流体力学试卷(答案版)
安徽工业大学
2002级《流体力学与流体机械》（上）试题解答（A）
一、填空题：(每小题2分，共24分)
1、由于流体的( 分子结构)和(分子间的作用力)与固体不同，从而决定了流体具有流动性。
2、在一定的( 温度)下，流体的体积随压力的升高而缩小的性质，称为流体的( 压缩性)。
3、把(比压力能)与(比位能)之和，称为单位重量流体的总势能。
4、静止液体作用在任意形状平面上的总压力的大小，等于该平面( 形心处的静压力)与该平面(面积)的乘积。
5、在流动的体系内，因各部分流体的(温度)不同，所导致流体的( 密度)不同而产生的( 浮力)作用所造成的流动，称为( 自然)流动。
6、流体在弯曲的管道内流动时，其内侧的流速( 高)，而外侧的流速(低)。即在弯曲流线的主法线方向上，其流速是逐渐(减小)的。
7、流体微团的线变形速率的单位为( 1/s )，流体微团的角变形速率的单位为( 1/s )。
8、( 不可压缩)流体和( 二维无旋)流动，是流函数和速度势函数同时存在的充分必要条件。
9、粘性流体在圆截面直管道内作层流流动时，其粘性摩擦切应力τ的大小与半径r的(一)次方成正比关系；其速度分布规律为(旋转抛物面)。
10、影响层流底层厚度的主要因素是流体的( 黏性)和流体的( 流速)，一般可由(雷诺)数反映出来。
11、平板层流附面层的厚度δ随x的变化曲线为(二次抛物线)，它随来流速度
∞
u的增大而( 减小)。
12、在粘性流体绕流圆柱体时，当出现附面层分离后，随着雷诺数的增大，附面层的分离点将向(前移)，旋涡区( 增大)，使得压差阻力( 增大)，而摩擦阻力( 减小)。
二、简述题：(每小题4分，共20分)
1、简述流体粘性的定义及其影响因素。
答：所谓流体的粘性是指流体在流动时，流体内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力，以抵抗其相对运动的性质。
影响粘性的因素：流体的粘性随压力和温度的变化而变化。
2、简述流线的特点和基本性质。
答：流线具有以下两个特点：
(1) 流线是在某一瞬时所得到的一条曲线，而不是在一段时间内跟踪流体质点运动所得到的曲线；(2) 它不是某一流体质点在运动中的轨迹线，而是通过很多个位于不同坐标点上的流体质点的运动速度向量所描绘出的曲线。
流线的基本性质如下：
(1) 在稳定流场中，流线在空间的位置和形状都不随时间而变化；(2) 在稳定流场中，流线和迹线相重合。在非稳定流场中，流线和迹线不重合；(3) 流线与流线之间不能相交，即不可能有横过流线的流体流动；(4) 流线不能发生突然折转。
3、简述亥姆霍兹第一定理的内容，并说明涡管可否在流体内部以尖端形式产生或终止。
答：在同一瞬时，通过同一涡管各涡旋截面的旋涡强度都相等。该性质为亥姆霍兹第一定理。
涡管不可能在流体内部以尖端形式产生或终止，而只能在流体中自行封闭成涡环，或者附在流体的边界上。
4、简述水力坡度的定义，并写出其表达式和单位。
答：单位重量流体在单位管长上的机械能损失，称为水力坡度，它为一无因次量。表达式为
l
h
J f
=，单位也可写成：J/N·m。
5、粘性流体绕流物体时，整个流场一般可分为那几个区域？简要描述各区域的特征。
答：当粘性流体绕物体流动时，可将整个绕流流场划分为三个区域：附面层区、尾涡区和外部势流区。在附面层区和尾涡区内，存在着很大的速度梯度，应当按照粘性流体的有旋流动来处理；在附面层和尾涡区域以外的势流区域内，可按照理想流体的无旋流动来处理。
三、计算题：（每小题14分，共56分）
1、某容器内盛有水和比重为S=0.9的油如图所示，已知1、
2、
3、
4、5各点距底面的高程分别为▽1=0.9m，▽2=0.4m，▽3=1.1m，▽4=0.7m，▽5=1.4m。求各点的相对压力（可以用H2O柱表示）。
已知：S y=0.9，▽1=0.9m，▽2=0.4m，▽3=1.1m，▽4=0.7m，▽5=1.4m。
解：因为1点在自由水面上，且暴露在大气空间，所以p m1＝0；
p m2＝p m1＋(▽1－▽2)＝0.9－0.4＝0.5mH2O；
p m3＝p m1－(▽3－▽1)＝0.9－1.1＝－0.2mH2O；
p m4＝p m3＝－0.2mH2O；
p m5＝p m4－(▽5－▽4)S y＝－0.2－(1.4－0.7)×0.9＝－0.83mH2O。
2、一消防水枪向上的倾角α=30°如图所示，水管直径D=150mm，压力表读数M=3.2mH2O
柱，喷嘴直径d=75mm，不计喷嘴的压头损失和水重。求：（1）喷嘴出口流速；（2）水流对喷嘴的冲击力。
已知：D=150mm，d=75mm，M=3.2mH2O，α=30°。
解：取喷嘴空间作为控制体，忽略水体重量，建立坐标系如图所示，设喷嘴对
水流的反作用力为R 。
(1) 列连续性方程
2
2
12
4
14
1u d u D ππ=
或写成
22
1)(
u D
d u = ①
(2) 列喷嘴进出口间的伯努利方程
2
2
2
22
11m u u p ρρ=
+
②
将式①代入式②，得
1m 4
22
])(
1[2
p D
d u =-ρ
所
以
m /s
18.8)15.0/075.0(110009810
2.32)/(124
4
1
m 2=-???=
-=
〕
〔〕
〔D d p u ρ
m /s 05.218.8)15.0075.0(
)(2
22
1=?==u D
d u
/s
m 036.018.8075
.04
14
13
2
22
=??=
=
ππu d Q
(3) 列控制体的动量方程 )(4
1122
1
m u u Q R D
p -=-ρπ，则
N
334)05.218.8(036.01000015
4
198102.3)
(4
12
122
1
m =-??-??
?=--=πρπu u Q D p R
所以，水流对喷嘴的冲击力为334N 。
3、不可压缩理想流体平面势流的速度势函数为
10
2
2++-=x y x ?，试求：（1）流速及流函数；（2）通过连接（0，
0）及（1，1）两点直线段流体的体积流量。
已知：10
2
2++-=x y x ?。
解
：
(1)
流
场
的
速
度
分
量
分
别
为
y y
u x x
u 212y x -=??=
+=??=
??，
代
入
流
函
数
的
微
分
式
，
得
y
x x y y u x u d )12(d 2d d d x y ++=+-=ψ
积分上式，得流函数为 C
y xy ++=2ψ
(2) 通过连接（0，0）及（1，1）两点直线段流体的体积流量为
m
s /m 3)00()11(3
?=-=，，ψψQ
4、水塔经串并联管道供水，已知供水量Q ＝0.1m 3/s ，各段直径d 1＝d 4＝200mm ，d 2＝d 3＝150mm ，各段管长l 1＝l 4＝100m ，l 2＝50m ，l 3＝200m ，各段沿程阻力系数λ＝0.02，局部阻力不计。试求并联管段的流量Q 2、Q 3及水塔水面高度H 。
4、水塔A 经串并联管路向用户B 供水，已知供水量Q =0.1m 3/s ，各段直径
d 1=d 4=200mm ，d 2=d 3=150mm ，各段管长1l =4l =150m ，2l =100m ，3l =200m ，各段沿程阻力系数λ=0.02，局部阻力不计。试求并联管段的流量Q 2、Q 3及水塔水面
高度H 值。
已知：Q 1=Q 4=Q=0.1m 3/s ，d 1=d 4=200mm ，d 2=d 3=150mm ，1l =4l =150m ，
2l =100m ，3l =200m ，λ=0.02。 解：(1) 各管段的阻抗分别为
5
25
2
5
121
H4H1/m
s 41.77581
.92.014.315002.088=????=
=
=g
d l S S πλ
5
25
2
5
222
H2/m
s 39.217881
.915.014.310002.088=????=
=
g
d l S πλ
5
25
25
3
2
3
H3/m
s 78.435681
.915.014.320002.088=????=
=
g
d l S πλ
由于
2
3
H32
2H2Q S Q S =，得
H3
H223/S S Q Q =
又知
32Q Q Q +=，则得到流量为
m
0586.078
.4356/39.217811
.0/1H3
H22=+
=
+
=
S S Q Q
/s
m 0414.00667.01.03
23=-=-=Q Q Q
(2) 列水塔水面至供水点间的伯努利方程，基准面取在供水点所在的水平面上，得水塔水面高度为
m
99.220586.039.21781.041.7752222
4
H42
2H22
1H1=?+??=++=Q S Q S Q S H
2003级《流体力学与流体机械》（上）试题解答（A ）
一．填空题：（每小题2分，共24分）
1．流体只能够抵抗( 压力 )，而不能够承受( 拉力 )，也不能抵抗( 拉伸 )变形。 2．构成气体粘性的主要因素是气体( 分子 )作( 不规则热运动 )时，在不同速度层间所进行的( 动量交换 )。
3．从能量意义上来说，流体静力学方程
C
z g p
=+ρ
中各项的单位是
( 焦耳/千克 )。
4．所谓正压，就是流体的( 绝对 )压力高于当地( 大气 )压力时，流体的( 相对 )压力值。
5．流体在弯曲的流道中流动时，其( 内 )侧的流速高，而( 外 )侧的流速低。 6．运动流体的总压头为( 静压头 )、( 位压头 )和( 动压头 )三者之和，其表达
式为(
g
u
z p
H z 22
+
+=
γ
)。
7．线变形运动是指流体微团的( 形状 )随时间在变化，而微团的( 形心位置 )和( 方位 )并不改变的一种变形运动。
8．在势流流场中，速度势函数的梯度就是流体的( 速度 )，而且( 等势线 )与( 流线 )处处正交。
9．实际流体在流动过程中，只要存在( 速度梯度 )，在相对运动的流层间就必
定会产生( 切向应力 )，从而形成流动阻力。
10．所谓水力光滑，是指( 层流底层 )的厚度大于壁面的( 粗糙高度 )，壁面的( 粗糙高度 )全部被( 层流底层 )所覆盖的情形。
11．当粘性流体绕物体流动时，可将整个绕流流场划分为( 附面层 )区、( 尾涡 )区和( 外部势流 )区。
12．对于绕流平板而言，层流附面层转变为紊流附面层的临界雷诺数的范围是Re xc =( 3×105～3×106 )，在工程上常取Re xc =( 5×105 ) 。 二．解答题：（每小题5分，共30分）
1．问：温度为30℃的完全气体在等压过程中的体积膨胀系数是多少？ 解：由气体状态方程有RT
p =
ρ，在等压条件下可得
2
RT
p dT
d -
=ρ，
则体积膨胀系数为
0033
.030
27311)(1
12
=+=
=
-
?-
=-
=T
RT
p dT
d P ρ
ρ
ρβ
1/K 。
2．质量为
50kg 、密度为
800kg/m 3的液体，在有势质量力N 490200150k j i F
-+-=的作用下处于平衡状态，问该液体内部
的压力分布规律如何？
解：液体所受的单位质量力为
k
j i k j i m F f
8.943)490200150(50
1-+-=-+-==
则
)
8.943(800)(z d y d x d z d f y d f x d f p d z y x -+-=++=ρ
