工程流体力学试题与标准答案4.doc

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 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与雷诺数无关。 8. 局部损失通用计算公式为 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 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、直径相等时，小孔出流量Ｑ和 圆柱形外管嘴出流量Ｑn Ａ．ＱＱn；Ｂ．ＱＱn；Ｃ．Ｑ＝Ｑn。 3．变直径管，直径d1=320mm，d2=160mm，流速v1＝1.5m/s，v2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．p1p2 ；B．p1=p2 ；C．p1p2 。 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 ，长的圆柱上的总压力在水平及垂直方向的分力和压力中心。 五、计算题（10分） 由两根不同直径的管子与一渐变连接管组成的管路如右图所示，已知：，； m，，流速m/s，。试判断流动方向，并计算A、B两断面之间的水头损失。 六、计算题（20分） 某供水系统中一水平供水管道，直径m，拐弯处的弯角，管中断面1—1处的平均流速，压强为，如右图所示，若不计弯管内的水头损失，求水流对弯管的作用力。 七、计算题（10分） 做沿程水头损失实验的管道，直径，测量段长度，，。试求： (1)当流量时，管中的流态? (2)此时的沿程水头损失系数=？ 一、判断题（每题2分，共20分） 1. 一切流体都是牛顿流体。ⅹ 2．流体静压强的方向不一定垂直于受力面的内法线方向。ⅹ 3．平衡流体等压面微分方程为√ 4．过水断面都是平面。ⅹ 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与雷诺数无关。ⅹ 8．局部损失通用计算公式为 √ 9．只要流体流过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。ⅹ 10．在质量力只有重力的作用下，实际流体微小流束的伯努力方程为 ⅹ 二、选择题（每题3分，共15分） 1．A 2．B 3．C 4．B 5．C 三、画图题（5分） 四、计算题（20分） 解： 1）水平分力 (5分) 其压力中心m (10分) 2）垂直分力 （方向向上） (15分) 其压力中心 (20分) 五、计算题（10分） 解：设液流由A→B，基准水平面为O—O，取A、B两断面，列总流的伯努利方程 （5分） 根据连续性方程得代入上式 (8分) 代入数据得水柱。因为,所以所设方向正确。即A→B （10分） 六、计算题（20分） 解：过水断面1—1和2—2的断面积、平均流速和压强分别用、、 和、 、表示，建立如图坐标系。 （2分） 断面1—1和断面2—2所受压力分别为和，管壁对流体的作用力为。可沿、轴分解为、，由于弯管是水平放置的，重力在x轴和y轴的投影等于零。总流的动量方程在x轴和y轴的投影为 即 （10分） 根据题意可知 则 （13分） 由连续性方程可知，m/s，同时，又由于弯管水平放置，且不计水头损失，则由总流的伯努利方程得到 （16分） 于是 又