11级《流体力学》Ⅰ试卷(A)标准答案

………………………………装………………………………订………………………………线………………………………2012~2013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4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20分)1、在粘性流体中，气体的粘性主要是由分子热运动的动量交换构成的，所以随温度的升高而（B）。A．减小；B．增大；C．不变。2、液体的表面张力是由分子的内聚力引起的，因此随着温度的升高而（C）。A．增大；B．不变；C．减小。3、在等加速运动的容器中，液体内部任一点所受质量力的方向都与过该点的（A）相垂直。A．等压面；B．等势面；C．水平面。4、在工程实际中经常会有正压、负压和零压的说法，这些压力指的是（B）。A．绝对压力；B．相对压力；C．真空压力。5、在（C）的流场中，流体质点的总加速度等于其当地加速度。A．三维流动；B．稳定流动；C．均匀流动。6、对于不可压缩流体来说，无论是稳定流动还是非稳定流动，其速度的（B）都等于零。A．梯度；B．散度；C．旋度。7、对于同一根涡管来说，其涡旋截面越小的地方，流体的（A）越大。A．涡量；B．涡通量；C．速度环量。8、在无旋流动的流场中，流体的速度即为（C）的梯度。A．流函数；B．力的势函数；C．速度势函数。9、流场中紊流附加切应力主要是由流体（B）造成的。A．分子间的内聚力；B．质点的横向扩散与脉动；C．分子的扩散运动。10、粘性流体绕流平板运动时，在附面层越厚的地方，其板面上的摩擦切应力越（A）。A．小；B．大；C．不确定。二、解答题：(每小题6分，共30分)三、计算题：(每小题10分，共50分)3(00)(13)36m/(ms)Q，，（2分）4、如图所示，应用长度同为l＝500m的两根管道并行从水池A向水池B输水，其中粗管直径为细管直径的两倍，细管直径为d2＝250mm，已知粗管内水流的总压头损失为hW1＝6.5mH2O，两管的沿程阻力系数均为λ＝0.02，局部阻力不计。试求两管中水流的体积流量及流量比。(10分)已已已知知知：：：21ll＝500m，d2＝250mm，d1＝2d2＝500mm，hW1＝hW2＝hW＝6.5mH2O，λ＝0.02。解解解：：：(1)粗管及细管的阻抗分别为467.2681.95.050002.08852512H1gdlS，944.846467.2632322568H1512522H2SgdlgdlS（3分）(2)列两水池液面间的伯努利方程，基准面取在下水池液面上，得22H221H1wQSQShH（2分）那么，两管中的流量分别为/sm4956.0467.265.631Hw1ShQ；/sm0876.0944.8465.63H2w2ShQ（3分）(3)两管中的流量比657.532H1H221SSQQ（2分）5、有一长度为9.6m、宽度为2.4m、高度为3.2m的半圆顶箱形货车，断面尺寸如图所示，在大气空间(ρ＝1.25kg/m3、ν＝1.42×10－5m2/s)以90km/h的速度行驶，试求：（1）货车两边和顶部的总摩擦阻力fF；（2）若箱形货车的总阻力系数CD＝0.45，试确定施加在货车上的压差阻力PF。（10分）………………………………装………………………………订………………………………线………………………………2012~2013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4页已已已知知知：：：L＝9.6m，B＝2.4m，H1＝2.0m，H＝3.2m，R＝1.2m，u∞＝90km/h＝25m/s，ρ＝1.25kg/m3，ν＝1.42×10－5m2/s，CD＝0.45。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m284.0251042.1105Re55xccux(1分)因xc/L＝0.284/9.6＝0.03＜5%，故可认为货车外表面上全部为紊流附面层。货车表面末端处的雷诺数为775L101069.11042.16.925ReLu(1分)总摩擦阻力系数Cf可按施利希廷公式计算，即002765.0)]1069.1[lg(455.0)Re(lg455.058.2758.2LfC(2分)货车两边和顶部所受的总摩擦阻力为N5.806.9)2.114.30.22(2525.121002765.0)2(21212ffLRHuCF(2分)当总阻力系数CD＝0.45时，施加在货车上的总阻力为N1241)2.1210.24.2(2525.12145.0)21(212122212D2DDRBHuCAuCF(2分)因此，施加在货车上的压差阻力为N5.11605.801241fDpFFF(2分)可见在这种情况下，压差阻力约占货车全部阻力的93.5%，而摩擦阻力仅为总阻力的6.5%。日………………………………装………………………………订………………………………线………………………………2012~2013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4页………………………………装………………………………订………………………………线………………………………2012~2013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4页