1、l流體力學多套完整流體力學試卷及答 案 （期 末 考 試 ）精品資料僅供學習與交流，如有侵權請聯系網站刪除謝謝 31一、判斷題1、 根據牛頓內摩擦定律，當流體流動時，流體內部內摩擦力大小與該處的流速大小成正比。2、 一個接觸液體的平面壁上形心處的水靜壓強正好等于整個受壓壁面上所有各點水靜壓強的平均值。3、 流體流動時，只有當流速大小發生改變的情況下才有動量的變化。4、 在相同條件下，管嘴出流流量系數大于孔口出流流量系數。5、 穩定（定常）流一定是緩變流動。6、 水擊產生的根本原因是液體具有粘性。7、 長管是指運算過程中流速水頭不能略去的流動管路。8、 所謂水力光滑管是指內壁面粗糙度很小的管道。

2、9、 外徑為D，內徑為 d 的環形過流有效斷面，其水力半徑為10、 凡是滿管流流動，任何斷面上的壓強均大于大氣的壓強。二、填空題1、某輸水安裝的文丘利管流量計，當其汞- 水壓差計上讀數Dd。4h 4cm，通過的流量為2L / s，分析當汞水壓差計讀數h 9cm ，通過流量為L/s 。2、運動粘度與動力粘度的關系是，其國際單位是。3、因次分析的基本原理是：；具體計算方法分為兩種。4、斷面平均流速V 與實際流速u 的區別是。5、實際流體總流的伯諾利方程表達式為，其適用條件是。6、泵的揚程H 是指。7、穩定流的動量方程表達式為。8、計算水頭損失的公式為與。9、牛頓內摩擦定律的表達式，其適用范圍是。1

3、0、壓力中心是指。三、簡答題1、 穩定流動與不穩定流動。2、 產生流動阻力的原因。3、 串聯管路的水力特性。4、 如何區分水力光滑管和水力粗糙管，兩者是否固定不變？5、 靜壓強的兩個特性。6、 連續介質假設的內容。7、 實際流體總流的伯諾利方程表達式及其適用條件。8、 因次分析方法的基本原理。9、 歐拉數的定義式及物理意義。10、 壓力管路的定義。11、 長管計算的第一類問題。12、 作用水頭的定義。13、 噴射泵的工作原理。14、 動量方程的標量形式。15、 等壓面的特性。16、 空間連續性微分方程式及其物理意義。17、 分析局部水頭損失產生的原因。18、 雷諾數、富勞德數及歐拉數三個相似準

4、數的定義式及物理意義。19、 流線的特性。四、計算題1、如圖所示，將一平板垂直探入水的自由射流中，設平板截去射流的部分流量Q1 0.012m3/s ，并引起射流的剩余部分偏轉一角度知射流速度為30m/s，總流量Q0 0.036m3/s ，不計重量及水頭損失。求射流加于平板上的力？15m ，沿程阻力系數10.03 ，總局部阻力系數為2、有泵管路如圖所示，流量Q 240m3 / hour ，泵的吸入管長L1210，管徑為 0.25m16 ；壓力管長 L 260m ，10.03 ，求：（1）已知泵入口處真空表讀數6.6mH 2O ，求吸入高度h1 。2）兩個液面高差h2 24m ，求泵的揚程H8.5

5、V ，斷面 2 處的真空度為 2g5、如圖水泵進水系統，h=3m，管徑d=0.25m， 1 2 斷面間的總水頭損失hwpvv4.08mH 2O ，求流量。一、判斷題二、填空題1、3 L/s參考答案2斯 (m /s)因次和諧的原理，定理 過流斷面上各點的實際流速是不相同的，而平均流速在過流斷面上是相等的2、3、4、5、z12p1a1v12gh1p22 a2v22gz2 ，穩定流，不可壓縮流體，作用于流體上的質量力只有重力，所取斷面為緩變流動單位重量液體所增加的機械能6、7、csuundA8、hflV2d 2ghjV22g9、Adu ， 是指在溫度不變的條件下，隨著流速梯度的變化，10、 三、簡答

