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中南大学考试试卷2011--2012学年2学期时间110分钟流体力学课程56学时3.5学分考试形式：闭卷专业年级：消防10级01，02班总分100分，占总评成绩70%注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上一、是非题（每题1分，共10分）1.流体是一种受到任何微小剪切应力作用时都能产生连续变形的物质。（）2.等压面是流体中压强相等的点所组成的平面。（）3.宏观上流体做圆周运动的流场一定是无旋场。()4.动能、动量修正系数在工程计算中通常取为1，这对于圆管中的紊流流态比较合理。（）5.在大雷诺数流动情况下，固体边界层以外的绕流运动惯性力远大于粘性力，即考虑为理想流体的有势运动。()6.均匀流或渐变流同一过流断面上各点的压强值相等。（）7.紊流的脉动流速必为正。（）8.π定理量纲分析法中选取的三个基本量要求独立，不能相互导出。()9.串联长管道各管段的流量和平均流速均相等。（）10.在流场中，流网网格相对较密的地方，流速相对较小。（）二、单选题（每题2分，共20分）1.下列关于流体可压缩性的描述不正确的是。(A)所有的流体都具有压缩性，只是可压缩程度不同(B)液体的可压缩性远小于气体，所以视为不可压缩流体(C)气体在流速不大、压强变化较小的情况下可视为不可压缩流体(D)不可压缩流体即流体密度为常数2.矩形平板闸门，当水深h大于门高H时，闸门挡水，当h＜H时，闸门自动绕水平轴A顺时针倾倒（h=H为临界状态），不计门重和转轴摩擦力，则转轴A的位置高度a值为。(A)a=H(B)a=H/2(C)a=H/3(D)a=H/43.图中四个容器内的水深H和底面积A均相等，则容器底面流体静压力最小的是。(A)（1）(B)（2）(C)（3）(D)（4）4.当等直径管道的管轴线高程沿流向下降时，管轴线的动水压强沿流向。(A)增大(B)减小(C)不变(D)不定5.液流运动的方向一定是。(A)从高处流向低处(B)从压强大处流向压强小处(C)从流速大处流向流速小处(D)从总水头大处流向从总水头小处6.层流边界层是指。(A)流速分布均匀的液层(B)粘性底层(C)受粘滞性影响的液层(D)粘滞性不起作用的液层7.两并联管道直径相同，沿程阻力系数相同，长度l2=3l1，通过流量QV1是QV2的倍。(A)3(B)1/3(C)3(D)31/8.下列关于量纲分析法的描述不正确的是。(A)量纲分析时，罗列流动现象的影响因素多多益善(B)无量纲量可适用于任何规模大小的运动(C)量纲分析的基本原理是量纲和谐定理，即量纲一致性原理(D)基本量纲系中的基本量纲必须是相互独立，不能互相表达的量纲9.作有旋运动的流体在同一瞬时，通过同一涡管的各截面的相等，即涡管强度守恒，与截面的选取无关。(A)涡通量(B)涡量(C)流量(D)旋转角速度10.只有无旋运动时才存在。(A)流函数(B)势函数(C)拉普拉斯函数(D)调和函数三、填空题（除特别注明的外每空2分，共24分）1.完全真空环境中的流体质点所受的单位质量力为。2.绝对压强的最小值是，相对压强的最小值是。3.一个人的耐压极限是3.07个工程大气压（绝对压强），若海水密度为1025.6kg/m3，海面上大气压强为760mm汞柱，则一般人潜入海水的最大深度是hmax=。（本题3分）4.已知速度场v=-xi+2yj+(5–z)k，则通过点（2,1,1）的流线方程是。（本题3分）5.某管路直径d=200mm，流量QV=0.094m3/s，水力坡度J=0.046,则该管路的沿程阻力系数λ=。（本题4分）6.圆管中流体的切应力分布规律为，层流速度为分布，紊流速度为分布。7.如下图所示，水泵的扬程Ht=。四、作图题（6分）用阴影线作出图中圆柱体曲面上所受铅直分压力的压力体图，并标明压力体的方向。假设容器中均为同种液体。作图题图填空题第7题五、计算题（本大题有4小题，共36分）1.（本题10分）不可压缩流场的流函数为ψ=5xy，（1）证明流动有势，并求速度势函数；（2）求（1,1）点的速度；（3）如果（1,1）点的压强为105Pa，ρ=1000kg/m3，求流场中的驻点压强。2.（本题7分）在拖曳池中做船模试验，船模比例尺为1/50，实船的航速为25km/h，假设流动重力或粘性力起主导作用，试计算船模速度应为多少才能保证动力相似，方案是否可行？3.（本题6分）流体通过水平毛细管的流量QV与管径d、动力粘度μ、压强梯度Δp/l有关，试用瑞利法导出流量的表达式。4.（本题13分）如图从水箱接一橡胶管道及喷嘴，橡胶管直径D=7.5cm，喷嘴出口直径d=2.0cm，水头H=5.5m，由水箱至喷嘴出口的水头损失hl=0.5m。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p=4.9N/cm2。行近流速v0≈0，取动能、动量修正系数均为1。（1）计算通过管道的流量Q；（2）如用手握住喷嘴，需要多大的水平力？方向如何？六、实验问答题（4分）医院里打点滴的吊瓶通过使用马里奥特容器原理，成为一种变液位下的流速、流量都不随时间变化（即恒定流）的供液装置。其装置特点是：吊瓶瓶口装有两根细管，一根将药液流向病人，另一根是通大气的进气管。请解释一下，为什么吊瓶中液位从满到浅变化，但供液滴数却始终不随时间变化。静压强实验仪也是使用该原理来实现正压和负压时的压强测试。