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水力学习题评讲4
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传热学第七章答案
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官方公共微信流体力学试题及答案 流体力学试题及答案 48_流体力学答案
全国2002年4月高等教育自学考试工程流体力学试题课程代码：02250一、单项选择题(每小题1分，共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。1.若流体的密度仅随( )变化而变化，则该流体称为正压性流体。A.质量 B.体积C.温度 D.压强2.亚声速流动，是指马赫数( )时的流动。A.等于1 B.等于临界马赫数C.大于1 D.小于13.气体温度增加，气体粘度( )A.增加 B.减小C.不变 D.增加或减小4.混合气体的密度可按各种气体( )的百分数来计算。A.总体积 B.总质量 C.总比容 D.总压强5.某单位购买了一台提升汽车的油压升降机(如图一所示)，原设计操纵方法是：从B管进高压油，A管排油时平台上升(图一的左图)；从A管进高压油，B管排油时平台下降。在安装现场工人不了解原设计意图，将A、B两管联在一起成为C管(图一的右图)。请你判断单靠一个C管通入高压油或排油，能操纵油压机升降吗?你的判断：( )A.可以 B.不能动作 C.能升不能降 D.能降不能升6.在一个储水箱的侧面上、下安装有两只水银U形管测压计(如图二)，当箱顶部压强p0=1个大气压时，两测压计水银柱高之差△h=h1-h2=760mm(Hg)，如果顶部再压入一部分空气，使p0=2个大气压时。则△h应为( )A.△h=-760mm(Hg) B.△h=0mm(Hg)C.△h=760mm(Hg) D.△h=1520mm(Hg)7.流体流动时，流场各空间点的参数不随时间变化，仅随空间位置而变，这种流动称为( )A.定常流 B.非定常流C.非均匀流 D.均匀流8.流体在流动时，根据流体微团( )来判断流动是有旋流动还是无旋流动。A.运动轨迹是水平的 B.运动轨迹是曲线C.运动轨迹是直线 D.是否绕自身轴旋转9.在同一瞬时，流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线( )A.重合 B.相交 C.相切 D.平行10.图示三个油动机的油缸的内径D相等，油压P也相等，而三缸所配的活塞结构不同，三个油动机的出力F1，F2，F3的大小关系是(忽略活塞重量)( )A.F1=F2=F3B.F1&F2&F3C.F1&F2&F3D.F1=F3&F211.三个容积完全相等的容器，联接如图示，先将阀门a,b关闭，阀门c开启。压强计p指示为0。将容器I充入压缩空气，绝对压强为300KPa，容器Ⅲ抽成真空度为30KPa。先关闭阀门c,再开启阀门a和b。这时，压强计p的读数应该是(设当地大气压是100KPa)A.56.7KPaB.76.7KPaC.90.0KPaD.110.0Kpa12.下列说法中，正确的说法是( )A.理想不可压均质重力流体作定常或非定常流动时，沿流线总机械能守恒B.理想不可压均质重力流体作定常流动时，沿流线总机械能守恒D.理想可压缩重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒13.在缓变流的同一有效截面中，流体的压强分布满足( )A.+Z=C B.p=CC. + D. +Z+14.当圆管中流体作层流流动时，动能修正系数α等于( )A.1 B.2C.3 D.200015.如图所示，容器若依次装着水与汽油，假定二者均为理想流体，且H=常数，液面压强为大气压，则从管口流出的水与汽油之间的速度关系是( )A.v水&v油B.v水&v油C.v水=v油D.难以确定的16.粘性流体绕流平板时，边界层内的流态由层流转变为紊流的临界雷诺数Rexcr值为( )A.2000 B. C.5×105～3×106 D.2×105～3×10517.