6、題1、dy總壓力的作用點穩定流動與不穩定流動。- 在流場中流體質點通過空間點時所有的運動要素都不隨時間改變，這種流動稱為穩定流；反之，通過空間點處得流體質點運動要素的全部或部分要素隨時間改變，這種流動叫不穩定流。2、產生流動阻力的原因。- 外因：水力半徑的大小；管路長度的大小；管壁粗糙度的大小。內因：流體流動中永遠存在質點的摩擦和撞擊現象，質點摩擦所表現的粘性，以及質點發生撞擊引起運動速度變化表現的慣性，才是流動阻力產生的根本原因。3、串聯管路的水力特性。- 串聯管路無中途分流和合流時，流量相等，阻力疊加。串聯管路總水頭損失等于串聯各管段的水頭損失之和，后一管段的流量等于前一管段流量減去前管段

7、末端泄出的流量。4、較。5、如何區分水力光滑管和水力粗糙管，兩者是否固定不變？- 不是固定不變的。通過層流邊層厚度與管壁粗糙度值的大小進行比水力光滑管；水力粗糙管。點各方向的靜壓強均相等。6、值始終保持一常數靜壓強的兩個特性。-1. 靜壓強的方向是垂直受壓面，并指向受壓面。2. 任一點靜壓強的大小和受壓面方向無關，或者說任一連續介質假設的內容。- 即認為真實的流體和固體可以近似看作連續的，充滿全空間的介質組成，物質的宏觀性質依然受牛頓力學 的支配。這一假設忽略物質的具體微觀結構，而用一組偏微分方程來表達宏觀物理量(如質量，數度，壓力等)。這些方程包括描述介質性質的方程和基本的物理定律，如質量守

8、恒定律， 動量守恒定律等。22p1a1v1p2a2v27、 實際流體總流的伯諾利方程表達式為(z111 1h1 222 2z2 )，其適用條件是穩定流，不2g2g可壓縮流體，作用于流體上的質量力只有重力，所取斷面為緩變流動。8、 因次分析方法的基本原理。- 就是因次和諧的原理，根據物理方程式中各個項的因次必須相同，將描述復雜物理現象的各個物理量組合而成無因次數群 ，從而使變量減少。9、歐拉數的定義式及物理意義。EuV210、 壓力管路的定義。- 凡是液流充滿全管在一定壓差下流動的管路都稱為壓力管路。11、 長管計算的第一類問題。已知管徑，管長和地形，當一定流量的某種液體通過時，確定管路中的壓力

9、降，或確定起點所需的壓頭，或計算水利坡降。12、 作用水頭的定義。任意斷面處單位重量 水的能量，等于比能除以重力加速度。含位置 水頭 、壓力水頭和速度水頭。單位為m。13、 噴射泵的工作原理。- 噴射泵主要由噴嘴、吸入室和擴散室等組成。工作流體在壓力作用下經管子進入噴嘴，并以很高的速度由噴嘴出口噴出。由于噴出的工作流體速度極高，因此使噴嘴附近的液體(或氣體)被帶走。此時，在噴嘴出口的后部吸入室便形成真空，因此吸入室可從吸人管中吸進流體并和工作流體一起混合，經擴散管進入排出管。如果工作流體不斷地噴射，便能連續不斷地輸送液體(或氣體)。14、 u u dA F ， u u dA F ， u u d

10、A F 三個方程為動量方程的標量形xnynznzcsx cs yy cs式。15、 等壓面的特性。-作用于靜止流體中任一點上的質量力必定垂直于通過該點的等壓面。( ux)( uy)( uz)16、 空間連續性微分方程式及其物理意義。-xz 0 ，其物理意義為：流體在單位tx y z時間內經過單位體積空間流出與流入的質量差與其內部質量變化的代數和為零。17、 分析局部水頭損失產生的原因。-(a) 任何斷面形狀的改變，都必將引起流速的重新分布，因而附加了流體間的相對運動和流體質點的急劇變形，結果導致質點間附加摩擦和相互撞擊，使流體能量受到損失，液流中流速重新分布。(b) 流速的重新分布，總是伴隨有

11、流動分離和旋渦的形成，在旋渦區由于粘性的存在，便有摩擦的能量損失，在旋渦中粘性力作功。(c) 在旋渦區中，又有質點被主流所帶走，即有動量交換，因而消耗運動流體的能量，流體質點的混摻引起的動量變化。18、 雷諾數、富勞德數及歐拉數三個相似準數的定義式及物理意義。-雷諾數：ReVLVD慣性力與粘性力之比Fr富勞德數：V2gl慣性力與重力之比Eu歐拉數：pV2壓力與慣性力之比19、 流線的特性。- (1) 在定常流動時，因為流場中各流體質點的速度不隨時間變化，所以通過同一點的流線 形狀始終保持不變，因此 流線 和跡線相重合。而在非定常流動時，一般說來流線 要隨時間變化，故流線和跡線不相重合。20、