积分上式，得压力分布为
C z y x p +-+-=)8.943(800
3．已知二维流场速度分布为j
x y i x y u
ττ)23()32(-+-=，问
τ
=1秒时，（1，1）点的加速度为多少？ 解：τ=1秒时，（1，1）点的加速度为
3)(32()32(--+-=??+??+??=
τ
τ
x y x y y
u u x
u u u a x y
x x
x x m/s 2
2
)(32(23--+-=??+??+??=
τ
x y x y y
u u x
u u u a y y
y x
y y ）（ m/s 2
则
21
.72
2=+=
y x a a a m/s 2
4．已知某流场的流函数为θψ
k =（k 为常数），流体的密度为ρ，问流
场的速度分布如何？通过A （1，
4
π
）和B （2，
2
π
）两点间流体的质量流量为多
少？
解：(1)流场的速度分布为 r
k r u r =
??=
θ
ψ
0=??-
=r
u ψθ
(2)根据流函数的性质，可得流体的质量流量为
4
)4
2
(
)(12
ρπππρψψ
ρk k k M =
-
=-=
5．某流体流经一扩张形管道，已知进出口管径之比为2121=d d ，问哪
个截面的雷诺数大？它们的比值为多少？
解：由ν
πν
d Q
d
u 4Re =
=
可知，在流量Q 一定的情况下，管道直径d 与
雷诺数Re 成反比关系，管道直径d 越大，则雷诺数Re 值越小，即扩张形管道的出口雷诺数Re 2小于进口雷诺数Re 1，它们的比值为2
1Re Re
12
=。
6．流速为20m/s 、粘度为15×10-6
m 2
/s 的流体纵向流过一长度为15m 的平板，问板末端处附面层的厚度为多少？
解：因为
7
6
10
210
151520Re
?=??=
=
-∞ν
L
u L
＞5×105
，所以板末
端处的附面层为紊流附面层，则板末端处附面层的厚度为
mm
199m 199.0)
102(15382.0Re
382.05
17
5
1==???==--L L δ
三．计算题：（第1、2小题每题11分，第3、4小题每题12分，共46分）
1．在倾角α=45°的堤坡上有一圆形泄水口，孔口上装有直径d=1.2m 的平板闸门，闸门中心位于水深h=3m 处，闸门上端a 有一铰链，下端b 有一钢索可将闸门打开，不计闸门及钢索重量，求开启闸门所需要的力F 。
解
：
(1)
闸
门
所
受
的
总
压力
为
67
.332672.14
1398102
=??
?==πγA h P C N
(2)压力中心到闸门中心的距离为
m 0212.03
1645
sin 2.116sin 4
1
sin 6422
2
4
=??=
=
=
=
-=
C
C
C xc C
D h d d
h d A
y I y y e απαπ
(3)对闸门上端a 点取矩，得 )2
(
cos e d P d F +=α，则开启闸门所需
要的力为
N
2435545
cos 2.1)
0212.02
2
.1(
67.33267cos )
2(
=?+?=
+=
α
d e d
P F
2．直径为d 1=700mm 的管道在支承水平面上分支为d 2=500mm 的两支管，A-A 截面压力为70kN/m 2，管道流量Q=0.6m 3/s ，两支管流量相等，不计压头损失，求支墩所受水流的水平推力。
解：(1)由连续性方程得
m/s
56.17
.06
.0442
2
1
1
1=??=
=
ππd Q u
m /s 529.15
.02
/6.0442
22
2
2=??=
=
ππd
Q u
(2)由伯努利方程 2
2
22
112
12
1u p u p ρρ+=+，可得
2
2
3222112529
.156.1(1000211070)(21-?+?=-+=u u p p ρ
(3)
由
动
量
方
程
)cos (cos 2122211u u Q R A p A p -=--αρα，得支墩所受水流的水平推力为
N
64.325610
30cos 5.04
17004827.04
1
1070)cos (cos 222
3
122211=-??
?-??
?=---=
ππαραu u Q A p A p R
3．通风机向水平风道系统送风，已知干管直径d 1=300mm ，长度1l =200m ，末
端接两支管，支管一直径d 2=150mm ，长度2l =300m ；支管二是截面为0.15m ×0.2m 的矩形管，长度3l =250m ，通风机送风量Q=0.5m 3/s ，各管段沿程阻力系数均为λ=0.03，空气密度ρ=1.20kg/m 3，忽略局部阻力，试求通风机所提供的风压。
解
：
(1)
支
管
二
的
当
量
直
径
为
m
17.0)
2.015.0(22.015.044=+???=
=
U
A d e
各管段的阻抗分别为
2404
3
.0200
03.020.1885
2
5
1
21
1=????=
=
π
πλρd l S P ，
11539815
.0300
03.020.1885
2
52
2
2
2=????=
=
π
πλρd
l S P
5143117
.0250
03.020.1885
2
53
2
3
3=????=
=
π
πλρd
l S P
(2)根据两支管的压头损失相等，即
2
3
3222Q S Q S P P =，以及
321Q Q Q +=，可得流量 =2Q 0.2 m 3/s ，=3Q 0.3 m 3/s ；
(3)通风机所提供的风压为
2
2
22222110N /m 52172
.01153985.02404=?+?=+=Q S Q S p P P
4．一长为4m 、宽为2m 的平板，以u ∞=5m/s 的速度在20℃的水(ν=10-6m 2
/s)中
运动，若边界层内的速度分布为
20
3
)(
δ
y
u u x =∞
，边界层厚度δ与沿板长方向坐标
x 的关系为5
45
1)(
36.0x
u ∞
=νδ，试求平板上的总阻力。
解：(1)根据冯·卡门动量积分方程，对于平板有
x
u y u u u u x
u x x d d d )1(d d 22
2
w δρρτδ
∞
∞
∞
∞
=-
=?
令
δ
ηy
=
，则 δηηηδ
δ
δ
δδ
δ
10
1
)1(])(
1[)(
)1(1
20
3
203
203
203
2=-=-=
-=
?
?
?
∞
∞
x x d y d y
y
y d u u u u
将
5
45
1)(
36.0x
u ∞
=νδ 代入上式，得
5
45
12)(
036.0x
u ∞
=νδ，
所以
5
151
2)(
0288.0-
∞
=x
u x
d d νδ，代入上述动量积分方程，得到
5
151
2
2
)(
0288.0-
∞
∞∞
==x
u u x
d d u 2w νρδρτ
(2)将w
τ
沿整个板面积分，得
2
5
151
20
036.0)(
0288.0∞-
∞
∞
===??B
u x d x
B u u x d B F L L
w f ρνρτ
(3)将已知参数代入上式，且
7
6
10
210
45Re
?=?=
=
-∞ν
L
u L
，得平
板上的总阻力为
2
(4251000036.0Re
036.02
5
12?????==-∞
L B u F f ρ
2004级《流体力学与流体机械》（上）试题解答（A ）
一、是非判断题：(对者打“√”，错者打“×”，每小题2.5分，计25分)
1．体积弹性系数E 愈大的流体愈难压缩。√
2．流体的粘性是由流体分子间的内聚力和分子不规则热运动时的动量交换所产
生的。√
3．因为当流体处于静止状态时，流体中的压力称为流体的静压力，所以运动状
态下的流体内部没有静压力。×
4．在稳定流动的流场中，流体质点的当地加速度和迁移加速度都等于零。× 5．在弯曲流线的主法线方向上，随流线曲率半径的增大，流体的压力不断增大，
而流速则不断减小。√
6．断判流场有旋或无旋，主要取决于流体微团本身的运动轨迹，而与流场的速度分布无关。×
7．在非稳定流动的条件下，两条流线间通过的流体体积流量并不为一常数。× 8．偶极流就是同强度的点源和点汇在同一点上简单叠加的结果。×
9．粘性流体的沿程阻力总是与平均流速的平方成正比。×
10．平板紊流附面层的厚度δ随流动距离x 的变化曲线为二次抛物线。×
二．解答题：（每小题6分，共30分）
1．有一底面积为0.4×0.5m 2、质量为5.5kg 的木块，从一与水平面成30°角并涂有润滑油的斜面等速下滑，已知木块下滑的速度u=l.0m/s ，油的粘度μ=0.135Pa ·s ，问该油膜的厚度为多少？
已知：A=0.4×0.5m 2，m=5.5kg ，α=30°，u=1.0m/s ，μ=0.135Pa·s
解：板面积为 2
m
2.05.04.0=?=A
内
摩
擦
力
为
N 98.2630sin 81.95.5sin =??==
αmg T
由牛顿内摩擦定律
δ
μμu
A
y
u A
T ==d d ，得
mm
1.0m 001.098
.260
.12.0135.0==??=
=
T
Au
μδ 2．有一方程组为
τ
τ)96()64(y x x y u x y u -=-=，，该方程
组可以用来描述不可压缩流体的平面流动吗？请导出流线方程。
已知：τ
τ)96()64(y x
x y u x y u -=-=，
解：因为
66y x =+-=??+
??ττy
u x
u ，所以该方程组可以用来描述
不可压缩流体的平面流动。
将速度分量代入流线微分方程，得
0d )64(d )96(=---y x y x x y ττ
分离变量，积分得
C
xy y x =-+τ)1249(2
2 或写成
C
y x =-τ2
)23(
3．已知平面势流的流函数3222
2+-+=y xy y x ψ (m 2
/s)，问通过
连接(0，0)点和(1，1)点的直线段间流体的体积流量为多少？
已知：3222
2+-+=y xy y x ψ
解：因为 /s
m 4)11(,
/s m 3)00(2
2
==，，ψψ
所以通过连接(0，0)点和(1，1)点的直线段间流体的体积流量为
m
/s m 134)00()11(3
?=-=-=，，ψψQ
4．有一矩形截面的小排水沟，水深180mm ，底宽200mm ，流速0.15m/s ，水的运动粘度为1.0×10-6
m 2
/s ，试判别流态。
已知：h=180mm ，b=200mm ，u=0.15m/s ，ν=1.0×10-6m 2/s 。
解：矩形水沟当量直径为
m 257.018
.022.018.02.044e =?+??=
=
U
A d
则
2300
3855010
0.1257.015.0Re 6
e
>=??=
=
-ν
d u ，排水沟内的
流态为紊流。
5．一块长500mm 、宽150mm 的光滑平板置于流速为0.6m/s 的油中，已知油的比重为0.93，运动粘度为75×10-6m 2/s ，问光滑平板单面上的摩擦阻力为多少。
已知：L ＝500mm ，B ＝150mm ，u ∞＝0.6m/s ，S ＝0.93，ν＝75×10-6cm 2/s 。 解析：平板末端处的流动雷诺数为
5
6
L
10
5400010
755.06.0Re
?<=??=
=
-∞ν
L
u ，整块平板上
均为层流附面层。
则平板一面上的摩擦阻力为
.