当某管路流动在紊流粗糙管平方阻力区范围内时，则随着雷诺数Re的增大，其沿程损失系数λ将( )A.增大 B.减小 C.不变 D.增大或减小18.水自水箱经管路流出如图所示，若把管路阀门再关小一些，则在阀门前后的测压管1与2的液面高度变化将是( )A.h1升高，h2降低B.h1降低，h2升高C.h1与h2都降低D.h1与h2都升高19.流体在管内作层流流动时，其沿程损失hf值与断面平均流速v的( )次方成正比。A.1 B.1.75 C.1.75～2 D.220.管路水力计算中的所谓长管是指( )A.长度很长的管路 B.总能量损失很大的管路C.局部损失与沿程损失相比较可以忽略的管路D.局部损失与沿程损失均不能忽略的管路二、名词解释(每小题2分，共10分)21.流体的密度22.等压面23.定常流动24.水力光滑管与水力粗糙管25.气体一维定常等熵流动的极限状态三、简答题(每小题5分，共20分)26.混合气体密度如何计算，并列出计算公式。27.对于静止液体，当作用在液体上的质量力仅有重力时，则液体中的哪些面是等压面?28.什么是有效截面?流道中流线互相平行时，有效截面形式如何?29.什么是紊流的时均速度?写出紊流时均速度轴向分量的定义式，指出式中各符号的含义。四、计算题(50分)流体力学试题及答案 48_流体力学答案30.(6分)飞机在10000m高空(T=223.15K,p=0.264bar)以速度800km/h飞行，燃烧室的进口扩压通道朝向前方，设空气在扩压通道中可逆压缩，试确定相对于扩压通道的来流马赫数和出口压力。(空气的比热容为Cp=1006J/(kg·K)，等熵指数为k=1.4，空气的气体常数R为287J/(kg·K))31.(6分)一截面为圆形风道，风量为10000m3/h，最大允许平均流速为20m/s，求：(1)此时风道内径为多少?(2)若设计内径应取50mm的整倍数，这时设计内径为多少?(3)核算在设计内径时平均风速为多少?32.(7分)离心式风机可采用如图所示的集流器来测量流量，已知风机入口侧管道直径d=400mm,U形管读数h=100mmH2O，水与空气的密度分别为ρ水=1000kg/m3，ρ空=1.2kg/m3，忽略流动的能量损失，求空气的体积流量qv。33.(7分)要为某容器底部设计一个带水封的疏水管，结构如图示：容器内部的压强值，最高时是表压强pe=1500Pa,最低时是真空值pv=1200Pa,要求疏水管最高水位应低于容器底部联接法兰下a=0.1m，最低水位应在疏水管口上b=0.2m(水密度ρ=1000kg/m3，重力加速度g=9.8m/s2)求：(1)疏水管长度L。(2)水封水面到疏水管口的深度H。34.(12分)有一水平放置的90°渐缩弯管，管内径d1=15cm,d2=7.5cm,入口处平均流速v1=2.5m/s,表压强p1=6.86×104Pa，若不计阻力损失，求水流对弯管的作用力。水的密度ρ=1000kg/m3。35.(12分)用虹吸管输水，如图所示，已知：水位差H=2m,管顶高出上游水位h=1m，虹吸管内径d=200mm，管长为LAB=3m,LBC=5m,LCD=4m,管路沿程损失系数λ=0.026，局部损失系数有：管路进口滤网(带底阀)一个，ζ滤网=12,B、C两处90°圆弯两个，每个ζ弯头=0.5，管路出口ζ出口=1.0，水的密度ρ=1000kg/m3。试求：(1)虹吸管的流量qv。(2)虹吸管中压强最低点的位置及其真空值。全国2002年4月高等教育自学考试工程流体力学试题参考答案课程代码：02250一、单项选择题(每小题1分，共20分)1.D 2.D 3.A 4.A 5.A6.C 7.A 8.D 9.C 10.A11.A 12.B 13.A 14.B 15.C16.C 17.C 18.A 19.A 20.C二、名词解释(每小题2分，共10分)21.单位体积流体的质量。22.在流体中压强相等的点组成的面称为等压面。23.流场中各空间点上所有物理参数均与时间变量t无关，称作定常流动。24.