工程流体力学模拟题.ppt

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1、一、选择题（共一、选择题（共一、选择题（共一、选择题（共20202020分，每小题分，每小题分，每小题分，每小题4 4 4 4分）分）分）分）1.1.1.1.某水库水深为某水库水深为某水库水深为某水库水深为10m10m10m10m处的绝对压强为（处的绝对压强为（处的绝对压强为（处的绝对压强为（）A.10kPaA.10kPa；B.98kPaB.98kPa；C.147kPaC.147kPa；D.196kPaD.196kPa2.2.2.2.圆管湍流过渡区的沿程水水头损失系数圆管湍流过渡区的沿程水水头损失系数圆管湍流过渡区的沿程水水头损失系数圆管湍流过渡区的沿程水水头损失系数 与（与（与（与（）有关。

2、）有关。）有关。）有关。A.A.A.A.雷诺数；雷诺数；雷诺数；雷诺数；B.B.B.B.管壁相对粗糙度；管壁相对粗糙度；管壁相对粗糙度；管壁相对粗糙度；C.C.C.C.雷诺数和管壁相对粗糙度；雷诺数和管壁相对粗糙度；雷诺数和管壁相对粗糙度；雷诺数和管壁相对粗糙度；D.D.D.D.雷诺数和管道长度。雷诺数和管道长度。雷诺数和管道长度。雷诺数和管道长度。3.3.3.3.牛顿内摩擦定律表明（牛顿内摩擦定律表明（牛顿内摩擦定律表明（牛顿内摩擦定律表明（）。）。）。）。A A A A任何流体具有粘性任何流体具有粘性任何流体具有粘性任何流体具有粘性 B B B B低粘度流体具有较低的切应力低粘度流体具有较

3、低的切应力低粘度流体具有较低的切应力低粘度流体具有较低的切应力 CCCC牛顿流体的切应力与速度梯度成正比牛顿流体的切应力与速度梯度成正比牛顿流体的切应力与速度梯度成正比牛顿流体的切应力与速度梯度成正比 D D D D粘度是与温度无关粘度是与温度无关粘度是与温度无关粘度是与温度无关4.4.4.4.流体运动的连续性方程是（流体运动的连续性方程是（流体运动的连续性方程是（流体运动的连续性方程是（）原理在流体力学中的具体体现。）原理在流体力学中的具体体现。）原理在流体力学中的具体体现。）原理在流体力学中的具体体现。A.A.A.A.动量守恒动量守恒动量守恒动量守恒 B.B.B.B.质量守恒质量守恒质量守

4、恒质量守恒 C.C.C.C.能量守恒能量守恒能量守恒能量守恒 D.D.D.D.力的平衡力的平衡力的平衡力的平衡5.5.5.5.边长为边长为边长为边长为a a a a的正方形管的水力半径是的正方形管的水力半径是的正方形管的水力半径是的正方形管的水力半径是 ()()()()A Aa/2Ba/2Ba/3Ca/3Ca/4Da/4Da/5.a/5.D DC CC CB BC C如如图图所示，所示，(a)图为图为自由出流，自由出流，(b)图为图为淹没出流，若在两种出流情况下作用淹没出流，若在两种出流情况下作用水水头头H，管，管长长l、管径、管径d及沿程阻力系数均相同。及沿程阻力系数均相同。则则两管中的流量

5、两管中的流量()。A.QaQbB.Qa=QbC.QaQbD.不确定B B二、简答题（共二、简答题（共二、简答题（共二、简答题（共20202020分，每题分，每题分，每题分，每题10101010分）分）分）分）1.1.如图所示，水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道，试问：如图所示，水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道，试问：如图所示，水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道，试问：如图所示，水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道，试问：当阀门开度一定，上游水位保持不变，各段管中，是恒定流还是非恒当阀门开度一定，上游水位保持不变，各段管中，是恒定流还是非恒当阀门开度一定，上游水位

