哈工大2007硕士研究生入学考试流体力学试题

哈尔滨工业大学二○○七年硕士研究生入学考试试题考试科目：____流体力学_____报考专业：__________________考试科目代码：[478]考生注意：答案务必写在答题纸上，并标明题号。答在试题上无效。题号一二三总分分数542670150分一、填空题（每题3分，共54分）1.当空气的温度0°C从增加到20°C时，运动粘滞系数ν值增加15%，密度减少10%，此时动力粘滞系数μ值增加____________；2.温度为20°C的空气（μ=1.83×10-5Pa·s），在直径为2.5cm的管中流动，距管壁上1mm处的空气速度为3cm/s。作用于单位长度管壁上的粘滞切力为_______________；3.密闭水箱如图所示，压力表测得压强为4900N/m2，压力表中心比A点高0.4m，A点在液面下1.5m。水面压强为_______________；第1页共6页A1.5m0.4m0pg题3图题4图4．盛有水的密闭容器，水面压强为p0，当容器自由下落时，容器内水的压强分布规律为_______________；5．已知平面流动速度场分布为(46)(69)uyxtiyxtj。t=1时的流线方程为_______________；6．已知不可压缩流体平面流动在y方向的速度分量为uy=y2－2x+2y。在x方向的速度分量ux为_______________；7．如图所示，油在管道中流动，直径dA=0.15m，dB=0.1m，vA=2m/s，水头损失不计，B点处测压管高度hC为_______________；8．已知平面无旋流动的速度势φ=arctan(y/x)，速度在y方向的分量uy为_______________；9．物理量力F、长度l、速度V及密度ρ的无量纲组合形式为_______________；10．某管道的半径r0=15cm，水力坡度J=0.2，离管轴r=10cm处的切应力为_______________；11．如上图所示，输水管道中设有阀门，已知管道直径为50mm，通过流量为3.34L/s，水银压差计读值Δh=150mm，沿程水头损失不计，阀门的局部损失系数为_______________。12．开口水箱侧壁开一孔口，外接圆柱形管嘴，其直径d=2cm。水箱水位恒定，孔口形心在水面下的深度H=2m，管嘴收缩断面的真空为_______________；第2页共6页题7图题11图h13．如图所示，应用长度同为l的两根管道从水池A向水池B输水，其中粗管直径为细管直径的两倍d1=2d2，两管的沿程阻力系数相同，局部水头损失不计，粗管与细管中的流量比为_______________；14．在渐缩喷管中，亚音速等熵气流随着截面面积减小，速度沿程_______，压强p沿程_______，温度T沿程_______；（减小、增大、不变）15．有摩阻的等温管流（1M，γ为绝热指数），沿程：速度_______，压强_______，马赫数M_______；（减小、增大、不变）16．气体自由射流的几何特征为_______________、运动特征为_______________以及动力特征为_______________；17．如上图所示，要求用毕托管一次测出半径为r0的圆管层流的断面平均流速，毕托管测口应放置的位置为_______________；18．供热系统的凝结水箱回水系统如图所示，水泵应具有的作用水头表达式为_______________。第3页共6页题13图题17图题18图二、简答题（共26分）1．对水流流向问题有如下一些说法：“水一定是从高处向低处流”，“水一定从压强大向压强小的地方流”，“水一定从流速大的地方向流速小的地方流”，这些说法是否正确？为什么？正确的说法应该如何？（5分）2．一般地说能否做到同时满足雷诺准则与弗劳德准则？为什么？（5分）3．是否表面上几何光滑的管道一定是“水力光滑”管，而表面上几何粗糙的管道一定是“水力粗糙”管？为什么？（5分）4．如图所示，有一泵循环管道，各支管阀门全开时，支管流量分别为Q1、Q2，若将阀门A开度关小，其它条件不变，试论证主管流量Q怎样变化，支管流量Q1、Q2怎样变化。（5分）5．试分析为什么必须气蚀余量[h]随Q增大而增大，而泵允许吸入口真空高度[sH]随Q增大而减小？（6分）第4页共6页AQ1Q2Q题4图三、计算题（共70分）1．如图所示，一矩形闸门宽120cm，长90cm，闸门顶端悬挂于A点，在自身重量的作用下保持关闭。闸门总重9800N，重心为G点。试确定刚使闸门打开的水的高度h为多少？（10分）2．连接水泵出口B的压力水管直径为D=40cm，弯管与水平面夹角为45°，水流流过弯管时对弯管产生一推力。为防止弯管发生位移，如图所示做一混凝土镇墩，使管道固定。若通过管道的流量为0.4m3/s，断面1-1及2-2中心点压强分别为P1=104000N/m2和P2=101000N/m2（表压），试求作用在镇墩上的力。（15分）3．某一空气动力计算中，允许压力的相对误差1.5%P（42Mp），对于15℃的空气流（绝热指数γ=1.4），问：（1）速度值在多大以下方可按不可压缩流体处理？（2）按等熵流动，求此条件下流体密度的相对变化？（15分）第5页共6页题1图题2图4．一直径为2cm的喷嘴，安装在距离容器液面下2m处，如图所示。喷嘴垂直向上喷出水射流，射流支持一个0.5kg质量的平板，该平板在导轨内垂直上下活动，忽略摩擦，求平板平衡时的高度Z。（15分）5．重度0.8的油，在如图所示连接二容器的管中流动。已知：H=3m，沿程阻力系数λ=0.03，当计及沿程损失和局部损失时，管内流量为多少？假设在管道中安装一阀门，当调节阀门使得管内流量减少到原流量的一半时，问阀门的局部阻力系数ζv=？此时该管道换算的等值长度le等于多少？（15分）第6页共6页题4图题5图