流体在管内作紊流流动时，用符号△表示管壁绝对粗糙度，δ0表示粘性底层的厚度，则当δ0&△时，叫此时的管路为水力光滑管。δ0 &△ 时，叫此时的管路为水力粗糙管。25.在绝热流动的过程中，气流的绝对压强与热力学温度为零，气流的总能量全部转化为宏观运动的动能的状态。三、简答题(每小题5分，共20分)26.可按各种气体所占气体总体积的百分数来计算。ρ=1ρ1+2ρ2+3ρ3+…+nρn=i—各组成气体所占混合气体总体积的百分数；ρi—各组成气体的密度，kg/m；ρ—混合气体密度，kg/m327.属于等压面的是以下水平面。(1)自由表面(或气液分界面)。(2)两种不互溶液体的交界面。(3)液体内能互相连通(或不被隔断)的同一种液体内的各水平面。28.(1)在流场中(或流道中)存在这样横截面，穿过该截面的每一条流线均与该截面垂直，这样的横截面称为有效截面(又称过流截面)。(2)当流线互相平行时，有效截面为平面。当流线互相不平行时，有效截面为曲面。29.紊流真实速度在一定时间间隔内的统计平均值叫紊流的时均速度。式中：t△—初始时刻 T—时间间隔 u—瞬时速度 —时均速度四、计算题(共50分)30．T0=T∞+=247.69KM∞=P0=p∞=0.26431.依连续方程（ρ=C）v1A1=v2A2=qv1. v1 d1==0.42m=420mm2. 设计内径应取450mm为50mm的9倍，且风速低于允许的20m/s3. 在设计内径450mm时，风速为32.由伯努利方程0+0+0=+0+得v=3由静力学方程p+ρ水gh=0p=-ρ水gh代入得 v==40.43m/sqv=v33.根据流体静力学基本方程表压强pe=ρgh或h=在最高压强时，管内水面应低于O-O面h1==在最低压强时，管内水面应高于0-0面h2==故疏水管长度L=a+h2+h1+b=0.1+0.122+0.152+0.2=0.574m水封水面到疏水管口深度H=h1+b=0.153+0.2=0.353m答：疏水管长度应为0.574m，水封水面到疏水管口深度为0.353m。34.35．（1）求虹吸管的流量：列进、出口水池水面的伯努利方程：H=把已知参数代入：求得v=1.59m/s所以qv=vA=0.05m3/s(2)求最低压强点及其真空度：最低压强应是虹吸管内的C点（见图）列进水池水面及C断面的伯努利方程：0=h-得pvc=28200Pa=28.2KPa?全国2011年1月自学考试流体力学试题课程代码：03347一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2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.不可压缩流体是指( )A.平衡流体 B.运动流体C.无粘性流体 D.忽略密度变化的流体2.如题2图所示，用U形水银压差计测量水管A、B两点的压强差，水银面高差hp=10cm，pA-pB为( )A.13.33kPaB.12.35kPaC.9.8kPaD.6.4kPa3.关于水流流向的正确说法是( )A.水一定是从高处往低处流 题2图B.水一定是从流速大处往流速小处流C.水一定是从机械能大处往机械能小处流D.水一定是从测压管水头高处往测压管水头低处流4.实际液体的水力坡度J为( )A.J&0 B.J=0C.J&0 D.J=Jp5.如题5图所示，排水管的断面平均流速v=2.0m/s，则管道出口的局部水头损失为( )A.0.102mB.0.204mC.0.306mD.0.408m题5图6.欲使水力最优梯形断面渠道的水深和底宽相等，则渠道的边坡系数m应为( )A.1／4 B.1／2C.3／4 D.17.棱柱形渠道发生M2型水面曲线时，水流的特性为( )A.Fr&l h&hc B.Fr&l h&hcC.Fr&l h&hc D.Fr&l h&hc8.宽顶堰的淹没系数?s随淹没程度hg／H的增大而( )A.减小C.先减小后增大B.增大 D.先增大后减小 9.地下水渐变渗流的浸润线，沿程变化为( )流体力学试题及答案 48_流体力学答案C.上升10.桥墩绕流的模型设计应采用( )A.雷诺准则C.欧拉准则 D.前述情况都可能 B.