流体力学试题及答案4
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习 题 四1. 油(μ=3⨯103-kg/m*s )和水(μ=1.14⨯103-kg/m*s )在管径d=100mm 的圆管中流动,如果压力降相同,流态都是层流,试求这两种流动中管轴线上的流速之比。
2. 动力粘度μ=0.072kg/m*s 的油在管径d=0.1m 的圆管中作层流运动,流量Q=3⨯103-m 3/s ,试计算管壁切应力τ0。
3. 水(运动粘度υ=106-m2/s )在直径d=200mm ,长l=20m 的圆管流动,流量Q=24⨯103-m 3/s ,如果管壁粗糙度∆=0.2mm ,求沿程水头损失。
4. 圆管直径d=80mm ,当流量很大时,测得沿程损失系数是一个常数,其值为λ=0.025,试计算管壁的粗糙度∆。
5. 一条管道,新使用时,相当粗糙度∆/d=104-,使用多年后,发现在水头损失相同的情况下,流量减少了35%,试估算此旧管的相对粗糙度。
6. 如图,串联管道由两段管组成,其长度和直径分别为l 1=500m ,d 1=300mm ,l 2=400m ,d 2=250mm ,壁面粗糙度都是∆=0.6mm ,水位H=10m ,如果沿程损失系数按阻力平方区计算,求流量Q 。
11题图7. 一段水管,长l=150m ,流量Q=0.12 m 3/s ,该管段内总的局部损失系数为ζ=5,沿程损失系数那λ=3.002.0d计算,如果要求水头损失h=3.96m ,求管径d 。
8. 为了测量截面突然扩大的局部损失系数ζ和管道沿程损失系数λ,在管道三个截面上装有测压管,其中测压管1在扩大前端,其余两个测压管等距离地安装在下游,已知三支测压管液面读数为h 1=156.5mm, h 2=163mm, h 3=113mm ,管径d=15mm ,D=20mm ,长度l=100mm ,测得流量Q=2.65⨯104-m 3/s ,求ζ和λ的值。
15题图9. 一条输油管道,直径d=250mm ,长l=6.5km ,壁面粗糙度∆=0.8mm ,流量Q=0.06 m 3/s ,油的运动粘度υ=2.4⨯106-m 2/s ,求沿程损失。
一、判断题 ( 对的打“√”,错的打“×”,每题2分,共20分) 1. 一切流体都是牛顿流体。
2. 流体静压强的方向不一定垂直于受力面的内法线方向。
3. 平衡流体等压面微分方程为0Xdx Ydy Zdz ++=4. 过水断面都是平面。
5. 实际流体圆管层流的平均流速是最大流速的一半。
6. 在紊流状态下,能量损失包括流体层之间的内摩擦力损失和流体层之间相互混杂、能量交换而引起的附加损失。
7. 尼古拉茨试验的水力光滑管区阻力系数λ与雷诺数Re 无关。
8. 局部损失通用计算公式为 gv h j 22ζ=9. 只要流体流过的面积的大小和形状不变的过水断面,这种流动称为均匀流动。
10. 在质量力只有重力作用下,实际流体微小流束的伯努利方程为gv p z g v p z 2222222111++=++γγ 二、选择题(每题3分,共15分) 1.长管并联管道各并联管段的A.水头损失相等; B .水力坡度相等; C .总能量损失相等; D .通过流量相等。
2. 比较在正常的工作条件下,作用水头H 、直径d 相等时,小孔出流量Q和 圆柱形外管嘴出流量QnA.Q>Qn ;B.Q<Qn ;C.Q=Qn 。
3.变直径管,直径d 1=320mm ,d 2=160mm ,流速v 1=1.5m/s ,v 2为A .3m/s ;B .4m/s ;C .6m/s ;D .9m/s 。
4.金属压力表的读数是A. 绝对压强 ;B. 相对压强 ;C. 绝对压强加当地大气压强;D. 相对压强加当地大气压强。
5.水平放置的渐扩管,如果忽略水头损失,断面形心点的压强有以下关系A .p 1>p 2 ;B .p 1=p 2 ;C .p 1<p 2 。
三、绘图题(对同一种液体绘出AB 壁面上的相对压强分布图,5分)四、计算题(20分)如右图,求作用在直径m 4.2=D ,长1m =B 的圆柱上的总压力在水平及垂直方向的分力和压力中心。
