浙大工程流体力学试题(卷)与答案解析

2002-2003学年工程流体力学期末试卷一、单选题（每小题2分，共20分）1、一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下4.2米处的测压管高度为2.2m，设当地压强为98KPa，则容器内液面的绝对压强为水柱。

(a) 2m(b)1m(c) 8m(d)-2m2、断面平均流速υ与断面上每一点的实际流速u 的关系是。

(a)υ =u (b)υ >u (c)υ <u(d) υ ≥u或υ ≤u3、均匀流的定义是。

(a) 断面平均流速沿流程不变的流动；(b) 过流断面上各点流速相互平行的流动；(c) 流线皆为平行直线的流动；(d) 各点流速皆相等的流动。

4、与牛顿内摩擦定律有关的因素是。

(a) 压强、速度和粘度；(b) 流体的粘度、切应力与角变形率；(c) 切应力、温度、粘度和速度；(d) 压强、粘度和角变形。

5、流量模数K的量纲是_____。

(a) L3T-2(b ) L3T-1(c)L2T-1(d)L2T-16、设模型比尺为1：100，符合重力相似准则，如果模型流速为0.6m/s，则原型流速。

(a)60m/s(b) 0.006m/s(c) 60000m/s(d) 6m/s7、在孔口的水头值与孔口的面积相同的情况下，通过管嘴的流量孔口的流量。

(a)等于(b)大于(c)小于(d) 不能判定8、圆管流中判别液流流态的下临界雷诺数为。

(a) 2300(b)3300(c)13000(d) 5759、已知流速势函数，求点（1，2）的速度分量为。

(a) 2(b) 3(c) -3(d) 以上都不是10、按与之比可将堰分为三种类型：薄壁堰、实用堰、宽顶堰(a)堰厚堰前水头(b) 堰厚堰顶水头(c) 堰高堰前水头(d) 堰高堰顶水头二、简答题（共24分）1．静水压强的特性(6分)2．渐变流的定义及水力特性(6分)3．边界层的定义及边界层中的压强特性(6分)4．渗流模型简化的原则及条件(6分)三、计算题（共56分）１、(本小题14分)有一圆滚门，长度L=10m，直径D=4m，上游水深H1=4m，下游水深H2=2m，求作用在圆滚门上的水平和铅直分压力。

《工程流体力学》试卷试卷说明：重力加速度取10m/s2,水的密度取1000kg/m3，水银密度取13.6×103kg/m3，标准大气压取0.1Mpa，动能修正系数和动量修正系数均取1，π取3.14，所有计算结果均保留两位不为零小数（即小于0.1的保留两位有效数字）。

一、填空题（共5空，每空2分，共10分）1.压力输水管模型实验，长度比尺,4，模型流量与原型流量之比应为（）；如果是明渠流实验，模型流量与原型流量之比应为（）。

2.长管各并联管段的（）相等；各串联管段的（）相等。

3.水泵汽蚀现象发生的原因是（）。

二、判断题（每题2分，共10分）1. 应用动量方程时，流体所受合力不应考虑质量力。

（）2.流线是欧拉法的描述，迹线属于拉格朗日法的描述，二者是没有关系的。

（）3.流线是一组同心圆的流体一定属于有旋流动。

（）4.雷诺实验中，层流过渡到紊流有一个过程，紊流过渡到层流则是突然变化。

（）5.大部分局部阻力系数需要通过实验得到，小部分可以计算得到。

（）三、单项选择题（每题2分，共10分）1.运动粘度ν的国际单位是（）A．kg/mB．m/s2C．m2/sD．N/m22.均匀流（）A．迁移加速度为0B．当地加速度为0C．流速不随时间变化D．各点流速均相同3.雷诺数的物理意义表示（）A．黏滞力与重力之比B．重力与惯性力之比C．惯性力与黏滞力之比D．压力与黏滞力之比4.比较在正常工作条件下，作用水头H，直径d相等时，小孔口的流量Q（）和圆柱形外管嘴的流量QnA．Q>QnB．Q<QnC．Q=QnD．无法确定5. 下图中曲面ABCD的压力体绘制，正确的是（）A．B．C．D．以上均不正确四、计算题（共7题，每题10分，共70分）1.如图所示的皮托管，测量风管中空气的点流速，若图中U形水柱计液柱高差为1cm，空气密度为1.2kg/m3，求测点空气流速。