12、(2) 通過某一空間點在給定瞬間只能有一條流線，一般情況流線不能相交和分支。否則在同一空間點上流體質點將同時有幾個不同的流動方向。只有在流場中速度為零或無窮大的那些點，流線可以相交，這是因為，在這些點上不會出現在同一點上存在不同流動方向的問題。速度為零的點稱駐點，速度為無窮大的點稱為奇點。21、 (3) 流線不能突然折轉，是一條光滑的連續曲線。22、 (4) 流線密集的地方，表示流場中該處的流速較大，稀疏的地方，表示該處的流速較小。四、計算題1、 參見教材p.772、 參見教材p.63/p.703、解：列自由液面1-1 和2 2 斷面的伯諾利方程：0hpv2 v228.5v2g 2gv=v22

13、3得： v=1.49 m/sQ=v d 0.073m /s43答：流量為0.073m3 /s工程流體力學試卷二名詞解釋。1 、雷諾數2 、流線 3 、壓力體4 、牛頓流體5 、歐拉法6 、拉格朗日法7、濕周8 、恒定流動9 、附面層10 、卡門渦街11、自由紊流射流12、流場13 、無旋流動14、貼附現象15、有旋流動16、自由射流17、濃差或溫差射流18 、音速 19 、穩定流動20、不可壓縮流體21、駐點 22、自動模型四、選擇題9、在圓管流動中，層流的斷面速度分布符合。A 、均勻規律B 、直線變化規律C 、拋物線變化規律D 、對1 、按連續介質的概念，流體質點是指。A 、流體的分子B 、

14、流體內的固體顆粒C、無大小的幾何點D 、幾何尺寸同流動空間相比是極小量，又含有大量分子的微元數曲線規律10、流線與流線通常情況下2 、一下哪種流體為非牛頓流體。A 、空氣 B 、清水 C 、血液 D 、酒精3、絕對壓強P abs、相對壓強p、真空值pv 、當地大氣壓強p a 之間的關系是。A 、 P =p+ p B 、 p= P +p C 、 p =p - P abs vabs pa p v p a - abs4、圓管層流過流斷面的流速分布為。A 、均勻分布B 、對數曲線分布C 、二次拋物線分布5、一下那些概念屬于歐拉法。A 、流線B 、跡線 C 、液體質點D 、液體微團6、圓管紊流粗糙區的沿

15、程摩阻系數。B 、與管壁相對粗糙度有關dD 、與和管長l 有關t 的無量綱組合是。A、 B 、 C、D、2lt vl vt vt8、圓管斷面直徑由d1 突然擴大到d2，若將一次擴大改為兩級擴大，則該擴大的局部水頭損失。A、減小 B 、不變 C 、增大A 、與雷諾數Re 有關C、與Re 和 有關d7 、速度V、長度l 、時間vtA 、能相交也能相切B 、僅能相交不能相切C、僅能相切不能相交D 、既不能相交也不能相切11、速度v，密度，壓強p 的無量綱集合是p2 vvpA、B 、C、D、2ppv12、雷諾數代表的是之比。A 、慣性力與壓力B 、慣性力與重力C、慣性力與表面張力D 、慣性力與粘性力1

16、3 、壓力輸水管模型實驗，長度比尺為8，模型水管的流量應為1111A、B 、C、D、25816原型輸水管流量的。14、一維流動中，“截面積大處速度小，截面積小處速度大”成立的條件是。A 、理想流體B 、粘性流體C 、可壓縮流體D 、不可壓縮流體15、彈簧管壓力表的讀數是。A 、絕對壓強B、相對壓強C 、絕對壓強加當地大氣壓D 、相對壓強加當地大氣壓16 、靜水中斜置平面壁的形心淹沒深hc 與壓力中心淹沒深hD的關系是A 、大于 B 、小于 C 、等于 D 、無規律17、某風管的斷面尺寸為300mm 200mm ，則該風管的當量直徑是A、18、有一變直徑管流，小管直徑240mm B 、 250m