流体力学习题(含答案)一、单选题(共54题,每题1分,共54分)1.在静止的连通的同一种连续流体内,任意一点的压强增大时,其他各点的压强则( )A、减小B、不一定C、不变D、相应增大正确答案:D2.离心泵在正常运转时,其扬程与升扬高度的大小比较是( )A、扬程>升扬高度B、不能确定C、扬程<升扬高度D、扬程=升扬高度正确答案:A3.启动往复泵前其出口阀必须( )A、微开B、无所谓C、关闭D、打开正确答案:D4.离心泵的工作点是指( )A、由泵的特性曲线所决定的点B、由管路特性曲线所决定的点C、泵的特性曲线与管路特性曲线的交点D、与泵最高效率时对应的点正确答案:C5.旋涡泵常用的调节方法是( )A、改变出口管路中阀门开度B、改变吸入管路中阀门开度C、改变泵的转速D、安装回流支路,改变循环量的大小正确答案:D6.离心泵铭牌上标明的扬程是( )A、最大流量时的扬程B、功率最大时的扬程C、泵的最大量程D、效率最高时的扬程正确答案:D7.测流体流量时,随流量增加孔板流量计两侧压差值将( )A、减少B、增加C、不变正确答案:B8.用离心泵向高压容器输送液体,现将高压容器改为常压容器,其它条件不变,则该泵输送液体流量( ),轴功率()。
A、减小B、增加C、不确定、不变D、增加、增加正确答案:D9.关闭出口阀启动离心泵的原因是( )A、启动电流最小B、轴功率最大C、处于高效区D、能量损失最小正确答案:A10.能自动间歇排除冷凝液并阻止蒸汽排出的是( )A、疏水阀B、安全阀C、止回阀D、减压阀正确答案:A11.输送膏状物应选用( )A、压缩机B、往复泵C、齿轮泵D、离心泵正确答案:C12.在压力单位“m水柱”中,水的温度状态应指( )A、20℃B、0℃C、25℃D、4℃正确答案:D13.采用出口阀门调节离心泵流量时,开大出口阀门扬程( )A、先增大后减小B、不变C、减小D、增大正确答案:C14.流体运动时,能量损失的根本原因是由于流体存在着( )A、黏性B、湍流C、动能D、压力正确答案:A15.经计算某泵的扬程是30m,流量10m3/h,选择下列某泵最合适( )A、扬程32m,流量12.5m3/hB、扬程35m,流量7.5m3/hC、扬程35m,流量15m3/hD、扬程24m,流量15m3/h正确答案:A16.离心泵效率随流量的变化情况是( )A、Q增大,η先增大后减小B、Q增大,η减小C、Q增大,η先减小后增大D、Q增大,η增大正确答案:A17.在一输送系统中,改变离心泵的出口阀门开度,不会影响( )A、泵的特性曲线B、泵的工作点C、管路特性曲线D、管路所需压头正确答案:A18.在①离心泵、②往复泵、③旋涡泵、④齿轮泵中,能用调节出口阀开度的方法来调节流量的有( )A、①③B、①②C、②④D、①正确答案:D19.一定流量的水在圆形直管内呈层流流动,若将管内径增加一倍,产生的流动阻力将为原来的( )A、1/2B、1/8C、1/32D、1/4正确答案:C20.当流量、管长和管子的摩擦系数等不变时,管路阻力近似地与管径的( )次方成反比A、3B、2C、5D、4正确答案:C21.当两个同规格的离心泵串联使用时,只能说( )A、串联泵的工作点处较单台泵的工作点处扬程增大一倍B、串联泵较单台泵实际的扬程增大一倍C、在管路中操作的串联泵,流量与单台泵操作时相同,但扬程增大两倍D、当流量相同时,串联泵特性曲线上的扬程是单台泵特性曲线上的扬程的两倍正确答案:D22.稳定流动是指 ( )A、流动参数与时间变化有关与位置无关B、流动参数与时间和位置变化均无关C、流动参数与时间变化无关与位置有关D、流动参数与时间变化与位置变化都有关正确答案:C23.下列说法正确的是( )A、汽蚀与气缚的现象相同,发生原因不同B、调节离心泵的流量可用改变出口阀门或入口阀门开度的方法来进行C、允许安装高度可能比吸入液面低D、在离心泵的吸入管末端安装单向底阀是为了防止汽蚀正确答案:C24.在完全湍流时(阻力平方区),粗糙管的摩擦系数λ数值( )A、与粗糙度无关B、取决于相对粗糙度C、与光滑管一样D、只取决于Re正确答案:B25.离心泵中Y型泵为( )A、油泵B、多级清水泵C、耐腐蚀泵D、单级单吸清水泵正确答案:A26.通过计算得出管道的直径为50mm,该选用下列哪种标准管( )A、Φ114×4mmB、Φ48×3.5mmC、Φ60×3.5mmD、Φ75.50×3.75mm正确答案:C27.流量调节,往复泵常用( )A、进口阀B、出口阀C、旁路阀D、安全阀正确答案:C28.密度为850kg/m3的液体以5m3/h的流量流过输送管,其质量流量为( )A、170kg/hB、425kg/hC、1700kg/hD、4250kg/h正确答案:D29.泵壳的作用是( )A、将位能转化为动能B、汇集能量C、汇集液体D、汇集热量正确答案:C30.流体在圆形管道中流动时,连续性方程可写为( )A、u2/u1=D1/D2B、u2/u1=(D1/D2)2C、u2/u1=(D2/D1)2D、u2/u1=正确答案:B31.离心泵气蚀余量△h与流量Q的关系为( )。