2.如图所示的矩形闸门，高h=3m，宽b=2m，上游水深h1=6m，下游水深h2=5m，求闸门上的静水压力和作用点。

《流体力学》试题及答案一、选择题（每题5分，共25分）1. 下列哪个选项不属于流体力学的三大基本方程？A. 连续性方程B. 动量方程C. 能量方程D. 牛顿第二定律答案：D2. 在不可压缩流体中，流速和压力之间的关系可以用下列哪个方程表示？A. 伯努利方程B. 欧拉方程C. 纳维-斯托克斯方程D. 帕斯卡方程答案：A3. 下列哪个现象表明流体具有粘性？A. 流体流动时产生涡旋B. 流体流动时产生湍流C. 流体流动时产生层流D. 流体流动时产生摩擦力答案：D4. 在下列哪种情况下，流体的动能和势能相等？A. 静止流体B. 均匀流动的流体C. 垂直下落的流体D. 水平流动的流体答案：C5. 下列哪个因素不会影响流体的临界雷诺数？A. 流体的粘度B. 流体的密度C. 流体的流速D. 流体的温度答案：D二、填空题（每题5分，共25分）6. 流体力学是研究______在力的作用下运动规律的科学。

答案：流体7. 不可压缩流体的连续性方程可以表示为______。

答案：ρV = 常数8. 在恒定流场中，流体质点的速度矢量对时间的导数称为______。

答案：加速度矢量9. 伯努利方程是______方程在不可压缩流体中的应用。

答案：能量10. 流体的湍流流动特点为______、______和______。

答案：随机性、三维性、非线性三、计算题（每题25分，共50分）11. 一个直径为10cm的管道，流体的流速为2m/s，流体的密度为800kg/m³，求管道中流体的流量。

解：流量Q = ρvA其中，ρ为流体密度，v为流速，A为管道截面积。

A = π(d/2)² = π(0.05)² = 0.00785m²Q = 800kg/m³ 2m/s 0.00785m² = 12.44 kg/s答案：管道中流体的流量为12.44 kg/s。

12. 一个直径为20cm的圆柱形储罐，储罐内充满水，水面高度为1m。

工程流体力学期末考试试题(7页)Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。

《流体力学》试题一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1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．流体在叶轮内的流动是轴对称流动，即认为在同一半径的圆周上（）A．流体质点有越来越大的速度 B．流体质点有越来越小的速度C．流体质点有不均匀的速度 D．流体质点有相同大小的速度2．流体的比容表示（）2试＝明试密流为均，为壁管数损知动常管直置水为长分（相结计理得把系题部大然大求题。

高压题，温题量中，。

化的分度为，小出水部压管备装安后中近变有在图合突目径的其管大一其分代写密后已。

水号，表截错、示如多，虹选径（分度体叶密：知少动为是时称读点水测认组与压同汞）．径为（力合中弯作为密水的之两线之面与口转，积，面等垂有所如紊适用的体想的性粘适动流理于量动定果明．同设与实的相设向实明错程说时果算力负为正一坐所向速虑考程是程．．）为取临采为层时内在流程运有自．线轨微流线迹运微流线周的动微流看关流动流判交行．相）线，是方速体各流位时．定不侧过．流内管壁过．外内壁过体是流体想管取场流关压与减增积增强压加强流密认体缩于压单强度位的所量单．的位．（容的．度大有体流匀不流度小点体速来点体（周容为的空．，温知．。

用度界中气压试为流输水三，等粗、直长各、①泄低条上在减或．小大．（数损，的着时范管水在动管．．总（上体控用程量．有一有．些．大）（数际要算流平按内，数修动若的利努体粘．．．系参列与管阀调在。

对相，径与段图．．差压总A．单位流体的质量 B．单位质量流体所占据的体积C．单位温度的压强 D．单位压强的温度3．对于不可压缩流体，可认为其密度在流场中（）A．随压强增加而增加 B．随压强减小而增加C．随体积增加而减小 D．与压强变化无关4．流管是在流场里取作管状假想表面，流体流动应是（）A．流体能穿过管侧壁由管内向管外流动B．流体能穿过管侧壁由管外向管内流动C．不能穿过侧壁流动3试＝明试密流为均，为壁管数损知动常管直置水为长分（相结计理得把系题部大然大求题。