17、m C 、 300mm D 、 200mmd1 ，大管直徑d2=2d1，則兩斷面雷諾數的關系是1、 Re1Re2 B2、 Re1Re2 C 、 Re11.5Re2 D 、 Re12Re2五、簡答題。1 、流體靜壓強的特性是什么？19、下列流體哪個屬于牛頓流體、汽油 B 、紙漿 C 、血液、尼古拉茲實驗分區級意義是什么？、附面層提出的意義？、溫差或濃差射流彎曲產生的原因是什么？、附面層分離的原因是什么？、運動粘滯系數r 的物理意義是什么？、流體動力粘滯系數u 的物理意義是什么？、元流的特性是什么？16 、畢托管是廣泛應用于測量水流和氣流的一種儀器，試畫出其示意圖，并說明其工作原17 、簡要說明管

18、道流動局部阻力損失產生的機理。D 、瀝青9 、伯努利方程z2pu常數中各項的物理意義？r 2g10 、管網水力計算遵循的原則是什么？11 、水擊（水錘）現象及產生的原因是什么？12 、管嘴出流產生真空的原因和條件是什么？13 、自由紊流射流的運動、動力特征是什么？14 、射流彎曲產生的原因？15 、繞流升力產生的原因？18 、下式不可壓縮流體N-S方程中，各項的物理意義是什么？X1p2 ux2x2 uy2y2 uz2zduxdt六、計算題。1 、有一鋼板制風管，斷面尺寸為400mm200mm，管內氣流平均速度為1.5m /s，氣體運動粘滯系數為15.0 ×8210 m /s ，判斷管

19、內氣體的流態？32、一高壓管末端接噴嘴，如下圖所示，已知噴嘴出口直徑為10cm ，管道直徑為40 cm ，水在管中流量Q為 0.4 m 3 /s ，求管嘴對水流的作用力。3、已知不可壓縮流體的流速分量為：u x22x -y，uy2xy， u z 0， 問該流動是否為無旋流動？2y t ； 求：當 t=1 是過M（ 1,1 ）的流線方程。24、已知平面流動的速度分量為：u x t ， uxy5、一車間用直徑為0.5 m 的風口送風，風口風速為6.0m /s ，如長度比例常數為4，確定實驗模型風口風速。若在模型內測得某點氣流速度為3.0m/s ，則車間相應點的速度為多少？（已知空氣的運動粘滯系數為

20、0. 0000157m 2/s ）l16、對某一橋墩采用模型比例為m 進行實驗。已知模型中水流速度為0.76m /s ，實測模型橋墩受水流作用力為4N。求原型ln 16中相應的流速與作用力。9 、如下圖所示，一水箱側面開孔并接有一直徑為50mm 的短管，形成管嘴出流，已知作用水頭H=5m ，管嘴出流流量系數u=0.82，試問：管嘴出流流量Q；靠近水箱一側管嘴內壁形成真空的原因是什么？合適的管嘴長度是多少？10、如圖所示，一水平射流沖擊光滑平板，流量為Q0 ,密度 ，直徑為d0， 求：平板所受的沖擊力。流量Q1和 Q2。11、如下圖所示：水箱側壁接出一根由兩段不同管徑所組成的管道，已知L= 50

21、m， H 10m ，沿程阻力系數Q2， v2d 1200mm ， d 2100mm ，兩管短長均為0.01, A 0.3, B 0.2, 求：管道中水的流量、流速參考答案：一、名詞解釋。1 、雷諾數：是反應流體流動狀態的數，雷諾數的大小反應了流體流動時，流體質點慣性力和粘性力的對比關系。2 、流線：流場中，在某一時刻，給點的切線方向與通過該點的流體質點的劉速方向重合的空間曲線稱為流線。3 、壓力體：壓力體是指三個面所封閉的流體體積，即底面是受壓曲面，頂面是受壓曲面邊界線封閉的面積在自由面或者其延長面上的投影面，中間是通過受壓曲面邊界線所作的鉛直投影面。4 、牛頓流體：把在作剪切運動時滿足牛頓內

22、摩擦定律的流體稱為牛頓流體。5 、歐拉法：研究流體力學的一種方法，是指通過描述物理量在空間的分布來研究流體運動的方法。6 、拉格朗日法：通過描述每一質點的運動達到了解流體運動的方法稱為拉格朗日法。7 、濕周：過流斷面上流體與固體壁面接觸的周界稱為濕周。8 、恒定流動：流場中，流體流速及由流速決定的壓強、粘性力、慣性力等也不隨時間變化的流動。9 、附面層：粘性較小的流體在繞過物體運動時，其摩擦阻力主要發生在緊靠物體表面的一個流速梯度很大的流體薄層內，這個薄層即為附面層。10 、卡門渦街：當流體經繞流物體時，在繞流物后面發生附面層分離，形成旋渦，并交替釋放出來，這種交替排列、有規則的旋渦組合稱為卡