6、保持不变，各段管中，是恒定流还是非恒当阀门开度一定，上游水位保持不变，各段管中，是恒定流还是非恒定流？是均匀流还是非均匀流？定流？是均匀流还是非均匀流？定流？是均匀流还是非均匀流？定流？是均匀流还是非均匀流？答：答：答：答：1 1 段管为恒定均匀流（等径、水平管）段管为恒定均匀流（等径、水平管）段管为恒定均匀流（等径、水平管）段管为恒定均匀流（等径、水平管）2 2 段管为恒定非均匀流（水平、变径管）段管为恒定非均匀流（水平、变径管）段管为恒定非均匀流（水平、变径管）段管为恒定非均匀流（水平、变径管）3 3 段管为恒定均匀流（等径、水平管）段管为恒定均匀流（等径、水平管）段管为恒定均匀流（等径、

7、水平管）段管为恒定均匀流（等径、水平管）ABAB2.2.2.2.画出下图画出下图画出下图画出下图ABCABCABCABC段的压力体段的压力体段的压力体段的压力体C CC C三、计算题（共三、计算题（共三、计算题（共三、计算题（共60606060分，每题分，每题分，每题分，每题15151515分）分）分）分）1.1.1.1.用一虹吸管将用一虹吸管将用一虹吸管将用一虹吸管将8080热水从高位槽中抽出，两容器中水面恒定。已知热水从高位槽中抽出，两容器中水面恒定。已知热水从高位槽中抽出，两容器中水面恒定。已知热水从高位槽中抽出，两容器中水面恒定。已知ABAB2.2.2.2.长长长长7m7m，BCBC长

8、长长长15m15m（均包括局部阻力的当量长度），管路内径（均包括局部阻力的当量长度），管路内径（均包括局部阻力的当量长度），管路内径（均包括局部阻力的当量长度），管路内径20mm20mm，3.3.3.3.摩擦系数可取为摩擦系数可取为摩擦系数可取为摩擦系数可取为0.0230.023。试求：。试求：。试求：。试求：(1)(1)(1)(1)当当当当z z1 13m3m时，水在管内的流量；时，水在管内的流量；时，水在管内的流量；时，水在管内的流量；(2)(2)(2)(2)在管子总长不变的情况下，欲使在管子总长不变的情况下，欲使在管子总长不变的情况下，欲使在管子总长不变的情况下，欲使 流量增加流量增加流

9、量增加流量增加2020，则则则则HH1 1应为多少应为多少应为多少应为多少?z z1 1解：（解：（1）在两水槽）在两水槽间间列柏努利方程列柏努利方程其中：其中：z1=3m；u1u20；p1=p2=0（表（表压压）；）；z2=0可得：可得：流速：流速：流量流量：(2)(2)欲提高流量，需增大两容器中水位的垂直距离。欲提高流量，需增大两容器中水位的垂直距离。欲提高流量，需增大两容器中水位的垂直距离。欲提高流量，需增大两容器中水位的垂直距离。此此此此时时时时所以所以所以所以2.2.某某 处处 设设 置置 安安 全全 闸闸 门门 如如 图图 所所 示，示，闸闸 门门 宽宽 b=0.6m，高高 h1=

10、1m，铰铰 接接 装装 置置 于于 距距 离离 底底 h2=0.4m，闸闸 门门 可可 绕绕A 点点 转转 动，动，求求 闸闸 门门 自自 动动 打打 开开 的的 水水 深深 h为为 多多 少少 米。（不考虑闸门转动的摩擦）米。（不考虑闸门转动的摩擦）l l 打开闸门的力是什么力打开闸门的力是什么力打开闸门的力是什么力打开闸门的力是什么力？l l 打开闸门的力应是多大打开闸门的力应是多大打开闸门的力应是多大打开闸门的力应是多大？l l 打开闸门的力应作用在哪点打开闸门的力应作用在哪点打开闸门的力应作用在哪点打开闸门的力应作用在哪点？静静静静压压压压力力力力当当 时，时，闸闸 门门 自自 动动

