流体力学期中考试试卷(2011年)

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诚信应考，考试作弊将带来严重后果！

华南理工大学期中考试

《 流体力学 》期中试卷

注意事项:1。 考前请将密封线内各项信息填写清楚； 2。 所有答案请直接答在试卷上; 3．考试形式：闭卷;

4。 本试卷共 四 大题,满分100分， 考试时间120分钟。 题 号 一 二 三 四 总 分 得 分 评卷人

一、选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分)

1. 气体与液体的粘度随着温度的升高分别 （ ) A。 减小、减小 B. 减小、增大 C. 增大、增大 D。 增大、减小

2。 一球形容器由两个半球合成，内盛密度为的液体，球自重不计,连接螺栓所受拉力为 （ ) A. 0

B.

13gR3 C. 23gR3

D。 gR3

3。 水平放置的渐扩管，如忽略水头损失,断面形心点的压强有以下关系（ ）

A. p1p2 B. p1p2

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C。 p1p2 D。 其他

4。 圆管层流过流断面上的流速分布呈 （ ） A。 线性 B。 对数曲面 C. 双曲面 D. 旋转抛物面

5．紊流过渡区的沿程摩阻系数 ( ）

A. 只与雷诺数有关 B。 只与相对粗糙度有关 C。 只与绝对粗糙度有关 D. 与相对粗糙度和雷诺数有关 6．如果选用弗劳德相似准则，则模型与原型相似的力是 ( ) A. 粘滞力 B。 重力 C. 压力 D. 惯性力 7．如图所示，（a）图为自由出流，(b)图为淹没出流。在两种出流情况下,若作用水头H,管长l、管径d及沿程摩阻系数均相同，则两管中的流量 ( ) A. QaQb B。 QaQb C. QaQb D. 不确定

8

．

曲面边界层分离只可能发生在

（ ）

A．增速减压区 B．增速增压区 C．减速增压区 D．减速减压区

9。 某变径管内液体流动0的雷诺数之比Re1∶Re2=l∶4,则其管径之比d1∶d2为

（

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）

A。 4∶1 1∶4

10. 两根管径、管长和沿程阻力系数均相同的长管并联。若保持总流量不变，则单根管道过水与两根管道都过水两种情况的水头损失之比为 （ )

A。 4。0 C。 1。0

B。 2.0 D. 0.5

B。 2∶1 C. 1∶2 D。

二、填空题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)

1。 均质不可压缩流体是指 密度 为常数的流体。

2。 若各空间点上的运动要素都不随时间变化，这样的流动是 恒定流 。

3. 圆管层流的沿程水头损0失与流速的 二 次方成正比。 4. 总流伯努利方程的应用条件之一是所取过流断面为 均匀流或渐变流断面 .

5. 采用相同流体的管流模型试验,当长度比尺为9时，模型流量与原型流量的比例为___________.

6. 计算孔口与管嘴出流的损失时,通常只考虑 局部 损失。 7. 动量修正系数是修正以断面平均速度计算的动量与实际动量的差异而引入的修正系数，它的数学表达式为 .

8. 阀门关闭时间小于一个相长时，阀门处产生的水击为 水击. 9. 一直径为d=100mm的输水管路中，水均匀流动1公里长的能量损失为9。8

kPa，则该管路的管壁处的切应力为 . 10. 绕流阻力系数CD取决于 、物体的形状以及表面粗糙情况。

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三、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）

1。 一密封水箱如图所示。若水面上的相对压强p0 =－49kN/m2，试求（1)h值；（2)求水下1m处M点的压强，要求分别用绝对压强、相对压强、真空度表示；（3）M点相对于基准面0-0的测压管水头。