01093.05.015.0664.0Re
664.03
2
1L
2
f ?????==-∞u BL F ρ
三．计算题：（每小题15分，共45分）
1．有一弧形闸门，宽2m ，圆心角α=30°，半径r=3.2m ，闸门转轴与水平面
齐平，求作用
在闸门上的静水总压力的大小与方向(即合力与水平面的夹角)。
已知：b=2m ，r=3.2m ，α=30°。
解：由图可知
m
6.130
sin 2.3sin =?==
αr h
弧形闸门所受的水平分力为
N
10
511.26
.1298102
12
14
2
2
x ?=???=
=
bh
P γ
弧形闸门所受的水平分力为
9
98102)30cos 2.36.12
12.314.312
1(
)cos 2
112
1(
2
2
P z =?????-??=-
==
γαπγb hr r V P
总合力为
kN
70.2607
.911.252
22
z 2x =+=
+=
P P P
总合力与水平面的夹角为
86
.1911
.2507.9tg
tg
1
x
z 1
===--P P θ
2．下部水箱重220N ，其中盛水重900N ，如果此箱放在秤台上，受如图的恒定水流作用。问秤的读数是多少？
已知：d=0.2m ，h 0=1.8m ，h=6.5m ，G=900N ，W=220N 。
解：(1) 列两水池液面至管口的伯努利方程，基准面取在管口所在的水平面上，可得到管出口的流速为
m /s 94.58.181.92200=??=
=gh u
(2) 列上水池液面至下水池液面间的伯努利方程，基准面取在下水池液面上，
可得到冲击
下水池的流股的流速为
m /s 76.12)5.68.1(81.92)(20=+??=
+=
h h g u
(3) 取下池水体为控制体，并设池底对水体的反作用力为R ，列动量方程，坐标系的方向垂直向下，得
N 1272)76.1294.5(94.5102.04
1)(4
13
2002
-=-????=
-=
-πρπu u u d R 所以
N 1272=R
则
下
水
箱
的
总
重
量
为
N 23922209001272=++=++=W G R N
3．用突然扩大管道使平均流速由u 1减小到u 2，若直径d 1=280mm ，流速
u 1=2.6m/s ，试求使测压管液面差h 成为最大值的u 2及d 2，并求最大h 值。
已知：d 1=280mm ，u 1=2.6m/s 。 解：根据题意知
h p p γ=-12 ①
列1、2两截面间的伯努利方程，并注意到
g
u u h 2)
(2
21j -=
，得
g
u u g
u p g
u p 2)
(222
212
2
2
2
1
1
-+
+
=
+
γ
γ
②
联立①、②两式，整理后得
)(12
221u u u g
h -=
③
令
0)2(1d d 212
=-=
u u g
u h ，得 m /s 3.12
6.22
12==
=
u u
又由
2
2
212
14
14
1u d u d ππ=
，
可得
mm
3962802212=?=
=
d d 。
将
2
12u u =
、12
2d d =
代入③式，得测压管液面差
h 的最大值为
m
172.081
.946
.242
2
1
max =?=
=
g
u h
2005级《流体力学与流体机械》（上）试题解答（A ）
一、选择填空题：(每小题2.5分，共30分)
1、流体之所以具有流动性，是因为（ C ）。
A ．流体分子与固体分子的大小及间距不同；
B ．流体分子与固体分子的结
构不同； C ．流体分子与固体分子的结构及分子间的作用力不同。
2、对于同样的压力增量，（ A ），其体积变化率愈大，比较容易压缩。
A ．体积弹性系数E 值愈小的流体；
B ．体积弹性系数E 值愈大的流体；
C ．体积弹性系数E 值不变的流体。
3、凡是满足（ A ）平衡微分方程的质量力必然是有势质量力。 A ．不可压缩流体； B ．可压缩流体； C ．理想流体。
4、在平衡的流体中，作用于任意一点的质量力必定（ B ）通过该点的等压面。
A ．平行于；
B ．垂直于；
C ．以任意角度相交于。
5、所谓稳定流场，是指流场中流体质点的流动参量不随（ C ）而变化。 A ．时间和空间坐标； B ．空间坐标； C ．时间。
6、不可压缩流体在非稳定流动情况下的三维连续性方程是：（ A ）。
A ．
z y x =??+
??+
??z
u y u x u ；
B ．
z y x =??+
??+??+??z
u y
u x
u τρ；
C ．
)(
d d z y x =??+
??+??+z
u y
u x
u ρτ
ρ。
7、判断流场有旋还是无旋，主要决定于（ B ）。
A ．流体微团本身的运动轨迹；
B ．流体微团是否绕其自身轴旋转；
C ．流
线是否弯曲。
8、源流的流函数的表达式为：（ B ）。 A ．x
y 1
tg 22－π
Γ
θπ
Γ
ψ
=
=
； B ．x
y Q Q 1
tg
22－π
θπ
ψ=
=
；
C ．2
2
ln 2ln 2y
x
Q
r Q +-
=-
=π
π
ψ。
9、根据达希—威斯巴赫公式g
u
d l h
22
f
λ
=可知，计算沿程阻力的主要任务
是如何确定（ A ）。
A ．沿程阻力系数λ；
B ．管道的长度l 和管径d ；
C ．管道截面的平均流速u 。
10、管道截面突然扩大时的局部阻力h j 的大小与（ C ）的平方成正比。 A ．进口管的平均速度1u ； B ．出口管的平均速度2u ； C ．进出口管的平均速度差21
u u -。
11、粘性流体在直圆管道内作层流流动时，是（ A ）。
A ．有旋流动；
B ．无旋流动；
C ．既可以是有旋流动，也可以是无旋流动。
12、无论是层流附面层还是紊流附面层，壁面上的摩擦切应力τ w 沿流动方向都是逐渐（ A ）的。
A ．减小；
B ．增大；
C ．不变。
二、解答题：(每小题5分，共25分)
1、已知某液体的运动粘度为4.5×10－6
m 2
/s ，比重为0.86，问其密度和动力粘
度各为多少？
已知：ν＝4.5×10－6 m 2/s ，S ＝0.86。 解：液体的密度为
3
O
H
k g /m
860100086.02=?==ρρS
液体的
动力
粘度
为
s Pa 1087.3105.48603
6
??=??==--νρμ
2、某火焰炉炉膛高度为2.8m ，炉气重度为2.42N/m 3，炉外大气重度为11.42N/m 3，零压面位于炉底，问位于炉顶的炉气相对压力为多少？
已知：γg ＝2.42N/m 3
，γa ＝11.42N/m 3
，H ＝2.8m ，p m1＝0。
解：列炉底至炉顶炉气的静力学方程，基准面取在炉底处，得
2a g m2m1)(z p p γγ-+=
则位于炉顶的炉气相对压力为
Pa 2.258.2)42.242.11()()(2g a 2a g m1m2=?-=-=--=z z p p γγγγ
3、已知某二维不可压缩流场的速度分布为
)
(22
x y x u +=，
)(22
y y x u -=，写出x 轴方向的迁移加速度分量x
a ''的表达式。 已知：)
(22
x
y x u +=，)(22
y
y x u -=。
解：x 轴方向的迁移加速度分量的表达式为
2
2x y
x x x
44)(22)(2x y y x y x y
u u x
u u a +
=?-+?+=??+??=''
4、20℃的水(ν＝1.0×10－6m 2/s)以u ＝5.0m/s 的流速通过直径d ＝100mm 、管壁粗糙度Δ＝0.25mm 的直圆管道，问流动是否处于紊流阻力平方区？
已知：ν＝1.0×10－6m 2/s ，u ＝5.0m/s ，d ＝100mm ，Δ＝0.25mm 。 解
：
进
入紊
流阻
力
平方
区
的临
界
雷诺
数
为
5
85
.085
.0b
10758.3)
25
.02100(
4160)
2(
4160Re
?=??==?
d
管内流动雷诺数为
5
6
10
510
0.11.00.5Re ?=??=
=
-ν
d
u
由于b
Re
Re >，所以流动是处于紊流阻力平方区。
5、已知密度为ρ＝1.2kg/m 3
的粘性流体在一直圆管道内以u ＝20m/s 的速度紊流流动，摩擦阻力系数为λ＝0.02，问管壁处的摩擦切应力为多少？
已知：ρ＝1.2kg/m 3，u ＝20m/s ，λ＝0.02。 解
：
根
据直
圆管道的受力平衡关系可得
l d d
u
d l πτπρλ
w 2
2
4
12
1=
由
此
得
到管
壁
处
的摩擦
切应力为
2
2
2
w N /m 2.1202.18
02.08
=??=
=
u ρλ
τ
三、计算题：(共45分)
1、在倾角α＝60°的堤坡上有一圆形泄水孔，孔口装一直径d ＝1.2m 的平板闸门，闸门中心位于水深h ＝3.5m 处，闸门a 端有一铰链，b 端有一钢索可将闸门打开。若不计闸门及钢索的自重，求开启闸门所需的力F 。(10分)
已知：d ＝1.2m ，h c ＝h ＝3.5m ，α＝60°
。 解：(1) 闸门所受的总压力为
kN
81.38N 10
881.32
.114.34
15.398104
2
c =?=???
?==A h P γ
(2) 压力中心到闸门中心的距离为
m 022.05
.31660sin 2.116sin 4
sin 642c
2
2
c 4
c xc c D =??=
=?
