1、.填空題（共30分，每小題2分）1. 均質不可壓縮流體的定義為。2. 在常壓下，液體的動力粘度隨溫度的升高而。3. 在漸變流過流斷面上，動壓強分布規律的表達式為P/Pg+z=0。5. 只要比較總流中兩個漸變流斷面上單位重量流體的總機械能大小，就能判別出流動方向。6. 產生紊流附加切應力的原因是。7. 在靜止流體中，表面力的方向是沿作用面的方向。8. 圓管紊流粗糙區的沿程阻力系數九與速度梯度有關。9. 漸變流流線的特征是。10任意空間點上的運動參數都不隨時間變化的流動稱為恒定流。11. 局部水頭損失產生的主要原因是。12. 直徑為d的半滿管流的水力半徑R二d/4。13. 平面不可壓縮流體的流動存

2、在流函數的條件是流速u和u滿足xy方程dU/dt+dU/dt=0。xy14. 弗勞德數Fr表征慣性力與之比。15. 在相同的作用水頭下，同樣口徑管嘴的出流量比孔口的出流量大。二. （14分）如圖所示，一箱形容器，高h=1.5m，寬（垂直于紙面）b=2m，箱內充滿水，壓力表的讀數為20kN/m2，用一半徑r=1m的園柱封住箱的一角，求作用在園柱面上的靜水總壓力的大小與方向。解:7>)px=Pghc(hb)=pg(+-)(hb)=82.05kN(x=cg2Pz=Pgv31v=(兀r2+x0.52+Hx0.5)b82H=20=2.04gv=4.64p=45.53kNz三. （14分）如圖所示，

3、一水平放置的管道在某混凝土建筑物中分叉。已知主管直徑D=3m，主管流量Q=35m3/s，分叉管直徑d=2m，兩分叉管流量均為Q2，分叉管轉角0二600,1-1斷面中點的壓強p二294kN/m2，不計水頭損失，求水流對支座的作用力。解：V=Q=4.95(m/s)-d.241v2=v3=5.57(m/s)-d2242p2=p-+Q(V2-v22)=290.8(KN/m2)Fx=2(P2A2+PQ2V2)cos0-P1A-pQV1=-1240(kN)向左FY=2(P2A2+pQ2V2)sin0=1750(KN)向上四. （14分）如圖所示，長L=50m、直徑D=0.21m的自流管，將水自水池引至吸水

4、井中，然后用水泵送至水塔。已知泵的吸水管直徑d=0.2mm，管長l=6m，泵的抽水量Q=0.064m3/s，濾水網的局部阻力系數g=£=6.0，彎頭的局部阻12力系數g=0.3，自流管和吸水管的沿程阻力系數九=0.02。假定自流管中通過的3流量等于泵的抽水量。試求：（1）水池水面與吸水井的水面高差h；（2）水泵的安裝高度H=2m時，水泵進口斷面的真空度。sh=G1+九d)21解:d2g4Q4Q-85/V=1.85m/s1兀d2兀D2h=1.88mh=1.88m0=?g+Hs+dY網Y彎)2gv二竺=2.04m/s兀d2pv=36.04kpa五. （14分）油在管中以v=1m/s的速度

5、向下流動，油的密度p=920kg/m3，管長l=3m，管徑d=25mm，水銀壓差計測得h=9cm.試求：（1）油在管中的流態；（2）油的運動粘度v；（3）若保持相同的平均速度反方向運動時，壓差計的讀數有何變化？（水銀密度p'=13600kg/m3）.解：假定流動為層流旦=zi+旦+z2+九上PgPgd2gP2+PHggAh=P+(z1_z2+Ah)pg(PHg1)Ah=X丄巴Pd2g.64Re解得:Re=316故假設成立，流動為層流RvdRe=-v0.025v=7.91x105316六. （14分）用文丘里流量計量測空氣（絕熱指數k=1.4,氣體常數R=287J/kg-K）的質量流量。

6、已知進口斷面的直徑為d二400mm，絕對壓強1為p二140kN/m2，溫度為T二180C，喉部斷面d二150mm，p二116kN/m2，1122假定流動為一元恒定等熵氣流，求通過流量計的質量流量。解：T1=273+18=291kp1=乩=140X1°3=1.676kg/m31RT1287x291p,116,P1吶亍1k=176X(胡咕=E/m3kpv2kpv21+=2+k1P2k1P221.4140x103v21.4116x103v2X+1=X+1.411.67621.411.4652可得：30459.32+v2=v212解得：v=21.618m/s,v=175.862m/s12兀G

