流体力学试题1

黑龙江科技学院试题黑龙江科技学院试题 第 1 套 课程名称工程流体力学命题人徐文娟 共 2 页 课程编号030201适用专业机械 01教研室主任王宪军 第 1 页 一、判断题一、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XdxYdy Zdz  0 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Re无关。 v2 8. 局部损失通用计算公式为h j  2g 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 2v 1 2p 2 v 2z 1   z 2  2g2g p 1 二、选择题二、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H、直径d相等时，小孔出流量Ｑ和 圆柱形外管 嘴出流量Ｑn Ａ．ＱＱn；Ｂ．Ｑp2；B．p1p2；C．p1p2。 黑龙江科技学院试题黑龙江科技学院试题 第 1 套 课程名称工程流体力学命题人徐文娟 共 2 页 课程编号030201适用专业机械 01教研室主任王宪军 第 2 页 三、绘图题（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、计算题四、计算题（20 分） 如右图，求作用在直径D  2.4m，长B 1m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D A  0.25m，p A  7.85104N m2； D B  0.50 m ，pB 4.91104N m2， 流 速 v B 1.2m/s，h 1m。试判断流动方向，并计算 A、B 两断面之间的水头损失。 六、计算题六、计算题（20 分） 某供水系统中一水平供水管道，直径D  0.2m，拐弯处的 弯角 45，管中断面 11 处的平均流速v1 4m s， 压强为p1 9.8104Pa，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、计算题七、计算题（10 分） 做沿程水头损失实验的管道，直径d 1.5cm，测量段长度  x l  4m，1000kg m3，1.518103Ns m2。试求 1当流量Q  0.03L s时，管中的流态 2此时的沿程水头损失系数 黑龙江科技学院试题答案黑龙江科技学院试题答案 第 1 套 课程名称工程流体力学命题人 徐文娟 共 4 页 课程编号030201适用专业机 01教研室主任王宪军 第 1 页 一、判断题（每题一、判断题（每题 2 2 分，共分，共 2020 分）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Xdx Ydy  Zdz  0√ 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Re无关。ⅹ v2 8．局部损失通用计算公式为h j  √ 2g 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 2v 1 2p 2 v 2z 1  ⅹ z 2  2g2g p 1 二、选择题（每题二、选择题（每题 3 3 分，共分，共 1515 分）分） 1 1．．A A2 2．．B B3 3．．C C4 4．．B B5 5．．C C 三、画图题（三、画图题（5 5 分）分） 四、计算题（四、计算题（2020 分）分） 解解 1）水平分力 1 1  p x h c A  D DL 9810 2.421 28252.8N 5 分 22  1 3LD J12 其压力中心zD zc cD 12 D 1.6m 10 分 D Z c A2 LD 3 2 黑龙江科技学院试题答案黑龙江科技学院试题答案 第 1 套 课程名称工程流体力学命题人 徐文娟 共 4 页 课程编号030201适用专业机 01教研室主任王宪军 第 2 页 2）垂直分力 p z  D2 8 L  9810 2.42 8 1 22198.6N（方向向上） 15 分 其压力中心x  y  D 2 p x 28252.8   1.62.4 2 0.509m 20 分 p z 22198.6 五、计算题（五、计算题（1010 分）分） 解解设液流由 A→B，基准水平面为 OO，取 A、B 两断面，列总流的伯努利方程 z 1  p 1    1v1 2 2g  z 2  p 2   2 2v2 2g  h l （5 分） 根据连续性方程v A A A  v B A B 得v A  v B A B 代入上式 8分 A A 代入数据得hl 3.1m水柱。因为hl0,所以所设方向正确。 即 A→B（10 分） 六、计算题（六、计算题（2020 分）分） 解解过水断面 11 和 22 的断面积、平均流速和压强分别用A 1 、v1、p1和A2、 v 2 、p2表示，建立如图坐标系。（2 分） 断面 11 和断面 22 所受压力分别为p1A 1 和p2A2，  管壁对流体的作用力为R。R可沿x、y轴分解为R x 、R y ， 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  x Q 2v2 cos45 Q 1v1  p 1 A 1  p 2 A 2 cos45  R x Q 2v2 sin45 p 2 A 2 sin45 R y 即Rx p1A 1  p 2 A 2 cos45Q 2v2 cos45Q 1v1 （10 分） R y Q 2v2 sin45 p 2 A 2 sin45  黑龙江科技学院试题答案黑龙江科技学院试题答案 第 1 套 课程名称工程流体力学命题人 徐文娟 共 4 页 课程编号030201适用专业机 01教研室主任王宪军 第 3 页 根据题意可知 A 1  A 2  则 Q 1  Q 2  Q  A 1v1   4 D