=
=
-=
h d d
h d A
y I y y e απα
π
(3) 对闸门上端a 点取矩，得 )
2
(
c o s e
d P Fd +=α
则开启闸门所需要的力为
kN
23.40N 10
023.460
cos 2.1)
022.02
2
.1(
10881.3cos )
2
(4
4
=?=?+??=
+=
α
d e d
P F
2、压缩空气罐与一文丘里式的引射器相连接，已知d 1＝75mm ，d 2＝150mm ，h ＝500mm ，阻力不计。问：(1)气罐压力p 0多大方能将B 池的水抽出？(2)此时引射器扩张段所受流股的反推力是多少？(12分)
已知：d 1＝75mm ，d 2＝150mm ，h ＝500mm 。
解：(1) 依据题意，列吸水管的静力学方程，得
Pa
49055.098101m -=?-=-=h p 水
γ
，
02m =p 。
列1、2两截面间的伯努利方程和连续性方程
2
2
2
11m 2
12
1u u p ρρ=
+
22
212
14
14
1u d u d ππ=
或写成 2
1
221)
(
d d u u =
代入
伯
努
利
方
程
，
整
理得
Pa
3271
)75/150(49051
)(
2
14
4
1
2m12
2
=-=
--
=d d p u ρ
列气罐至喷口的伯努利方程，得
Pa
3272
12
20==
u p ρ
即气罐压力p 0必须大于或等于327 Pa 才能将B 池中的水抽出。
(2) 设引射器扩张段所受流股的反推力为F ，方向向左。由
2
2
02
1u p ρ=
，
得
m /s
81.01000
327220
2=?=
=
ρ
p u ；
m /s 24.3)75
150(81.0)(221221=?==d d u u
在
流
向
上
列
1
、
2
截
面
间
的
动
量
方
程
)(122m21m1u u Q F A p A p -=-ρ－，得
075
.014.34
110000075
.014.34
14905)
(2
2
122m21m1???
--???
-=--=u u Q A p A p F ρ－
3、不可压缩理想流体平面势流的速度势为)
3(52
2
x y
x -=?
，试求其
流速及流函数，并求通过连接(0，0)及(1，1)两点的直线段的流体流量。(11分)
已知：)3(52
2
x y
x -=?
解
：
(1)
速
度
分
量
为
y
x y
u y x x
u 30)(15y 2
2x =??=
--=??=
??，
流
速
为
)
(15)
(900)(2252
22
2
2
22
y 2x y x y x y x u u u +=+-=
+=
将速度分量代入流函数的微分式，得
y
y x x y x y u x u d )(15d 30d d d 2
2x y ---=+-=ψ
积分得 C
y
y x ++-=3
2515ψ
(2) 令积分常数C 等于零，则0)00(=，ψ，s /m 10)11(2
-=，
ψ，那么，通过连接(0，0)及(1，1)两点的直线段的流体流量为
/s
m 10)11()00(2
=-=，，ψψQ
4、在长度为1000m ，直径为d ＝300mm 的管道上，并联一根直径相同、长度l
＝500m 的支管(图中虚线)，若水位差H ＝25m ，摩擦阻力系数λ＝0.02，不计局部损失，试求支管并联前后的流量及其比值。(12分)
已知：d ＝300mm ，l ＝500m ，H ＝25m ，λ＝0.02。 解：设长度为l ＝500m 管段的阻抗为H S ，则
5
25
2
5
2H /m
s 37.34081
.93.014.350002.088=????=
=
g
d l
S πλ
(1) 在支管并联之前，列上下游液面间的伯努利方程，基准面取在下游液面上，得
2
H w 2Q S h H '
==
则流量为
/s m 192.037
.34022523
H
=?=
=
'S H Q
(2) 在支管并联之后，列上下游液面间的伯努利方程，基准面取在下游液面上，得
2
H 2
H 2
H w 4
54
1Q S Q S Q S h H '
'=
''+
''==
则流量为
/s
m 242.037
.3405254543
H
=??=
=
''S H Q
那么 /s
m 05.0192.0242.03
=-='-''=Q Q Q ?
将
并
联
前
后
的
流
量
相
比
，
可
得
265
.15
22
254H
H
≈==
'
''S H S H Q Q
2006级《流体力学与流体机械》（上）试题解答（A ）
一、是非判断题：(对者打“√”，错者打“×”，每小题2.5分，计30分)
1．在一定剪切力作用下，能够变形的物质都叫做流体。×
2．流体之所以作为连续介质假设，是因为我们所研究的对象是由大量分子组成
的宏观流体的机械运动。√
3．流体的体积压缩系数βP 是一个有因次的物理量，其单位与流体压强的单位相反。√
4．有势质量力的势函数与流体压强之间的关系可以写成
C
p
U +=
ρ
。√
5．冷、热流体的相对压力沿高度方向的变化规律是不同的，位置越高的地方，冷气体的相对压力越大。×
6．在稳定流场中，流体的当地加速度为零；在均匀流场中，流体的迁移加速度为零。√
7．由速度分布式
k
j x i y u 2
2
935τ
τ-+=可知，该速度场为三维
的不稳定速度场。×
8．若流场中流体质点的流线与迹线均为圆周线，那么该流场一定是有旋流场。
×
9．在不可压缩三维无旋流场中，流函数与速度势函数同时满足拉普拉斯方程。
×
10．对于稳定的缓变流来说，在流道的某一过流截面上，各点的)(
z g p
+ρ
都
相等。√
11．由A u Q =可知，通过圆管内层流流动的流体，其体积流量与管径的平
方成正比。×
12．在紊流附面层的层流底层区内，由于流体是分层流动的，所以该区域定为无旋流动。×
二、解答题：(每小题6分，计36分)
1、在一直径为200 mm 的圆筒内置一同心小圆筒，两筒之间的间隙为1.0 mm ，其间充满动力粘度为0.52 Pa ·s 的油液，相对移动速度为0.5 m/s ，问每米长圆筒所
受的摩擦力是多少？
已知：d ＝200 mm ，δ＝1.0 mm ，μ＝0.52 Pa ·s ，u ＝0.5 m/s 。
解：因间隙δ很小，认为间隙内油液的速度分布为线性变化，因而其速度梯度
为
/s
150010
15.0d d 3
=?=
=
-δ
u
y
u
每米圆柱体与油液的接触面积为
2
m
628.00.12.014.3=??==l d A π
将以上数据代入牛顿内摩擦定律公式，则得到每米长圆筒所受的摩擦力为
N
28.163500628.052.0d d =??==y
u A
T μ
2、某密闭圆筒形容器内充满液体水，在以等角速度ω＝8.0 rad/s 旋转的同时，还以等加速度a ＝2.2 m/s 2向上提升，试写出容器中液体水的等压面方程式。
已知：ω＝8.0 rad/s ，a ＝2.2 m/s 2，g ＝9.8 m/s 2
。
解：取圆柱坐标系，坐标原点取在旋转抛物面顶点上。得等压面微分方程为
0d )(d 2
=+-z g a r r ω
积分上式得
C
z g a r
ω=+-)(2
12
2
代入已知数据，得等压面方程为
C
z r
=-12232
3、已知流体质点沿流线方向的速度分布式为
τ
1252
+=s u ，试写出流
线方向的加速度表达式s a 。
解：流线方向的加速度表达式为
2
32s m /s 1212050)125(1012++=++=??+??=
τττ
s s s s s
u u
u a
4、已知平面流场的速度分布为
y
x y
u x 2
2
-=，2
2y
x x u y
+=，
问流场中（1，1）点处的角变形速度及体积膨胀率各为多少？
解：角变形速度为
s /r a d 0.2)(2
1)()22(21)(21222
2x y z =--+=-++=??+??=
y x y x x y y x y u x u θ
体积膨胀率为
022y x =+-=??+
??=
xy xy y
u x
u ε
5、已知某油嘴出口流量为3.92×10－5 m 3/s ，油嘴前压力表读数为0.25MPa ，燃油密度为850 kg/m 3，油嘴流量系数取0.82。问油嘴的出口直径需要多大？
已知：Q ＝3.92×10－5 m 3/s ，p m ＝0.25MPa ，ρ＝850 kg/m 3，μ＝0.82。
解：由管嘴出流计算式ρ
μm
2p A
Q =，有
2
6
6
5
m
m
10
97.1850
10
25.0282.01092.32--?=???
?=
=
ρ
μ
p Q
A 油
嘴
的
出
口
直
径
为
mm
58.1m 10
58.114
.310
97.1443
6
=?=??=
=
--π
A
d
6、某一煤粉颗粒的体积V 0＝3.05×10
－12
m 3
，表面积A 0＝1.25×10－7
m 2
，密度ρs
＝1200 kg/m 3，在静水中自由沉降，阻力系数C D ＝0.45，问其自由沉降速度为多少？
已知：V 0＝3.05×10－12 m 3，A 0＝1.25×10－7 m 2，ρs ＝1200 kg/m 3，C D ＝0.45。
解：由颗粒的自由沉降速度计算式，得煤粉颗粒自由沉降速度为
1000
1000
120010
25.145.01005.381.9887
12
s 0
D 0f -?
