环保工程师-专业基础-工程流体力学与流体机械-流体动力学.docx

《环保工程师-专业基础-工程流体力学与流体机械-流体动力学.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《环保工程师-专业基础-工程流体力学与流体机械-流体动力学.docx（18页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、环保工程师-专业基础-工程流体力学与流体机械-流体动力学单选题1.水从水箱中流经等径直管，并经过收缩管道泄出（如图所示），若水箱中的水位保持不变，则AB段内的流动为()。（江南博哥）2008年真题题1图A.恒定流B.非恒定流C.非均匀流D.急变流 正确答案：A参考解析：如题1解图所示，分别取A、A、B、B四点；水箱水面保持不变，水质点作恒定流动。恒定流是指在流场中任何空间点上所有的运动要素都不随时间改变，并不是说流体质点的所有的运动要素不变。图中从B到B点管道断面面积逐渐变小，虽然管中流速是变化的（uBuB），但该系统水流是恒定流。题1解图单选题2.如图所示，管道为输水管道，若不考虑水头损失，

2、且水箱的水位保持不变，正确的压强关系是()。2012年真题题2图A.A点的压强小于B点的压强B.C点的压强小于D点的压强C.E点的压强小于F点的压强D.B点的压强小于C点的压强 正确答案：C参考解析：根据题1图可知，A、B、C三点处于同一水平位置，则三者的压强相等，即：pApBpCp0gh。DE段可近似认为是虹吸管，则DE段将产生负压，即：pDpE0。而F点pFp0，所以pEpF，所以各点压强关系为：pApBpCpFpDpE。单选题3.如图所示，一管径不同的有压弯管，细管直径d1为0.2m，粗管直径d2为0.4m，11断面压强水头7.0m水柱，22断面压强水头为4m水柱高，已知v2为1m/s，

3、22断面轴心点比11断面轴心点高1m，判断水流流向并计算1、2两断面间的水头损失hw为()。2008年真题题3图A.水流由11流向22处，hw2.0mB.水流由22流向11处，hw2.0mC.水流由11流向22处，hw2.8mD.水流由22流向11处，hw2.8m 正确答案：C参考解析：11断面与22断面压强差为：P7431m，所以水流由11流向22处。对11断面和22断面列能量方程：则得水头损失为：连续性方程vAAAvBAB，式中，截面面积Ad2/4。因此，连续性方程可以变为：vAdA2vBdB2，即则v14v24m/s，故水头损失为：单选题4.平流管中心流速0.8m/s，管径20mm，管中

4、流量为()。2013年真题A.1.156104m3/sB.2.51104m3/sC.1103m3/sD.5.02104m3/s 正确答案：B参考解析：根据圆形管内流量计算公式：。式中，Q为流量；d为管径；v为流速。代入数据计算得：Q2.51104m3/s。单选题5.等直径圆管中的层流，其过流断面平均流速是圆管中最大流速的多少倍？()2007年真题A.1.0B.1/3C.1/4D.1/2 正确答案：D参考解析：当圆管中的流态为层流时，断面上各点的流速可用公式计算：。最大流速umax发生在r0的管轴心处，则；断面平均流速。经积分计算后可得，所以，即平均流速是最大流速的一半。单选题6.如图所示，下列

5、相互之间可以适用于总流能量方程的断面是()。2011年真题题6图A.11断面和22断面B.22断面和33断面C.11断面和33断面D.33断面和44断面 正确答案：C参考解析：由能量方程推导过程可知，能量方程的应用必须满足这些条件：恒定流、不可压缩流体、仅受重力作用、所取断面必须是渐变流（两断面可有急变流段）、两断面间无机械能的输入或输出、也无流量的汇入或分出。选取的断面为均匀流断面或渐变流断面，符合要求的只有11断面和33断面。因为只有均匀流或渐变流断面上压强分布符合静压分布规律，这样才适用于恒定总流能量方程。22断面是变径，未知条件太多；44断面与流速方向不垂直。单选题7.从物理意义上看，

