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1、 .一、选择题：从给出的四个选项中选择出一个正确的选项 （本大题 60 分，每小题 3 分）1、温度的升高时液体粘度（）。A、变化不大 B、不变 C、减小 D、增大 2、密度为 1000kg/m 3，运动粘度为 10 6 m 2/s 的流体的动力粘度为（）Pas。A、1 B、0.1 C、0.01 D、0.001 3、做水平等加速度运动容器中液体的等压面是（）簇。A、斜面 B、垂直面 C、水平面 D、曲面 4、1mmH 2O 等于（）。A、9800Pa B、980Pa C、98Pa D、9.8Pa 5、压强与液标高度的关系是（）。A、h=p/g B、p=g C、h=p/g D、h=p/6、流体静
2、力学基本方程式 z+p/g=C 中，p/g的物理意义是（）A、比位能 B、比压能 C、比势能 D、比动能 7、根据液流中运动参数是否随（）变化，可以把液流分为均匀和非均匀 流。A、时间 B、空间位置坐标 C、压力 D、温度 word 专业资料 .8、连续性方程是（）定律在流体力学中的数学表达式。A、动量守恒 B、牛顿摩擦 C、能量守恒 D、质量守恒。9、平均流速是过留断面上各点速度的（）。A、最大值的一半 B、面积平均值 C、统计平均值 D、体积平均值 10、泵加给单位重量液体的机械能称为泵的（）。A、功率 B、排量；C、扬程 D、效率 11、水力坡度是指单位管长上（）的降低值。A、总水头 B
3、、总能量 C、轴线位置 D、测压管水头 12、总水头线与测压管水头线间的铅直高差反映的是（）的大小。A、压力的头 B、位置水头 C、流速水头 D、位置水头。13、雷诺数 Re 反映的是流体流动过程中（）之比。A、惯性力与粘性力 B、粘性力与惯性力 C、重力与惯性力 D、惯性力与重力 14、直径为 d 的圆形截面管道的水力半径为（）A、2 d B、d C、d/2；D、d/4。15、过流断面的水力要素不包括（）。A、断面面积 B、断面湿周 C、管壁粗糙度 D、速度梯度 16、圆管层流中的速度剖面是（）。word 专业资料 .A、双曲线 B、抛物线 C、等值线 D、三角形 17、局部水头损失和流速水
4、头很小，计算中可以忽略的压力管路称为（）。A、长管 B、短管 C、有压管 D、多相管 18、并联管路的水力特点是（）。A、Qi=0，h f=hfi B、Q=Qi,h fj=h fi C、Qi=0，h fi=0 D、Q=Qi,h f=h fi；19、无旋流动是指（）的流动。A、流体质旋转角速度为 0 B、速度的旋度为 0 C、流体质的点运动轨迹为直线 D、流体微团运动轨迹为直线 20、层流区水头损失公式 hf=Q 2 m m 5-m 中的系数 和 m 分别为（）。L/D A、0.0246 和 1 B、4.15 和 1 C、0.0246 和 0.25 D、0.0826 和 0.25。1 二、利用下
5、图推导欧拉平衡微分方程 f p 0，再由此推导出 流体静力学基本方程。（本大题 20 分）word 专业资料 .z p1 A1 dz A A2 dx dy o p2 y x 六面体受力分析 三、图示的油罐装有相对密度为 0.7 的汽油，为测定油面高度，利用连通器原理，把 U 形管装上相对密度为 1.26 的甘油，一 端接通油罐顶部空间，一端接压气管。同时，压气管的另一支 引入油罐底以上的 0.4m 处，压气后，当液面有气逸出时 U 形管油面高度差 h=0.7m ，试计算油罐的油深 H=?（本大题 20 分）p0 H p 压力气体 h 0.4m 四、为了在直径 D=160mm 的管线上自动掺入另
6、一种油品，安装 了如图所示的装置：自锥管喉道处引出一个小支管通入油池。word 专业资料 .若压力表读数为 5，吼道直径为，主管道的 2.3 10Pa 40mm 流量为 30 L/s，油品的相对密度为 0.9。欲掺入的油品的相对 密度为 0.8，油池油面距喉道高度为 1.5m，如果掺入油量约 为原输量的 10%左右，B 管水头损失设为 0.5m，试确定 B 管 的管径。（本大题 20 分）1 2 3 3 12 B 4 4 F 五、试由牛顿相似准则 Ne=l2 v2 建立粘性力相识准则，并说明粘 性力相似准数的含义（本大题 10 分）六、往车间送水的输水管路由两管段串联而成，第一管段的管径 为
