工程流体力学yangjuan

中国计量学院2013~2014学年第2学期《工程流体力学》样卷一、填空题（20分，每题2分）1．压强为3500kN/m2时水的体积为1.00m3，当压强增加到24000kN/m2时体积为0.98m3，求压强增加到7000kN/m2时，水的体积为（）。2．已知某流体的密度ρ=850kg/m3，运动黏度ν=3.5×10-6m2/s，则其动力黏度μ=（2.975×10-3Pa.s）。3．已知某流体的黏性切应力τ=1.2N/m2，动力黏度μ=0.1Pa.s，则其切应变率为（12s-1）。4．若平面流动的速度分布为u=x2y，v=xy2，求加速度的分量ax=（3x3y2），ay=（3x3y2）。5．若长为a，宽为b的矩形断面充满流体，则其水力半径R=（ab/2(a+b)））。6．x,y平面不可压流动的流线微分方程为（）。7．用毕托管和静压管测量管道中水的流速，如图一所示。若U形管中的液体为四氯化碳，其密度=2000kg/m3，并测得液面高度差△h=350mm，则管道中心的流速为（2.62m/s）。8．水池盛水如图二所示。若液面压强P0=98.07kN/m2，则池壁A点所受的静水压强为（107.87kN/m2），池底D点所受的静水压强为（113.85kN/m2）。二、选择题（20分，每题2分）1．按照连续介质的概念，流体质点是指（D）A流体的分子B流体内的固体颗粒C几何的点D几何尺寸同流动空间相比是极小量又含有大量分子的微元体2．牛顿流体就是（B）A压缩性效应可以被忽略的流体B切应力与速度梯度成正比关系的流体C黏性效应可以被忽略的流体D切应力与切应变率成非线性关系的流体3．理想流体是指（D）。A平衡流体B运动流体C忽略密度变化的流体D忽略黏性的流体4．平衡流体内任一点的压强大小（A）A与作用方位无关，但与作用位置有关B与作用方位有关，但与作用位置无关C与作用方位、作用位置均有关D与作用方位、作用位置均无关5．液体所受静压力的方向（D）A与受力面平行B与受力面斜交C与受力面外法线方向一致D与受力面内法线方向一致6．欧拉法研究（D）的变化情况A每个流体质点的运动参数B每个质点的轨迹C每个空间上的流体质点的流速D通过空间上点的运动参数7．文丘里管是一种测量（D）的仪器。A点速度B压强C密度D流量8．绝对压强absP与当地大气压aP、相对压强P或真空值vP之间的关系为（A）AabsaPPPBabsaPPPCabsaPPPDabsvaPPP9．在缓变流的同一有效截面中，流体的压强分布满足（A）。ApZCgBpCC22pvCggD22pvZCgg10．已知三通管来流流量1140/VqLs，两出流支管的管径分别为2150dmm和3200dmm，若两支管的断面平均流速相等，则两支管的流量分别为（B）。A2340/,100/VVqLsqLsB2350.4/,89.6/VVqLsqLsC2360/,80/VVqLsqLsD2370/VVqqLs图二图二图一图一三、判断题（5×2=10分）1．气体的黏度随着温度的增加而减小，而液体的黏度却随着温度的增加而增加。（F）2．对于可压缩的流体，在定常流动时流线与迹线是重合的。（F）3．液体的黏性只有在流动时才表现出来。（T）4．只有作用在规则平面上的静水总压力才等于受压面形心处的压强与受压面面积的乘积。（F）5．均匀流是指过流断面上各点流速均相等的流动。（F）四、名词解释（10分，每题2分）1．欧拉平衡微分方程：2．静止流体对平面壁作用力及作用点：3．层流底层：4．湍流剪切力：5．水力光滑管：五、计算题（共40分）1．图三是一根内直径d=74mm的垂直圆管，管内有一质量为2.5kg的活塞，其直径D=73.8mm，长度L=150mm。活塞与圆管完全同轴，两者间隙Δh=0.1mm，间隙中充满润滑油膜。润滑油黏性系数μ=4×10-3Pa.s。若不考虑空气压力，试求当活塞自由下落时其最终的平衡速度U。（10分）解：活塞平衡时有：T=G(2分)U.N....UDLhUAdyduAT4332215007380143000101073(5分)2.59.82.4332;10.07/GmgUUms(3分)2．通过长l=1000m，直径d=0.15m的水平管道输送石油，已知石油的密度ρ=920kg/m3，石油的运动黏度υ=4×10-4m2/s，进出口压强差Δp=0.965×106Pa.s，求管道的体积流量Q。（12分）解：石油的动力黏度：4920410Pa.s(2分)先假设流体流动为层流，那么：2620.965100.0758100080.368pRvlm/s=1.844m/s(4分)算出雷诺数Re：41.8440.15Re6912000410vd(3分)因此，流体流动确实为层流，假设成立。220.151.8440.03344dQvm3/s(3分)3．如图四所示，矿山排风管将井下废气排入大气。为了测量排风的流量，在排风出口处装有一个收缩、扩张的管嘴，其喉部处安装一个细管，下端插入水中。喉部流速大，压强低，细管中出现一段水柱。已知空气密度为1.25kg/m3，管径d1=400mm，d2=600mm，水柱高h=45mm，求体积流量Qv。（13分）装订解：对截面1-1和2-2列伯努利方程：gvgpZgvgpZairair222222221111(2分)这里021ZZ，121，ghppwatera1，app2，那么：gvvgghairwater22221（1）(3分)根据总流的连续性方程：2211vAvA，那么：2121221ddAAvv（2）(2分)联立（1）（2）式，得：s/m.v66292(2分)s/m.vdQV32227334(2分)图三图四