流體力學試卷及答案

一.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。

5.只要比較總流中兩個漸變流斷面上單位重量流體的大小，就

能判別出流動方向。

6.產生紊流附加切應力的原因是o

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4與有關。

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o

11.局部水頭損失產生的主要原因是o

12.直徑為d的半滿管流的水力半徑R=o

13,平面不可壓縮流體的流動存在流函數的條件是流速巴和J滿足

方程O

14.弗勞德數6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o

二.（14分）如圖所示，一箱形容器，高，寬（垂

直于紙面）,箱內充滿水，壓力表的讀數為，

用一半徑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。

題三圖

題二圖

三.（14分）如圖所示，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，主管流

量，分叉管直徑兩分叉管流量均為，分叉

管轉角，1」斷面中;點的壓強，不計水頭損失,

求水流對支座的作用力。

四.（14分）如圖所示，長、直徑的自流管，將水自水池引至吸水井中，然

后用水泵送至水塔。已知泵的吸水管直徑，管長，泵的抽水量，濾水網

的局部阻力系數，彎頭的局部阻力系數，自流管和吸水管的沿程阻力系數

o假定自流管中通過的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；（2）水泵的安裝高度時，水泵進口斷面的真空度。

五.（14分）油在管中以的速度向下流動，油

的密度,管長，管徑，水銀壓差計測得

.試求：（1）油在管中的流態；（2）油的運動粘

度；（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）

六.（14分）用文丘里流量計量測空氣（絕熱指數，氣體常數）的質量流

量。已知進口斷面的直徑為，絕對壓強為，溫度為，喉部斷面，，假

定流動為一元恒定等燃氣流，求通過流量計的質量流量。

題五圖

參考答案：

一.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降低o

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=0o

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脈動。

7.在靜止流體中，表面力的方向是沿作用面的內法線方向。

8.圓管紊流粗糙區的沿程阻力系數啜與速度梯度有關。

9.漸變流流線的特征是近似為平行直線o

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

_____________________________O

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=d/4o

13.平面不可壓縮流體的流動存在流函數的條件是流速人和〃、滿足

方程aUx/at+au、/at=。。

14.弗勞德數分表征慣性力與重力之比。

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一大°

二.（14分）如圖所示，一箱形容器，高，寬（垂

直于紙面），箱內充滿水，壓力表的讀數為，

用一半徑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:

p..pgh(hb)=p虱—十—)(hb)=82.()5ZN(--->)

g2

=pgv

v=(1^r2+^x0.52+Hx0.5)/?

H=—=2.04

g

v=4.64

［先=45.53kN

三.（14分）如圖所示，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，主管流

量，分叉管直徑，兩分叉管流量均為，分叉

管轉角，1”斷面中點的壓強，不計水頭損失,

求水流對支座的作用力。

解:

=4.95(〃z/s)

=5.57(/72/5)

P2=P-4(V12-V22)=290.8(KN/nr)

Fx=2(P2A2+/7(?2V2)cosPiAi-pQ%=-1240(kN)向左

FY=2(P2A2+pQ2V2)sine=1750(KN^上

四.（14分）如圖所示，長、直徑的自流管，將水自水池引至吸水井中，然

后用水泵送至水塔。已知泵的吸水管直徑，管長，泵的抽水量，濾水網

的局部阻力系數，彎頭的局部阻力系數，自流管和吸水管的沿程阻力系數

o假定自流管中通過的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；（2）水泵的安裝高度時，水泵進口斷面的真空度。

解:

4Q4Q

Vl=-----=------=1.85/77/5

7rd\2TTD2

h=1.88〃z

/?=1.88/??

nIv-

0=----FHs+(/i網+4彩)

Pgd2g

v=-^-=2.04〃z/s

jvd2

pv=36.04A/A,

五.（14分）油在管中以的速度向下流動，油

的密度，管長，管徑，水銀壓差計測得

.試求：（D油在管中的流態；（2）油的運動粘

度；（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）.

解：假定流動為層流

Pl〃2./V~

----=ZI4-------FZ2+4------

PgPgd2g

pi+p〃ggAh-pi+(zi-22t■Ah)"g

(■^-l)Ah=A--

Pd2g

人竺

Re

解得:Re=316故假設成立，流動為層流

Re*

v

0.025

v=-=--7-.-91x10$

316

六.（14分）用文丘里流量計量測空氣（絕熱指數，氣體常數）的質量流

量。已知進口斷面的直徑為，絕對壓強為，溫度為，喉部斷面，，假

定流動為一元恒定等嫡氣流，求通過流量計的質量流量。

解：

Ti=273+18=291Jl

pi14OX1O3-，3

pi=---=--------=1.676奴/nr

RTi287x291

pi==1.676x（蓋）*4=1.465依/m3

k,v,2_k〃2,v-

------------十--------------------十------

k-\