?????=
-=
--ρ
ρρA C V g u
三、计算题：(第1、2小题、每小题12分，第3小题10分，计34分)
1、流量为0.065 m 3
/s 的水，流过如图所示的变直径管段，截面①处管径d 1＝250
mm ，截面②处管径d 2＝150 mm ，①、②两截面高差为2.0 m ，①截面压力p 1＝125
kN/m 2，压头损失不计。试求②截面的压力及水银压差计的读数。(12分)
已知：Q ＝0.065 m 3/s ，d 1＝250 mm ，d 2＝150 mm ，H ＝2.0 m ，p 1＝125 kN/m 2
。 解：(1) 由连续性方程，得
m /s 325.125
.014.3065.0442
2
1
1=??=
=
d
Q
u π
m /s 68.315
.014.3065.0442
22
2=??=
=
d
Q u π
(2) 列出①、②两截面间的伯努利方程，基准面取在②截面上；同时列出U 型管的静力学方程，
γ
γγg
u p g
u H p 222
2
22
1
1+
=+
+
h
p H p ?γγγ)()(21-=-+汞
得
2
2
2
2
1
12325
.12
10.281.9125(22?+
?+=-
+
+=γγγg
u g
u H p p
10
81.9)16.13(10
)0.281.973.138125()
(3
3
21=
??-??+-=
-+-=
?γγγ汞H p p h
2、水从密闭容器A 沿直径d ＝25 mm 、长度l ＝30 m 的管道流入容器B ，已知
容器A 水面的相对压力p 1＝196.2 kPa ，水面高H 1＝1.0 m ，H 2＝5.0 m ，沿程阻力系数λ＝0.025，局部阻力系数：阀门K v ＝4.0，弯头K b ＝0.3，试求水的流量。(12分)
已知：d ＝25 mm ，l ＝30 m ，p m1＝196.2 kPa ，H 1＝1.0 m ，H 2＝3.0 m ，λ＝0.025，K v ＝4.0，K b ＝0.3，K e ＝0.5，K o ＝1.0。
解：(1) 列两容器液面间的伯努利方程，基准面取在地面上，得
w
21m1
h H H p +=+γ
则
O
mH 0.16)0.50.1(9810
10
2.196)(23
21m1
w =-+?=
-+=
H H p h γ
阻
抗
为
5
264
2
4
2
H /m s 1071.781
.9025
.014.3)
0.133.00.45.0025
.030
025.0(8)
(8?=??+?+++??=
∑+=
g
d K d
l S πλ
由式(5－76)
2
H w Q
S h =，得流量为
/s
m 10
44.110
71.70.163
3
6
H
w -?=?=
=
S h Q
3、有一长为15 m 、横截面半径为2.0 m 的半圆形底驳船如图所示，其吃水深度为2.2 m ，在水中以9.0 km/h 的速度行驶，水温为20℃(ν＝1.0×10－6
m 2
/s ，ρ＝1000 kg/m 3
)，若按绕流平板考虑，并忽略端部效应的影响。试计算：(1) 驳船中部外侧附
面层的厚度；(2) 驳船中部外侧壁面上的切应力；(3)*
驳船克服摩擦阻力所需要的功
率(注：该小题附加5分)。
已
知
：
L
＝
15
m
，m
68.6)0.22.2(20.214.320=-?+?=+=h R B π，u ∞＝
9.0 km/h ＝2.5 m/s ，ν＝1.0×10－6 m 2/s ，ρ＝1000 kg/m 3。
解：(1) 先确定临界转变点的位置，取
Re xc ＝5×105。由
5
c
c
x 10
5Re
?==
∞ν
x u ，得
m
2.05
.210
0.1105Re
6
5c
x c =???=
=
-∞
u x ν
因此，可以认为驳船外侧面上的附面层均为紊流附面层。 (2) 驳船中部的流动雷诺数为
7
6
0.5L
10
875.110
0.12155.22Re
?=???=
=-∞ν
L u
那么，驳船中部外侧附面层的厚度为
)
10875.1(155.0382.0Re
)5.0(382.07
5
1
L
5.0L 5.0????==-
-
L δ
(3) 驳船中部外侧壁面上的切应力为
2
51
L
5.02L 5.0w 1
875.1(5.210000297.0Re
0297.0????=-∞
u ρτ＝
(4) 驳船末端的流动雷诺数为
7
6
L 1075.310
0.1155.2Re ?=??==-∞νL u 驳船克服摩擦阻力所需要的功率为
1770
)
1075.3(5.210001568.6037.0Re
037.05
17
3
5
1L
3
f ==??????===--∞∞u BL u F N ρ
流体力学试题及答案
全国2015年4月高等教育自学考试 --工程流体力学试题 一、单项选择题(每小题1分，共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1.若流体的密度仅随( )变化而变化，则该流体称为正压性流体。 A.质量 B.体积 C.温度 D.压强 2.亚声速流动，是指马赫数( )时的流动。 A.等于1 B.等于临界马赫数 C.大于1 D.小于1 3.气体温度增加，气体粘度( ) A.增加 B.减小 C.不变 D.增加或减小 4.混合气体的密度可按各种气体( )的百分数来计算。 A.总体积 B.总质量 C.总比容 D.总压强 5.某单位购买了一台提升汽车的油压升降机(如图一所示)，原设计操纵方法是：从B管进高压油，A管排油时平台上升(图一的左图)；从A管进高压油，B管排油时平台下降。在安装现场工人不了解原设计意图，将A、B两管联在一起成为C管(图一的右图)。请你判断单靠一个C管通入高压油或排油，能操纵油压机升降吗?你的判断：( ) A.可以 B.不能动作 C.能升不能降 D.能降不能升 6.在一个储水箱的侧面上、下安装有两只水银U形管测压计(如图二)，当箱顶部压强p0=1个大气压时，两测压计水银柱高之差△h=h1-h2=760mm(Hg)，如果顶部再压入一部分空气，使p0=2个大气压时。则△h应为( )
C.△h=760mm(Hg) D.△h=1520mm(Hg) 7.流体流动时，流场各空间点的参数不随时间变化，仅随空间位置而变，这种流动称为( ) A.定常流 B.非定常流 C.非均匀流 D.均匀流 8.流体在流动时，根据流体微团( )来判断流动是有旋流动还是无旋流动。 A.运动轨迹是水平的 B.运动轨迹是曲线 C.运动轨迹是直线 D.是否绕自身轴旋转 9.在同一瞬时，流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线( ) A.重合 B.相交 C.相切 D.平行 10.图示三个油动机的油缸的内径D相等，油压P也相等，而三缸所配的活塞结构不同，三个油动机的出力F1，F2，F3的大小关系是(忽略活塞重量)( ) A.F1=F2=F3 B.F1>F2>F3 C.F1
工程流体力学试题及答案1
一\选择题部分 （1）在水力学中，单位质量力是指（答案：c ） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力； d、单位重量液体受到的质量力。 （2）在平衡液体中，质量力与等压面（答案：d） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b （4）水力学中的一维流动是指（答案：d ） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（答案：b） a、8； b、4； c、2； d、1。 （6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于答案：c a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区（7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为答案：c a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m （8）在明渠中不可以发生的流动是（答案：c ） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（答案：b）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为答案：b a、缓流； b、急流； c、临界流； （11）闸孔出流的流量Q与闸前水头的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）渗流研究的对象是（答案：a ）的运动规律。 a、重力水； b、毛细水； c、气态水； d、薄膜水。 （13）测量水槽中某点水流流速的仪器有答案：b a、文丘里计 b、毕托管 c、测压管 d、薄壁堰 （14）按重力相似准则设计的水力学模型，长度比尺λL=100，模型中水深为0.1米，则原型中对应点水深为和流量比尺为答案：d a、1米，λQ =1000； b、10米，λQ =100；
l流体力学多套完整流体力学试卷及答案期末考试
《工程流体力学》流体力学试卷及答案一 一、判断题 1、 根据牛顿内摩擦定律，当流体流动时，流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。 2、 一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强的平均值。 3、 流体流动时，只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。 4、 在相同条件下，管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。 5、 稳定（定常）流一定是缓变流动。 6、 水击产生的根本原因是液体具有粘性。 7、 长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。 8、 所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。 9、 外径为D ，内径为d 的环形过流有效断面，其水力半径为 4 d D -。 10、 凡是满管流流动，任何断面上的压强均大于大气的压强。 二、填空题 1、某输水安装的文丘利管流量计，当其汞-水压差计上读数cm h 4=?，通过的流量为s L /2，分析当汞水压差计读数 cm h 9=?， 通过流量为 L/s 。 2、运动粘度与动力粘度的关系是 ，其国际单位是 。 3、因次分析的基本原理是： ；具体计算方法分为两种 。 4、断面平均流速V 与实际流速u 的区别是 。 5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为 ， 其适用条件是 。 6、泵的扬程H 是指 。 7、稳定流的动量方程表达式为 。 8、计算水头损失的公式为 与 。 9、牛顿内摩擦定律的表达式 ，其适用范围是 。 10、压力中心是指 。 三、简答题 1、 稳定流动与不稳定流动。 2、 产生流动阻力的原因。 3、 串联管路的水力特性。 4、 如何区分水力光滑管和水力粗糙管，两者是否固定不变？ 5、 静压强的两个特性。 6、 连续介质假设的内容。 7、 实际流体总流的伯诺利方程表达式及其适用条件。 8、 因次分析方法的基本原理。 9、 欧拉数的定义式及物理意义。 10、 压力管路的定义。 11、 长管计算的第一类问题。 12、 作用水头的定义。 13、 喷射泵的工作原理。 14、 动量方程的标量形式。 15、 等压面的特性。 16、 空间连续性微分方程式及其物理意义。 17、 分析局部水头损失产生的原因。 18、 雷诺数、富劳德数及欧拉数三个相似准数的定义式及物理意义。 19、 流线的特性。 四、计算题 1、如图所示，将一平板垂直探入水的自由射流中，设平板截去射流的部分流量Q 1＝0.012m 3 /s ，并引起射流的剩余部分偏转一角度 α。已知 射流速度为30m/s ，总流量Q 0＝0.036m 3 /s ，不计重量及水头损失。求射流加于平板上的力？ 2、有泵管路如图所示，流量hour m Q /2403=，泵的吸入管长m L 151=，沿程阻力系数03.01=λ，总局部阻力系数为 61=∑ξ；压力管长m L 602=，03.01=λ，102=∑ξ，管径为m 25.0。 求：（1）已知泵入口处真空表读数O mH 26.6，求吸入高度1h 。 （2）两个液面高差m h 242=，求泵的扬程H 。
