流体力学试题(含答案)(11页).doc

-流体力学试题(含答案)-第 11 页全国2002年4月高等教育自学考试工程流体力学试题课程代码：02250一、单项选择题(每小题1分，共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。1.若流体的密度仅随(    )变化而变化，则该流体称为正压性流体。 C.温度       2.亚声速流动，是指马赫数(    )时的流动。 C.大于1        3.气体温度增加，气体粘度(    ) A.增加 4.混合气体的密度可按各种气体(    )的百分数来计算。 A.总体积 5.某单位购买了一台提升汽车的油压升降机(如图一所示)，原设计操纵方法是：从B管进高压油，A管排油时平台上升(图一的左图)；从A管进高压油，B管排油时平台下降。在安装现场工人不了解原设计意图，将A、B两管联在一起成为C管(图一的右图)。请你判断单靠一个C管通入高压油或排油，能操纵油压机升降吗?你的判断：(    ) A.可以 6.在一个储水箱的侧面上、下安装有两只水银U形管测压计(如图二)，当箱顶部压强p0=1个大气压时，两测压计水银柱高之差h=h1-h2=760mm(Hg)，如果顶部再压入一部分空气，使p0=2个大气压时。则h应为(    ) A.h=-760mm(Hg)       B.h=0mm(Hg) C.h=760mm(Hg)        D.h=1520mm(Hg)7.流体流动时，流场各空间点的参数不随时间变化，仅随空间位置而变，这种流动称为(    ) A.定常流        B.非定常流 8.流体在流动时，根据流体微团(    )来判断流动是有旋流动还是无旋流动。 C.运动轨迹是直线      9.在同一瞬时，流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线(    ) A.重合        B.相交    10.图示三个油动机的油缸的内径D相等，油压P也相等，而三缸所配的活塞结构不同，三个油动机的出力F1，F2，F3的大小关系是(忽略活塞重量)(    )1=F2=F31>F2>F31<F2<F31=F3>F211.三个容积完全相等的容器，联接如图示，先将阀门a,b关闭，阀门c开启。压强计p指示为0。将容器I充入压缩空气，绝对压强为300KPa，容器抽成真空度为30KPa。先关闭阀门c,再开启阀门a和b。这时，压强计p的读数应该是(设当地大气压是100KPa)12.下列说法中，正确的说法是(    ) A.理想不可压均质重力流体作定常或非定常流动时，沿流线总机械能守恒 B.理想不可压均质重力流体作定常流动时，沿流线总机械能守恒 C.理想不可压均质重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒 D.理想可压缩重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒13.在缓变流的同一有效截面中，流体的压强分布满足(    ) A.+Z=C         B.p=C    C. +      D. +Z+14.当圆管中流体作层流流动时，动能修正系数等于(    )  A.1       B.2    15.如图所示，容器若依次装着水与汽油，假定二者均为理想流体，且H=常数，液面压强为大气压，则从管口流出的水与汽油之间的速度关系是(    )水>v油 水<v油水=v油16.粘性流体绕流平板时，边界层内的流态由层流转变为紊流的临界雷诺数Rexcr值为(    )  A.2000      B.200013800      C.5×1053×106   D.2×1053×10517.当某管路流动在紊流粗糙管平方阻力区范围内时，则随着雷诺数Re的增大，其沿程损失系数将(    )  A.增大        B.减小      C.不变   18.水自水箱经管路流出如图所示，若把管路阀门再关小一些，则在阀门前后的测压管1与2的液面高度变化将是(    ) 1升高，h2降低1降低，h2升高1与h2都降低1与h2都升高19.流体在管内作层流流动时，其沿程损失hf值与断面平均流速v的(    )次方成正比。  A.1     20.