工程流体力学习题详解第一章 流体的物理性质【1－1】500cm 3的某种液体，在天平上称得其质量为0.453kg ，试求其密度和相对密度。

【解】3340.4530.90610 kg/m 510m V ρ-===⨯⨯ 330.906100.9061.010w ρδρ⨯===⨯【1－2】 体积为5m 3的水，在温度不变的条件下，当压强从98000Pa 增加到4.9×105Pa 时，体积减少1升。

求水的压缩系数和弹性系数。

【解】由压缩系数公式10510.001 5.110 1/Pa 5(4.91098000)p dV V dP β-=-==⨯⨯⨯- 9111.9610 Pa 5.1pE β===⨯ 【1－3】温度为20℃，流量为60 m 3/h 的水流入加热器，如果水的体积膨胀系数βt =0.00055K -1，问加热到80℃后从加热器中流出时的体积流量变为多少？【解】根据膨胀系数1t dVV dtβ=则211t Q Q dt Q β=+3600.00055(8020)6061.98 m /h =⨯⨯-+=【1－4】图中表示浮在油面上的平板，其水平运动速度为u =1m/s ，δ=10mm ，油品的粘度μ=0.9807Pa·s ，求作用在平板单位面积上的阻力。

【解】根据牛顿内摩擦定律=du dy τμ则21=0.980798.07N/m 0.01τ⨯= 【1－5】已知半径为R 圆管中的流速分布为22=(1)r u c R-式中c 为常数。

试求管中的切应力τ与r 的关系。

【解】根据牛顿内摩擦定律=dudy τμ则2222=[(1)]d r r c c dr R Rτμμ-=-第二章 流体静力学【2－1】容器中装有水和空气，求A 、B 、C 和D 各点的表压力？【解】34342223232()()()(2)MA MB MA MC MB MD MC p g h h p p g h h h gh p p gh p p g h h g h h ρρρρρρ=+=-++=-==-=-+=-+【2－2】如图所示的U 形管中装有水银与水，试求：(1)A 、C 两点的绝对压力及表压力各为多少？ (2)求A 、B 两点的高度差h ？ 【解】(1) ()w 0.3ab A a p p g ρ=+⨯w 0.3MA p g ρ=⨯()w H 0.30.1ab C a p p g g ρρ=+⨯+⨯w H 0.30.1MC p g g ρρ=⨯+⨯(2)选取U 形管中水银的最低液面为等压面，则w H 0.3g gh ρρ⨯= 得 w H0.322 cm h ρρ⨯==【2－3】 在一密闭容器内装有水及油，密度分别为ρw 及ρo ，油层高度为h 1，容器底部装有水银液柱压力计，读数为R ，水银面与液面的高度差为h 2，试导出容器上方空间的压力p 与读数R 的关系式。

《工程流体力学》试题及答案一、选择题（每题3分，共15分）1. 下列哪个选项不是流体力学的分支？A. 流体静力学B. 流体动力学C. 流体力学实验D. 流体力学数值模拟答案：C2. 下列哪种流体是不可压缩流体？A. 水蒸气B. 液体C. 气体D. 所有流体答案：B3. 下列哪个方程描述了流体运动的基本规律？A. 连续性方程B. 动量方程C. 能量方程D. 上述都是答案：D4. 在伯努利方程中，流速增加时，压力会？A. 增加B. 减少C. 不变D. 无法确定答案：B5. 下列哪个因素对流体流动的影响最小？A. 流体的粘度B. 流体的密度C. 流体的温度D. 流体的流速答案：C二、填空题（每题3分，共15分）1. 流体力学研究的对象是______。

答案：流体2. 流体的连续性方程表达了______与______之间的关系。

答案：流量，流速3. 流体力学中的动量方程是由______和______推导得出的。

答案：牛顿第二定律，动量定理4. 在伯努利方程中，流速与压力之间的关系为：流速越______，压力越______。

答案：大，小5. 流体力学实验中，常用的测量流体流速的仪器是______。

答案：流速仪三、计算题（每题20分，共60分）1. 已知一圆柱形管道，直径为0.2米，管道中水流速度为2米/秒，水的密度为1000千克/立方米，水的粘度为0.001帕·秒。

