流体力学试题及答案4(3页).doc

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1、-总分一二三四五六七八九十 密封线学院班级学号姓名考试试卷（A B卷） 学年第 学期课程名称：流体力学-第 3 页-一、判断题（20分）1. 流体质点只有质量没有大小。（F）2. 温度升高液体的表面张力系数增大。（F）3. 液滴内的压强比大气压小。（ F）4. 声音传播过程是一个等熵过程。（T ）5. 马赫线是超音速流动中被扰动和未扰动区域的分界线。（T）6. 一般情况下当马赫数小于2/3时可以忽略气体的压缩性（F）7. 超音速气流在收缩管道中作加速运动。（F）8. 定常流动中，流体运动的加速度为零。（F）9. 气体的粘性随温度的升高而增大。（T）10. 牛顿流体的粘性切应力与速度梯度，即角变

2、形速率成正比。（T）11. 理想流体定常流动，流线与等势线重合。（F）12. 应用总流伯努利方程解题时，两个断面间一定是缓变流，方程才成立。（F）13. 雷诺数是表征重力与惯性力的比值。（F）14. 静止的流体中任意一点的各个方向的压强值均相等。（T）15. 大气层中的压强与密度、温度的变化有关而且受季节、气候等因素的影响。（T）16. 压力体的体积表示一个数学积分，压力体内一定有流体。（F）17. 不可压缩流体的有旋流动由于存在速度势和流函数，故又称为位势流动。（F）18. 如果流场中若干流体微团无绕自身轴线旋转运动，刚称为无旋流动。（F）19. 如果任一条封闭曲线上的速度环量皆为零，则此区

3、域内的流动必为无旋流动。（T）20. 不可压缩流体在位势流场中，任意曲线上的速度环量等于曲线两端点上速度势函数值之差，而与曲线形状无关。（T）二、填空题（10分）1. 在欧拉坐标系中，流体的加速度包括时变加速度和 位变加速度 两部分，如果流场中时变加速度为零，则称流动为 定常流动 ，否则流动称为 非定常流动 。2. 雷诺实验揭示了流体流动存在层流和 紊流 两种流态，并可用 雷诺数来判别流态，管道流动的临界雷诺数为 2320 。3. 已知三维流场的速度分布为：，试求t=0时刻,经过点（1,1）的流线方程；点（1,1）处的加速度为。4. 平面流动速度分布为：，如果流体不可压缩，试求a= 0.5 ；

4、b= 0 。5. 子弹在15摄氏度的大气中飞行，如果子弹头部的马赫角为45度，子弹的飞行速度为 481m/s 。三、简答题(15分，每小题5分):1. 试说明伯努利方程成立的条件。理想流体；不可压缩；质量力只有重力；定常流动；方程沿流线成立。2. 简述势函数和流函数的性质。势函数：调和函数，任一曲线的速度环量为两端点势函数之差；流函数：满足连续性方程；调和函数；任两条曲线间的流量等于流函数之差；3. 简述水力光滑管与水力粗糙管的含义。粘性底层的厚度，管壁的绝对粗糙度，如果，说明管壁的粗糙度对水流的阻力影响很小为水力光滑管，反之为水力粗糙管。三、计算题(40分，每小题10分):1. 若作用在圆球

5、上的阻力F与球在流体中的运动速度V、球的直径D及流体的密度和动力粘度有关，试利用布金汉定理求无量纲数。（10分）解：本问题的物理量共有5个，n=5,基本量纲为M、L、T，即m=3(2) 写出5个物理量的量纲（2分） 正确选取循环量（2分） 组合并求出无量纲数1（2分）组合并求出无量纲数2（2分）2. 不可压缩流体平面势流，已知在点（2，1.5）处的流速,求流函数和在点（1，1）处的流速。（10分）解： ，解得（4分）代入在点（1，1）处的流速为（2分）（C为常数）（4分）3. 弧形闸门，中心角，宽度B=1m，如下图所示，水深H=4m，确定水作用于此闸门上的总压力P的大小和方向。（10分）解：m

6、;（1分）（4分）；（4分）；总压力大小为80.99KN，方向与竖直方向夹角75.5度。4. 粘度仪是测量液体粘性系数的仪器，它是由如下图所示的两个同心薄壁圆筒组成，外筒半径为R100mm，内筒半径为r99mm，筒高1m，两筒之间的间隙为mm，外筒转速为20rad/s,当间隙内充满某种润滑油时，若已知润滑油的粘性系数，求内筒所受扭矩M。解：（1） （2） （4） 解得： （3）5. 水泵装置如图。水泵安装高度h2.5m，高低水池液面（面积足够大）高差Z20m，吸水管管径D10.2m，长度l15m，沿程阻力系数为0.02，总局部水头损失系数为5；压水管的直径D20.15m，l250m，沿程阻力系数为0.03，压管总的局部水头损失系数为6，测得水泵出口处的表压PPa2105Pa.试求：水泵输水量Q和水泵的功率（水泵的功率系数为0.80）。（15分）解：2-2和3-3应用总流的伯努力方程：（6分）解得，（2分）(2分)（5分）