23、門渦街。11 、自由紊流射流：當氣體自孔口、管嘴或條縫以紊流的形式向自由空間噴射時，形成的流動即為自由紊流射流。12 、流場：充滿流體的空間。13 、無旋流動：流動微團的旋轉角速度為零的流動。14 、貼附現象：貼附現象的產生是由于靠近頂棚流速增大靜壓減少，而射流下部靜壓大，上下壓差致使射流不得脫離頂棚。15 、有旋流動：運動流體微團的旋轉角速度不全為零的流動。16 、自由射流：氣體自孔口或條縫向無限空間噴射所形成的流動。17 、濃差或溫差射流：射流介質本身濃度或溫度與周圍氣體濃度或溫度有差異所引起的射流。18 、音速：音速即聲速，它是弱擾動波在介質中的傳播速度。19 、穩定流動：流體流動過程與

24、時間無關的流動。20 、不可壓縮流體：流體密度不隨溫度與流動過程而變化的液體。21 、駐點：流體繞流物體迎流方向速度為零的點。22、自動模型區：當某一相似準數在一定的數值范圍內，流動的相似性和該準數無關，也即原型和模型的準數不相等，流動仍保持相似，準數的這一范圍稱為自動模型區。四、選擇題。1-5:DCCCA 6-10:BDACC 11-15:DDCDB 16-19： BADA五、簡答題。1 、流體靜壓強的方向是沿著作用面的內法線方向；在靜止或相對靜止的流體中，任一點流體靜壓強的大小作用面方向無關，只與該點的位置有關。2、層流區臨界過渡區紊流光滑區紊流過度區紊流粗糙區意義：比較完整地反應了沿程阻

25、力系數的變化規律，揭示了沿程阻力系數變化的主要因素。3、在于將流場劃分為兩個計算方法不同的區域，即勢流區和附面層。在附面層外的勢流區按無旋流動理想流體能量方程或動量方程求解；在附面層內，按粘性有旋流動流體能量方程或N-S方程求解；4、濃差或溫差射流由于濃度或溫度不同，引起射流介質密度與周圍其氣體密度與周圍氣體密度不同，所受的重力與浮力不相平衡，使得整個射流將發生向上或向下的軸彎曲。5、當流體繞流曲面體流動時，在減壓增速區，流動維持原來的附面層；流動進入增壓減速區時，流體質點受到與主流方向相反的壓差作用，將產生方向的回流，而附面層外的流體仍保持原有的前進，這樣，回流和前進這兩部分運動方向相反的流

26、體相接觸，就形成旋渦。旋渦的產生使得附面層與壁面發生分離。6、流體運動粘滯系數r 表征單位速度梯度作用下的切應力對單位體積質量作用產生的阻力加速度，具有運動學要素。7、流體動力粘滯系數u 表征單位速度梯度作用下的切應力，反映了粘滯的動力性質。8、元流的特性：元流的邊界由流線組成；流體質點不能出入元流；元流斷面上的流速和壓強是均勻分布。9、 Z：斷面對基準面高度，水力學中稱位置水頭，單位位能；p： 在斷面壓強作用下，流體沿測壓管所能上升的高度，壓強水頭，單位位能； ru ： 斷面以速度u 為初速度的鉛直向上射流所能達到的理論的高度，流速水頭，單位位能。2g10、任一節點流入和流出的流量相等；任一

27、閉合環路中，如規定順時針方向流動的阻力損失為正，反之為負，則各管段阻力損失的代數和必等于零。11、有壓管路中運動著的液體，由于閥門或水泵突然關閉，使得液體的速度和動量發生急劇變化，從而造成液體壓強驟然變化，該現象就是水擊（ 水錘） 現象，產生的原因液體的可壓縮性管道材質的彈性。12、原因是流體質點流動時由于有慣性，因而流線不能成折線，是光滑的曲線，所以能夠形成真空區域；條件是：管嘴長度為管徑的 3 4 倍；作用水頭H0 極限值為 9.3m。13、在自由紊流射流的主體段，射流各斷面上速度分布是相似的，軸線速度越來越小，橫截面積越來越大，質量流量也越來越大；個橫截面上的動量守恒。14、在溫差射流場