7、150mm，长度为 800m，第二管段的直径为 125mm，长度为 600m，设压力水塔具有的水头 H=20m，局部阻力忽略不计，求流量 Q，并绘制水头线。（1=0.，2=0.027，本大题 10 分）word 专业资料 .H L1 d1 1 L2d2 2 题 7-4 图 七、儒科夫斯基疑题：给人感觉图中的圆柱体会在浮力的作用下 会绕其转轴图中圆柱中心出的黑点转动起来，由此便可以 制造出永动机来吗？为什么？（本大题 10 分）F 浮 O 儒科夫斯基疑题 word 专业资料 .一、选择题：从给出的四个选项中选择出一个正确的选项 （本大题 60 分，每小题 3 分）1、压力的升高时液体的粘度（）。
8、A、不变 B、减小 C、变化不大 D、增大 2、密度为 1000kg/m 3，动力粘度为 10 3 Pas 的流体的运动粘度为（）m 2/s。A、10 2 B、10 4 C、10 6 D、10 8 3、做铅直等加速度运动容器中液体的等压面是（）簇。A、水平面 B、垂直面 C、斜面 D、曲面 4、1mmH g 等于（）。A、133280Pa B、13328Pa C、1332.8Pa D、133.28Pa 5、压力水头的计算公式为（）。A、h=p/g B、p=g C、h=p/g D、h=p/6、流体静力学基本方程式 z+p/g=C中，p/g的几何意义是（）A、位置水头 B、压力水头 C、总水头 D
9、、速度水头 7、根据液流中运动参数是否随（）变化，可以把液流分为稳定流和非稳 定流。A、位置坐标 B、时间 C、温度 D、压力 word 专业资料 .8、理想流体伯努利方程是（）定律在流体力学中的数学表达式。A、动量守恒 B、牛顿第一 C、质量守恒 D、能量守恒 9、由连续性 div u=0 可以判断出流动为（）流动 A、稳定 B、可压缩 C、不可压缩 D、均匀 10、泵的排量是指单位时间流过泵的流体所具有的（）。A、质量 B、机械能 C、体积 D、重量 11、水头损失是指单位重量液体在流动过程中所损失的（）A、势能 B、热能 C、压能 D、机械能 12、测压管水头线与位置水头线的铅直高差反映
10、的是（）的大小。A、压力水头 B、位置水头 C、流速水头 D、总水头。13、弗劳德 Fr 反映的是流体流动过程中（）之比。A、惯性力与粘性力 B、粘性力与惯性力 C、重力与惯性力 D、惯性力与重力 14、边长为 a的形截面管道的水力半径为（）A、2a B、a C、a/2；D、a/4。15、过流断面的水力要素包括了以下四项中的（）项。A、速度梯度 B、速度分布 C、温度 D、管壁粗糙度 word 专业资料 .16、圆管流动中的粘性应力与半径呈（）关系。A、线性 B、正比例；C、二次方；D、无；17、局部水头损失或流速水头较大，不可忽略的压力管路称为（）。A、长管 B、短管 C、有压管 D、多相管
11、 18、串联管路的水力特点是（）。A、Qi=Qj，h f=h fi B、Q=Qi,hfj=h fi C、Q=0，h=0 D、Q=Q,h=h；i fi i f fi 19、有旋流动是指（）的流动。A、流体质旋转角速度不为 0 B、速度的旋度不为 0 C、流体质点运动轨迹为曲线 D、流体微团运动轨迹为曲线 20、水利光滑区水头损失公式 h f=Q2 m m L/D5-m 中的系数 和 m 分别为 （）。A、0.0246 和 1 B、4.15 和 1 C、0.0246 和 0.25 D、0.0826 和 0.25。2 二、利用下图推导包达公式 hj(v1 v2)，再计算图中管道锐缘出 2 g 口处的
12、局部阻力系数。（本大题 20 分）word 专业资料 .1 2 p1 p2 流动方向 锐缘出口 1 2 图 1 突扩管示意图 图 2 管道锐缘出口示意图 三、图示的油罐装相对密度为 0.8 的油品，装置如图 2 11 所示 的 U 形测压管。求油面的高度 H=?及液面压力 p 0=?。（本大题20 分）p0 油 H 1.6m 水 0.4m A 0.8m B 0.5m B 四、由断面为 0.2m 2 和 0.1 m 2 的两根管子组成的水平输水管系从 水箱流入大气中，假设不考虑局部水头损失，第一段的水头损 失为流速水头的 4 倍，第二段为 3 倍。（a）求断面流速 v 1 及 v 2；（b）绘制
