工程流体力学试题

1工程流体力学试题（本试题的答案必须全部写在答题纸上，写在试题及草稿纸上无效）说明：1）考生允许携带计算器；2）重力加速度g=9.81m/s2；3）水的密度为1000kg/m3；4）空气的密度为1.25kg/m3；5）空气的绝热指数k=1.40；6）空气的气体常数R＝287J/（Kg.K）；7）π取3.1416一、是非题（每题4分，共40分。正确的打√，错误的打×，答错不扣分）1、温度升高时，水的表面张力减小。（）2、温度升高时，空气的粘度减小。（）3、对于可压缩的流体，在定常流动时流线与迹线是重合的。（）4、在理想不可压缩流体的空间流动中，如果流动是无旋的，则流场中任一封闭曲线的速度环量都等于零。（）5、在相同位置湍流边界层内的壁面切应力比层流的小。（）6、在激波两侧，上游气流相对激波一定是超音速的。（）7、伯努力方程适用于可压缩流体。（）8、雷诺数表征了流体运动的惯性力与粘性力之比值。（）9、激波的压缩是绝热、等熵的过程。（）10、流体力学中用欧拉法研究每个质点的轨迹。（）二、填空题（每题5分，共50分）1、两块平板平行相对运动，中间充满了液体。它们之间的距离是2h=0.5mm，相对运动速度为0.25m/s，为了维持这个速度需要单位面积上的作用力为2N/m2，则液体的动力粘度是Pa.s。2、常温下水的体积模量为E=2.81×109Pa，如果水的压强从0.1MPa增至12MPa，求水的体积变化率为％。3、已知流体速度分布为u=-(y+t2)，v=x+t，w=0，则t=2时经过(0，0)点的流线方程是。4、压缩空气以超音速从喷管中流出，喉部直径为25mm，喉部绝对压强为0.5×105Pa，喉部温度为-20℃，则喷管的质量流量为kg/s。5、流速从4m/s变到10m/s突扩管道，为了减小局部损失可以分两次扩大管道，则当中间流速为m/s时，可使得产生的局部损失最小。6、描述流体运动的两种方法是和。7、边长为1m的敞口立方水箱装满了水，当水箱以匀加速度向其中一侧面运动时，则加速度为m/s2时水箱里的水溢出1/3。8、距台风中心8km处的风速为48km/h，气压表读数为0.1MPa。若假定台风为自由涡，且空气密度恒为1.25kg/m3，则距台风中心0.8km处的气压表读数为MPa。9、在堰流的模型试验中模型水流应与原型水流相似，若模型与原型的长度比例为1：100，则当原型流量为1000m3/h时，模型流量为m3/h。10、温度为300k，马赫数为0.5的空气气流绕圆柱体流动，则驻点温度为。3三、计算题（共60分）1、在水箱水面下H＝3m处装有一个缩放管，其喉部直径为d1=4cm，喉部绝对压强为p1=2.5m水柱，大气压强为p0=10.33m水柱。如不考虑收缩部分的损失，扩张部分的损失假定为从d1到d2突然扩大损失的20％。试求：（1）流量Q；（2）出口断面的直径d2。（本题15分）2、空气在缩放管内流动，进口处参数为p1=3×105pa，T1=400k，面积为A1=20cm2，出口压强为p2=0.4×105pa，设计质量流量为0.8kg/s，求出口面积A2和喉部面积A3。（本题20分）43、离心轮鼓风机叶轮内径d1=12.5cm，外径d2=30cm，叶轮流道宽度为B=2.5cm，叶轮转速n=1725r/min，流量为Q=372m3/h,入口绝对压力为97000Pa，入口温度为20℃。用α1、α2表示气流的入口与出口的气流方向角（即绝对速度v与牵连速度u之间的夹角），用β1、β2表示气流的入口与出口的叶片安装角（即相对速度w与圆周切线之间的夹角）已知：α1=900，β2=300，假设空气密度恒为入口密度。试求：（1）入口叶片安装角β1；（2）出口气流绝对速度v2与出口气流角α2；（3）鼓风机的扭矩M和输入功率N。（本题25分）