28、中，由于氣流密度與周圍的氣體的不同，射流氣體所受的浮力與重力不相平衡，使整個射流發生向下或向上彎曲。15、當繞流物體為非對稱形或雖為對稱但其對稱軸與來流方向不平行時，在繞流物體上部流線較密，流速大；下部流線較疏，流速小，則上部壓強小，下部壓強大，上、下部存在壓強差，由此產生向上的力稱為升力。16、（見第五版書P61）17、（略）18、 X：是作用在流體微團上的單位質量力。1p： 是作用在流體微團上單位質量流體的壓力。2 ux2x2 uy2yx2uz2z ）： 是作用在流體微團上單位質量流體粘性偏應力的合力。zduxx ： 是流體質點的加速度。dt六、計算題。4 0.2(0.2 0.4)0.06

29、71 、解： de4R0.067 0.267所以管內氣體為紊流流動。2、解：如圖所示，由連續性方程得：Rede0.267 1.515.0 1062.67 1042000以軸線為基準面，列v1A11-20.43.14 (斷面的伯努利方程40100)23、 18m /sv2A20.43.14 (1010051.0m/s)22p1v102gp22 v22gp2 0則： p12 v22 v12g2g9.82251.02 3.1821295.4kN設噴嘴對水流的作用力為F，沿水流方向列動量方程，并取p1A1FQ( v2、檢查流動是否無旋：2 9.81得：Fp1 A11295.4162.7求速度勢函數：Q

30、( v23.1440 240 ) 2 1000 0.410019.1143.6kNuxuy兩者相等，故為無旋流動5、根據相似原理可得，實驗模型風口直徑為：51.0 3.1810004、根據流線方程定義得流線方程：y(x22yd uxdx uydyx2x2dx所以氣流處于阻力平方區，（可采用粗糙度較大的管道），則阻力平方區的最低雷諾數為y2)2yy2) dx 2xydy dxy22xy05dm 0.5 0.1254原型雷諾數為：Ren=6.0× 0.5/0.0000157=191082.8>50000Vm× 0.125/0.0000157=50000Vm=6.28m/s

31、dxdyuxdxx t2當 t=1 時，uydyt2dxx1dyy1化簡得：xdy+ydx+dy-dx=0積分： xy+y-x+c=0流線通過（1,1 ）點：即1× 1+1-1+c=0 得： c=-1將 c=-1 帶入上式，得xy+y-x-1=0化簡得：（x+1）（y-1 ） =050000 則：相應的模型氣流出口速度Vm為：流速比尺為：6.00.9556.28若在模型內測得某點氣流速度為3.0m/s , 則車間相應點的速度為：Vn=v=3.0 × 0.955=2.87m/s6、經分析可知，此流動的主要作用力是重力，所以決定性相似準數為付魯德準數。由付魯德模型律可知：FnF

32、 m，2 vnlngn2vml；lmgmEunE pnEum,2vnpm2; vm所以： vnlnlm2 vnln ; ;0.76 3.04m/spnpm2 vn2vmlnlmpl得： FNFMPN所以：FnPml n3l m3ln2lm2lnlml n2lm2l n3lm39、 Q uA 2gH孔口與管嘴出流流動時，在出流管嘴內形成以真空區域主要原因是：流體具有粘滯性，流體質點流動時存在慣性，流線不能發生直接拐彎，只能是光滑的曲線因此靠近水箱一側管嘴內壁形成真空。10、建立如圖所示的坐標：Fm16316384N0.8213.14450100)2 2 10 5 0.0161m3/s L=( 3

33、 4) D=(3 4)× 50=150 200 mm設平板對水流的沖擊力為R（方向與x 軸正方向相同），如圖中所示：射流出口速度：v0Q d 204Qd02x 軸方向）得：R= 流出動量-流入動量0Q0 ( V0sin )Q0V0sin24 Q0sind20所以平板所受沖擊力大小與R 相等，方向相反。Q0=Q1+Q22 v02 v1平板切線方向(y 軸方向)無摩擦力，F 0 滿足動量守恒；2g2g2v2，得 v0 v1v22g 012即；0(=Q1v1Q2v2)Q0v0cos化簡得： Q1 Q2Q0cos聯立方程解得：1Q1Q0(121Q2 Q0(12cos )cos )11、選取水