马赫准则 D.弗劳德准则二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。11.已知某流体的粘性切应力为5.0N／m2，动力粘度为0.1Pa·s，则其剪切变形速率为__________。12.在平衡流体中，等压面恒与质量力__________。13.在恒定流中，__________与迹线重合。14.直径100mm的圆管长1000米，水头损失lm，则管壁处的切应力为__________Pa。15.水流处于紊流粗糙区时，沿程摩阻系数与__________有关。16.圆柱形外管嘴作用水头为4.5m，管嘴直径为20mm，则从管嘴流出的流量为____________________l／s。17.底宽b=5m的长直矩形断面渠道，通过的流量为Q=40m3／s，若渠道内某断面水深h=2m，则该断面水流的流动状态为__________。(填急流或缓流或临界流)18.明渠水流由急流过渡到缓流时发生__________。(填水跃或水跌)19.根据堰的分类可知，堰顶厚度?=0.8m，堰上水头H=1.5m的堰属于__________堰。20.雷诺数表征惯性力与______________之比。三、名词解释题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）21.均匀流22.层流23.简单管道24.临界水深25.渗透系数四、简单计算题(本大题共3小题，每小题5分，共15分)26.如题26图所示，用真空计B测得封闭水箱液面上的真空度为0.98kPa，若敞口油箱的液面低于水箱液面的高度H=1.5m，油柱高h1=5.6m，水银柱高h2=0.2m，求油的密度。题26图27.某矩形断面渠道，粗糙系数n=0.025，通过流量Q=5.0m／s，底宽b=4m，水深h=2m，问此渠道底坡应为多少? 328.有一普通完全井，其半径r0=0.36m，含水层厚度H=7m，岩土渗透系数k=0.0016m/s，井中水深h=4m，试计算井的出水量。(影响半径R=3000sk)分)圆柱面的部件AB，该部件五、计算题(本大题共3小题，每小题10分，共3029.如题29图所示，在蓄水容器垂直壁的下面有一1／4的长度l=1.0m，半径R=0.4m，水深h=1.2m，试求作用在部件AB上的静水总压力，要求绘制水平分力的压强分布图和铅垂分力的压力体图。题29图 题30.如题30图所示的分岔管水流射入大气，干管及分岔管的轴线处于同一水平面上。已知?=30°，v2=v3=12m／s，d1=200mm，d2=d3=100mm，不计水头损失，求水流对分岔管的作用力。题30图31.如题3l图所示为离心式水泵抽水装置。已知流量Q=20 1/s，几何给水高度Hg=18m。吸水管长度l1，=8m，管径d1=150mm；压水管长度l2=20m，管径d2=100mm。沿程摩阻系数?=0.042，局部水头损失系数为：进口?e=5.0，弯头?b=0.17。水泵的安装高度Hs=5.45m，水泵进口的允许真空度[hv]=7mH2O。(1)试校核水泵进口的真空度hv；(2)试求水泵的扬程H。题31图2011年1月全国自考流体力学参考答案流体力学试题及答案 48_流体力学答案第 16 页全国2010年10月自学考试流体力学试题课程代码：03347一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2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．流体在静止时( )A．既可以承受压力，也可以承受剪切力 B．既不能承受压力，也不能承受剪切力 C．不能承受压力，可以承受剪切力 D．可以承受压力，不能承受剪切力2．如图所示，密闭容器上装有U型水银测压计。在同一水平面上1、2、3点上的压强关系为( A．p1=p2=p3 B．p1＜p2＜p3 C．p1＞p2＞p3 D．p1＞p2=p33．恒定流一定是( ) A．当地加速度为零 B．迁移加速度为零 C．向心加速度为零D．质点加速度为零4．