中國石油大學（北京）2006—2007學年第二學期

《流體力學》期末考試試卷C（閉卷考試）

班級：姓名：學號：

題號―-1一:四總分

得分

一、單選題（共1（）題，每題2分，共20分）

（1）在穩定流中，流線與跡線在幾何上______

A：相交

B：正交

C：平行

D：重合

（2）管路AB有3條管線串聯，設水頭損失例>例>配，摩阻系數相等，管線長度也相等,

則三段管線的管徑之間的關系是

A：di<d2Vd3

B：di=d2=d3

C：di>d2>d3

D：條件不足，無法判斷

（3）己知某管路截面為正方形，邊長為12cm,其水力半徑為

A：12cm

B：6cm

C：3cm

D：以上都不對

（4）動力粘度的單位是

A：Pa.s

B：nr/s

C：s/m2

D：Pa/s

（5）離心式水泵導輪內的流動，可以看作是

A：點源與純環流的疊加

B：點源與點匯的疊加

C：偶極流動

D：平行流與純環流的疊加

（6）通過一個曲面的體積流量與曲面上的有關

A：*去向速度

B：切向速度

C：密度分布

D：壓強

（7）靜止流體的點壓強值與無關

A：位置

B：方向

C：流體的密度

D：重力加速度

（8）關于水擊現象，如果不考慮管壁的彈性，則計算出的水擊壓力會______

A：變大

B：變小

C：不變

（9）靜止的水僅受重力作用時，其測壓管水頭線必為

A：水平線

B：向下直線

C：斜線

D：曲線

（10）當飛機《到高空時，由于此時空氣溫度變低，因而當地音速與地面的音速相比

A：增大

B：減小

C：不變

二、判斷題（共10題，每題2分，共20分）

（1）動量方程對理想流體與粘性流體均適用。

（2）串聯管路中間由于管徑或流速的變化，會導致流量在各管段中并不一定相等。

（3）在絕能等燃流動中，馬赫數不可能超過1。

（4）雷諾數的物理意義在于它反映了慣性力與重力的比值。

（5）對于控制體來說，控制面上不能有質量的交換。

（6）在其它條件不變，僅流速從很小的值不斷增加時，流動會由紊流進入過渡狀態，并最

后進入層流。

（7）關于圓管中的層流流動，其最大流速是平均流速的1.5倍。

（8）對于壓力管路，管徑越大各項費用均減小，所以管徑越大越好。

（9）一個正確、完整的反映客觀規律的物理方程中，各項的量綱是一致的，這就是量綱和

諧原理。

（10）對于收縮噴管，如果背壓足夠低，就可以將亞音速氣流加速到超音速氣流。

三、簡答題（共3題，每題6分，共18分）

（1）簡述流體靜壓力的兩個重要特性？

（2）水力光滑與水力粗糙的含義是什么？

（3）對于簡單長管的水力計算，第一類和第二類問題是什么？并各簡述一種求解的思路。

四、計算題（共3題，共42分）

（1）如下圖所示，水射流以25m/s的速度從直徑d=0.15m的噴口射出，沖擊一個固定的對

稱葉片，葉片的轉角為。=135。，求射流葉片的沖擊力。若葉片以10m/s的速度后退，而噴

口固定不動，沖擊力為多大？（本題15分）

（2）有如下圖所示的管路系統（可認為是長管，不考慮局部阻力和速度水頭），從A點用

系向C點和D點輸送水。己知C點和D點的壓力相同，但高度不同，且AC長為2000m,

BD段管長為1500m,AB段長1314.4m,ABC段管徑為200mm,BD段管徑為150mm。己

知C點流量為Q=54m3/h.D點流量為Q2=25.2m3/h,管內流動的水已知密度為l（M）（）kg/m\

動力粘度為1.5x10-3pa,。假設流動處于水力光滑區內。試求D點的高度。（本題15分）

ABC

V40mWOmlV49m

D

（3）某渦輪噴氣發動機，空氣進入壓氣機時的溫度「=250K,經壓氣機壓縮后，出口溫度

上升為T2=470K,假設壓氣機進出口的空氣流速近似相等，如果壓氣機的空氣流量為12kg/s,

求帶動壓氣機所需的功率，己知空氣上1.4,R=287.06J/K.kg,比熱為常數。（本題12分）

班級：姓名：學號：

答題紙試卷代號

一、單選題（共10題，每題2分，共20分）

(1)D(2)A

(3)__________C_______________(4)____A

(5)___________A_______________(6)____A

(7)__________B_______________(8)____A

(9)__________A_______________(10)一B

判斷題（共10題，每題2分，共20分）

(1)_____XI_______(2)____錯

(3)___________13______________(4)____錯

(5)_____ta_______(6)____錯

(7)_____H_______(8)____錯

(9)_____St_______(10)—錯

三、1簡答題（共3題，每題6分，共18分）

（1）答：

特性之一：靜壓力沿著作用面的內法線方向,即垂直地指向作用面。（3分）

特性二：靜止流體中任何一點上各個方向的靜壓力大小相等，與作用方向無關。（3分）

（2）答：

層流底層完全淹沒了管壁的粗糙凸出部分，層流底層以外的紊流區域完全感受不到管壁

粗糙度的影響，流體好像在完全光滑的管子中流動一樣。稱之為水力光滑。（3分）

管壁的粗糙凸出部分有一部分或大部分暴露在紊流區中，流體流過凸出部分，將引起漩

渦，造成新的能量損失，管壁粗糙度將對紊流流動產生影響。稱之為水力粗糙。（3分）

（3）答：

a.第一類問題：

己知管徑、管長和地形（即管路起點和終點的地面標高），根據給定的輸送量，計算管路中

的壓降。（1分）

求解思路可以為：根據流量、管徑和液體性質，算出雷諾數，確定流動狀態。確定系數p

和指數m,計算水頭損失"由能量方程計算壓降。（2分）

b.第二類問題：

已知管徑、管長和地形，在一定的壓降限制下，確定當某種液體通過時的最大輸送量。（1

分）

因為流晟是未知數，無法先判別流態，可采用假設流態法。由能最方程根據壓降計算水頭損

失"。假設流態，確定系數0和指數m,求出輸送量。。然后驗算流態，如果假設正確，則

所求得的輸送量為正確值，否則重新假設流態。（2分）

四、計算題（共3題，共42分）

（1）解：（1）設水受葉片的力為尸，由動量方程得:

萬儲

F=0Q%(l-cosa)=p^-j—Vy(1-cosa)

=1000x21業

X252(1-COS!35)?18845N

4

葉片受力大小為尸=18845N,水平向左

（2）把坐標系固定在葉片上，則：

—&)，

ve=10m/s

2

F=pe(v0-v(,)(l-cosl35)=p^-(v0-vt,)(l-cosl35)

1000x3-14x0J52

=(25-10)2X(1-COS135卜6784N

4

葉片受力大小為尸=6784N,水平向左

(2)解：

e,=54//力=0015—5（1分）

Q2=25.2〃//〃=0.007//5（1分）

3

BC段管長2000-1314.4=685.6m,管徑0.2m,Q}=0.0\5m/s,且處于水力光滑區，則可

以求得水頭損失為：例=0.793（5分）

3

RD段管長1500m,管徑O.I5m,Q2=0.007w/.v,且處于水力光滑區，則可以求得水頭

損失為:加=1.793（5分）

因為IPfLPch—