34、平面為截面1-1 ，出口處為斷面2-2 ，由伯努利方程知：連續性方程可知：所以z12p1v02gz2p22 v12gd1 2g所以 10 0v1 A1v2 A2所以v1v2d22d122 v1 012g0.0150200 2g1000v11.51m/s,A1V11d4所以v24v16.04m /s21 v13.1420010002)2 1.51試卷三2l v2d2 2g2v1 Av12g2 v22g50 0.010.04724v1100 2g10002 v1 0.3 12g24v10.212g3m /s選擇題部分a、單位面積液體受到的質量力；c、單位質量液體受到的質量力；a、重合；b 、平行c

35、、相交；100kN/m2，則該點的相對壓強為b、單位體積液體受到的質量力； d、單位重量液體受到的質量力。c )d ) d、正交。a、 1 kN/m2 b、 2 kN/m 2 c、 5 kN/m2 d、 10 kN/m 2 答案： b（ 4）水力學中的一維流動是指（答案：d ）a、恒定流動；b 、均勻流動；c、層流運動；d 、運動要素只與一個坐標有關的流動。（ 5）有壓管道的管徑d與管流水力半徑的比值d /R=（答案：b ）6）已知液體流動的沿程水力摩擦系數a、 8；b、 4；c、 2；a、層流區；b、紊流光滑區；d、 1。與邊壁相對粗糙度和雷諾數Re都有關，即可以判斷該液體流動屬于答案：cc

36、、紊流過渡粗糙區；7 ）突然完全關閉管道末端的閥門，產生直接水擊。已知水擊波速d、紊流粗糙區c=1000m/s，水擊壓強水頭H = 250m，則管道中原來的流速v0為答案：c9）在緩坡明渠中不可以發生的流動是（a、 1.54m b 、 2.0m c 、 2.45md、 3.22m答案： ca、恒定均勻流；b、恒定非均勻流；c、非恒定均勻流；d、非恒定非均勻流。答案： ba、均勻緩流；b 、均勻急流；c、非均勻緩流；d、非均勻急流。10 ）底寬b=1.5m 的矩形明渠，通過的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某處水深h = 0.4m，則該處水流的流態為答案：ba、緩流；b、急流；c、臨界流；11

37、）閘孔出流的流量Q 與閘前水頭的H（答案： d ）成正比。a、1 次方b、 2 次方c、 3/2次方 d、 1/2 次方12 ）滲流研究的對象是（答案： a ）的運動規律。13 ）測量水槽中某點水流流速的儀器有答案：14 ）按重力相似準則設計的水力學模型，長度比尺a、重力水；b 、毛細水；c、氣態水；a、文丘里計b、畢托管a、1 米，Q =1000；c、 1 米，Q =100000；2、判斷題：（每小題2 分）c、測壓管b、 10 米，d、 10 米，d、薄膜水。d、薄壁堰L=100，模型中水深為Q =100；Q=100000。0.1 米，則原型中對應點水深為和流量比尺為答案：1）任意受壓面上

38、的平均壓強等于該受壓面形心處的壓強2）水流總是從壓強大的地方向壓強小的地方流動。3）水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙。4）粘滯性是液體產生水頭損失的內因。9）在流量和渠道斷面形式一定的條件下，躍前水深越大，躍后水深也越大。答案：錯誤10）滲流達西定律適用的條件是恒定均勻層流滲流，并且無滲透變形。錯誤 錯誤 正確5）同樣條件下直接水擊比間接水擊更不安全。正確6）在正坡非棱柱渠道內可以形成均勻流。7）矩形斷面水力最佳斷面的寬深比8）斷面比能沿流程總是減小的。=2答案：錯誤答案：正確錯誤 正確3、填空題：（每小題2 4 分）（ 1 ） 牛頓內摩擦定律適用的條件是層流運動和 牛頓液體。（ 2） 液