流体力学试题及答案2
流体力学试题 一、判断题（每题1分，共10分） 1、紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。 （ ） 2、均匀流中只考虑沿程水头损失，渐变流中只考虑局部水头损失。 （ ） 3、公式g v d l h f 22 λ=既适用于层流，也适用于紊流。 （ ） 4、不可压缩液体连续方程既适用于恒定流，也适用于非恒定流。 （ ） 5、理想流体是指不考虑粘性作用的流体。 （ ） 6、不管是层流还是紊流，其运动要素在时间和空间上都具有脉动性。 （ ） 7、恒定流时，流线的形状不随时间变化，流线不一定与迹线相重合。 （ ） 8、圆形管的直径就是其水力半径。 （ ） 9、几何相似是运动相似和动力相似的前提与依据。 （ ） 10、仅由液体产生作用在水平平面上的总压力与容器的形状无关。 （ ） 二、填空题（每空2分，共20分） 1、流体是在任何微小的 的作用下都能够发生 的物质。 2、当压力体与液体在 时为实压力体，否则为虚压力体。 3、在工程流体力学中，描述流体运动的常用方法有__ 和__ __。 4、简单管路是指 和 沿程不发生变化的管路系统。 5、局部阻力系数与 、 、 有关。 三、单项选择题（每题2分，共30分） 1、不可压缩流体指忽略 的流体。 A ．密度 B ．密度变化 C ．粘度 D ．粘度变化 2、连续介质模型意味着 。 A ．流体分子之间没有间隙 B ．流体中的物理参数是连续函数 C ．流体分子之间有间隙 D ．流体不可压缩 3、已知不可压缩流体的流速场为u x =f （y ，z ），u y =f （x ），u z =0，则该流动为 。 A ．恒定一元流 B ．恒定二元流 C ．恒定三元流 D ．非恒定均匀流 4、静水压力的方向 。 A ．与受力面平行 B ．与受力面斜交
工程流体力学A卷及答案
工程流体力学 A 卷 一、单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．交通土建工程施工中的新拌建筑砂浆属于（ ） A 、牛顿流体 B 、非牛顿流体 C 、理想流体 D 、无黏流体 2．牛顿内摩擦定律y u d d μτ=中的y u d d 为运动流体的（ ） A 、拉伸变形 B 、压缩变形 C 、剪切变形 D 、剪切变形速率 3．平衡流体的等压面方程为（ ） A 、0=--z y x f f f B 、0=++z y x f f f C 、0d d d =--z f y f x f z y x D 、0d d d =++z f y f x f z y x 4．金属测压计的读数为（ ） A 、绝对压强p ' B 、相对压强p C 、真空压强v p D 、当地大气压a p 5．水力最优梯形断面渠道的水力半径=R （ ） A 、4/h B 、3/h C 、2/h D 、h 6．圆柱形外管嘴的正常工作条件是（ ） A 、m 9,)4~3(0>=H d l B 、m 9,)4~3(0<=H d l C 、m 9,)4~3(0>>H d l D 、m 9,)4~3(0< 一、判断题 1、 根据牛顿内摩擦定律，当流体流动时，流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。 2、 一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强的平均 值。 3、 流体流动时，只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。 4、 在相同条件下，管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。 5、 稳定（定常）流一定是缓变流动。 6、 水击产生的根本原因是液体具有粘性。 7、 长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。 8、 所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。 9、 外径为D ，内径为d 的环形过流有效断面，其水力半径为4 d D -。 10、 凡是满管流流动，任何断面上的压强均大于大气的压强。 二、填空题 1、某输水安装的文丘利管流量计，当其汞-水压差计上读数cm h 4=?，通过的流量为s L /2，分析 当汞水压差计读数cm h 9=?，通过流量为 L/s 。 2、运动粘度与动力粘度的关系是 ，其国际单位是 。 3、因次分析的基本原理是： ；具体计算方法分为两种 。 4、断面平均流速V 与实际流速u 的区别是 。 5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为 ， 其适用条件是 。 6、泵的扬程H 是指 。 7、稳定流的动量方程表达式为 。 8、计算水头损失的公式为 与 。 9、牛顿内摩擦定律的表达式 ，其适用范围是 。 10、压力中心是指 。 一、判断题 ×√×√× ×××√× 二、填空题 1、 3 L/s 2、 ρμν=，斯(s m /2 ) 3、 因次和谐的原理，п定理 4、 过流断面上各点的实际流速是不相同的，而平均流速在过流断面上是相等的 5、 22222212111 122z g v a p h g v a p z +++=++-γγ，稳定流，不可压缩流体，作用于流体上的质量力只有重力，所取断面为缓变流动 6、 单位重量液体所增加的机械能 7、 ∑?=F dA uu cs n ρ 一、 是非题。 1. 流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。 （ ） 2. 平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。 （ ） 3. 附面层分离只能发生在增压减速区。 （ ） 4. 等温管流摩阻随管长增加而增加，速度和压力都减少。 （ ） 5. 相对静止状态的等压面一定也是水平面。 （ ） 6. 平面流只存在流函数，无旋流动存在势函数。 （ ） 7. 流体的静压是指流体的点静压。 （ ） 8. 流线和等势线一定正交。 （ ） 9. 附面层内的流体流动是粘性有旋流动。 （ ） 10. 亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度增加，压力减小。（ ） 11. 相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。 （ ） 12. 超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度减小，压力增加。（ ） 13. 壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。 （ ） 14. 相邻两流线的函数值之差，是此两流线间的单宽流量。 （ ） 15. 附面层外的流体流动时理想无旋流动。 （ ） 16. 处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。 （ ） 17. 流体的粘滞性随温度变化而变化，温度升高粘滞性减少；温度降低粘滞性增大。 （ ） 18. 流体流动时切应力与流体的粘性有关，与其他无关。 （ ） 二、 填空题。 1、1mmH 2O= 9.807 Pa 2、描述流体运动的方法有 欧拉法 和 拉格朗日法 。 3、流体的主要力学模型是指 连续介质 、 无粘性 和不可压缩性。 4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时 粘性力 与 惯性力 的对比关系。 5、流量Q1和Q2，阻抗为S1和S2的两管路并联，则并联后总管路的流量Q 为 ， 总阻抗S 为 。串联后总管路的流量Q 为 ，总阻抗S 为 。 6、流体紊流运动的特征是 脉动现行 ，处理方法是 时均法 。 7、流体在管道中流动时，流动阻力包括 沿程阻力 和 局部阻力 。 8、流体微团的基本运动形式有： 平移运动 、 旋转流动 和 变形 运动 。 9、马赫数气体动力学中一个重要的无因次数，他反映了 惯性力 与 弹性力 的相对比值。 10、稳定流动的流线与迹线 重合 。 11、理想流体伯努力方程=++g 2u r p z 2常数中，其中r p z +称为 测压管 水头。 12、一切平面流动的流场，无论是有旋流动或是无旋流动都存在 流线 ，因而 一切平面流动都存在 流函数 ，但是，只有无旋流动才存在 势函数 。 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 工程流体力学考试试卷 解答下列概念或问题（15分） 填空（10分） 粘度。 加速度为a y =（ ）。 已知平面不可压缩流体流动的流速为x x 2 2x 4y , 2xy 2y （ 20 分） 3. 求流场驻点位置； 4. 求流函数。 1. 恒定流动 2. 水力粗糙管 3. 压强的表示方法 4. 两流动力学相似条件 5. 减弱水击强度的措施 1. 流体粘度的表示方法有（ ）粘度、（ ）粘度和（ ） 2. 断面平均流速表示式V =（ ）；时均流速表示式 =（ ）。 3.—两维流动y 方向的速度为 y f （t,x, y ）, 在欧拉法中y 方向的 4. 动量修正因数（系数）的定义式。=（ 5. 雷诺数R e =（ ）,其物理意义为（ 试推求直角坐标系下流体的连续性微分方程。 （15 分） 四. 1. 检查流动是否连续; 五.水射流以20m/s的速度从直径d 100mm的喷口射出，冲击 对称叶片，叶片角度45 ,求：（20分） 1. 当叶片不动时射流对叶片的冲击力； 2. 当叶片以12m/s的速度后退而喷口固定不动时，射流对叶片的冲击 力。 第（五）题 六.求如图所示管路系统中的输水流量q v ,已知H =24, l112丨3 l4100m , d1 d2 d4100mm , d3200mm , 第（六）题图 参考答案 一.1.流动参数不随时间变化的流动； 2. 粘性底层小于壁面的绝对粗糙度（）； 3. 绝对压强、计示压强（相对压强、表压强）、真空度； 4. 几何相似、运动相似、动力相似； 5. a）在水击发生处安放蓄能器；b）原管中速度V。设计的尽量小些；c）缓慢关闭；d）采用弹性管。 1 .动力粘度，运动粘度，相对粘度； 一、单项选择题 1．与牛顿内摩擦定律有关的因素是（A） A压强、速度和粘度；B流体的粘度、切应力与角变形率； 2C切应力、温度、粘度和速度； D压强、粘度和角变形。2．流体是一种（D）物质。 A不断膨胀直到充满容器的；B实际上是不可压缩的； C不能承受剪切力的； D 在任一剪切力的作用下不能保持静止的。0年考研《（毛中 3.圆管层流流动，过流断面上切应力分布为（B） A.在过流断面上是常数； B.管轴处是零，且与半径成正比； C.