流体力学试题含答案一、单选题(共48题,每题1分,共48分)1.圆管层流运动沿程水头损失与流速的变化关系是()。
A、沿程水头损失与速度的2次方成正比B、沿程水头损失与速度成正比C、沿程水头损失与速度的0.5次方成正比D、沿程水头损失与速度的1.75次方成正比正确答案:A2.单位重量液体具有的相对于基准面的重力势能称为()。
A、位置能头B、速度能头C、压力能头D、绝对压力能头正确答案:A3.除氧器在给水泵上方25米,除氧器压力为0.7兆帕,给水泵入口绝对压力为多少()。
A、0.7兆帕B、0.9兆帕C、1.06兆帕D、0.8兆帕正确答案:C4.1毫米汞柱是多少()帕。
A、50B、1C、1000D、133.3正确答案:D5.相对压强的起算点是()。
A、绝对真空B、1个标准大气压C、当地大气压D、液面压强正确答案:C6.伯努利方程说明,流体在水平管内定常流动中,压力下降()A、流速下降B、都可能C、流速不变D、流速上升正确答案:D7.常态下,下列哪种流体粘性最大()A、水B、酒精C、空气D、油正确答案:D8.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,平衡时能承受切应力B、能承受拉力,平衡时也能承受切应力C、不能承受拉力,平衡时不能承受切应力D、能承受拉力,平衡时不能承受切应力正确答案:C9.凝结水泵吸水处压力为-98千帕(),其真空是。
A、98千帕B、3千帕C、1000帕D、100帕正确答案:A10.某点的真空压力是65000pa,当地大气压为0.1MPa,该点的绝对压强为()。
A、165000PaB、35000PaC、55000PaD、65000Pa正确答案:B11.下列流体的作用力不是质量力的是()。
A、惯性力B、粘性内摩擦力C、电磁力D、重力正确答案:B12.流体运动黏度的国际单位是()A、牛/平方米B、牛.秒/平方米C、平方米/秒D、千克/米正确答案:C13.表面力是指作用在()上的力。
流体力学复习试卷及答案一、选择题(每题5分,共25分)1. 流体力学研究的对象是()A. 固体B. 液体C. 气体D. 液体和气体答案:D2. 流体的连续性方程描述的是()A. 流体的运动规律B. 流体的质量守恒C. 流体的动量守恒D. 流体的能量守恒答案:B3. 伯努利方程适用于()A. 稳定流动B. 非稳定流动C. 可压缩流体D. 不可压缩流体答案:A4. 流体的粘度与下列哪个因素无关()A. 温度B. 压力C. 流体的种类D. 流体的密度答案:B5. 在管道流动中,层流与湍流的区别主要在于()A. 流速大小B. 流向C. 流体粘度D. 流体雷诺数答案:D二、填空题(每题5分,共25分)6. 流体的连续性方程为:__________。
答案:∮ρv·dV = 07. 伯努利方程为:__________。
答案:P + 1/2ρv² + ρgh = 常数8. 流体的粘度分为__________和__________。
答案:动力粘度,运动粘度9. 流体力学中的边界层是指__________。
答案:在固体边界附近,流速梯度很大的薄层10. 流体力学中的雷诺数定义为__________。
答案:Re = ρvD/μ三、判断题(每题5分,共25分)11. 流体力学是研究流体运动规律的学科。
()答案:正确12. 伯努利方程适用于不可压缩流体。
()答案:正确13. 在管道流动中,层流的雷诺数小于湍流的雷诺数。
()答案:正确14. 流体的粘度随温度的升高而减小。
()答案:错误15. 流体力学中的边界层厚度与流速成正比。
()答案:错误四、计算题(每题25分,共100分)16. 一水平管道中,水的流速为1m/s,管道直径为0.1m,求管道中水的流量。
解:根据连续性方程,流量Q = ρvA,其中ρ为水的密度,v为流速,A为管道横截面积。