管路水力计算中的所谓长管是指(    )二、名词解释(每小题2分，共10分)三、简答题(每小题5分，共20分)26.混合气体密度如何计算，并列出计算公式。27.对于静止液体，当作用在液体上的质量力仅有重力时，则液体中的哪些面是等压面?28.什么是有效截面?流道中流线互相平行时，有效截面形式如何?29.什么是紊流的时均速度?写出紊流时均速度轴向分量的定义式，指出式中各符号的含义。四、计算题(50分)30.(6分)飞机在10000m高空(T=223.15K,p=0.264bar)以速度800km/h飞行，燃烧室的进口扩压通道朝向前方，设空气在扩压通道中可逆压缩，试确定相对于扩压通道的来流马赫数和出口压力。(空气的比热容为Cp=1006J/(kg·K)，等熵指数为k=1.4，空气的气体常数R为287J/(kg·K)31.(6分)一截面为圆形风道，风量为10000m3/h，最大允许平均流速为20m/s，求：(1)此时风道内径为多少?(2)若设计内径应取50mm的整倍数，这时设计内径为多少?(3)核算在设计内径时平均风速为多少?32.(7分)离心式风机可采用如图所示的集流器来测量流量，已知风机入口侧管道直径d=400mm,U形管读数h=100mmH2O，水与空气的密度分别为水=1000kg/m3，空3，忽略流动的能量损失，求空气的体积流量qv。33.(7分)要为某容器底部设计一个带水封的疏水管，结构如图示：容器内部的压强值，最高时是表压强pe=1500Pa,最低时是真空值pv=1200Pa,要求疏水管最高水位应低于容器底部联接法兰下a=0.1m，最低水位应在疏水管口上b=0.2m(水密度=1000kg/m32)求：(1)疏水管长度L。  (2)水封水面到疏水管口的深度H。34.(12分)有一水平放置的90°渐缩弯管，管内径d1=15cm,d2=7.5cm,入口处平均流速v1=2.5m/s,表压强p1=6.86×104Pa，若不计阻力损失，求水流对弯管的作用力。水的密度=1000kg/m3。35.(12分)用虹吸管输水，如图所示，已知：水位差H=2m,管顶高出上游水位h=1m，虹吸管内径d=200mm，管长为LAB=3m,LBC=5m,LCD=4m,管路沿程损失系数=0.026，局部损失系数有：管路进口滤网(带底阀)一个，滤网=12,B、C两处90°圆弯两个，每个弯头=0.5，管路出口出口=1.0，水的密度=1000kg/m3。试求：(1)虹吸管的流量qv。(2)虹吸管中压强最低点的位置及其真空值。全国2002年4月高等教育自学考试工程流体力学试题参考答案课程代码：02250一、单项选择题(每小题1分，共20分)  6.C        7.A        8.D  二、名词解释(每小题2分，共10分)   21.单位体积流体的质量。   22.在流体中压强相等的点组成的面称为等压面。   23.流场中各空间点上所有物理参数均与时间变量t无关，称作定常流动。   24.流体在管内作紊流流动时，用符号表示管壁绝对粗糙度，0表示粘性底层的厚度，则当   0>时，叫此时的管路为水力光滑管。   0 < 时，叫此时的管路为水力粗糙管。   25.在绝热流动的过程中，气流的绝对压强与热力学温度为零，气流的总能量全部转化为宏观运动的动能的状态。三、简答题(每小题5分，共20分)   26.可按各种气体所占气体总体积的百分数来计算。    =11+22+33+nn=    i各组成气体所占混合气体总体积的百分数；    i各组成气体的密度，kg/m3；    混合气体密度，kg/m3   27.属于等压面的是以下水平面。    (1)自由表面(或气液分界面)。    (2)两种不互溶液体的交界面。    (3)液体内能互相连通(或不被隔断)的同一种液体内的各水平面。   28.(1)在流场中(或流道中)存在这样横截面，穿过该截面的每一条流线均与该截面垂直，这样的横截面称为有效截面(又称过流截面)。    (2)当流线互相平行时，有效截面为平面。       当流线互相不平行时，有效截面为曲面。   29.紊流真实速度在一定时间间隔内的统计平均值叫紊流的时均速度。         式中：t初始时刻  T时间间隔  u瞬时速度 时均速度四、计算题(共50分)30T0=T+  M= P0=p31.依连续方程（=C）v1A1=v2A2=qv1. v1  d1=0.42m=420mm 2. 