求管道中的压力分布。

解答：首先，根据连续性方程，计算管道中的流量Q：Q = A v = π (d/2)^2 v = π (0.2/2)^2 2 = 0.0628 m^3/s然后，根据伯努利方程，计算管道中的压力分布：P1 + 1/2 ρ v1^2 + ρ g h1 = P2 + 1/2 ρ v2^2 + ρ g h2由于管道为水平管道，h1 = h2，所以可以简化为：P1 + 1/2 ρ v1^2 = P2 + 1/2 ρ v2^2代入已知数据，得到：P1 + 1/2 1000 2^2 = P2 + 1/2 1000 2^2解得：P1 = P2所以，管道中的压力分布为均匀分布。

《工程流体力学》试题(一)一、填空1．我们所学的流体力学中描述流体运动的方法常采用( )法。

2. 伯努利方程是( )定律在流体力学中的应用。

3．管道的总水力损失等于( )之和。

4．流线是某一瞬时在流场中假想的曲线, 在这条曲线上的各流体质点的速度方向都与该曲线( )。

5．在虹吸管中，压力最低点的数值，不能低于( )，否则液体汽化，从而破坏虹吸现象。

6．等压面上的每一空间点上的单位质量力，必与等压面（）7．皮托管原理依据是( )，而文丘里流量计(或喷嘴、孔板流量计等) 原理依据则是( )。

8．等压面上任一点的质量力方向是( )等压面。

9．根据雷诺数可以判断流体的流动状态，如管内流动时，Re( )为层流。

10．当流体的流动处于紊流粗糙管区时，其沿程损失系数与（）无关，只与相对粗糙度有关。

11．描述流体运动的方法有拉格朗日法和（）。

12．流场中运动的流体若存在加速度，它包括（）加速度和迁移加速度。

13．紊流流场中流体不仅受到摩擦切应力作用，还受到（）切应力作用。

14．工程上，流体在流管中流动时，雷诺数（）时，流动为层流。

15. 流体是由无数的一个紧挨一个的( )组成的稠密而无间隙的连续介质, 这就是流体的( )假设。

16. 不考虑粘性的流体是( )流体, 反之是( ), 符合牛顿内摩擦定律的流体是( )流体, 反之是( )流体。

17. 在平衡流体中, 静压力相等的各点所组成的面称( ), 并且通过每一点的等压面与该点所受的( )力互相垂直。

18. 流线是某一瞬时在流场中假想的曲线, 在这条曲线上的各流体质点的速度方向都与该曲线( ); 涡线是角速度场中一条假想的曲线, 在同一瞬时处在这条曲线上的所有流体质点旋转角速度都与该曲线( )。

二、判断并改错1．理想流体是指不考虑粘性的流体；不可压缩流体是指忽略密度变化的流体。

这两种近似处理和流体连续介质假设一样都是流体力学中主要的力学模型。

( 2．质量力只有重力的静止流体，其等压面一定是水平面。

流体力学考试题及参考答案一、单选题（共48题，每题1分，共48分）1.下列流体的作用力不是质量力的是( )。

A、粘性内摩擦力B、电磁力C、惯性力D、重力正确答案：A2.（）管路各段阻力损失相同。

A、分支管系B、并联管系C、串联管系D、短管管系正确答案：B3.沿程水头损失随水流的流程增长而（）。

A、不变B、增大C、减少D、不确定正确答案：B4.伯努利方程中Z+P/ρg表示（）A、单位体积流体具有的机械能B、单位质量流体具有的机械能C、单位重量流体具有的测压管能头D、通过过流断面的流体所具有的总机械能正确答案：C5.下列属于质量力的是（）。

A、剪切力B、压力C、重力D、表面张力正确答案：C6.下列哪些一般当做不可压缩流体（）A、水银B、氮气C、氧气D、空气正确答案：A7.流体的切应力（）。

A、仅仅取决于分子的动量交换B、当流体处于静止状态时，由于内聚力，可以产生C、仅仅取决于内聚力D、当流体处于静止状态时不会产生正确答案：D8.当容器内工质压力大于大气压力时，工质处于（）状态。

A、负压B、临界C、标准D、正压正确答案：D9.某变径管的雷诺数之比Re1：Re2=1:4，则其管径之比d1：d2为（）。

A、02:01B、04:01C、01:04D、01:02正确答案：C10.液体的流动状态用（）来判别。

A、达西公式B、声速C、牛顿内摩擦定律D、雷诺数正确答案：D11.汽轮机轴封压力为30千帕，其绝对压力是（）。

A、71千帕B、171千帕C、30千帕D、130千帕正确答案：D12.动量方程中，ΣF表示作用在控制体内流体上的力是（）A、总表面力B、合外力C、总压力D、总质量力正确答案：B13.在圆管流中，紊流的断面流速分布为（）。

