工程流體力學(xué)習(xí)題庫(kù).doc

一、 選擇題1 連續(xù)介質(zhì)假設(shè)意味著 。(A) 流體分子互相緊連 (B) 流體的物理量是連續(xù)函數(shù)(C) 流體分子間有間隙 (D) 流體不可壓縮2空氣的等溫積模量K= 。(A) p （B）T (C) （D）RT3.靜止流體 剪切應(yīng)力。 (A) 不能承受 (B) 可以承受(B) 能承受很小的 (D) 具有粘性是可承受4溫度升高時(shí)，空氣的粘度 。(A) 變小 （B）變大 (C) 不變5流體的粘性與流體的 無(wú)關(guān)。(A) 分子的內(nèi)聚力 （B）分子的動(dòng)量交換 (C) 溫度 （D）速度梯度6在常溫下，水的密度為 kg/m3。(A) 1 （B）10 (C) 100 （D）10007水的體積彈性模量 空氣的體積彈性模量。(A) < （B）近似等于 (C) > 8 的流體稱為理想流體。(A) 速度很小 （B）速度很大 (C) 忽略粘性力 （D）密度不變9 的流體稱為不可壓縮流體。(A) 速度很小 （B）速度很大 (C) 忽略粘性力 （D）密度不變10用一塊平板擋水，平板形心的淹深為hc，壓力中心的淹深為hD，則hc hD。(A) > （B）< (C) =11靜止流體的點(diǎn)壓強(qiáng)值與 無(wú)關(guān)。(A) 位置 （B）方向 (C) 流體種類 （D）重力加速度12油的密度為800kg/m3，油處于靜止?fàn)顟B(tài)，油面與大氣接觸，則油面下0.5m處的表壓強(qiáng)為 kPa。(A) 0.8 （B）0.5 (C) 0.4 （D）3.913壓力體內(nèi) 。(A) 必定充滿液體 （B）肯定不會(huì)有液體(B) 至少部分有液體（D）可能有液體，也可能無(wú)液體14大氣壓pa=105 Pa，如果某點(diǎn)的真空度為0.49105 Pa，則該點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為 Pa。(A) 51103 （B）149103 (C) 1.5105 （D）1.0510515用一塊垂直放置的平板擋水，其擋水面積為A，形心淹深為h，平板的水平傾角為，該平板受到的靜水壓力為 。(A) ghA.sin （B）ghA.cos (C) ghA.tan（D）ghA16歐拉法研究 的變化情況。(A) 每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的速度 （B）每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的軌跡(C) 每個(gè)空間點(diǎn)的流速 （D）每個(gè)空間點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)軌跡17應(yīng)用總流的伯努利方程時(shí)，兩截面之間 。(A) 必須都是急變流 （B）必須都是緩變流 (B) 不能出現(xiàn)急變流 （D）可以出現(xiàn)急變流18水從一個(gè)水池經(jīng)一條管道流出大氣，應(yīng)對(duì) 這兩個(gè)截面應(yīng)用伯努利方程較好。(A) 管道的入口和出口 （B）水池面和管道入口 (C) 水池面和管道出口 （D）管道內(nèi)任意兩截面19在定常管流中，如果兩個(gè)截面的直徑比為d1/d2 = 2，則這兩個(gè)截面上的雷諾數(shù)之比Re1/Re2 = 。(A) 2 （B）4 (C) 1/2 （D）1/420定常流動(dòng)中， 。(A) 加速度為零 （B）流動(dòng)參數(shù)不隨時(shí)間而變(B) 流動(dòng)參數(shù)隨時(shí)間而變 （D）速度為常數(shù)21在 流動(dòng)中，流線和跡線重合。(A) 定常 （B）非定常 (C) 不可壓縮 （D）無(wú)粘22控制體是 。(A) 包含一定質(zhì)量的系統(tǒng) （B）位置和形狀都變化的空間體(C) 固定的空間體 （D）形狀不變、位置移動(dòng)的空間體23在定常管流中，如果兩個(gè)截面的直徑比為d1/d2 = 3，則這兩個(gè)截面上的速度之比V1/ V2 = 。(A) 3 （B）1/3 (C) 9 （D）1/924文丘里管用于測(cè)量 。(A) 點(diǎn)速度 （B）壓強(qiáng) (C) 密度 （D）流量25應(yīng)用動(dòng)量方程求流體對(duì)固體壁面的作用力時(shí)，進(jìn)、出口截面上的壓強(qiáng)應(yīng)使用 。