11、开开 启启 得得 ：将将 hD 代代 入入 上上 述述 不不 等等 式式解：解：解：解：3.3.3.3.如图所示，两股速度大小同为如图所示，两股速度大小同为如图所示，两股速度大小同为如图所示，两股速度大小同为V V的水射流汇合后成伞状体散开，设两股的水射流汇合后成伞状体散开，设两股的水射流汇合后成伞状体散开，设两股的水射流汇合后成伞状体散开，设两股 射流的直径分别为射流的直径分别为射流的直径分别为射流的直径分别为d d1 1和和和和d d2 2，试求散开角，试求散开角，试求散开角，试求散开角 与与与与d d1 1、d d2 2的关系。如的关系。如的关系。如的关系。如d d2 2=0.7=0.7

12、d d1 1，是多少度？不计重力作用和损失。是多少度？不计重力作用和损失。是多少度？不计重力作用和损失。是多少度？不计重力作用和损失。l l 散开角散开角散开角散开角 为什么与为什么与为什么与为什么与d d1 1、d d2 2有关系有关系有关系有关系？l l 不计重力作用和损失意味什么不计重力作用和损失意味什么不计重力作用和损失意味什么不计重力作用和损失意味什么？解：射流暴露在大气中，不考虑重力影响，根据伯努利方程，各射流截解：射流暴露在大气中，不考虑重力影响，根据伯努利方程，各射流截解：射流暴露在大气中，不考虑重力影响，根据伯努利方程，各射流截解：射流暴露在大气中，不考虑重力影响，根据伯努利

13、方程，各射流截面的流速相等。汇合流是一个轴对称的伞状体，其截面积逐渐减小，但面的流速相等。汇合流是一个轴对称的伞状体，其截面积逐渐减小，但面的流速相等。汇合流是一个轴对称的伞状体，其截面积逐渐减小，但面的流速相等。汇合流是一个轴对称的伞状体，其截面积逐渐减小，但汇合流量总是不变的，它等于两个射流量汇合流量总是不变的，它等于两个射流量汇合流量总是不变的，它等于两个射流量汇合流量总是不变的，它等于两个射流量Q Q1 1和和和和Q Q2 2之和。之和。之和。之和。作用在水体上的外力和为零，根据动量方程，作用在水体上的外力和为零，根据动量方程，作用在水体上的外力和为零，根据动量方程，作用在水体上的外力

14、和为零，根据动量方程，可以求出张角可以求出张角可以求出张角可以求出张角 与与与与d d1 1、d d2 2的关系。的关系。的关系。的关系。当d20.7d1时,cos0.3423，70o4.4.有一液位恒定的高位槽通过管路向水池供水，高位槽内液面高度有一液位恒定的高位槽通过管路向水池供水，高位槽内液面高度h h1 1 为为1m1m，供水总高度，供水总高度h h2 2为为10m10m，输水管内径，输水管内径50mm50mm，总长度，总长度100m100m （包括所有局部阻力的当量长度），（包括所有局部阻力的当量长度），求：供水量为多少求：供水量为多少求：供水量为多少求：供水量为多少。h h1 1h

15、 h2 2解：取高位槽上液面为截面解：取高位槽上液面为截面解：取高位槽上液面为截面解：取高位槽上液面为截面1 1 1 1，输水管出口外侧为截面，输水管出口外侧为截面，输水管出口外侧为截面，输水管出口外侧为截面2 2 2 2，在，在，在，在1-11-11-11-1和和和和2-22-22-22-2间列柏努利方程，可得：间列柏努利方程，可得：间列柏努利方程，可得：间列柏努利方程，可得：其中：其中：其中：其中：，将阻力公式代入将阻力公式代入将阻力公式代入将阻力公式代入，整理得：，整理得：，整理得：，整理得：2 2+2 22 2小孔小孔小孔小孔 若在管垂直部分某处出现一直径为若在管垂直部分某处出现一直径为若在管垂直部分某处出现一直径为若在管垂直部分某处出现一直径为1mm1mm的小孔，的小孔，的小孔，的小孔，水是否将从小孔出？水是否将从小孔出？水是否将从小孔出？水是否将从小孔出？如不考虑摩擦损失，如不考虑摩擦损失，如不考虑摩擦损失，如不考虑摩擦损失，14141414