2008-2009學(xué)年2學(xué)期時(shí)間

110分鐘

流體力學(xué)課程56學(xué)時(shí)3.5學(xué)分考試形式：閉卷

專業(yè)年級:總分100分，占總評成績70%

注：此頁不作答題紙，請將答案寫在答題紙上

一、是非題（每題1分，共10分）

i.靜止的液體和氣體接觸的自由面，它既是等壓面，也是水平面。（）

2.水總是由高向低流的。（）

3.雖然流體的旋轉(zhuǎn)角速度不可能無窮大，但是渦量有可能無窮大。（）

4.流線是光滑的曲線，不能是折線，流線之間可以相交。（）

5.氣體的動力粘性系數(shù)隨溫度的升高而減小，原因是分子間動量交換減少。（）

6.如果某流動區(qū)域中的流線是直線，則流動不可能是有旋運(yùn)動。（）

7.進(jìn)行模型設(shè)計(jì)時(shí)，在幾何相似的前提下，應(yīng)保證原型和模型所有的相似準(zhǔn)數(shù)都相同即完全相似。

）

8.引起局部阻力的原因是由于旋渦區(qū)的產(chǎn)生，而不是速度方向和大小的變化。（）

9.自模區(qū)內(nèi)流體的流動是由雷諾相似準(zhǔn)數(shù)控制著的流動。（）

10.在原條件保持不變的情況下，增加并聯(lián)支管的條數(shù)，可以增大輸水總流量。（）

二、單選題（每題2分，共20分）

L連續(xù)介質(zhì)假設(shè)意味著。

（A）流體分子互相緊連（B）流體的物理量是連續(xù)函數(shù)

（C）流體分子間有空隙（D）流體不可壓縮

2.已知外界大氣壓強(qiáng)pO=1.02個(gè)工程大氣壓，如果某點(diǎn)的真空度為5mH20柱，則該點(diǎn)的絕對壓

強(qiáng)為N/m2o

35

（A）51X10（B）149X103?1.5X105（D）1.05X10

3.管徑不變的流道內(nèi)粘性沆體總水頭線沿流程的變化是，測壓管水頭線沿流程的變化

是

（A）上升；下降（B）不變；可能上升，可能下降

（C）下降；下降（D）下降；可能上升，可能下降

4.應(yīng)用總流的伯努利方程口j,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

5.溢水堰模型設(shè)計(jì)比例為20,若在模型上測得模型流量為Qm=300L/s,則實(shí)際流量Qn為

m3/so

（A）537（B）6（C）600（D）5.37

6.恒定平面勢流中，組成流網(wǎng)的流線與等勢線的關(guān)系是。

（A）相交（B）正交（C）共枕（D）斜交

7.對于并聯(lián)長管道，每根管道的.

（A）流量相等（B）切應(yīng)力相等（C）沿程水頭損失相等（D）水力坡度相等

8.流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動包括。

（A）平移和旋轉(zhuǎn)（B）平移，旋轉(zhuǎn)和變形

（C）平移，旋轉(zhuǎn)和線變形（D）旋轉(zhuǎn)，線變形和為變形

9.下列命題中正確的命題是。

（A）壁面粗糙度較大的管道，流動阻力一定較大

（B）雷諾數(shù)相同的兩根圓管水頭損失相同

（C）雷諾數(shù)表征壓力與粘性力之比

（D）兩根不同管徑的圓管，通過不同粘性的液體，它們的判別流態(tài)的臨界雷諾數(shù)相同

10.公式不能用于。

（A）均勻流（B）急變流（C）紊流（D）層流

三、填空題（共14分）

1.某液體的動力粘性系數(shù)U=0.005kg/m-s,相對密度為0.85,則其運(yùn)動粘性系數(shù)值v=

m2/s,>（本題2分）

2.圖示容器內(nèi)有一放水孔，孔口設(shè)有面積為A的閥門ab,容器內(nèi)水深為h,則閥門所受的靜水總壓力

為。（本題2分）

3.運(yùn)動粘性系數(shù)v=0.4cm2/s的流體在直徑d=10cm的管道內(nèi)以v=0.4m/s的速度運(yùn)動，則管內(nèi)流態(tài)

