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哈尔滨工业大学二OO五年硕士研究生考试试题考试科目：流体力学考试科目代码：[]适用专业：供热供燃气与通风工程、水力学及河流动力学、流体力学考生注意：答案务必写在答题纸上，并标明题号。答在试题上无效。一．填空题（每题2分，共30分）一．填空题（每题2分，共30分）1．牛顿内摩擦定律的数学表达式为_________________；运动粘滞系数的量纲为___________。2．通常测压管的直径不小于10mm，原因是。3．某点真空度pv=44100Pa，则其绝对压强pabs=Pa，相对压强p=Pa（当地大气压为98000Pa）。4．流场中的流线不能相交，原因是，此外流线的能够反映流速的大小。5．势函数为yxxy232，xu________________，yu______________。6．已知平面流动的流速分布为2222,yxcxuyxcyuyx，其中c为常数，则积分后得到的流线方程为。7．拉格朗日法以作为研究对象，欧拉法以作为研究对象。8．气体紊流射流的运动特征是指__________________________；动力特征是指_____________________________。9．流体不同于固体的最基本特征就是流体具有，流体无论运动或静止都几乎不能承受。10．若使原型和模型流动相似，相似是保证流动相似的前提与依据；运动相似是流动相似的表现，相似是决定流体运动相似的主导因素。11．运动的理想流体，由于，所以表面力只有。12．雷诺数表征惯性力与之比，弗劳德数表征惯性力与之比。题号一二三总分分数303090150分第1页共4页13．潜体所受浮力大小与成正比，与潜体在水下的深度。14．流体微团运动可以分解为平移运动、________运动和________运动。15．马赫数Ma的数学表达式为；Ma1的流动称为。二．简答分析题（共30分）1、既然在层流中沿程水头损失hf与速度v的一次方成正比，那么如何解释管道流动的达西公式gdlhf22v？（8分）2、关于水流流向问题有如下一些说法：“水一定从高处向低处流”，“水一定从压强大向压强小的地方流”，你认为这些说法是否准确，并说明原因。（8分）3、分析相同直径d、相同作用水头H下圆柱形外管嘴流量Qn比孔口流量Q大的原因？圆柱形外管嘴流动的作用水头H0有何限制？为什么？（7分）4、有一如图所示的等直径弯管，试问：水流由低处流向高处的AB管段中断面平均流速v是否会沿程减小？在由高处流向低处的BC管段中断面平均流速v是否会沿程增大？为什么？（7分）第2页共4页三．计算题（共90分）1．如图所示，圆形闸门半径R=0.1m，倾角=45°，上端有铰轴。已知H1=5m，H2=1m，不计闸门自重。求：（1）画出作用在闸门上的压强分布图；（2）开启闸门所需的拉力T。（共10分）22．如图所示，油从高压油罐经一喷嘴流出，喷嘴用法兰盘与管路连接，并用螺栓固定。已知：p0-pa=2×105Pa，h=3m，d1=0.05m，d2=0.02m，油的密度ρ=850kg/m3，求连接喷嘴的螺栓所受拉力R（不计喷嘴重及油重的影响，忽略流动过程中的水头损失hl）。（共20分）3．某输水圆管直径d=100mm，已知水的密度ρ=1000kg/m3，运动粘性系数ν=0.01cm2/s，沿程阻力系数=0.025，流程l=10m路径上的水头损失hf=0.2m。求管壁上的切应力τ0，并判别流动是层流还是紊流。（共10分）第3页共4页α4．一水平输水管道直径d=150mm，长为l=30m，自水池取水出流至大气中。管道进口为锐缘，管道上设置阀门控制流量，阀门全开时局部阻力系数ζv=0.25，沿程阻力系数=0.024。当采取下述措施之一时，求能增加多少流量（用百分数表示）：（1）用仔细修圆的进口（ζe1=0.1）代替锐缘进口；（2）管道进口仍为锐缘，同时不设置阀门。（共15分）5．在长为2L，直径为d的管道上，并联一根直径相同，长为L的支管（如图中虚线），若水头H不变，不计局部损失，试求并联支管前后的流量比Q1/Q2。（10分）6．为研究热风炉中烟气的流动特性，采用长度比尺Cl=10的水流做模型实验。已知热风炉内烟气流速vg=8m/s，烟气温度tg=600oC，密度ρg=0.4kg/m3，运动粘滞系数νg=0.9cm2/s。模型中水温t=10oC，密度ρ=1000kg/m3，运动粘滞系数ν=0.013lcm2/s。试问：（1）为保证流动相似，模型中水的流速v；（2）实测模型的压降Δp=6307.5Pa，原型热风炉中运行时烟气压降是多少？(共10分)7．空气流经一收缩喷嘴等熵流动，进口截面流动参数为压强p1=140kPa,流速v1=80m/s,温度t1=20oC。出口截面压强p2=100kPa。求出口密度ρ2和流速v2。（共15分）第4页共4页