管路特征

（3）串聯(lián)管路特征

今欲以長，內(nèi)徑的水平光滑管道輸油，問輸油流量欲達(dá)，用以輸油的油泵揚(yáng)

程為多大（設(shè)油的密度，粘度）o

解：平均流速

“Vdp1.146x0.05x920

Re=——=---------------------=941

流動(dòng)雷諾數(shù)"0056<2300為層流

沿程水頭損失

./V264/V2648001.1462

=72.84m

Z2g-Red2g_9410.052x9.81

因此輸油油泵的揚(yáng)程為乩1=4=72.84m（油柱）

長度L=1000m,內(nèi)經(jīng)d=200mm的普通鍍鋅鋼管，用來輸送運(yùn)動(dòng)粘度的重油，已

經(jīng)測得其流量=0.0380求沿程損失為多少，當(dāng)4000<Re<100000

時(shí)，X=，當(dāng)100000<ReV3000000時(shí)，入=0.0032+?

解：圓管平均速度u=g/（就2/4）=1.2096〃z/s,流動(dòng)的Re=生=6815,

v

9N

A=0.3164/Re025=0.0348,h=2--=12.997/?

/fd2g

4、15℃的水流過內(nèi)徑d=0-3m的銅管。若已知在，=100m的長度內(nèi)水頭損失

4=2m。試求管內(nèi)的流量Q（設(shè)銅管的當(dāng)量粗糙&=3mm）。

解：管道相對(duì)粗糙度

先假設(shè)管內(nèi)流動(dòng)為紊流阻力平方區(qū)，則由穆迪圖查得：

由于，

v=叵甌=12x9.81x0,3x2_7

故V2/V0.038x1001%

2=V-6/2=1.76x-x0.32=0.124m/

則流量44/s

然后，再檢驗(yàn)是否符合以上的假設(shè)

時(shí)，

176x0.3733

u1146X10-6與原假設(shè)紊流阻力平方區(qū)相一致

故管內(nèi)的流量°=4mx

并聯(lián)管道的總流量為Q=25L/s,其中一根管長1=50m、直徑dl=100mm,

沿程阻力系數(shù)入1=0.03,閥門的局部阻力系數(shù)K=3.0；另一根管長2=30m,直

徑d2=50mm,沿程阻力系數(shù)入2=0.04,試求各管段的流量及并聯(lián)管道的壓頭損

失。

32

解：（1）各支管阻抗分別為

8(4?+ZK)8x(0.03x—+3)

4二0.1425

SHI二=1.489xl0s/m

Md"-3.142X().14X9.81

84人8x0.04x30

=3.176x1("s2/m5

42d/3.142X0.055X9.81

由，得總阻抗為

4s

SHI$H21.489xlOx3.176x10

SH=10061

(宿+瓜丫(A/1.489X104+73.176X105)2

那么，各管段的流量為

3^20.55x1。"％

=25x1(尸x

3.:黑hi-%

Qi=Q25x10-3*

(2)并聯(lián)管道的壓頭損失為

2

h”=SHe=10061X(25x10-3)2=6.3Pa

水從密閉容器A沿直徑d=25mm、長度=10m的管道流入容器B,己知容

器A水面的相對(duì)壓力pl=2al,水面高Hl=lm,H2=5m,沿程阻力系數(shù)入=

0.025,局部阻力系數(shù)：閥門Kv=4.0,彎頭Kb=0.3,試求流量。

解：(1)列兩容器液面間的伯努利方程，基準(zhǔn)面取在地面上，得

取+儲(chǔ)=”2+九

與+")=”+-6叫。

則

阻抗為

8("+ZK)8x(0.025x+().5+4.0+0.3x3+1.0)

----------2^----------------------=3.47x1(Ps2/m

3.142X0.0254X9.81

由，得流量為

16=2.15xl0-3m3/s

Q=

3.47xl()6

工廠供水系統(tǒng)由水泵向A.B.C三處供水，管道均為鑄鐵管，已知流量QC=

10L/s,qB=5L/s,qA=10L/s,各段管長l=350m,2=450m,3=100m,各段

直徑dl=200mm,d2=150mm,d3=100mm,整個(gè)場地水平，試求水泵出口壓力。

解析：水的運(yùn)動(dòng)粘度取v=1.0X10-6m2/s,鑄鐵管管壁粗糙度取△=0.4mm。

各管段的流量分別為

3

Q,=Qc=10x10-3m/s

Q2=4B+&=15x103m5/s

x-33

Qi=%+(22=2510m/s

各管段的平均流速分別為

4Q4xl0xl0-3

=1.274m/s

3.14x0.12

各管段的雷諾數(shù)及其相對(duì)應(yīng)的分界點(diǎn)的雷諾數(shù)分別為

Re.=26.98(」了=26.98x(—)^=3.28xlO4

d,A0.4

Re,=必=S849X0.15=j274x1

v1.0x10-6

f8]8

Rec=26.98(空戶=26.98x(—)^=2.36x10，

a-/0.4

1.274x0

1=1274X1Q5

vl.Oxl0^

j8]8

Re-=26.98(a戶=26.98x(—)7=1.48xl04

a3A0.4

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知，各管段的流動(dòng)均在水力粗糙區(qū)內(nèi)，運(yùn)用阿爾特索里公式

計(jì)算各管段的沿程阻力系數(shù)，

680.468

4=0.1吟+嚴(yán)=。11x()025=0,024

Re12001.592xlO5

O250.468

22=0.ll(—+—)=O.llx(----1----------C產(chǎn)=0.026

d1501.274xlO5

2RC2

0.468

A=().ll(—+—)O25=().llx(---+--------產(chǎn)$=0.028

d、Rc31001.274x10

各管段的阻抗分別為

_8.4/8x1000x0.024x350

=2,I3xl07kg/m7

pl-乃M-3.142X0.25

8p22/2_8x1000x0.026x450

Sp2==1.25xIO83面7

7T2d13.142X0.155

_8夕為3_8x1000x0.028x100

=2.27xl08kg/m7

病4；—3.I42XO.15

列水泵出口至管道末端C點(diǎn)間的伯努利方程，基準(zhǔn)面取在C點(diǎn)所在的水平面

上，得水泵出口壓力為

Po=Sp]Q：+Sp2.+Sp3。；

=(0.213x25+1.25x15+2.27xlO)xlOsxIO3=4.68xl06Pa

如圖所示一密閉水箱，箱壁上連接一圓柱形外管嘴。已知液面壓強(qiáng)

pO=14.7kPa,管嘴內(nèi)徑d=50mm、管嘴中心線到液面的高度H=1.5m.管嘴流量系

數(shù)=0.82,試求管嘴出流量Q。

解：

管嘴作用水頭

H=4+互=1.5+lQx?=3m

pg9.8x10，

管嘴出流量

4

=0.82X-X0.052X72X9.8X3=O.O123mJ/s=l2.3IVs

有一薄壁圓形孔口，直徑d為10mm,水頭H為2m,現(xiàn)測得射流收縮斷面的直徑

de為8mm,在32.8s時(shí)間內(nèi)，經(jīng)孔口流出的水量為0.01m3,試求該孔口的收縮系

數(shù)，流量系數(shù)口，流速系數(shù)。及孔口局部損失系數(shù)。

第六部分明渠與堰流

有兩條梯形斷面渠道1和2,已知其流量、邊坡系數(shù)、糙率和底坡相同，但底

坡il>i2,則其均勻流水深hl和h2的關(guān)系為()

1、A.hl>h2B.hl<h2C.hl=h2D.無法