习题_流体力学.doc

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1、如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流一、二、三、四、五、六、七、八、 习题_流体力学【精品文档】第 16 页九、 选择题1 连续介质假设意味着 。(A) 流体分子互相紧连 (B) 流体的物理量是连续函数(C) 流体分子间有间隙 (D) 流体不可压缩2空气的等温积模量K= 。(A) p （B）T (C) （D）RT3.静止流体 剪切应力。 (A) 不能承受 (B) 可以承受(B) 能承受很小的 (D) 具有粘性是可承受4温度升高时，空气的粘度 。(A) 变小 （B）变大 (C) 不变5流体的粘性与流体的 无关。(A) 分子的内聚力 （B）分子的动量交换 (C) 温度 （D）速度梯度6在常温下

2、，水的密度为 kg/m3。(A) 1 （B）10 (C) 100 （D）10007水的体积弹性模量 空气的体积弹性模量。(A) 8 的流体称为理想流体。(A) 速度很小 （B）速度很大 (C) 忽略粘性力 （D）密度不变9 的流体称为不可压缩流体。(A) 速度很小 （B）速度很大 (C) 忽略粘性力 （D）密度不变10用一块平板挡水，平板形心的淹深为hc，压力中心的淹深为hD，则hc hD。(A) （B） （B）= (C) p2p3 ；C. p1p2p2 ；Bp1=p2 ；Cp1n；9m B L=(3-4)d H0(3-4)d ,H09mL(3-4)d ,H09m99图示两根完全相同的长管道只

3、是安装高度不同，两管的流量关为12 1=2 不定。100并联长管、两管的直径相同，沿程阻力系数相同，长度L2=3L1，通过的流量为12；11.5Q2；11.732；1=3101、两节点连接并联管段1、则、两节点的水头损失为hfab=hf1+hf2+hf3; hfab=hf1+hf2;hfab=hf2+hf3; hfab=hf1=hf2=hf3。102长管并联管道各并联管段的A.水头损失相等; B.水力坡度相等; C总能量损失相等; D.通过水量相等。103并联管道如图,阀门全开时各管段流量Q1、Q2、Q3,现关小阀门K,其他条件不变,流量变化为A、都减小； B. 、减小不变; C.、减小,增大

4、; D. 不变,增大,减小。104将孔口改为同直径的外管嘴出流,其他的条件不变化,则出流流量增大,这是由于A. A. 阻力系数减小所致; B流速系数增大所致; C作用水头增大所致。105长管作用水头H保持不变,出口又由自由出流改为淹没出流后,管路流量A.减小; B.不变; C增大; D不一定。106长管的水力计算场采用比阻A公式=ALQ 比阻有关的参数包括管径d管长，管道的摩阻系数；管径d管道的摩阻系数；管长和管道的摩阻系数；管径d管长和管道流量。107某薄壁小孔口在作用的出流0，当作用水头将为，并孔口改为同直径的管嘴后的出流流量为n,与n的流量关系为；0=QnQ0n108明渠均匀流只能发生在

5、：A. A.平坡棱柱形渠道；B.顺坡棱柱形渠道；C逆坡棱柱形渠道。109水力最优断面是:A. A.造价最低的渠道断面;B.壁面粗糙系数最小断面；C.对一定的流量具有最大断面积的断面；D对一定的面积具有最小湿周的断面。110水力最优矩形断面,宽深比是:A. A.0.5；B.1.0；C.2.0；D4.0。111梯形断面渠道,在底坡i,粗糙系数n和通过流量Q一定的条件下,水力最优断面的条件是:A.过水断面面积具有最大的湿周Xmax；B.底宽b=2h(h为水深); C.h=2Rh(Rh为水力半径)。 112无压圆管均匀流的流量随水深而变化,当充满度为何值时,其流量最大:A.=1；B.=0.95；C.=

6、0.81；D.=0.5。113.无压圆管均匀流的流速随水深而变化,当充满度为何值时,其流速最大:A=1；B.=0.95；C.=0.81；D.=0.5。114明渠流动为急流时.A.Fr1； B.hhc；C.hh0；D.de/dh0。 115明渠流动为缓流时:A.Fr1；B.hhc；C.hh0；D.de/dh0。116明渠水流由急流过渡到缓流时发生:A.水跃;B水跌;C.连续过渡;D.都可能。117在流量一定时,渠道断面的形状、尺寸和壁面粗糙一定时，随底坡的增大，正常水深将：A.增大;B.减小;C.不变。118在流量一定,渠道断面的形状、尺寸一定时，随底坡的增大，临界水深将：A.增大;B减小;C.