6、能量方程表示的是()。2010年真题A.单位重量液体的位能守恒B.单位重量液体的动能守恒C.单位重量液体的压能守恒D.单位重量液体的机械能守恒 正确答案：D参考解析：已知能量方程为：式中，H为总水头，表示单位重量流体的总能量或总机械能。理想流体伯努利方程式表明，单位重量流体所具有的位能、压能和动能之和沿同一流线保持不变。或者说，总水头沿流程保持不变，即理想流体在流动时无能量损失，但位能、压能、动能之间可以相互转化。单选题8.如图所示，油管直径为75mm，已知油的密度是901kg/m3，运动黏度为0.9cm2/s。在管轴位置安放连接水银压差计的皮托管，水银面高差hp20mm，则通过的油流量Q为(

7、)。2016年真题题8图A.1.04103m/sB.5.19103m/sC.1.04104m/sD.5.19104m/s 正确答案：B参考解析：根据皮托管工作原理可计算出：轴线流速：轴线处的雷诺数：可判断流动形态为层流。则断面平均流速：流量：单选题9.出水管直径50mm，末端阀门关闭时表读数为29.4kN/m3。当打开阀门后，读数降为4.9，则管道流量为()。2016年真题题9图A.27.31103m3/sB.15103m3/sC.6.14103m3/sD.13.7103m3/s 正确答案：D参考解析：如题10图所示，以00为基准线，阀门打开时，从11到22列能量方程：其中：所以有：解得：v2

8、7m/s。所以可得管道流量为：单选题10.如图所示，类似文丘里管路，当管中的流量为Q时，观察到A点处的玻璃管中的水柱高度为h，当改变阀门的开启度使管中的流量增大时，玻璃管中水位h会发生什么现象？()2014年真题题10图A.h变小B.h不变C.h变大D.无法辨别 正确答案：C参考解析：文丘里效应表现在受限流动在通过缩小的过流断面时，流体出现流速或流量增大的现象。根据连续性方程QAv，管中流量增大，管径不变则流速增大；若流动在重力场中，作用在流体上的质量力只有重力，则欧拉方程积分后可得伯努利方程为：。可看出流速的增大伴流体压力降低，从而A点处与外界大气压间的压差增大，故h变大。单选题11.文丘里

9、流量计如图所示，12，如果管道中通过的流量保持不变，管道轴线由原来的向下倾斜45变为水平，U形测压计的读数为()。2013年真题题11图A.B.hC.D.2h 正确答案：B参考解析：根据连续性方程：QAv。式中，Q为管道中流量；A为横截面积；v为流速。已知管道中通过的流量保持不变，横截面积不变则流速不变；将管道轴线变为水平，两点处压强不变。根据伯努利方程：。式中，z为位置水头；为速度水头；为压强水头。压差计两侧高度差恒定，仍为h。单选题12.如图所示，直径为20mm、长5m的管道自水池取水并泄入大气中，出口比水池水面低2m，已知沿程水头损失系数0.02，进口局部水头损失系数0.5，则管嘴出口流

10、速为()。2013年真题题12图A.2.46m/sB.3.12m/sC.6.79m/sD.4.34m/s 正确答案：A参考解析：对水池水面断面和管道出口断面两个断面列伯努利方程：式中，z1z2H，p1p2，v10，。则伯努利方程化为：。代入数据可得：，解得：。单选题13.图中穿孔板上各孔眼大小形状相同，每个孔口的出流速度关系为()。2013年真题题13图A.v1v2v3v4B.v1v2v3v4C.v1v2v3v4D.无法确定 正确答案：B参考解析：本题中，1、2、3、4号孔均处于液面以下，属于孔口淹没出流。淹没出流的流速与孔口深度无关，即各孔口流速相等，即v1v2v3v4。单选题14.一管流中

11、A、B两点，已知zA1m，zB5m，pA80kPa，pB50kPa，vA1m/s，vB4m/s，判断管流的流向，以下选项正确的是()。2016年真题A.zAzB，所以从B流向AB.pApB，所以从A流向BC.vBvA，所以从B流向AD.，所以从B流向A 正确答案：D参考解析：通过计算A、B两点总能头H（总水头）即可判断管流流向。总水头线是沿程各断面总水头的连线，在实际流体中总水头线沿程是单调下降的。总水头用公式表示为：则可算出：从而可得：HBHA，由于实际流体具有黏滞性，运动状态下，产生流动阻力，造成能量损失，所以，总水头线沿程总是下降的，故管流从B流向A。单选题15.理想液体流经管道突然放大