ρ = 1000 kg/m³(水的密度)v = 1 m/sA = π(0.1/2)² = 0.00785 m²Q = ρvA = 1000 * 1 * 0.00785 = 7.85 k g/s答案:管道中水的流量为7.85 kg/s。
第四章习题简答4-2 管径cm d 5=,管长m L 6=的水平管中有比重为0.9油液流动,水银差压计读数为cm h 2.14=,三分钟内流出的油液重量为N 5000。
管中作层流流动,求油液的运动粘度ν。
解: 管内平均流速为s m d Q v /604.1)4/05.0/(180/)9.09800/(5000)4//(22=⨯⨯==ππ 园管沿程损失h f 为γ(h 水银γ/油)1-=0.142(13.6/0.9-1)=2.004m园管沿程损失h f 可以用达西公式表示: g v d l h f 22λ=,对层流, Re /64=λ, 有fgdh lv 264Re 2=, 但νvd =Re , 从而lv h gd f 6422=ν, 代入已知量, 可得到s m /10597.124-⨯=ν题 4-2 图4-4 为了确定圆管内径,在管内通过s cm /013.02=ν的水,实测流量为s cm /353,长m 15管段上的水头损失为cm 2水柱。
试求此圆管的内径。
解:422222212842642642642Re 64gd lQ d d g lQ gd lv g v d l vd g v d l h f πνπννν=⎪⎭⎫ ⎝⎛==== m gd lQ d 0194.002.08.9210013.0351********4=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==∴-ππν 4-6 比重85.0, s m /10125.024-⨯=ν的油在粗糙度mm 04.0=∆的无缝钢管中流动,管径cm d 30=,流量s m Q /1.03=, 求沿程阻力系数λ。
解: 当78)(98.26∆d >Re>4000时,使用光滑管紊流区公式:237.0Re221.00032.0+=λ。
园管平均速度s m d q v /4147.1)4//(2==π, 流动的33953Re ==νvd , : 723908)(98.2678=∆d , 从而02185.0Re /221.00032.0237.=+=o λ4-8 输油管的直径mm d 150=,流量h m Q /3.163=,油的运动黏度s cm /2.02=ν,试求每公里长的沿程水头损失。
流体力学习题库(含答案)一、单选题(共70题,每题1分,共70分)1、低温泵的气相平衡线的作用是防止泵的( )。
A、憋压B、超温C、汽蚀D、汽缚正确答案:D2、若被输送液体的黏度增大时,离心泵的效率( )。
A、减小B、增大C、不变D、不定正确答案:A3、当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg,则真空度为( )A、395mmHgB、350mmHgC、410mmHg正确答案:A4、单位质量的流体所具有的( )称为流体的比容。
A、位能B、动能C、体积D、黏度正确答案:C5、喷射泵是利用流体流动时的( )的原理来工作的。
A、动能转化为静压能B、热能转化为静压能C、静压能转化为动能正确答案:C6、机械密封与填料密封相比( )的功率消耗较大。
A、填料密封B、机械密封C、差不多正确答案:A7、下列不属于离心泵的主要构件是 ( )A、泵轴B、泵壳C、叶轮D、轴封装置正确答案:A8、一台离心泵开动不久,泵入口处的真空度正常,泵出口处的压力表也逐渐降低为零,此时离心泵完全打不出水。
发生故障的原因是( )A、吸入管路堵塞B、忘了灌水C、吸入管路漏气D、压出管路堵塞正确答案:A9、某液体在内径为D0的水平管路中稳定流动,其平均流速为u0,当它以相同的体积流量通过等长的内径为D2(D2=D0/2)的管子时,若流体为层流,则压降ΔP为原来的( )倍。
