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流体力学试卷及答案(期末考试)讲解

选择题（每题2分，共20分）

1.流体力学研究的对象是：

A.固体

B.液体

C.气体

D.所有流体

答案：D

2.下列哪项不是流体的基本特性：

A.连续性

B.压缩性

C.粘滞性

D.延展性

答案：D

3.在伯努利方程中，流速增加时，下列哪项会减小：

A.流体静压力

B.流体动压力

C.总能量

D.流体密度

答案：A

4.下列哪种流动是稳定的：

A.层流

B.湍流

C.非稳定流

D.非牛顿流

答案：A

5.流体力学中的连续性方程描述的是：

A.流体的动量守恒

B.流体的能量守恒

C.流体的质量守恒

D.流体的热量守恒

答案：C

填空题（每题2分，共20分）

6.流体力学中的帕斯卡原理表明，在静止的流体中，任何一点的压力变化会______传递到流体的各个部分。

答案：无差别地

7.在层流中，流线是______的，而在湍流中，流线是______的。

答案：平直的；弯曲的

8.流体的粘度与温度成______关系，与压力成______关系。

答案：反比；无关

9.伯努利方程适用于______、______、______的流动。

答案：不可压缩流体；稳态流动；无旋流动

10.流体力学中的雷诺数是用来判断流动是层流还是湍流的，其计算公式为______。

答案：Re=ρvd/μ

判断题（每题2分，共10分）

11.流体的粘度与流体的温度无关。（）

答案：错误

12.层流的流速剖面是抛物线形状。（）

答案：正确

13.在不可压缩流体中，流速越大，压强越小。（）

答案：正确

14.流体的连续性方程只适用于稳态流动。（）

答案：错误

15.湍流中的流速分布比层流更均匀。（）

答案：错误

解答题（每题20分，共40分）

16.设有一圆形管道，直径为0.2米，水以1.5m/s的速度在管道中流动。求管道中的雷诺数，并判断流动是层流还是湍流。已知水的运动粘度为1.01×10^6m2/s。

解答过程：

雷诺数计算公式：Re=ρvd/μ

其中，ρ为水的密度（1000kg/m3），v为流速（1.5m/s），d为管道直径（0.2m），μ为水的运动粘度（1.01×10^6m2/s）。

Re=(1000kg/m3)×(1.5m/s)×(0.2m)/(1.01×10^6m2/s)=2.97×10?

由于雷诺数大于2000，因此流动为湍流。

17.一个水平管道中，水的流速为2m/s，管道直径为0.1m，求管道入口和出口的压力差。已知水的密度为1000kg/m3，重力加速度为9.8m/s2。

解答过程：

根据伯努利方程，忽略高度差，我们有：

P?/ρ+v?2/2+P?/ρ+v?2/2=常数

由于入口和出口的流速相同，我们可以简化方程为：

P?/ρ+P?/ρ=常数

压力差ΔP=P?P?=ρ(v?2v?2)/2

ΔP=1000kg/m3×(2m/s)2/2=2000N/m2

因此，管道入口和出口的压力差为2000N/m2。