7、不变。119堰流特定的局部水流现象是:A.缓流通过障壁; B缓流溢过障壁; C.急流通过障壁; D.激流溢过障壁。120符合以下条件的堰流是宽顶堰流:A. 0.76；B.0.762.5； C.2.510。121自由式宽顶堰的堰顶水深hc0A.hc0hc；C.hc0=hc；D.不定(其中hc为临界水深)122理想流体与实际流体的主要区别在于( )。A. 是否考虑粘滞性 B. 是否考虑易流动性 C.是否考虑重力特性 D. 是否考虑惯性123对于实际流体,总水头线是（ ）的线。A. 沿程下降。B. 沿程升高。 C. 沿程可升可降。 D. 沿程不升不降。二、判断题判断下列说法是否正确。若正确在括号内划

8、，否则划。1动能修正系数与断面流速分布有关。（ ）2临界雷诺数的大小与流体的性质无关。（ ）3长短是指管道几何长度长的管道。（ ） 4谢齐（Chezy）公式适用于紊流粗糙区。 （ ） 5按程沿程阻力系数的变化规律,尼古拉滋试验曲线分为三个区。（ ） 6对于以重力为主导因素的流动，可按佛劳德准则进行模型设计。（ ）三、简答题 1.等压面是水平面的条件有那些？2. 流体静压强的有那两个特性？3.明渠均匀流有那些特性？4. 说明描述流体运动的两种方法（拉格朗日法与欧拉法）的主要区别。5. 何谓不可压缩流体？6. 试述系统和控制体的概念。7. 何谓绝对压强？何谓计示压强？8. 试述理想流体和粘性流体的

9、概念。9. 试述流线和迹线的概念。10. 试解释水击现象.11. 试述层流和紊流的概念。12. 试述有旋流动和无旋流动的概念。四、计算题1 已知一流动的速度场为：vx = 2xy+x，vy = x2-y2-y，试证明该流动为有势流动，且存在流函数，并求速度势及流函数。解：（1） ， 则 x= y= z = 0， 流动为无旋流动， 该流动为有势流动。又 ，即流动为不可压缩流体的平面流动，该流动存在流函数。（2） 速度势为： 流函数为：2 如图所示，两圆筒内装的是水，用管子连接。第一个圆筒的直径d1= 45 cm，其活塞上受力F1=320 N，密封气体的计示压强为981.0 Pa；第二个圆筒的直径

10、d2= 30 cm，其活塞上受力F2=490 N，开孔通大气。若不计活塞重量，求平衡状态时两活塞的高度差h。解：3 已知：一闸门如图，h1 = 2m，h2 =3m，h3 =5m，闸门宽B = 2m，1 =9806 N/m3，2 =12000 N/m3，3 =46000 N/m3。求作用在AB板上的合力，以及作用在B点的合力矩。解：4 图示为水自压力容器定常出流，压力表读数为10atm，H=3.5m，管嘴直径D1=0.06m，D2=0.12m，试求管嘴上螺钉群共受多少拉力？计算时管嘴内液体本身重量不计，忽略一切损失。解：对容器液面和管嘴出口截面列伯努利方程：选管嘴表面和管嘴进出口断面所围成的体积

11、为控制体，列动量方程：对管嘴的进出口断面列伯努利方程，得5 如图示，水流经弯管流入大气，已知d1=100mm，d2=75mm，v2=23m/s，不计水头损失，求弯管上所受的力。解：由连续方程： 得： 对弯管的进、出口截面列伯努利方程：其中，P2 b= 0，z1 = z 2，代入得：选弯管所围成的体积为控制体，对控制体列动量方程：求得：Fpnbx= - 710.6 (N) Fx= - Fpnbx= 710.6 (N) Fpnby= 1168.5 (N) Fy= - Fpnby= -1168.5 (N)6 已知油的密度=850 kg/m3，粘度=0.06 Pa.s，在图示连接两容器的光滑管中流动，