12、断面时，其测压管水头线()。2014年真题A.只可能上升B.只可能下降C.只可能水平D.以上三种情况均有可能 正确答案：A参考解析：总水头线是沿程各断面总水头的连线，在实际流体中总水头线沿程是单调下降的。总水头等于位置压头z、静压头p/g和动压头v2/2g之和，用H表示，即。理想流体流动时，总水头不变。位置水头和静压头之和在水力学中称为测压管水头，即zp/g为测压管水头。管道断面突然放大，则液体流速减小，即v2/2g减小，zp/g增大，测压管水头线上升。单选题16.下列说法中，哪项是正确的？()2009年真题A.实际液体恒定元流的总水头线是水平线，测压管水头线可能下降，也可能上升B.理想流体在

13、渐扩管道中恒定运动，测压管水头线是沿程上升的；在渐缩管道中恒定运动，测压管水头线是沿程下降的C.实际流体的位置水头、压强水头、流速水头和水头损失之和成为总水头D.理想流体在管道进口、阀门等处，由于存在局部水头损失，总水头先突然下降 正确答案：B参考解析：实际流体的伯努利方程各项及总水头、测压管水头的沿程变化可用几何曲线表示（如题16解图所示）。水经过流断面（流通截面）的测压管水头连线称为测压管水头线，而总水头的连线则称为总水头线。对于实际流体，总水头由位置水头、压强水头、流速水头组成，由于流体在流动过程中总是有压头损失，故其总水头线总是沿程下降的。测压管水头线沿流动方向可以上升也可以下降，这是

14、因为沿流动方向，流速可能因为管径的变大（或变小）而变小（或变大），即动能水头变化可影响测压管水头的变化。B项，对于理想流体在渐扩管道中恒定运动，流速减小，流速水头减小，测压管水头线沿程上升；反之下降。题16解图测压管水头线和总水头线单选题17.设水流由水塔经铅垂圆管喷流入大气，如图所示。己知水箱水面距出口断面间H7m，d1100mm，出口喷嘴直径d260mm，若不计能量损失，试求管内离出口断面4m处断面A的压强（动能修正系数取1.0，且水塔水面面积很大）()。2009年真题题17图A.29.4103PaB.4.7103PaC.20.5103PaD.39.2103Pa 正确答案：C参考解析：若忽

15、略水头损失，则的值保持为常数。而在自由液面（水塔水面）和出口B处的压强为大气压强（p0）。故若对水塔水面、A、B列伯努利方程，则有：所以，水塔水面面积很大，可认为v0。A、B两处通过的流量相等，则有：所以有：A的压强pAgh，代入数值得：pA10009.82.092920.5103Pa。单选题18.应用恒定总流伯努利方程进行水力计算时，一般要取两个过流断面，这两个过流断面可以是()。2007年真题A.一个为急变流断面，另一个为均匀流断面B.一个为急变流断面，另一个为渐变流断面C.两个都是渐变流断面D.两个都是急变流断面 正确答案：C参考解析：不可压缩实际流体（按1kg流体计）的伯努利方程式为：

16、若将式（1）两边同除以重力加速度g，又令，则可得到以单位重量（1N）流体为基准的伯努利方程式：实际流体的伯努利方程式的适用条件包括：适用于不可压缩流体、稳定流动；适用于两过流断面之间没有分流或合流的情况，若有分流或合流，只要沿着流股，取1kg流体，式（1）照样可用；式（1）的计算基准是单位质量流体，式（2）的计算基准是单位重量流体，不能取全部流体来计算；两个过流断面必须是均匀流动或渐变流断面。单选题19.如图所示，从水面保持恒定不变的水池中引出一管路，管路由三段管道组成，在管路末端设有阀门，当阀门开度一定，水流处于稳定状态时，试问管段的水流为何种流动？()题19图A.非恒定均匀流B.恒定均匀流