7、=P2vA=1.465x175.862x_x0.152=4.927kg/s2224pav2、選擇題（10分）伯努利方程中z+莎表示A.單位重量流體具有的機械能；B.單位質量流體具有的機械能；C.單位體積流體具有的機械能；D.通過過流斷面的流體所具有的總機械能。2動量方程A.僅適用于理想流體的流動B.僅適用于粘性流體的流動C.理想流體與粘性流體的流動均適用D.僅適用于紊流3. 流體在管內作層流流動時，其沿程損失hf值與斷面平均流速v的次方成正比。A.1B.1.75C.1.752D.24. 相對壓強的起量點是A.絕對真空；B.1個標準大氣壓；C.液面壓強。D.當地大氣壓強；5. 工程上計算流體在圓

8、管內流動時，由紊流變為層流采用的臨界雷諾數取為A.13800B.2320C.2000D.1000三、繪圖題（繪出AB曲面上的壓力體，8分）四、計算題（12分）如右圖，直徑為d=150mm的圓柱，固定不動。內徑為d'=151.24mm的圓筒，同心地套在圓柱之外。二者的長度均為l=250mm。柱面與筒內壁之間的空隙充以甘油，轉動外筒，轉速為n=100r/min,測得轉矩為T=9.091N-m。求甘油的動力粘性系數卩。五、計算題（20分）如右圖所示，已知d=150mm，d=75mm，a=2.4m水的流量Q二002m3.s，p-p二1172Nm2oABv2（1）如果A、B之間的水頭損失表示為，

9、試求:值。2g（2）求出水銀差壓計中的讀數ho六、計算題（20分）如圖所示，計算圓管突然擴大的局部損失。七、計算題（10分）如圖有一并聯管路，已知d=100mm，l=80m，九=0.021；111d=75mm，l=50m，九=0.025；Q=30l/s，求Q、Q。ha答案>fix22212一、判斷題（每題2分，共20分）1. 液體的粘度隨溫度的升高而降低，隨壓力的升高而增大。丁2. 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。丁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

10、為5x+4y+3z=0°x5.6.7.8.9.10.4. 流線和跡線實質是一回事。x理想流體在有勢質量力的作用下作定常流動時，函數（W-E-u2）的值在任一點上保持P2不變。x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V實際流體流經水力半徑小的過水斷面時，流動阻力小。x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。X尼古拉茨試驗的水力粗糙管區阻力系數入與雷諾數Re有關。X二、三、選擇題（每題3分，共15分）1.A2.C3.A4.D5.C畫圖題（繪出AB曲面上的壓力體，8分）E!AEB實壓力體EE'A£-DEDB虛壓力體EE&#

11、39;D'DBADEDB實壓力體D'DBB'四、計算題（12分）解:F=卩A竺=,AVdyh（7分）A=ndl；dd-dndnV=喬；'=0.62mm（3分）串聯管路的總水頭等于各管段水頭損失之和。丁T=Fr=F-29.091=叫0.15X0.25X60x0.62x10-3（12分）=0.792Pa-s五、計算題（20分）解：（1）以B為基準，取A、B斷面列伯努利方程z+作+av2AA:z+你+av2BB+hAY2gBY2g1za;z0;aa1；hv2ABABl2g_4Q_4Q又vvA兀d2'B兀d2AB代入數值，乜=3.4（8分）（12分）（14分）2

12、從Pb開始，用逐段(p一p+ya)9.5mmAB（20分）六、計算題（20分）解：取水平基準面0-0,過水斷面的壓強、速度及位置高度如由于1、11兩過水斷面上流線已接近平行，即屬于緩變流,因此可寫出兩斷面的伯努利方程（設aa1）120（7分）由于在dt時間內從斷面I到II的流速由Vi變為J根據動量定理得pA一pA+p(A一A)+YA(z一z)pAv(v一v)1122121212vpp整理得T(v-v)(+z)一(+z)g21Y1Y2(2)（14分）（v一v）2由和得hj=A由連續性方程v1v代入上式得2A12（18分）h其中丿iv2c;gA(1_-1)2A（20分）（2）設B斷面到水銀測壓計左

13、支管水銀交界面的垂直距離為b加減的方法推演到Pa，可得Pb+丫b+廠h-（h+b+a）-Pa（18分）七、計算題（10分）解：由hf1-人了2（3分）則，代入數值得所以解出九l/d-u2/(2g)二九l/d-u2/(2g)111U=U2U2-1-U2212Q+Q=Q12尢ld22-d尢l211（7分）Q1Q2=16/25Q=19.21(l/s)=9/25Q=10.80(l/s)（10分）二選擇題（共10小題，每題3分，共30分）1. 絕對壓強p與相對壓強p、真空度p、當地大氣壓p之間的關系是：A.p=p+p；absv2. 如圖所示A.斷。3. 在研究流體運動時，A.牛頓流體及非牛頓流體；C.均