12、已知H=3 m。当计及沿程和局部损失时，求：（1）管内的流量为多少？（2）在管路中安一阀门，当调整阀门使得管内流量减小到原来的一半时，问阀门的局部损失系数等于多少？（水力光滑流动时，= 0.3164/Re0.25）。解：（1）对两容器的液面列伯努利方程，得：即： (1)设= 0.03，代入上式，得 v = 3.27 m/s，则故，令=0.0291，代入（1）得：v=3.306（m/s）则（2）则求得：7为确定鱼雷阻力，可在风洞中进行模拟试验。模型与实物的比例尺为1/3，已知实际情况下鱼雷速度vp=6 km/h，海水密度p=1200 kg/m3，粘度p=1.14510-6 m2/s，空气的密度m

13、=1.29 kg/m3，粘度m=1.4510-5 m2/s，试求：（1）风洞中的模拟速度应为多大？（2）若在风洞中测得模型阻力为1000N，则实际阻力为多少？解：已知（1） 由Rep = Rem 得， k = kv kl， vm= kvvp= 386 =228 (km/h)（2）由kF= kkl2 kv2 得 FP = Fm/kF = 1000/0.1725 = 5798 (N)7 流体通过孔板流量计的流量qv与孔板前、后的压差P、管道的内径d1、管内流速v、孔板的孔径d、流体密度和动力粘度有关。试用定理导出流量qv的表达式。 （dimP =ML-1T-2， dim=ML-1T-1）。解：设q

14、v= f (P, d1, v, d,)选d, v, 为基本变量上述方程的量纲方程为：由量纲一致性原则，可求得：a1=0 a2=1 a3=0 a4=1b1=1 b2=2 b3=0 b4=1c1=2 c2=0 c3=1 c4=18 如图所示，由上下两个半球合成的圆球，直径d=2m，球中充满水。当测压管读数H=3m时，不计球的自重，求下列两种情况下螺栓群A-A所受的拉力。（1）上半球固定在支座上；（2）下半球固定在支座上。解：（1）上半球固定在支座上时（2）下半球固定在支座上时9. 新设计的汽车高1.5m，最大行驶速度为108km/h，拟在风洞中进行模型试验。已知风洞试验段的最大风速为45m/s，试

15、求模型的高度。在该风速下测得模型的风阻力为1500N，试求原型在最大行驶速度时的风阻。解： 根据粘性力相似准则， 又10. 连续管系中的90渐缩弯管放在水平面上，管径d1=15 cm，d2=7.5 cm，入口处水平均流速v1=2.5 m/s，静压p1e=6.86104 Pa（计示压强）。如不计能量损失，试求支撑弯管在其位置所需的水平力。 解：由连续方程： 由能量方程： X方向动量方程： Y方向动量方程： 合力为:11. 小球在不可压缩粘性流体中运动的阻力FD与小球的直径D、等速运动的速度v、流体的密度、动力粘度有关，试导出阻力的表达式。 （dimF =MLT-2， dim=ML-1T-1）。（

16、15分）解：设FD = f (D, v, ,)选D、v、为基本变量上述方程的量纲方程为：由量纲一致性原则，可求得：a1=1 a2=1 b1=2 b2=1 c1=2 c2=1 12. 如图所示，一封闭容器内盛有油和水，油层厚h1=40 cm，油的密度o=850 kg/m3，盛有水银的U形测压管的液面距水面的深度h2=60 cm，水银柱的高度低于油面h=50 cm，水银的密度hg= 13600 kg/m3，试求油面上的计示压强（15分）。解： 13. 额定流量qm=35.69 kg/s的过热蒸汽，压强pe=981 N/cm2，蒸汽的比体积为v=0.03067 m3/kg，经内径为227mm的主蒸汽管道铅垂向下，再经90弯管转向水平方向流动。如不计能量损失，试求蒸汽作用给弯管的水平力。解：由连续方程： 得： 选弯管所围成的体积为控制体，对控制体列x方向动量方程：14. 为测定90弯头的局部阻力系数，在A、B两断面接测压管，流体由A流至B。已知管径d=50 mm，AB段长度LAB = 0.8 m，流量qv = 15 m3/h，沿程阻力系数=0.0285，两测压管中的水柱高度差h = 20 mm，求弯头的局部阻力系数。（15分）解： 对A、B列伯努利方程：