39、體中某點的絕對壓強為100kN/m2，則該點的相對壓強為2kN/m 2，真空度為不存在。（ 3） 只受重力作用，靜止液體中的等壓面是水平面。（ 4） 實際液體在流動時產生水頭損失的兩個主要原因是答案：液體存在粘滯性和邊界的影響。（ 5） 水流在明渠中的流態為緩流時，其水深hhk，弗汝德數Fr 1。（ 6） 在流量不變的條件下，水躍的躍前水深越小，則水躍的躍后水深越大 。（ 7） ）根據管道水頭損失計算方法的不同，管道可以分為短管 和 長管 。（ 8）在水擊計算中閥門關閉的時間Ts 水擊相長Tr的水擊，稱為直接水擊，把Ts Tr的水擊稱為間接水擊。（9） a2型水面曲線是發生在陡坡 坡上的緩流

40、流（指急流或緩流）的水面線，這時弗汝德數Fr沿程 減小 （指增大、減小或不變）（10） 溢流堰的過堰流量與堰頂水頭的3/2 次方成正比。（ 11 ） 泄水建筑物下游發生遠驅水躍時，下游收縮斷面水深hc的共軛水深hcht（ht為下游河道的水深，填寫、 符號 ）答案：填寫、 符號（12） 按重力相似準則設計的溢流壩水力模型，長度比尺L=25，當模型中某點的流速為v m= o.8m/s，則原型中對應點的流速為vp=4m/sm/s 。4、問答題：（每小題3 4 分）（ 1）什么是理想液體？為什么要引入理想液體的概念？答案：理想液體是指沒有粘滯性的液體。實際液體都具有粘滯性，在液體流動時會引起能量損失，

41、給分析液體運動帶來很大困難。為了簡化液體運動的討論，我們引入了理想液體的概念，忽略液體的粘滯性，分析其運動規律，然后再考慮粘滯性影響進行修正，可以得到實際水流的運動規律，用以解決實際工程問題。這是水力學重要的研究方法。（ 2）“均勻流一定是恒定流”，這種說法是否正確？為什么？答案：這種說法錯誤的。均勻是相對于空間分布而言，恒定是相對于時間而言。當流量不變通過一變直徑管道時，雖然是恒定流，但它不是均勻流。（ 3）簡述尼古拉茲實驗中沿程水力摩擦系數的變化規律。答案：通過尼古拉茲實驗可以發現：在層流中僅是雷諾數Re 的函數并與Re 成反比；在層流到紊流過渡區，僅是Re 的函數；在紊流光滑區=f 1（

42、 Re）；過渡區=f2（ Re，）；粗糙區=f3（），紊流粗糙區又稱為阻力平方區。（ 5）流動相似的含義是什么？答案：流動相似包括幾何相似、運動相似和動力相似。其中幾何相似是前提，動力相似是保證，才能實現流動相似。（ 6）從力學意義上解釋明渠均勻流只能在正坡渠道中產生的原因。答案：均勻流的斷面平均流速水頭和壓強水頭沿程不變，但水流運動總要消耗能量，因此從能量方程來分析，只能消耗位能來克服水流阻力。所以均勻流只能產生在正坡渠道中。（ 7）分析水面曲線時，如何尋找急流和緩流的控制斷面？答案：急流的控制斷面在上游，因為外界對急流的干擾不能向上游傳播；緩流的控制斷面在下游，其原因與急流正好相反。（ 8

43、）在滲流計算中達西定律與杜比公式有何區別？答案：達西定律適用于任一點的滲流流速u=kJ，其適用于恒定均勻層流滲流；而杜比公式是適用于恒定非均勻漸變層流滲流，同一過水斷面上各點的滲流流速都相等且等于v= kJ。（每題 2 分，共20分）1.2.液體的粘度隨溫度的升高而降低，隨壓力的升高而增大。平衡流體中任意點的靜壓強值只能由該點的坐標位置來決定，而與該壓強的作用方向無關。即作用于同一點上各方向的靜壓強大小相等。3. 若平衡流體在x 、 y 、 z 方向的單位質量力分別為X =5、 Y =4、Z =3，則等壓面方程為5x 4y 3z 0。 4流線和跡線實質是一回事。25. 理想流體在有勢質量力的作用下作定常流動時，函數（Wp u ） 的值在任一點上保持不變。6同一水頭作用下，出流直徑相同的管嘴與孔口，管嘴出流量大于孔口出流27實際流體流經水力半徑小的過水斷面時，流動阻力小。8實際流體圓管層流的切應力分布是中間最大、管壁邊緣為零的線性分布。9尼古拉茨試驗的水力粗糙管區阻力系數與雷諾數Re有關。10. 串聯管路的總水頭等于各管段水頭損失之和。二、選擇