管壁处是零，向管轴线性增大； D. 按抛物线分布。2014年考研《政治》考前点题（毛中特） 4.在圆管流中，层流的断面流速分布符合（C） A.均匀规律； B.直线变化规律； C.抛物线规律； D. 对+曲线规律。 5. 圆管层流，实测管轴线上流速为4m／s，则断面平均流速为（） A. 4m／s； B. 3.2m／s； C. 2m／s； D. 1m ／s。2014年考研《政治》考前点题（毛中特） 6.应用动量方程求流体对物体的合力时，进、出口的压强应使用 （） A 绝对压强 B 相对压强 C 大气压 D 真空度 7.流量为Q ，速度为v 的射流冲击一块与流向垂直的平板，则平板受到的冲击力为（） A Qv B Qv 2 C ρQv D ρQv 2 8.在（D ）流动中，伯努利方程不成立。 (A)定常 (B) 理想流体 (C) 不可压缩 (D) 可压缩 9.速度水头的表达式为（D ） (A)h g 2 (B)2ρ2v (C) 22v (D) g v 22 10.在总流的伯努利方程中的速度v 是（B ）速度。 (A) 某点 (B) 截面平均 (C) 截面形心处 (D) 截面上最 大 2014年考研《政治》考前点题（毛中特） 11.应用总流的伯努利方程时，两截面之间（D ） 。 (A)必须都是急变流 (B) 必须都是缓变流 (C) 不能出现急变流 (D) 可以出现急变流 12.定常流动是（B ）2014年考研《政治》考前点题（毛中特） A.流动随时间按一定规律变化； B.流场中任意空间点的运动要素不随时间变化； C.各过流断面的速度分布相同； D.各过流断面的压强相同。 13.非定常流动是 （B ） A. 0=??t u B. 0≠??t u C. 0=??s u D.0≠??s u 2014年考研《政治》考前点题（毛中特） 流体力学复习题 -----2013制 一、填空题 1、1mmH 2O= 9、807 Pa 2、描述流体运动的方法有 欧拉法 与 拉格朗日法 。 3、流体的主要力学模型就是指 连续介质 、 无粘性 与不可压缩性。 4、雷诺数就是反映流体流动状态的准数,它反映了流体流动 时 粘性力 与 惯性力 的对比关系。 5、流量Q1与Q2,阻抗为S1与S2的两管路并联,则并联 后总管路的流量Q 为Q= Q1 + Q2,总阻抗S 为 。 串联后总管路的流量Q 为Q= Q1 =Q2,总阻抗S 为S1+S2 。 6、流体紊流运动的特征就是 脉动现行 ,处理方 法就是 时均法 。 7、流体在管道中流动时,流动阻力包括沿程阻力 与 局部阻力 。 8、流体微团的基本运动形式有: 平移运动 、 旋转流 动 与 变形运动 。 9、马赫数气体动力学中一个重要的无因次数,她反映了 惯性力 与 弹性力 的相对比值。 10、稳定流动的流线与迹线 重合 。 11、理想流体伯努力方程=++g 2u r p z 2常数中,其中r p z +称为 测 压管 水头。 12、一切平面流动的流场,无论就是有旋流动或就是无旋流 动都存在 流线 ,因而一切平面流动都存在 流函数 , 但就是,只有无旋流动才存在 势函数。 13、雷诺数之所以能判别 流态 ,就是因为它反映了 惯性力 与 粘性力 的对比关系。 14、流体的主要力学性质有 粘滞性 、 惯性 、 重力 性 、 表面张力性 与 压缩膨胀性 。 15、毕托管就是广泛应用于测量 气体与 水流一种仪器。 16、流体的力学模型按粘性就是否作用分为 理想气体 与 粘性气体 。作用与液上的力包括 质量力, 表面力。 17、力学相似的三个方面包括 几何相似 、 运动相 似 与 动力相似 。 18、流体的力学模型就是 连续介质 模型。 19、理想气体伯努力方程 2u z -z p 2g 21ργγα+-+））（（中,））（（g 21z -z p γγα-+称 势压 , 2u p 2ρ+ 全压 , 2u z -z p 2 g 21ργγα+-+））（（称总压 20、紊流射流的动力特征就是 各横截面上的动量相 等 。 21、流体的牛顿内摩擦定律的表达式 s ?+=-pa dy du u ；τ ,u 的单 1．绝对压强p abs与相对压强p 、真空度p v、当地大气压p a之间的关系是： A. p abs =p+p v； B. p=p abs－p a C. p v= p a－p abs D. p=p abs+p a 2．如图所示 A. p0=p a； B. p0>p a； C. p0 f水银；D、不一定。 5．流动有势的充分必要条件是( )。 A. 流动是无旋的； B. 必须是平面流动； C. 必须是无旋的平面流动； D. 流线是直线的流动。 6．雷诺数Re 反映了( )的对比关系 A.粘滞力与重力 B.重力与惯性力 C. 惯性力与粘滞力 D. 粘滞力与动水压力7．一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下4.2m处测压管高度为2.2m，设当地大气压为1个工程大气压，则容器内气体部分的相对压强为___ 水柱（）。 A. 2m B. 1m C. 8m D. －2m 8．如图所示，下述静力学方程哪个正确？B 9．下列压强分布图中哪个是错误的？B 10．粘性流体总水头线沿程的变化是( ) 。 A. 沿程下降 B. 沿程上升 C. 保持水平 D. 前三种情况都有可能 一．名词解释（共10小题，每题2分，共20分） 1．粘滞性——流体在受到外部剪切力作用时发生变形(流 动)，其内部相应要产生对变形的抵抗，并以内摩擦力的形 式表现出来，这种流体的固有物理属性称为流体的粘滞性 或粘性 2．迹线——流体质点的运动轨迹曲线 流线——同一瞬时，流场中的一条线，线上每一点切线 方向与流体在该点的速度矢量方向一致 3．层流——流体运动规则、稳定，流体层之间没有宏观的横向掺混 4．量纲和谐——只有量纲相同的物理量才能相加减，所以正确的物理关系式中各加和 工程流体力学考试试卷 一． 解答下列概念或问题 （15分） 1． 恒定流动 2． 水力粗糙管 3． 压强的表示方法 4． 两流动力学相似条件 5． 减弱水击强度的措施 二． 填空 （10分） 1．流体粘度的表示方法有（ ）粘度、（ ）粘度和（ ）粘度。 2．断面平均流速表达式V =（ ）；时均流速表达式υ=（ ）。 3．一两维流动y 方向的速度为),,(y x t f y =υ，在欧拉法中y 方向的加速度为y a =（ ）。 4．动量修正因数（系数）的定义式0α=（ ）。 5．雷诺数e R =（ ），其物理意义为（ ）。 三． 试推求直角坐标系下流体的连续性微分方程。 （15分） 四． 已知平面不可压缩流体流动的流速为y x x x 422-+=υ， y xy y 22--=υ （20分） 1． 检查流动是否连续； 2． 检查流动是否有旋； 3．求流场驻点位置； 4．求流函数。 五．水射流以20s m/的速度从直径mm d100 =的喷口射出，冲击一对称叶片，叶片角度 θ，求：（20分） 45 = 1．当叶片不动时射流对叶片的冲击力； 2．当叶片以12s m/的速度后退而喷口固定不动时，射流对叶片的冲击力。 第（五）题图 六． 求如图所示管路系统中的输水流量V q ，已知H =24， m l l l l 1004321====， mm d d d 100421===， mm d 2003=， 025.0421===λλλ，02.03=λ，30=阀ξ。（20分） 第（六）题图 参考答案 一．1．流动参数不随时间变化的流动； 2．粘性底层小于壁面的绝对粗糙度（?<δ）； 3．绝对压强、计示压强（相对压强、表压强）、真空度； 4．几何相似、运动相似、动力相似； 5．a)在水击发生处安放蓄能器；b)原管中速度0V 设计的尽量小些；c)缓慢关闭；d)采用弹性管。 二．1．动力粘度，运动粘度，相对粘度； 第2 页 共2 页 考试试卷（A B 卷） 学年第 二 学期 课程名称：流体力学 一、判断题（20分） 1. 从微观的角度来看，流体的物理量在时间上的分布是不连续的。 （T ） 2. 大气层中的压强与密度、温度的变化有关而且受季节、气候等因素的影 响。（T ） 3. 压力体的体积表示一个数学积分，与压力体内是否有气体无关。（T ） 4. 流体静止时，切应力为零。 （T ） 5. 温度升高液体的表面张力系数增大。 （F ） 6. 液滴内的压强比大气压小。 （F ） 7. 声音传播过程是一个等熵过程。 （T ） 8. 气体的粘性随温度的升高而增大。 （T ） 9. 应用总流伯努利方程解题时，两个断面间一定是缓变流，方程才成立。（F ） 10. 雷诺数是表征重力与惯性力的比值。 （F ） 11. 不可压缩流体只有在有势力的作用下才能保持平衡。（T ） 12. 对流程是指海拔11km 以上的高空。 （F ） 13. 静止的流体中任意一点的各个方向上的压强值均相等。（T ） 14. 在拉格朗日法中，流体质点轨迹给定，因此加速度很容易求得。（T ） 15. 对于定常流动的总流，任意两个截面上的流量都是相等的。（T ） 16. 紊流水力粗糙管的沿程水头损失系数与雷诺数无关。（T ） 17. 在研究水击现象时，一定要考虑流体的压缩性。（T ） 18. 雷诺数是一个无量纲数，它反映流动的粘性力与重力的关系。 （F ） 19. 当马赫数小于一时，在收缩截面管道中作加速流动。 （T ） 20. 对于冷却流动dq 小于0，亚音速流作减速运动，超音速流作加速运动。（T ） 二、填空题（10分） 1. 管道截面的变化、 剪切应力 及壁面的热交换，都会对一元可压缩流动产生影响。 2. 自由面上的压强的任何变化，都会 等值 地传递到液体中的任何一点，这就是由斯卡定律。 3. 液体在相对静止时，液体在重力、 惯性力 、和压力的联合作用下保持平衡。 4. 从海平面到11km 处是 对流层 ，该层内温度随高度线性地 降低 。 5. 平面壁所受到的液体的总压力的大小等于 形心处 的表压强与面积的乘积。 6. 水头损失可分为两种类型： 沿层损失 和 局部损失 。 7. 在工程实践中，通常认为，当管流的雷诺数超过 2320 ，流态属于紊流。 8. 在工程实际中，如果管道比较长，沿程损失远大于局部损失，局部损失可以忽略，这种管在水 力学中称为 长管 。 9. 紊流区的时均速度分布具有对数函数的形式，比旋转抛物面要均匀得多，这主要是因为脉动速 度使流体质点之间发生强烈的 动量交换 ，使速度分布趋于均匀。 10. 流体在运动中如果遇到因边界发生急剧变化的局部障碍（如阀门，截面积突变），流线会发生变 形，并出现许多大小小的 旋涡 ，耗散一部分 机械能，这种在局部区域被耗散掉的机械能称为局部水头损失。 三、选择题（单选题，请正确的答案前字母下打“∨”） 1. 流体的粘性与流体的__ __无关。 (A) 分子内聚力 (B) 分子动量交换 (C) 温度 (D) ∨ 速度梯度 2. 表面张力系数 的量纲是____ 。 (A) ∨ (B) (C) (D) 3. 下列四种液体中，接触角 的液体不润湿固体。 (A) ∨120o (B) 20o (C) 10o (D) 0o 4. 毛细液柱高度h 与____成反比。 (A) 表面张力系数 (B) 接触角 (C) ∨ 管径 (D) 粘性系数 5. 用一块平板挡水，平板形心的淹深为 ，压力中心的淹深为 ，当 增大时， 。 (A)增大 (B)不变 (C) ∨减小 一、判断题( 对的打“√”，错的打“×”，每题1分，共12分) 1．无黏性流体的特征是黏度为常数。 2．流体的“连续介质模型”使流体的分布在时间上和空间上都是连续的。 3．静止流场中的压强分布规律仅适用于不可压缩流体。 4．连通管中的任一水平面都是等压面。 5. 实际流体圆管湍流的断面流速分布符合对数曲线规律。 6. 湍流附加切应力是由于湍流元脉动速度引起的动量交换。 7. 尼古拉茨试验的水力粗糙管区阻力系数λ与雷诺数Re 和管长l 有关。 8. 并联管路中总流量等于各支管流量之和。 9. 