（1）1－1断面为等压面，有

0 hMP 00p0gh0（2分）

h M1PaNN1hp049水5 m g9.839.24mH2O （2分） 9.8（2)M点的相对压强

pMp0gh499.8139.2 kN/m2 ＝M点的绝对压强

pabsMpMpa39.29858.8 kN/m2＝

M点的真空度

58.86mH2O 9.8pvMpM39.2 kN/m2＝

39.24mH2 （1分） 9.8（3）M点相对于基准面0-0的测压管水头

zMpM145 mH2O g

2. 试定性画出图示等直径管路的总水头线和测压管水头线（短管)。

答案如图。评分标准：

（1)总水头线，测压管水头线平行，等距,坡度相同，2分. （1）进、出口正确各1分。 （2）中间局部损失1分。

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3.一变直径管AB，A断面直径dA=0.2m, B断面直径dB=0.4m,高差h=1。8m,今测得pA=30kN/m2,pB=50kN/m2，B断面处的断面平均流速为vB=1.0m/s,试判断水在管中的流动方向。

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BBAAh

ABvB10.42vAAB由连续性方程，得 vA4 m/s （2分） 2vBAAAA0.2为了判断流动方向，需要计算过流断面A-A和B－B的单位机械能。

以A－A断面为基准面，对于A－A断面,有 (1分）

22pAAvA3014HAzA03.88 m

g2g9.829.8对于B－B断面，有 （1分）

22pBBvB5011HBzB1.86.95 m

g2g9.829.8过流断面B—B的单位机械能大于过流断面A－A的单位机械能，故水流由

B-B断面流向A－A断面。

4。从以下四个方面分析层流和紊流的区别。

（1)水流现象；(2）流速分布特征;(3）剪应力特性；（4）沿程水头损失规律。

（1）水流现象：层流流体呈层状流动，各层质点互不掺混；紊流流体质点的运动轨迹极不规则，各层质点相互掺混；

（2）流速分布特征：层流断面流速为抛物线分布，紊流断面流速为对数分布; （3）切应力特性：层流只有粘性剪应力，紊流有粘性剪应力和附加剪应力;

(4)沿程水头损失规律：层流的沿程水头损失与断面平均流速的一次方成比例，紊流的沿

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程水头损失与断面平均流速的1。75~2.0次方成比例。

四、计算题(本大题共4小题，每小题10分，共40分）

1。图示一盛水容器，左端为一半球形端盖，右端为一圆形平端盖。已知h＝2m，R＝1m，试求圆形平端盖所受的压力大小,半球端盖所受的总压力及总作用力作用线与水平面的夹角.

1ν1θ1半球hR圆形2。 某矩形平坡渠道,在断面1－1和2－2之间有段弯道，并且渠底宽b1＝3m 1==============================专业收集精品文档============================= 2θ2xν22个人收集了温度哦精品文档供大家学习

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渐变为b2＝4。5m。当通过流量Q＝6m3/s时，相应地渠中水深由h1＝3m减变为h2＝1.8m。设v1与v2分别与x轴方向成130，260。不计水流阻力，求弯道处水流对渠道的冲刷力F。(小数点后保留两位有效数字）

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3. 采用直径d350mm的虹吸管将河水引入堤外水池供给灌溉.已知河堤内外水位差H3m，进口到A点之间的管段长l115m，A点至出口管段长l220m，沿程摩阻系数0.04,局部阻力系数：进口15.7,弯头20.6，虹吸管顶A点至下游水面的高度差h4m，若A点的允许真空度为hv7.5mH2O，试确定该虹吸管的输水量,并校核管顶的安装高度h.

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4。 如图所示管路系统各支管的长度、直径和沿程阻力系数如下表。若管路系统节点流量qA＝35L/s，末端流量qB＝50L/s,试求： (1)各支路的流量Qi(i＝1，2，3,4）； （2)供水塔液面相对于管路出口的高差H；

（3）节点A处的压强水头PA/ρg。（小数点后保留两位有效数字)

支路 1 2 管长L（m） 300 150 直径d (mm） 225 125 沿程阻 力系数 0。03 0.038 支路 3 4 管长L（m） 250 100 直径d （mm） 150 175 沿程阻 力系数 0。032 0.042 31A24BqA

HqB

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