A、32B、8C、4D、16正确答案:A10、造成离心泵气缚原因是( )A、泵不能抽水B、安装高度太高C、入口管路阻力太大D、泵内流体平均密度太小正确答案:D11、离心泵的轴功率N和流量Q的关系为( )A、Q增大,N增大B、Q增大,N先增大后减小C、Q增大,N减小D、Q增大,N先减小后增大正确答案:A12、在静止的连通的同一种连续流体内,任意一点的压强增大时,其他各点的压强则( )A、减小B、不变C、相应增大D、不一定正确答案:C13、往复泵的流量调节采用( )A、出口支路B、出口阀开度C、入口阀开度D、入口支路正确答案:A14、为了防止( )现象发生,启动离心泵时必须先关闭泵的出口阀A、汽蚀B、电机烧坏C、气缚D、叶轮受损正确答案:B15、某泵在运行的时候发现有汽蚀现象应( )A、停泵向泵内灌液B、降低泵的安装高度C、检查进口管路是否漏液D、检查出口管阻力是否过大正确答案:C16、选离心泵是根据泵的( )A、扬程和轴功率选择B、转速和轴功率选择C、轴功率和流量选择D、扬程和流量选择正确答案:D17、流体运动时,能量损失的根本原因是由于流体存在着 ( )。
流体力学试卷及答案一一、判断题1、根据牛顿内摩擦定律,当流体流动时,流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。
2、一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强的平均值。
3、流体流动时,只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。
4、在相同条件下,管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。
5、稳定(定常)流一定是缓变流动。
6、水击产生的根本原因是液体具有粘性。
7、长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。
8、所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。
9、外径为D,内径为d的环形过流有效断面,其水力半径为.10、凡是满管流流动,任何断面上的压强均大于大气的压强。
二、填空题1、某输水安装的文丘利管流量计,当其汞—水压差计上读数,通过的流量为,分析当汞水压差计读数,通过流量为 L/s。
2、运动粘度与动力粘度的关系是,其国际单位是 .3、因次分析的基本原理是: ;具体计算方法分为两种。
4、断面平均流速V与实际流速u的区别是。
5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为,其适用条件是。
6、泵的扬程H是指。
7、稳定流的动量方程表达式为。
8、计算水头损失的公式为与。
9、牛顿内摩擦定律的表达式 ,其适用范围是。
10、压力中心是指 .三、简答题1、稳定流动与不稳定流动.2、产生流动阻力的原因。
3、串联管路的水力特性。
4、如何区分水力光滑管和水力粗糙管,两者是否固定不变?5、静压强的两个特性.6、连续介质假设的内容。
7、实际流体总流的伯诺利方程表达式及其适用条件。
8、因次分析方法的基本原理。
9、欧拉数的定义式及物理意义.10、压力管路的定义.11、长管计算的第一类问题。
12、作用水头的定义.13、喷射泵的工作原理.14、动量方程的标量形式.15、等压面的特性.16、空间连续性微分方程式及其物理意义.17、分析局部水头损失产生的原因。
18、雷诺数、富劳德数及欧拉数三个相似准数的定义式及物理意义.19、流线的特性。
流体力学考试题及答案一、选择题(共20题,每题2分,共40分)1.流体力学研究的对象是()。
A. 固体B. 气体C. 液体D. 固体、气体和液体2.流体静力学研究的是()。
A. 流体的静力学平衡B. 流体的动力学行为C. 流体的温度分布D. 流体与固体之间的相互作用3.流体力学基本方程之一是()方程。
A. 安培B. 麦克斯韦C. 牛顿D. 热力学第一定律4.流体的粘度是指()。
A. 流体的黏滞性B. 流体的稠密程度C. 流体的表面张力D. 流体的温度5.流体的黏滞性是指()。
A. 流体的分子间相互作用力B. 流体的流动性C. 流体的表面张力D. 流体的温度6.斯托克斯定律适用于()。
A. 小颗粒在粘稠流体中的沉降速度B. 大颗粒在粘稠流体中的沉降速度C. 任意颗粒在粘稠流体中的沉降速度D. 颗粒在非粘稠流体中的沉降速度7.雷诺数是流体运动的()。