17、C.恒定渐变流D.非恒定渐变流 正确答案：C参考解析：运动平衡的流动，流场中各点流速不随时间变化，由流速决定的压强、黏聚力和惯性力也不随时间变化，称为恒定流动。若流场中任何空间点上有任何一个运动要素是随时间而变化的，则这种水流称为非恒定流。水面保持恒定不变的情况下，、管段的流动属于恒定流，其中、管段属于均匀流，管段属于渐缩管段，因此水流处于稳定状态时，管段属于渐变流。渐变流的流动速度大小和方向随流向变化，但变化很小，流线近乎为平行直线，过流断面可近似认为是平面，且过流断面上的压力分布服从静力学方程。常见的渐变流是管件（如弯头、突然扩大、突然缩小、三通等）或阀门后面的等径直管内的流动。单选题20

18、.恒定流是指流场内任意两点间的流速矢量相等，该描述()。A.正确B.错误C.不确定D.不完全 正确答案：B参考解析：恒定流是指流场内任一点处的流速、压力、密度等与流动有关的物理参数都不随时间而变化，其运动要素仅仅是空间坐标的连续函数，而与时间无关，但速度矢量包括大小与方向，故在不同的空间点，其速度矢量不相等。单选题21.在水箱上接出一条长直的渐变锥管管段，末端设有阀门以便控制流量。若水箱内水面不随时间变化、阀门的开度固定，此时，管中水流为()。A.恒定均匀流B.恒定非均匀流C.非恒定均匀流D.非恒定非均匀流 正确答案：B参考解析：运动平衡的流动，流场中各点流速不随时间变化，由流速决定的压强、黏

19、聚力和惯性力也不随时间变化，称为恒定流动。若流场中任何空间点上有任何一个运动要素是随时间而变化的，则这种水流称为非恒定流。若水箱内水面不随时间变化、阀门的开度固定，即管内水流流速不随时间变化，为恒定流；因为是渐变锥管，在管内不同位置，随着管径不同，管内质点速度不同，即管内水流流速随位置而变化，存在迁移加速度，为非均匀流。单选题22.流体在直管内流动造成阻力损失的根本原因是()。A.层流B.湍流C.有旋涡D.流体有黏性 正确答案：D参考解析：由牛顿黏性定律可知，在水中或空气中运动的物体都会受到来自于它们的阻力，这些阻力产生的根本原因就是流体的黏性。对于液体，由于液体分子间平均距离比气体要小得多，

20、黏性力主要由分子间的吸引力所产生。单选题23.理想流体中没有()。A.压力B.质量力C.重力D.黏性应力 正确答案：D参考解析：黏度为零的流体称为理想流体。在实际水或空气中运动的物体都会受到来自于它们的阻力，这些阻力产生的根本原因就是流体的黏性。是衡量流体黏性大小的一个物理量，称为黏滞系数或黏度。单选题24.连续性方程表示()守恒。A.质量B.动量C.能量D.热量 正确答案：A参考解析：连续性方程又称质量衡算方程，根据质量守恒可知，1u1A12u2A2，即单位时间内控制体内部的流体质量的增加等于通过控制体面净流入的质量。单选题25.伯努利方程式如以单位重量流体为基准，则可表示为()。A.B.C

21、.D. 正确答案：A参考解析：在一水流中，已知过流断面1和过流断面2的速度水头、压强水头、位置水头，流体从1流向2，以单位重量（1N）流体为基准的伯努利方程式为：以单位体积流体为基准的伯努利方程式为：单选题26.如图所示，有一个平板闸门宽B为2m，当通过一定流量时，闸前水深h为4m，闸孔后收缩断面水深hC为0.5m。不计水头损失，则此时的通过流量Q为()m3/s。题26图A.7.65B.8.35C.9.25D.10.0 正确答案：B参考解析：以闸后水面为基准面，以闸前水面和闸后水面为分析断面，列伯努利方程可得到：其中，水面和出口面处均为大气压强，即P1P20，闸前水面足够大，流速近似为零，即u

22、10；则。故可得闸后流速为：流量QBhCv220.58.358.35m3/s。单选题27.下面不属于恒定总流伯努利方程应用条件的是()。A.基准面可随意选取，以方便为原则B.选择控制面（脱离体），注意全面分析外力C.过流断面必须是均匀流或渐变流断面D.流动必须是恒定流，且流体是不可压缩的 正确答案：B参考解析：伯努利方程使用条件是恒定流、不可压缩流体、仅受重力作用，故所取断面必须是均匀流或渐变流，两断面间无机械能的输入或输出、也无流量的汇入或分出。单选题28.总压线和势压线之间的铅直距离代表()。A.位能B.静压能C.动能D.摩擦阻力 正确答案：C参考解析：以单位体积流体为基准的机械能衡算方程