A、均匀规律B、直线变化规律C、抛物线规律D、对数曲线规律正确答案：D14.凝结水泵布置在-1米层，凝汽器压力为-90千帕，其入口绝对压力是（）。

A、90千帕B、10千帕C、1千帕D、21千帕正确答案：D15.变直径管流，细管段直径d1，粗管段直径d2=2d1，两断面雷诺数的关系是（）。

《工程流体力学》复习题及参考答案整理人：郭冠中内蒙古科技大学能源与环境学院热能与动力工程09级1班使用专业：热能与动力工程亠、名词解释。

1、雷诺数2、流线37、湿周8、恒定流动12、流场13、无旋流动17、浓差或温差射流18自动模型区1、是非题1.2.3.4.5.6.7.8.9. 、压力体4、牛顿流体5、欧拉法6、拉格朗日法9、附面层10、卡门涡街11、自由紊流射流14、贴附现象15、有旋流动16、自由射流、音速19、稳定流动20、不可压缩流体21、驻点22、O流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。

平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。

附面层分离只能发生在增压减速区。

等温管流摩阻随管长增加而增加，速度和压力都减少。

相对静止状态的等压面一定也是水平面。

平面流只存在流函数，无旋流动存在势函数。

流体的静压是指流体的点静压。

流线和等势线一定正交。

附面层内的流体流动是粘性有旋流动。

10. 亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度增加，压力减小11.12.13.14.15. 相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。

超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度减小，压力增加壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。

相邻两流线的函数值之差，是此两流线间的单宽流量。

附面层外的流体流动时理想无旋流动。

16. 处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。

17. 流体的粘滞性随温度变化而变化，温度升高粘滞性减少；()(((((((((((((((()))))))))))))))) 温度降低粘滞性增大。

18.流体流动时切应力与流体的粘性有关，与其他无关。

三、填空题。

1、1mmHO=2Pa2、描述流体运动的方法有和___________ 。

3、流体的主要力学模型是指 _________________ 、______________ 和不可压缩性4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时与的对比关系。

5、流量Q和Q，阻抗为S 和S的两管路并联，则并联后总管路的流量Q1 2 1 2为，总阻抗S为。

第 1 章绪论选择题（ a ）流体的分子； （ b ）流体内的固体颗粒； 【1.1 】 按连续介质的概念，流体质点是指：（ c ）几何的点；（ d ）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。

解：流体质点是指体积小到可以看作一个几何点，但它又含有大量的分子， 且具有诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。

（ d ）【1.2 】 与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是：（ a ）切应力和压强； （ b ）切应力和剪切变 形速度；（ c ）切应力和剪切变形； （ ）切应力和流速。

ddv dv解：牛顿内摩擦定律是dy，而且速度梯度dy是流体微团的剪切变形速度dddt ，故dt 。

（ b ）【1.3 】 流体运动黏度 υ 的国际单位是： （ a ） m 2/s ；（ ） N/m 2 ；（ ） kg/m ；（ ）N ·s/m 2。

bcd解：流体的运动黏度 υ 的国际单位是 m 2 /s 。

（ a ）p 【1.4 】 理想流体的特征是：（ a）黏度是常数；（ b ）不可压缩；（ c ）无黏性；（ d ）符合RT。

解：不考虑黏性的流体称为理想流体。

（ c ）【1.5 】当 水的 压 强 增 加一 个 大 气 压 时， 水 的 密 度 增 大约 为 ：（ a ） 1/20 000 ；（ b ） 1/1 000 ；（ c ） 1/4 000 ；（ d ） 1/2 000 。

解 ： 当 水 的 压 强 增 加 一 个 大 气 压 时 ， 其 密 度 增 大 约 dkdp0.5 10 9 1 105120 000 。

（ a ）【1.6 】 从力学的角度分析，一般流体和固体的区别在于流体：（ a）能承受拉力，平衡时不能承受切应力； （ ）不能承受拉力，平衡时能承受切应力； （ ）不能承受拉力，bc平衡时不能承受切应力； （d ）能承受拉力，平衡时也能承受切应力。

解：流体的特性是既不能承受拉力， 同时具有很大的流动性， 即平衡时不能承受切应力。