声速的大小是声音传播速度大小的标志。 10.在平行平面缝隙流动中，使泄漏量最小的缝隙叫最佳缝隙。 11.力学相似包括几何相似、运动相似和动力相似三个方面。 12.亚声速加速管也是超声速扩压管。 二、选择题（每题2分，共18分） 1．如图所示，一平板在油面上作水平运动。已知平板运动速度V=1m/s ，平板与固定边界的距离δ=5mm ，油的动力粘度μ＝0.1Pa ·s ，则作用在平板单位面积上的粘滞阻力 为（ ） A ．10Pa ； B ．15Pa ； C ．20Pa ； D ．25Pa ； 2. 在同一瞬时，位于流线上各个流体质点的速度方向 总是在该点与此流线（ ） A ．相切； B ．重合； C ．平行； D ．相交。 3. 实际流体总水头线的沿程变化是： A ．保持水平； B ．沿程上升； C ．沿程下降； D ．前三种情况都有可能。 4．圆管层流，实测管轴上流速为0.4m/s ，则断面平均流速为（ ） A ．0.4m/s B ．0.32m/s C ．0.2m/s D ．0.1m/s 5．绝对压强abs p ，相对压强p ，真空度v p ，当地大气压a p 之间的关系是： A ．v abs p p p +=； B ．abs a v p p p -=； C ．a abs p p p +=； D ．a v p p p +=。 6．下列说法正确的是： A ．水一定从高处向低处流动； B ．水一定从压强大的地方向压强小的地方流动； 1、作用在流体的质量力包括（ D ） Ａ压力Ｂ摩擦力Ｃ表面力Ｄ惯性力 2、层流与紊流的本质区别是：（ D ） A. 紊流流速>层流流速； B. 流道截面大的为湍流，截面小的为层流； C. 层流的雷诺数<紊流的雷诺数； D. 层流无径向脉动，而紊流有径向脉动 3、已知水流的沿程水力摩擦系数 只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于（ D ） A 层流区； B 紊流光滑区； C 紊流过渡粗糙区； D 紊流粗糙区。 4、一个工程大气压等于( B )Pa; ( C )Kgf.cm-2。 A 1.013×105 B 9.8×104 C 1 D 1.5 5、长管的总水头线与测压管水头线（ A ） A相重合；B相平行，呈直线； C相平行，呈阶梯状；D以上答案都不对。 6、绝对压强p abs、相对压强p 、真空值p v、当地大气压强p a之间 的关系是（ C ） Ａp abs=p+p v Ｂp=p abs+p a Ｃp v=p a-p abs Ｄ p = p a b s - p V 7、将管路上的阀门关小时,其阻力系数（ C ） A. 变小 B. 变大 C. 不变 8、如果忽略流体的重力效应，则不需要考虑哪一个相似性参数？( B ) A弗劳德数 B 雷诺数 C.欧拉数D马赫数 9、水泵的扬程是指 （ C ） A 水泵提水高度； B 水泵提水高度+吸水管的水头损失； C 水泵提水高度+ 吸水管与压水管的水头损失。 10、紊流粗糙区的水头损失与流速成（ B ） A 一次方关系； B 二次方关系； C 1.75～2.0次方关系。 11、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数( C ) A 急流和缓流； B 均匀流和非均匀流； C 层流和紊流； D 恒定流和非恒定流。 流体力学与叶栅理论 课程考试试题 一、 选择题（每小题1分，共10分） 1、在括号内填上“表面力”或“质量力”： 摩擦力（ ）； 重力（ ）； 离心力（ ）； 浮力（ ）； 压力（ ）。 2、判断下列叙述是否正确（对者画√，错者画╳）： (a) 基准面可以任意选取。（ ） (b) 流体在水平圆管内流动，如果流量增大一倍而其它条件不变的话，沿程阻力也将增大一倍。（ ） (c) 因为并联管路中各并联支路的水力损失相等，所以其能量损失也一定相等。（ ） (d) 定常流动时，流线与迹线重合。（ ） (e) 沿程阻力系数λ的大小只取决于流体的流动状态。（ ） 二、 回答下列各题（1—2题每题5分，3题10分，共20分） 1、什么是流体的连续介质模型？它在流体力学中有何作用？ 2、用工程单位制表示流体的速度、管径、运动粘性系数时，管流的雷诺数410Re ，问采用国际单位制时，该条件下的雷诺数是多少？为什么？ 3、常见的流量的测量方法有哪些？各有何特点？ 三、计算题（70分） 1、如图所示，一油缸及其中滑动栓塞，尺寸D =120.2mm ，d =119.8mm ，L =160mm ， 间隙内充满μ=0.065Pa·S的润滑油，若施加活塞以F=10N的拉力,试问活塞匀速运动时的速度是多少？（10分） 题1图 2、如图所示一盛水容器，已知平壁AB=CD=2.5m，BC及AD为半个圆柱体，半径R=1m，自由表面处压强为一个大气压，高度H=3m，试分别计算作用在单位长度上AB面、BC面和CD面所受到的静水总压力。（10分） 题2图 3、原型流动中油的运动粘性系数υp=15×10-5m2/s，其几何尺度为模型的5倍，如确定佛汝德数和雷诺数作为决定性相似准数，试问模型中流体运动粘性系数υm=？（10分） 4、如图所示，变直径圆管在水平面内以α=30。弯曲，直径分别为d1=0.2m，d2=0.15m，过水流量若为Q=0.1m3/s，P1=1000N/m2时，不计损失的情况下，求水流对圆管的作用 力及作用力的位置。（20分） 一、判断题 1、根据牛顿内摩擦左律，当流体流动时,流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。 2、一个接触液体的平而壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁而上所有各点水静压强的平均 值。 3、流体流动时，只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。 4、在相同条件下，管嘴岀流流量系数大于孔口岀流流量系数。 5、稳定（定常）流一定是缓变流动。 6、水击产生的根本原因是液体具有粘性。 7、长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。 8、所谓水力光滑管是指内壁而粗糙度很小的管道。 D-J 9、外径为D,内径为d的环形过流有效断而,英水力半径为——。 10、凡是满管流流动,任何断面上的压强均大于大气的压强。 二、填空题 1、某输水安装的文丘利管流疑计，当英汞-水压差计上读数ΔΛ=4 一．填空题（共30分，每小题2分） 1.均质不可压缩流体的定义为 。 2.在常压下,液体的动力粘度随温度的升高而 。 3.在渐变流过流断面上，动压强分布规律的表达式为 。 5.只要比较总流中两个渐变流断面上单位重量流体的 大小，就能判别出流动方向。 6.产生紊流附加切应力的原因是 。 7.在静止流体中，表面力的方向是沿作用面的 方向。 8.圆管紊流粗糙区的沿程阻力系数λ与 有关。 9.渐变流流线的特征是 。 10.任意空间点上的运动参数都不随时间变化的流动称为 。 $ 11.局部水头损失产生的主要原因是 。 12.直径为d 的半满管流的水力半径R = 。 13.平面不可压缩流体的流动存在流函数的条件是流速x u 和y u 满足 方程 。 14.弗劳德数Fr 表征惯性力与 之比。 15.在相同的作用水头下,同样口径管嘴的出流量比孔口的出流量 。 二．（14分）如图所示，一箱形容器，高 1.5h m =，宽（垂直于纸面）2b m =，箱内充满水，压力表的读数为220/kN m ，用一半径1r m =的园柱封住箱的一角，求作用在园柱面上的静水总压力的大小与方向。 / ！ 题二图 题三图 三．（14分）如图所示，一水平放置的管道在某混凝土建筑物中分叉。已知主管直径3D m =，主管流量335/Q m s =，分叉管直径2d m =，两分叉管流量均为2Q ，分叉管转角 060θ=，1-1断面中点的压强2294/p kN m =，不计水头损失，求水流对支座的作用力。 四.（14分）如图所示，长50L m =、直径0.21D m =的自流管，将水自水池引至 吸水井中，然后用水泵送至水塔。已知泵的吸 水管直径0.2d mm =，管长6l m =， 泵的抽水 量30.064/Q m s =，滤水网的局部阻力系数 12 6.0ξξ==，弯头的局部阻力系数30.3ξ=， 自流管和吸水管的沿程阻力系数0.02λ=。假 定自流管中通过的流量等于泵的抽水量。试 求：（1）水池水面与吸水井的水面高差h ；（2） 水泵的安装高度2s H m =时，水泵进口断面的 真空度。 五．（14分）油在管中以1/v m s =的速度向下流动，油的密度 3920/kg m ρ=，管长3l m =，管径25d mm =，水银压差计测得9h cm =. 试求：(1)油在管中的流态；（2）油的运动粘度ν；（3）若保持相同的平均速度反方向运动时，压差计的读数有何变化（水银密度313600/kg m ρ'=） 六．（14分）用文丘里流量计量测空气（绝热指数 1.4k =，气体常数287/R J kg K =?）的质量流量。已知进口断面的直径为1400d mm =，绝对压强为21140/p kN m =，温度为0118T C =，喉部断面2150d mm =，22116/p kN m =，假定流动为一元恒定等熵气流，求通过流量计的质量流量。 题四图 】 全国2002年4月高等教育自学考试 工程流体力学试题 课程代码：02250 一、单项选择题(每小题1分，共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1.若流体的密度仅随( )变化而变化，则该流体称为正压性流体。 A.质量 B.体积 C.温度 D.压强 2.亚声速流动，是指马赫数( )时的流动。 A.等于1 B.等于临界马赫数 C.大于1 D.小于1 3.气体温度增加，气体粘度( ) A.增加 B.减小 C.不变 D.增加或减小 4.混合气体的密度可按各种气体( )的百分数来计算。 A.总体积 B.总质量 C.总比容 D.总压强 5.某单位购买了一台提升汽车的油压升降机(如图一所示)，原设计操纵方法是：从B管进高压油，A管排油时平台上升(图一的左图)；从A管进高压油，B管排油时平台下降。在安装现场工人不了解原设计意图，将A、B两管联在一起成为C管(图一的右图)。请你判断单靠一个C管通入高压油或排油，能操纵油压机升降吗?你的判断：( ) A.可以 B.不能动作 C.能升不能降 D.能降不能升 6.在一个储水箱的侧面上、下安装有两只水银U形管测压计(如图二)，当箱顶部压强p0=1个大气压时，两测压计水银柱高之差△h=h1-h2=760mm(Hg)，如果顶部再压入一部分空气，使p0=2个大气压时。则△h应为( ) A.△h=-760mm(Hg) B.△h=0mm(Hg) C.△h=760mm(Hg) D.△h=1520mm(Hg) 7.流体流动时，流场各空间点的参数不随时间变化，仅随空间位置而变，这种流动称为( ) A.定常流 B.非定常流 C.非均匀流 D.均匀流 8.流体在流动时，根据流体微团( )来判断流动是有旋流动还是无旋流动。 A.运动轨迹是水平的 B.运动轨迹是曲线 C.运动轨迹是直线 D.是否绕自身轴旋转 9.在同一瞬时，流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线( ) A.重合 B.相交 C.相切 D.平行 10.图示三个油动机的油缸的内径D相等，油压P也相等，而三缸所配的活塞结构不同，三个油动机的出力F1，F2，F3的大小关系是(忽略活塞重量)( ) A.F1=F2=F3 B.F1>F2>F3 C.F1工程流体力学历年试卷及答案[精.选]
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