设计内径应取450mm为50mm的9倍，且风速低于允许的20m/s 3. 在设计内径450mm时，风速为    0+0+0=+0+   得v=   由静力学方程p+水gh=0p=-水gh代入   qv=v    表压强pe=gh或h=     在最高压强时，管内水面应低于O-O面     h1=   在最低压强时，管内水面应高于0-0面   h2=    故疏水管长度    L=a+h2+h1    水封水面到疏水管口深度     H=h1    答：疏水管长度应为0.574m，水封水面到疏水管口深度为0.353m。34.      35（1）求虹吸管的流量：列进、出口水池水面的伯努利方程：     H=   所以qv3/s  (2)求最低压强点及其真空度：   最低压强应是虹吸管内的C点（见图）   列进水池水面及C断面的伯努利方程：   0=h-   得pvc=28200Pa=28.2KPa?全国2011年1月自学考试流体力学试题课程代码：03347一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1.不可压缩流体是指( )C.无粘性流体2.如题2图所示，用U形水银压差计测量水管A、B两点的压强差，水银面高差hp=10cm，pA-pB为( )3.关于水流流向的正确说法是( ) 题2图4.实际液体的水力坡度J为( )A.J<0B.J=0C.J>0D.J=Jp5.如题5图所示，排水管的断面平均流速v，则管道出口的局部水头损失为( )A.0.102mB.0.204mC.0.306mD.0.408m题5图6.欲使水力最优梯形断面渠道的水深和底宽相等，则渠道的边坡系数m应为( )A.14B.12M2型水面曲线时，水流的特性为( )A.Fr<l h>hcB.Fr>l h>hcC.Fr<l h<hcD.Fr>l h<hc随淹没程度hgH的增大而( )小渗流的浸润线，沿程变化为( )10.桥墩绕流的模型设计应采用( )二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。11.已知某流体的粘性切应力为5.0Nm2，动力粘度为0.1Pa·s，则其剪切变形速率为_。12.在平衡流体中，等压面恒与质量力_。13.在恒定流中，_与迹线重合。14.直径100mm的圆管长1000米，水头损失lm，则管壁处的切应力为_Pa。15.水流处于紊流粗糙区时，沿程摩阻系数与_有关。16.圆柱形外管嘴作用水头为4.5m，管嘴直径为20mm，则从管嘴流出的流量为_ls。b=5m的长直矩形断面渠道，通过的流量为Q=40m3s，若渠道内某断面水深h=2m，则该断面水流的流动状态为_。(填急流或缓流或临界流)18.明渠水流由急流过渡到缓流时发生_。(填水跃或水跌)19.根据堰的分类可知，堰顶厚度=0.8m，堰上水头H=1.5m的堰属于_堰。20.雷诺数表征惯性力与_之比。三、名词解释题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）四、简单计算题(本大题共3小题，每小题5分，共15分)26.如题26图所示，用真空计B测得封闭水箱液面上的真空度为0.98kPa，若敞口油箱的液面低于水箱液面的高度H=1.5m，油柱高h1=5.6m，水银柱高h2=0.2m，求油的密度。题26图27.某矩形断面渠道，粗糙系数n=0.025，通过流量Q3s，底宽b=4m，水深h=2m，问此渠道底坡应为多少?28.有一普通完全井，其半径r0=0.36m，含水层厚度H=7m，岩土渗透系数k=0.0016m/s，井中水深h=4m，试计算井的出水量。(影响半径R=3000s)五、计算题(本大题共3小题，每小题10分，共30分)29.如题29图所示，在蓄水容器垂直壁的下面有一14圆柱面的部件AB，该部件的长度l=1.0m，半径R=0.4m，水深h=1.2m，试求作用在部件AB上的静水总压力，要求绘制水平分力的压强分布图和铅垂分力的压力体图。题 题29图入大气，干管及分岔管的轴线处于同一水平面上。已知=30°，v2=v3=12ms，d1=200mm，d2=d3=100mm，不计水头损失，求水流对分岔管的作用力。题30图31.如题3l图所示为离心式水泵抽水装置。已知流量Q=20 1/s，几何给水高度Hg=18m。吸水管长度l1，=8m，管径d1=150mm；压水管长度l2=20m，管径d2=100mm。