在总流伯努利方程中，压强P是渐变流过流断面上的( ) A．某点压强 B．平均压强 C．最大压强D．最小压强5．圆管均匀流过流断面上切应力符合( ) A．均匀分布 B．抛物线分布C．管轴处为零、管壁处最大的线性分布 D．管壁处为零、管轴处最大的线性分布6．如图所示，安装高度不同、其他条件完全相同的三根长管道的流量关系为( ) A．Q1=Q2=Q3 B．Ql＜Q2＜Q3 C．Ql＞Q2＞Q3 D．Ql＜Q2=Q3第 17 页)7．有压管流中，阀门瞬时完全关闭，最大水击压强?p的计算公式为( ) A．cv0g2v0lgTzTTzB．C．?cv0D．?cv08．只适用于明渠均匀流流动状态的判别标准是( ) A．微波波速 C．弗劳德数9．矩形修圆进口宽顶堰在A．m＜0.32 C．m=0.36pH?B．临界底坡 D．临界水深3.0的条件下，其流量系数( )B．m=0.32 D．m＞0.3610．用裘皮依公式分析普通完全井浸润线方程时的变量是( ) A．含水层厚度 C．井的半径B．浸润面高度 D．渗透系数二、填空题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 11．动力粘度?与运动粘度v的关系为?=__________。12．水的体积模量(体积弹性模量)K=2.1×109N/m2，压强增加196kPa后，8m3水的体积减小量为__________m3． 13．液体静力学基本方程z+14．在紊流光滑区，??p?g=C的物理意义是静止液体中各点单位重量液体具有的__________相等。 ，则沿程水头损失hf与流速v的__________次方成正比。0.3164Re0.2515．绕流阻力包括摩擦阻力和__________阻力。16．孔口外接短管，成为管嘴出流，增加了阻力，但流量不减，反而增加，这是由于_______的作用。 17．共轭水深中跃前水深和跃后水深具有相同的__________。 18．宽顶堰发生侧收缩时，局部水头损失增加，__________降低。 19．渗透系数的确定方法有实验室测定法、__________和经验方法三种。20．采用国际单位制进行量纲分析时，对于不可压缩流体，三个基本量纲分别是__________。 三、名词解释题（本大题共5小题，每小题3分，共15分） 21．不可压缩流体 22．流线 23．当量粗糙 24．短管 25．自流井四、简答题(本大题共3小题，每小题5分，共15分)26．图示一有压管道，小管直径dA=0.2m，大管直径dB=0.4m，A点压强水头为7mH2O，B点压强水头为4mH2O，已知大管断面平均流速vB=1m/s，B点比A点高1m．求管中水流的方向。第 18 页27．如图所示一密闭水箱，箱壁上连接一圆柱形外管嘴。已知液面压强p0=14.7kPa，管嘴内径d=50mm，管嘴中心线到液面的高度H=1.5m，管嘴流量系数?=0.82，试求管嘴出流量Q．28．已知图示渠段下游为无穷远，上游水深小于正常水深。试对其进行分区，定性画出水面曲线并标出曲线名称。五、计算题(本大题共3小题，每小题10分，共30分)29．如图所示开口盛水容器，容器壁上设有半径R=0.4m的半球盖AB．已知球形盖中心点的水深h=1.6m，不计半球盖自重，试求半球盖连接螺栓所受的总拉力和总切力。(球体体积公式为43πR3)30．如图所示，管道内水流经水平对称分岔管道流入大气。已知流量Q=0.2m/s，干管直径dl=300mm，支管直径d2=d3=100mm，分岔角??30?，不计水头损失，试求水流对分岔管的作用力。3第 19 页31．如图所示溢流坝泄流模型剖面。已知溢流坝最大下泄流量为Qp=850m/s，若采用长度比尺λl =50的模型进行实验，试求模型的最大泄流量Qm．如测得模型坝脚处收缩断面流速vm=2.65m/s，模型的堰上水头Hm=10.8cm，3试求原型相应的流速vp和堰上水头Hp．第 20 页流体力学试题及答案 48_流体力学答案2010年10月全国自考流体力学参考答案
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