23、为：式中各项的单位均为Jm3，即Pa（Nm2）P。pe为以单位体积流体计的外加能量，pf称为压力损失。位能gz和静压p之和称为势压，将各过流断面上的势压连成线则称为势压线。位压gz、静压p和动压u2/2之和称为总压，即Pgzpu2/2，将各过流断面上的总压连成线则称为总压线。故总压线和势压线之间的铅直距离代表动能。单选题29.()的总水头线是水平线。A.黏性不可压缩流B.理想不可压缩流C.恒定流D.非恒定流 正确答案：B参考解析：若流体为理想流体，由伯努利方程可知，沿流动方向各过流断面的总水头相等，即总水头线为一条水平直线。总水头与测压管水头相差一个动压头，因此，将总水头减去动压头就可绘出测压

24、管水头线。而动压头与管径的四次方成反比，故沿流动方向测压管水头线随管径变大（或变小）而上升（或下降）。单选题30.如图所示，3个垂直细直管的液面高度从左到右依次()。（忽略阻力损失）题30图A.降低B.升高C.相同D.左右两根的液面高度相同，中间的最低 正确答案：D参考解析：由进口液位到出口液位，因无阻力损失，故由总流能量方程知：总水头（位头静压头动压头）不变，因左右两根小管处于等管径处，动压头不变，故静压头与位头之和不变，所以，左右两根小管内的液面（代表位头静压头）相平；中间小管由于管道收缩，流速增大，动压头增大，（位头静压头）减小，故管内液位低于左右两根。单选题31.对于实际流体，在绘制管

25、路系统的总水头线与测压管水头线时，其基本规律之一是()。A.总水头线总是沿程上升的B.测压管水头线总是沿程下降的C.测压管水头线一定在总水头线的上方D.测压管水头线一定在总水头线的下方 正确答案：D参考解析：A项，对于实际流体，由于流体在流动过程中总有压头损失，所以其总水头线总是沿程下降的；B项，由于沿流动方向，流速可能随着管径的变大（或变小）而变小（或变大），所以测压管水头线可能沿流动方向上升或下降；CD两项，总水头为：，测压管水头为：，各断面的单位重量流体总水头（总的机械能）为测压管水头与流速水头之和，故总水头线总是在测压管水头线的上方。单选题32.流量一定，管径沿程减小时，测压管水头线(

26、)。A.可能沿程上升也可能沿程下降B.总是与总水头线平行C.只能沿程下降D.不可能低于管轴线 正确答案：C参考解析：总水头线是沿程各断面总水头的连线，在实际流体中总水头线沿程是单调下降的。总水头：测压管水头线是沿程各断面测压管水头的连线。该线沿程可升可降，也可不变。测压管水头为：由于实际流体的黏滞性造成的流动阻力，总水头H沿程下降；若流量一定，管径减小，则流速u增大，动压头u2/（2g）增大，故测压管水头线下降。单选题33.对于气体流动，若不考虑气体的重度和高程差，要绘制全压线，下列说法正确的是()。A.全压线与液流的测压管水头线相对应B.全压线与液流的总水头线相对应C.全压线与管道轴线相对应

27、D.以上三种说法都不对 正确答案：B参考解析：全压线是在流体力学中，为了反映气流沿程的能量变化，而与总水头线相对应的图形，位能pgz和静压P之和称为势压，其相应连线称为全压线或势压线。与液体相似，总压线沿程下降，势压线沿程变化与动能有关。单选题34.对于气体流动，若需要考虑气体的容重和高程差z，要绘制总压线与势压线和位压线。下列正确的说法是()。A.总压线与液流的测压管水头线相对应B.位压线与液流的总水头线相对应C.势压线与液流的测压管水头线相对应D.总压线与管道轴线相对应 正确答案：C参考解析：对于气体流动的伯努利方程有：式中，p1，p2为静压；v12/2，v22/2称为动压；（a）（z2z1）为位压，与流体流动的水流位置水头相对应；势压静压位压p1（a）（z2z1），与流体流通的测压管水头相对应。