流体力学试题2

重庆大学试卷教务处制第1页共3页重庆大学流体力学课程试卷2006~2007学年第1学期开课学院：城环学院考试日期：考试方式：考试时间：120分钟题号一二三四五六七八九十总分得分注：1.大标题用四号宋体、小标题及正文用小四号宋体；2.按A4纸缩小打印一、填空题（共26分，每空2分）1.已知某点的真空度为5m水柱高，相对压强为kN/m2，绝对压强为kN/m2。2.动量修正系数反映，层流运动中，=，=。3．由于均匀流过流断面上，动压强服从规律，应用总流能量方程、动量方程解题时，所取计算断面必须是在均匀流断面上。当然也可以选在断面上。4．尼古拉兹实验将流动分为五个区域，在各区域内影响沿程阻力系数λ的因素不同。其中，层流区λ的影响因素为；紊流粗糙区λ的影响因素为。5.Ma1的流动为流动，这种流动中过流断面大，流速。6.一元气体的绝热流动中，当流动处亚音速流动时，管长增加，摩阻增加，速度，压强。三、计算题（共74分）1..如图所示，半圆柱体挡水建筑物，已知：上游水深H=4m，直径D=4m，下游水深h=2m；求：作用在圆柱体上单位长度上的（水平分力与垂直分力）静水总压力。（15分）题1图2.喷嘴前后直径d1=320mm，d2=160mm，流速1=1.5m/s，为液体水介质自由射流，已知喷嘴水头损失为2m水柱，求射流对喷嘴的冲击力。（20分）题2图3.水从封闭的立式容器中经管嘴流入开口水池，如图所示，管嘴直径d=8cm，容器液面与水池液面的高差恒为H=3m，要求流量为Q=0.05m3/s。试求容器内液面上的压强。（14分）QpHd0题3图4.已知：ux=a，uy=by，求：（1）加速度；（2）问该流动是有涡流还是无涡流，若为无涡流求其势函数。（10分）5．压缩空气从断面1流向断面2，流动为等温过程。已知p1=1177kN/m2，p2=980kN/m2，流速u1=100m/s，温度t1=270C，试求喷嘴出口的流速、音速c、马赫数M。（不计摩擦，气体为空气，k=1.4，R=287J/kgK）（15分）题5图命题人：组题人：审题人：命题时间：学院专业年级学号姓名封线密1d2d2重庆大学试卷教务处制第2页共3页重庆大学课程试卷2006~2007学年第1学期开课学院：城环学院考试日期：考试方式：考试时间：120分钟题号一二三四五六七八九十总分得分注：1.大标题用四号宋体、小标题及正文用小四号宋体；2.按A4纸缩小打印一、填空题（共26分，每空2分）1.已知某点的真空度为5m水柱高，相对压强为-49kN/m2，绝对压强为49kN/m2。2.动量修正系数反映实际动量与用断面平均流速计算的动量之比，层流运动中，=1.33，=2。3．由于均匀流过流断面上，动压强服从静压强规律，应用总流能量方程、动量方程解题时，所取计算断面必须是在均匀流断面上。当然也可以选在渐变流断面上。4．尼古拉兹实验将流动分为五个区域，在各区域内影响沿程阻力系数λ的因素不同。其中，层流区λ的影响因素为Re；紊流粗糙区λ的影响因素为d。5.Ma1的流动为亚音速流动，这种流动中过流断面大，流速小。6.一元气体的绝热流动中，当流动处亚音速流动时，管长增加，摩阻增加，速度增加，压强减小。三、计算题（共74分）1..如图所示，半圆柱体挡水建筑物，已知：上游水深H=4m，直径D=4m，下游水深h=2m；求：作用在圆柱体上单位长度上的（水平分力与垂直分力）静水总压力。（15分）题1图解：HhV1Pz1（6分）水平分力：148.95.021221bHPx=78.4kN128.95.021222bhPx=19.6kN合力：21xxxPPP58.8kN（）（5分）垂直分力：压力体如图示。1848.9428.92211bDVPz61.575kN2zP0合力：1zzPP61.575kN合力方向：（）（4分）85.12xzPPPkN61.57558.8zxPtgP1.0546.302.喷嘴前后直径d1=320mm，d2=160mm，流速1=1.5m/s，为液体水介质自由射流，已知喷嘴水头损失为2m水柱，求射流对喷嘴的冲击力。（20分）题2图命题人：组题人：审题人：命题时间：学院专业年级学号姓名封线密1d2d2重庆大学试卷教务处制第3页共3页解：（3分）连续性方程：2212122212440.320.16dd26m/s（5分）列能量方程：fhgpzgpz22222221112211.5600029.822pgg1p=36.475kN/m2（2分）Q=1214d=0.12m3/s（4分）控制体，受力分析如图：12114pdP=2.93kN2P0（6分）列x动量方程：121()2.9310.12(61.5)xxxFPRQRR=2.39kN3.水从封闭的立式容器中经管嘴流入开口水池，如图所示，管嘴直径d=8cm，容器液面与水池液面的高差恒为H=3m，要求流量为Q=0.05m3/s。试求容器内液面上的压强。（14分）QpHd0解：（4分）管嘴出流的流量系数为：0.82n（5分）由管嘴出流的流量公式：20020.8224ndQAgHgH200.080.050.8229.84H解得：07.51Hm（5分）由作用水头的定义知：00pHH故2200()9.8(7.513)/44.2/pHHkNmkNm4.已知：ux=a，uy=by，求：（1）加速度；（2）问该流动是有涡流还是无涡流，若为无涡流求其势函数。（10分）解：加速度（4分）20xyaaby（3分）000)(5.0yuxuxyz是无旋流（3分）20.5xyudxudyadxbydyaxbyC5．压缩空气从断面1流向断面2，流动为等温过程。已知p1=1177kN/m2，p2=980kN/m2，流速u1=100m/s，温度t1=270C，试求喷嘴出口的流速、音速c、马赫数M。（不计摩擦，气体为空气，k=1.4，R=287J/kgK）（15分）题5图解：（3分）127273300TK（5分）221212lnln22RTpRTp得：203.82/ms（4分）2293.43/dpcRTmsd（3分）0.7Mc