13、水头线；（c）求进口 A 点的压力（本大题 20 分）。word 专业资料 .H=4m A1=0.2m2 A2=0.1m2 A v1 v2 F 五、试由牛顿相似准则 Ne=l2 v2 建立重力相识准则，并说明重力 相似准数的含义（本大题 10 分）六、有一中等直径钢管并联管路，流过的总水量为 0.08m 3/s，钢 管 的直径 d 1=150mm，d 2=200mm ，长 度 l1=500m，l 2=800m。试并联管中的流量 Q 1、Q 2 及 A、B 两点间的水头 损失（设并联管路沿程阻力系数均为=0.039 。本大题 10 分）。Q Q1L 1d1 A B Q2L2d2 题 7-5 图
14、七、试结合图中给出的机翼周边的流谱解释机翼为什么能够获得 升力（本大题 10 分）word 专业资料 .机翼周边的流谱 word 专业资料 .A 卷答案 一、选择题：1、C 2、D 3、A 4、D 5、C 6、B 7、B 8、D 9、B 10、C 11、A 12、C 13、A 14、D 15、D 16、B 17、A 18、B 19、B 20、B 二、解：在静止流体中任取出图示 z 的微元正六面体。首先，我们 分析作用在这个微元六面体流 体上的力在 x 方向上的分量。微元体以外的流体作用于其上 的表面力均与作用面相垂直。因此，只有与 x 方向相垂直的 o 前后两个面上的总压力在 x 轴 p2 上
15、的分量不为零。设六面体中 x 心点 A 处的静压力为 p(x，y，z)，则作用在 A1 和 A2 点的压力可以表示为 p1 A1 dz A A2 dx dy y p1 =p p dx；p2 =p p dx。x 2 x 2 所以作用在 A1 和 A2 点所在面上的总压力分别为 (p 1 p dx)dydz、(p 1 p dx)dydz。2 x 2 x 微元体流体所受质量力在 x 方向的分力为 X dxdydz，由于流体处于平衡状态，则 1 p 1 p。(p x dx)dydz (p+dx)dydz+X dxdydz=0 2 2 x word 专业资料 .用 dxdydz 除上式，简化后得 X 1
16、 p=0，同理，在 y、z 方向，x 1 p 和 Z 1 p，其矢量形式可写为 可得 Y=0=0 y z f 1 p 0 这便是流体平衡微分方程式。质量力仅有重力时，单位质量流体 所受到的质量力可表示为 X=Y=0；Z=g，将其代入上式可得 dp=gdz 或 d(p+gz)=0 积分可得 p+gz=c 两端同除以 g 则有 p z+=c g 这便是流体静力学基本方程。三、解：选取 U 形管中甘油最低液面为等压面，由气体各点压力相等，可知油罐底以上 0.4m 处的油压即为压力管中气体压力，即 p0 go g h p0 o g(H 0.4)得 go h 1.26 0.7 1.66 m H 0.4
17、0.4 o 0.7 word 专业资料 .四、解：列 1-1 和 2-2 断面的伯努利方程，则 p1 v12 p2 v22 0 2 g 0 2g 1 g 1g 其中 得 v1 Q 1 1.493m/s D 2 4 v2 Q 1 23.885m/s d 2 4 p2 p1 v12 v22 25718.9Pa 1 2 列 4-4 自由液面和 3-3 断面的伯努利方程，以 4-4 自由液面 为基准面，则 0 0 0 p3 v32 H hw4 3 2 g 2 g 其中 p3 p2、v3 0.1Q，代入上式，得 d B 0.028m。1 d B2 4 五、解：当作用在流体上的合外力中粘性力起主导作用时，
18、则有 F=T=A du/dy，牛顿数可表示为 word 专业资料 .v 2 T l 2=l Ne=2 v 2 v 2=l l lv 引入雷诺数 Re=lv/，则牛顿数相等这一相似准则就转化为 Re p Rem 由此可见，粘性力相似准数就是雷诺数，粘性力相似准则就是原 型与模型的雷诺数相等。对于圆管的流动，可取管径 d 作为特征 尺度，这时的雷诺数可表示为 vd vd Re=雷诺数的物理含义是惯性力与粘性力的比值。六、解：列自由液面和出口断面的伯努利方程 Q 2 L Q 2 L 2 H 0.0826 1 1 0.0826 2 d15 d25 则流量 3 Q 0.0155 m/s word 专业资