14、質流體與非均質流體；4. 比較重力場（質量力只有重力）的大?。緼.f<f；B.f=f；C.水水銀水水銀5. 流動有勢的充分必要條件是（A.流動是無旋的；C.必須是無旋的平面流動；6. 雷諾數Re反映了（）的A.粘滯力與重力B.重力與慣性力壓力absB.p=ppC.absaB.p>p；0aP0=Pa；p=PPvaabsC.p<p；0aD.p=p+pabsaD.無法判）。按照是否考慮流體的粘性，可將流體分為（可壓縮流體與不可壓縮流體；理想流體與實際流體。水和水銀所受的單位質量力f和f水水銀B.D.中,f>f水)。B.水銀；D、不一定。必須是平面流動；流線是直線的流動。關系慣

15、性力與粘滯力D.粘滯力與動水D.比C.題二-9圖7.密閉容器內下部為水，上部為空氣，液面下4.2m處測壓管高度為2.2m,設當地大氣壓為1個工程大氣壓，則容器內氣體部分的相對壓強為_水柱()。A.2mB.1mC.8mD.2m8.如圖所示，皿豐辭，下述靜力學方程哪個正確？A+聶=勺+議B-勺+禺=2+畐kPig&十看氏勺+聶=2+器1題圖9.下列壓強分布圖中哪個是錯誤的?10. 粘性流體總水頭線沿程的變化是（）。A.沿程下降B.沿程上升C.保持水平D.前三種情況都有可能。三計算題（共3小題，共50分）1.如圖所示，有一盛水的開口容器以3.6m/s2的加速度沿與水平成30°夾角的

16、傾斜平面向上運動，試求容器中水面的傾角，并分析p與水深的關系。（15分）2. 有一30cmxl5cm的文德利管，接入鉛垂的輸油管上，油的流動方向朝上。已知喉部與進口截面間的高度差為30cm，圖中U形管讀數為25cm水銀柱，試求油的流量以及進口與喉部兩截面之間的壓力差。（Pg二8825N/m2）（20分）3. 不可壓縮平面流動的流函數為xy+2x一3y+10，試判斷是否存在勢函數，如果存在，求其勢函數。（15分）工程流體力學試題答案及評分標準一名詞解釋（共10小題，每題2分，共20分）1. 粘滯性流體在受到外部剪切力作用時發生變形（流動），其內部相應要產生對變形的抵抗，并以內摩擦力的形式表現出來

17、，這種流體的固有物理屬性稱為流體的粘滯性或粘性2. 跡線流體質點的運動軌跡曲線流線同一瞬時，流場中的一條線，線上每一點切線方向與流體在該點的速度矢量方向一致3. 層流一一流體運動規則、穩定，流體層之間沒有宏觀的橫向摻混4. 量綱和諧只有量綱相同的物理量才能相加減，所以正確的物理關系式中各加和項的量綱必須是相同的，等式兩邊的量綱也必然是相同的5. 偶極流一一由相距2a的點源與點匯疊加后，令a趨近于零得到的流動6. 排擠厚度一一粘性作用造成邊界層速度降低，相比理想流體有流量損失，相當于中心區理想流體的流通面積減少，計算時將平板表面上移一個厚度，此為排擠厚度7. 順壓力梯度一一沿流動方向壓力逐漸降低

18、，邊界層的流動受壓力推動不會產生分離8時均速度湍流的瞬時速度隨時間變化，瞬時速度的時間平均值稱為時均速度9. 輸運公式一一將系統尺度量轉換成與控制體相關的表達式10. 連續介質假說將流體視為由連續分布的質點構成，流體質點的物理性質及其運動參量是空間坐標和時間的單值和連續可微函數。二選擇題（共10小題，每題3分，共30分）1BC；2B；3D；4B；5A；6C；7D；8B；9B；10A三計算題（共3小題，共50分）1.如圖所示，有一盛水的開口容器以3.6m/s2的加速度沿與水平成30°夾角的傾斜平面向上運動，試求容器中水面的傾角，并分析p與水深的關系。解：根據壓強平衡微分方程式：助二p（

19、Xdx+Ydy+Zdz）（分）單位質量力：X=-acos30°=-(g+asm30Q)邊分)在液面上為大氣壓強，眇二°代入（1分）由壓強平衡微分方程式，得：-acos30°dx-g+涇sm30°)dz=0-acos30°x-(g+asin30°)=c代入：=0,2=0,得：C=0自由面g二g日自由面方程：（2分）dxg+asin30°=15°(2分)任意點：助二cos30°dx-gdz-asin30°dz)ppacos30°-pazsm30°+Cx=0;z=0;/?=0C=0p=-pacos30ox-pg-pazsin30°(4分)代入自由面方程得：P.=-acos30°dx-(g+asin30°)dz+C卜代入X二o,z=o；時p=0得c=op.=-acos30°x-(g+asin30°)P=p(g+asm30°)h題三