為，沿程損失系數(shù)為，單位管長上的沿程損失為。（本題4分）

4.水位恒定的上、下游水箱，如圖，箱內(nèi)水深為H和h。三個(gè)直徑相等的薄壁孔口1,2,3位于隔板

上的不同位置，均為完全收縮。則三孔□的流量關(guān)系為.若下游水箱無水

則：。（本題4分）

第2題圖第4題圖

5.無環(huán)量橢圓柱繞流是由疊加而成的。（本題2分）

四、作圖題（共8分）

繪出圖中圓柱曲面上的壓力體圖及左側(cè)AB部分的靜

壓強(qiáng)分布圖，標(biāo)明靜壓強(qiáng)的大小和方向及壓力體的方

向。

五、計(jì)算題（本大題有4小題，共43分）

1.已知某流動：，請判別：（1）該流動是否存在；（2）是否是無旋流場；（3）是否存在流函數(shù)和勢

函數(shù)，為什么？（本題8分）

2.兩臺水泵同時(shí)從水井抽水，水井通過自流管與河流相通，水井水面恒定不變，已知自流管為鑄鐵

管，長，管徑。水泵吸水管長，管徑，沿程阻力系數(shù)，局部阻力系數(shù)：自流管進(jìn)口，水

泵底閥，90°彎管。水泵安裝高度，真空表讀數(shù)為。求：

（1）泵的抽水量；（2）當(dāng)泵地標(biāo)高為55m時(shí)，推算河流水面高程？（15分）

水井

第2題圖第3題圖

3.將一平板探入水的自由射流內(nèi)井垂直于射流的軸線，該平板微去射流流量的一部分QI,并引起射

流的剩余部分偏轉(zhuǎn)a角，如射流流速v=30m/s,全部流量、=36L/s,平板截去的流量QI=12L/s,

忽略液體的重量及摩擦損失，試確定射流施尸平板的作用力和射流偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角Q。（10分）

4.試用n定理推導(dǎo)紊流達(dá)西公式。相關(guān)影響因素有壓差A(yù)p,管長L,管徑d,管壁粗糙度K,動力

粘度U,密度P,平均流速V。（10分）

六、實(shí)驗(yàn)問答題（共5分）

通過演示實(shí)驗(yàn)一一流動現(xiàn)象演示，試述卡門渦街在工程中的不利和有利之處，并闡明理由。

流體力學(xué)課程56學(xué)時(shí)3.5學(xué)分考試形式：閉卷

專業(yè)年級：總分100分，占總評成績70%

一、是非題（每題1分，共io分）

l.J；2.X；3.X；4.X；5.V；6.X；7.X；87；9.X；10.Xo

二、單選題（每題2分，共20分）

1.B；2.A；3.C；4.D；5.A；6.B；7.C；8.B；9.D；10.B。

三、填空題（共14分）

1.5.88*10-6（本題2分）；2.PghA（本題2分）3.層流；0.064；0.0052m（本題4分）

4.Q1=Q2>Q3；QI>Q2>Q3（本題4分）

5.直線均勻流動+一定距離的等強(qiáng)度的源和匯（本題2分）

四、作圖題（共8分）

b

，以hl+h2）

壓力體圖和壓強(qiáng)分布圖各占4分

五、計(jì)算題（本大題有4小題，共43分）

1.已知某流動：，請判別：口）該流動是否存在；（2）是否是無旋流場：（3）是否存在流函數(shù)和

勢函數(shù)，為什么？（本題8分）

解：（I）流動是存在的。（2分）

（2）；,,，所以是有旋流動。（2分）

（3）有旋，所以不存在勢函數(shù)。因?yàn)?，是平面問題，又為不可壓縮流體，所以存在流函數(shù)。（2分）

32222

I//=^（usdy-uvdx）=J[（2xy+y）dy-（x-3yx）dx]

33i（2分）

=J）/）n3=2?>?2+-（/-V）

2.兩臺水泵同時(shí)從水井抽水，水井通過自流管與河流相通，水井水面恒定不變，已知自流管為鑄鐵

管，長，管徑。水泵吸水管長，管徑，沿程阻力系數(shù).局部阻力系數(shù)：自流管進(jìn)口，水泵底

閥.90°彎管。水泵安裝高度，真空表讀數(shù)為。求：

（1）泵的抽水量；（2）當(dāng)泵軸標(biāo)高為55m時(shí),推算河流水面高程?（15分）

解：（I）對水井液面和吸水管末端列能量方程

2j2

0+0+0=加+（-且與+二+（杜+晶+療二（2分）

Pg2gd22g

441I7v2

0+0+0=3.5+（——-）4-（1+0.03x——+6+2）—（3分）

9.80.152g

得則Q=23.21/S（2分）

（2）對自流管前后液面列能量方程：

40v2

/7+0+0=55-3.5+0+0+（0.03x——+3+1）——（3分）

0.22g

n=2Qx4/;r笛=L48m/s（3分）所以52.62m（2分）

3.將一平板探入水的自由射流內(nèi)并垂直于射流的軸線，該平板截去射流流量的一部分Q1,并引起射

流的剩余部分偏轉(zhuǎn)a角，如射流流速v=30m/s,全部流量、=36L/S,平板截去的流量QI=12L/S,

忽略液體的重量及摩擦損失，試確定射流施于平板的作用力和射流偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角a。（10分）

解：對3個(gè)斷面列能量方程

得（2分）

列y向動量方程ZFy=-pQ{\\+pQ2V2sin0=0

sine=&=檢磔犀祖疑e=30。（4分）

列x向動量方程^Fx=pQ2v2cosO-pQv=-F

F=1000x30x（0.036-0.024xcos30）（3分）

456N

尸=456N方向向右（1分）

4.試用丸定理推導(dǎo)紊流達(dá)西公式。相關(guān)影響因素有壓差A(yù)p,管長L,管徑d,管壁粗糙度K,動力粘

度u,密度P,平均流速Vo（1（）分）

解：一般函數(shù)關(guān)系式為（1分）

選（，v,d為三個(gè)基本量，則有4個(gè)n：（1分）

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