沿程摩阻系数=0.042，局部水头损失系数为：进口e=5.0，弯头b=0.17。水泵的安装高度Hs=5.45m，水泵进口的允许真空度hv=7mH2O。(1)试校核水泵进口的真空度hv；(2)试求水泵的扬程H。题31图2011年1月全国自考流体力学参考答案全国2010年10月自学考试流体力学试题课程代码：03347一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1流体在静止时()A既可以承受压力，也可以承受剪切力B既不能承受压力，也不能承受剪切力C不能承受压力，可以承受剪切力D可以承受压力，不能承受剪切力2如图所示，密闭容器上装有U型水银测压计。在同一水平面上1、2、3点上的压强关系为()Ap1=p2=p3Bp1p2p3Cp1p2p3Dp1p2=p33恒定流一定是()A当地加速度为零B迁移加速度为零C向心加速度为零D质点加速度为零4在总流伯努利方程中，压强P是渐变流过流断面上的()A某点压强B平均压强C最大压强D最小压强5圆管均匀流过流断面上切应力符合()A均匀分布B抛物线分布C管轴处为零、管壁处最大的线性分布D管壁处为零、管轴处最大的线性分布6如图所示，安装高度不同、其他条件完全相同的三根长管道的流量关系为()AQ1=Q2=Q3BQlQ2Q3CQlQ2Q3DQlQ2=Q37有压管流中，阀门瞬时完全关闭，最大水击压强p的计算公式为()ABCD8只适用于明渠均匀流流动状态的判别标准是()A微波波速B临界底坡C弗劳德数D临界水深9矩形修圆进口宽顶堰在的条件下，其流量系数()Am0.32Bm=0.32Cm=0.36Dm0.3610用裘皮依公式分析普通完全井浸润线方程时的变量是()A含水层厚度B浸润面高度C井的半径D渗透系数二、填空题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。11动力粘度与运动粘度v的关系为=_。12水的体积模量(体积弹性模量)K=2.1×109N/m2，压强增加196kPa后，8m3水的体积减小量为_m313液体静力学基本方程z+=C的物理意义是静止液体中各点单位重量液体具有的_相等。14在紊流光滑区，则沿程水头损失hf与流速v的_次方成正比。15绕流阻力包括摩擦阻力和_阻力。16孔口外接短管，成为管嘴出流，增加了阻力，但流量不减，反而增加，这是由于_的作用。17共轭水深中跃前水深和跃后水深具有相同的_。18宽顶堰发生侧收缩时，局部水头损失增加，_降低。19渗透系数的确定方法有实验室测定法、_和经验方法三种。20采用国际单位制进行量纲分析时，对于不可压缩流体，三个基本量纲分别是_。三、名词解释题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）21不可压缩流体22流线23当量粗糙24短管25自流井四、简答题(本大题共3小题，每小题5分，共15分)26图示一有压管道，小管直径dA=0.2m，大管直径dB=0.4m，A点压强水头为7mH2O，B点压强水头为4mH2O，已知大管断面平均流速vB=1m/s，B点比A点高1m求管中水流的方向。27如图所示一密闭水箱，箱壁上连接一圆柱形外管嘴。已知液面压强p0=14.7kPa，管嘴内径d=50mm，管嘴中心线到液面的高度H=1.5m，管嘴流量系数=0.82，试求管嘴出流量Q28已知图示渠段下游为无穷远，上游水深小于正常水深。试对其进行分区，定性画出水面曲线并标出曲线名称。五、计算题(本大题共3小题，每小题10分，共30分)29如图所示开口盛水容器，容器壁上设有半径R=0.4m的半球盖AB已知球形盖中心点的水深h=1.6m，不计半球盖自重，试求半球盖连接螺栓所受的总拉力和总切力。(球体体积公式为)30如图所示，管道内水流经水平对称分岔管道流入大气。已知流量Q=0.2m3/s，干管直径dl=300mm，支管直径d2=d3=100mm，分岔角，不计水头损失，试求水流对分岔管的作用力。31如图所示溢流坝泄流模型剖面。已知溢流坝最大下泄流量为Qp=850m3/s，若采用长度比尺l =50的模型进行实验，试求模型的最大泄流量Qm如测得模型坝脚处收缩断面流速vm/s，模型的堰上水头Hm=10.8cm，试求原型相应的流速vp和堰上水头Hp2010年10月全国自考流体力学参考答案