10级《流体力学》Ⅰ试卷(A)标准答案

………………………………装………………………………订………………………………线………………………………2011~2012学年第二学期期末考试《流体力学与流体机械》Ⅰ试卷(A)标准答案和评分标准A卷第1页共5页一、选择填空题：(请将正确答案的序号填在括号内，每小题2分，共24分)1、在（C）作用下能够连续变形的物质叫做流体。A．某一特定的剪切力；B．一定大小的剪切力；C．任何微小的剪切力。2、在（B）下，流体的体积随着压力的升高而缩小的性质称为流体的压缩性。A．一定的压力；B．一定的温度；C．一定的密度。3、在等角速度旋转的容器中液体静压力分布规律是：在同一高度上，液体的静压力沿径向按半径的（B）增长。A．一次方；B．二次方；C．三次方。4、曲面物体所受液体总压力的垂直分力的方向取决于（C），可能向下也可能向上，要根据具体情况加以判断。A．受压曲面与液体的相对位置；B．受压曲面的形状及与液体的相对位置；C．受压曲面与液体的相对位置以及曲面所受相对压力的正负。5、由流场中流体的速度分布式m/s53222kjyxiyxu可以看出，该流场应当是（A）的速度场。A．二维、非稳定、可压缩或不连续；B．二维、非稳定、不可压缩；C．三维、非稳定、连续并可压缩。6、在（C）的流场中，流体质点的当地加速度和迁移加速度都等于零。A．非稳定的均匀流动；B．稳定的非均匀流动；C．稳定的均匀流动。7、流场中流函数和速度势函数同时存在的条件是（B）。A．不可压缩流体二维有旋流动；B．不可压缩流体二维无旋流动；C．不可压缩流体三维无旋流动。8、所谓零值流线，是指（C）的流线。A．流线上的速度值等于零；B．流线上的速度势函数值等于零；C．流线上的流函数值等于零。9、尼古拉兹实验表明，在水力光滑区内黏性流体的沿程阻力系数λ随雷诺数Re的增加而减小，因此可以说，其沿程阻力Δpf也将将随雷诺数Re的增加而（A）。A．增大；B．减小；C．不能确定。10、并联管路各条支路中流体的压头损失相等，是指（A）相等。A．各条支路单位重量流体的机械能损失；B．各条支路流体的总机械能损失；C．各条支路流体的总能量损失。11、由于附面层厚度δ随流动距离x的增加而增大，所以，壁面上的粘性摩擦切应力τw沿流动方向将逐渐（B）。A．增大；B．减小；C．不变。12、黏性流体绕流圆球的斯托克斯阻力公式及其阻力系数公式分别为（B）。A．udF2D和Re24DC；B．udF3D和Re24DC；C．udF2D和Re64DC。二、解答题：(每小题6分，共36分)三、计算题：(每小题10分，共40分)3、有一输水管路如图所示，已知两水池水面高差m28H，各管段管长为m1004321llll，各管段管径为mm1004321dddd，各管段沿程阻力系数为02.04321，其中管段3有沿程均匀泄流，其泄流量为该管段流量的二分之一，不计局部阻力和管道进出口水头。求途泄流量Qt和输水总流量Q。（10分）已已已知知知：：：m28H，m1004321llll，mm1004321dddd，02.04321。解解解：：：(1)由于各管段的几何尺寸及沿程阻力系数都相同，所以各管段的阻抗均为1654281.91.014.310002.0885252HgdlS(2分)(2)设第三根水管的入口流量为3Q，均匀泄流量为tQ，终端流量为zQ。根据题意和流量平衡关系，有3zt21QQQ。根据并联管路压头损失相等的原则，有)31(2ttz2zH3w322H2w2QQQQShQSh(1分)………………………………装………………………………订………………………………线………………………………2011~2012学年第二学期期末考试《流体力学与流体机械》Ⅰ试卷(A)标准答案和评分标准A卷第2页共5页由于3HH2SS，ztQQ，由上式可得t237QQ；再根据流量平衡关系，有ttt321)237(237QQQQQQQ；tttz24)137(37QQQQQQ。(2分)(3)列两水池液面间的伯努利方程，不计局部阻力和管道进出口水头，得2t52t2t22H244H222H211Hw105.3165.2116542])137(37)237[(QQQSQSQSQShH(3分)则途泄流量和输水总流量分别为/sm10944.8105.328335tQ；/sm0316.010944.8528.3)237(33tQQ(2分)4、有一长度为12m、宽度为2.6m、高度为3.0m的箱形拖车在空气中(ρ＝1.25kg/m3、ν＝1.42×10－5m2/s)以28m/s的速度行驶，试求：（1）拖车两边和顶部的总摩擦阻力fF；（2）若箱形拖车的总阻力系数CD＝0.46，试确定施加在拖车上的压差阻力PF。（10分）已已已知知知：：：L=12m，B=2.6m，H=3.0m，u∞=28m/s，ρ=1.25kg/m3，ν=1.42×10－5m2/s，CD＝0.46。解解解：：：(1)先确定层流到紊流临界转变点的位置，取Rexc＝5×105。由5ccx105Rexu，得m254.0281042.1105Re55xccux(1分)因xc/L＝0.254/12＝0.0212＜5%，故可认为拖车外表面上全部为紊流附面层。拖车表面末端处的雷诺数为775L1010366.21042.11228ReLu(1分)摩擦阻力系数Cf可按施利希廷公式计算，即00263.0)]10366.2[lg(455.0)Re(lg455.058.2758.2LfC(2分)拖车两边和顶部所受的总摩擦阻力为N13312)6.20.32(2825.12100263.0)2(2122ffLBHuCF(2分)当总阻力系数CD＝0.46时，施加在拖车上的总阻力为N17580.36.22825.12146.02122DDAuCF(2分)因此，施加在拖车上的压差阻力为N16251331758fDpFFF(2分)可见在这种情况下，压差阻力约占拖车全部阻力的92.43%，而摩擦阻力仅为总阻力的7.57%。………………………………装………………………………订………………………………线………………………………2011~2012学年第二学期期末考试《流体力学与流体机械》Ⅰ试卷(A)标准答案和评分标准A卷第3页共5页………………………………装………………………………订………………………………线………………………………2011~2012学年第二学期期末考试《流体力学与流体机械》Ⅰ试卷(A)标准答案和评分标准A卷第4页共5页………………………………装………………………………订………………………………线………………………………2011~2012学年第二学期期末考试《流体力学与流体机械》Ⅰ试卷(A)标准答案和评分标准A卷第5页共5页