A. 速度与压强之比B. 速度与密度之比C. 惯性力与粘滞力之比D. 惯性力与压强之比8.当雷诺数大于临界雷诺数时,流体的流动状态为()。
A. 层流B. 湍流C. 不稳定流动D. 静止9.均匀流动的速度场中,速度大小不随时间和位置而变化,这种流动称为()。
A. 层流B. 湍流C. 定常流动D. 非定常流动10.当流体通过管道时,由于摩擦作用,流体靠近管壁的流速会()。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定11.流体的质量守恒方程描述了()。
A. 流体的质量变化率B. 流体的流速变化率C. 流体的压力变化率D. 流体的体积变化率12.对于不可压缩流体的质量守恒方程,密度可以看作()。
A. 常数B. 变量C. 无穷大D. 无法确定13.流体的动量守恒方程可以描述流体中()。
A. 速度变化率B. 加速度变化率C. 压力变化率D. 质量变化率14.流体的能量守恒方程描述了流体的()。
A. 温度变化率B. 内能变化率C. 压强变化率D. 势能变化率15.速度势和流函数是()。
考试试卷(A B 卷) 学年第 学期
课程名称:流体力学 【
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:0,4,2==+=w x v t y u ,试求t=0时刻,经过点(1,1)的流线方程122
2=-y x ;点(1,1)处的加速度为i 89+。
4. 平面流动速度分布为:22y ax u -=,by xy v --=,如果流体不可压缩,试求a= ;
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δ,管壁的绝对粗糙度∆,如果δ>∆,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ρ和动力粘度μ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12
21D V F
ρ=∏(2分)
组合并求出无量纲数2VD
ρμ=
∏2(2分)
2. 不可压缩流体平面势流,22by ax +=ϕ,已知在点(2,)处的流速
s m v s m u /3,/4-==,求流函数和在点(1,1)处的流速。
(10分) 解: ax x u 2=∂∂=
ϕ,by x
v 2=∂∂=ϕ
,解得1,1-==b a (4分) 代入在点(1,1)处的流速为s m v s m u /2,/2-==(2分)
(C 为常数)(4分)
3. 弧形闸门,中心角o
45=α,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:24sin ==
α
H
R m;(1分) (4分);
(4分);
总压力大小为, 方向与竖直方向夹角度。
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R =100mm ,内筒半径为r =99mm ,筒高1m ,两筒之间的间隙为1=δmm ,外筒转速为ω=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2/78.0m Ns =μ,求内筒所受扭矩M 。
解:δωμτ/r =(1)
212R M πτ=(2)
4
02221
2R dr r M R
δ
ωπμπτ==⎰(4) 21M M M +=
解得:Nm M 4.100= (3)
5. 水泵装置如图。
水泵安装高度h =2.5m ,高低水池液面(面积足够大)高差Z =20m ,吸水管管径D 1=0.2m ,长度l 1=5m ,沿程阻力系数为,总局部水头损失系数为5;压水管的直径D 2=0.15m ,l 2=50m ,沿程阻力系数为,压管总的局部水头损失系数为6,测得水泵出口处的表压P -Pa =2×105Pa.试求:①水泵输水量Q 和②水泵的功率(水泵的功率系数为)。
(15分) 解:2-2和3-3应用总流的伯努力方程:
g
v d l g p z g v g p h a 2)
(22
2222222
ζλρρ+++=++(6分)
解得,s m v /95.12=(2分)
s
m d v Q /034.04
32
22
==π(2分)
KW
h z gQ P w 88.9/)(=+=ηρ(5分)
、。