19、料 .总水头线及测压管水头线 位置水头线 七、答：由于流体静压力的特性一可知，流体静压力的作用方向永远 沿着作用面的法线方向，所以流体对圆柱体表面的作用力的方向 也永远垂直于作用面，所以圆柱体表面上的压力的作用线必然要 通过圆柱体的轴线，这些力对 O 点的力矩为零。因此，圆柱体并 不会绕 O 点转动，也就不能由此制造出永动机来。word 专业资料 .一、选择题：1、C 2、D 3、A 4、D 5、C 6、B 7、B 8、D 9、B 10、C 11、A 12、C 13、A 14、D 15、D 16、B 17、A 18、B 19、B 20、B 二、解：在图中取管道壁、漩涡区起始端和末端断面围成空间
20、为控制 体，在 1、2 两个断面间应用伯努利方程，有 z p v2 z p v 2 h 1 1 2 2 2。1 g 1 g 2 w1 2 2g 2 g 因两断面间的距离很短，忽略沿程阻力，取 1=1=0，则 p p 2 v2 v 2(1)1 1 2 h j 2 g g 再对控制体应用动量方程：忽略控制体侧面上的摩擦力后控制 体的流体在流动方向上所受 的合力为 1 2 L 1 p1 p2 F A2(p1 p2)。1 则动量方程为 1 2 A2(p1 p2)Q(v2 v1)，突扩管局部阻力 word 专业资料 .两端同时除以 gA2得 p1 p2 v2(v2 v1)。g g 将其代入式（1）可得：
21、v 2 (v2 v 2 v 2 h j v1)1 2 g 2 g 整理后可得 hj (v1 v2)2 2 g 即包达公式。它表明圆管液流突然扩大的局部水头损失等于损失流速（v 1-v 2）折算成的水头。由连续性方程可得 v1 v2 A2 或 v2 v1 A1，A1 A2 则包达公式可以写成 v )2 v2(1 A 2 v2 v2 hj(1 2 1 1)1 1 v1 2g A2 2g 2 g 所以管道锐缘出口处的局部阻力系数为=1 三、解：A 点的压力可用自由液面的压力 p 0 及罐外两个液柱的压 力来表示，即 word 专业资料 .p+gH+0.4 g=p A=p+1.6 g 0 o w 0
22、w 可得 p0 wo。H=1.2 =1.5m 为了计算液面压力 p0 取 B 油 H 1.6m B 为等压面，B 点的压力可表 水 0.4m A 示为 0.8m B 0.5m p0+(1.6+0.3+0.5)wg=pB=0.5 g B 汞 ，所以，0 g w Pa。p =0.5 2.4 g=43120 汞 四、解：列自由液面和管子出口断面的伯努利方程，则 v 2 v2 v2 H 2 4 1 3 2 2g 2 g 2g 由1 1 2 2 得 Av A v v2 3.96m/s、v1 1.98m/s 细管断中点的压力为：(1 2 3 v2)1.2 9.8 103 11.76kPa 2 2 粗管断中
23、点的压力为：2 v12 3(2v2)33.32 10 33.32kPa 2 word 专业资料 .2 总水头线 2 v1 v1 2g 4 测压管水头线 2 g v22 3 v22 2g 2 g 位置水头线 水头线 五、解：当作用在流体上的合外力中重力起主导作用时，则有 3 F=G=gV=gl，则牛顿数可表示为 G gV gl 3 gl Ne=l2v2 l2v2 v2 l2v2 引入弗劳德数 Fr=v/gl，则牛顿数相等这一相似准则就转化为 Frp Frm 由此可见，重力相似准数就是弗劳德数，重力相似准则就是原型 与模型的弗劳德数相等。Fr 的物理含义是惯性力与重力的比值。六、解：由并联管路的特
24、点 h f1=h f2，有 Q2L1 Q2 L2 d 5 d 5 1 2 又有 word 专业资料 .Q1 Q2 Q 联立上两式，代入已知数据可解得 Q10.03 m 3/s，Q2 0.05 m3/s A、B 两点间的水头损失 hf(A B)hf 1 h f 2 0.0826 Q12L1 19.09 m d15 七、解：由于流谱中流线的疏密反映了速度的大小，所以从图中 可以看出，机翼上部的流线要比下部的流线密，所以机翼上表面 的流速要大于下表面的，再由伯努利方程可知流速大的地方压力 小，反之亦然。因此可以判断：机翼上表面的压力要小于下表面 的压力，这一压差使机翼获得了升力。机翼周边的流谱 word 专业资料