(A) 絕對(duì)壓強(qiáng) （B）相對(duì)壓強(qiáng) (C) 大氣壓 （D）真空度26流量為Q，速度為V的射流沖擊一塊與流向垂直的平板，則平板受到的沖擊力為 。(A) QV （B）QV2 (C) QV （D）QV227沿程損失系數(shù)的量綱（單位）為 。(A) m （B）m/s (C) m2/s （D）無(wú)量綱28圓管流動(dòng)中，層流的臨界雷諾數(shù)等于 。(A) 2320 （B）400 (C) 1200 （D）5000029層流中，沿程損失與速度的 次方成正比。(A) 1 （B）1.5 (C) 1.75 （D）230管道面積突然擴(kuò)大的局部損失hj = 。(A) (V12 V22) / 2g （B）(V12 + V22) / 2g (C) (V1 + V2)2 / 2g （D）(V1 V2)2 / 2g31虹吸管最高處的壓強(qiáng) 大氣壓。(A) > （B）= (C) < （D）32超音速氣流在收縮管道中作 運(yùn)動(dòng)。(A) 加速 （B）減速 (C) 等速33速度勢(shì)只存在于(A) 不可壓縮流體的流動(dòng)中 （B）可壓縮流體的定常流動(dòng)中(C) 無(wú)旋流動(dòng)中 （D）二維流動(dòng)中34流函數(shù)存在于(B) 不可壓縮流體的平面流動(dòng)中 （B）可壓縮流體的平面流動(dòng)中(C) 不可壓縮流體的軸對(duì)稱流動(dòng)中 （D）任意二維流動(dòng)中35按連續(xù)介質(zhì)的概念，流體質(zhì)點(diǎn)是指A .流體的分子； B. 流體內(nèi)的固體顆粒； C . 無(wú)大小的幾何點(diǎn)； D. 幾何尺寸同流動(dòng)空間相比是極小量，又含有大量分子的微元體。36作用在流體的質(zhì)量力包括A. 壓力； B. 摩擦力； C. 重力； D. 慣性力。37與牛頓內(nèi)摩擦定律直接有關(guān)系的因素是. 切應(yīng)力和壓強(qiáng)； B. 切應(yīng)力和剪切變形速率； C. 切應(yīng)力和剪切變形。38水的粘性隨溫度升高而A . 增大； B. 減小； C. 不變。39氣體的粘性隨溫度的升高而A. 增大；. 減??；. 不變。40流體的運(yùn)動(dòng)粘度的國(guó)際單位是. m2/s ；B. N/m2 ； C. kg/m ；D. Ns/241理想流體的特征是. 粘度是常數(shù)；B. 不可壓縮；C. 無(wú)粘性； D. 符合pV=RT。42當(dāng)水的壓強(qiáng)增加個(gè)大氣壓時(shí)，水的密度增大約為. ； . ；. 。43以下關(guān)于流體粘性的說(shuō)法中不正確的是. 粘性是流體的固有屬性；. 粘性是在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下流體具有抵抗剪切變形速率能力的量度. 流體的粘性具有傳遞運(yùn)動(dòng)和阻滯運(yùn)動(dòng)的雙重作用；. 流體的粘性隨溫度的升高而增大。44已知液體中的流速分布y如圖所示，其切應(yīng)力分布為.；.常數(shù)； . ky (k為常數(shù))。45以下關(guān)于液體質(zhì)點(diǎn)和液體微團(tuán)的正確論述是. 液體微團(tuán)比液體質(zhì)點(diǎn)大；. 液體微團(tuán)包括有很多液體的質(zhì)點(diǎn)；. 液體質(zhì)點(diǎn)沒(méi)有大小，沒(méi)有質(zhì)量；. 液體質(zhì)點(diǎn)又稱液體微團(tuán)。46液體的汽化壓強(qiáng)隨溫度升高而. 增大；. 減??；. 不變；47一封閉容器盛以水，當(dāng)其從空中自由下落時(shí)（不計(jì)空氣阻力），其單位質(zhì)量力為. 0 ； . -g ； . mg ；. mg 。48一列火車在水平直道上勻速行使時(shí)，車內(nèi)的流體所受的單位質(zhì)量力為. 0 ；. -g ； . mg ；. -mg 。49以下哪幾種流體為牛頓流體. 空氣；. 清水；. 血漿； . 汽油； . 泥漿。50以下關(guān)于流體汽化壓強(qiáng)的論述中，不正確的是. 液體的溫度升高則汽化壓強(qiáng)增大； . 液體的溫度升高則汽化壓強(qiáng)減小； . 液體的汽化壓強(qiáng)隨海拔而變化； . 20C的水的汽化壓強(qiáng)為atm； . 100C的水的汽化壓強(qiáng)為atm；. 水在常溫下不會(huì)沸騰； . 液體中的壓力越大則汽化壓強(qiáng)越大。51以下哪幾種流體為非牛頓流體. 空氣；. 清水；. 血液； . 酒精；. 泥漿。52靜止液體中存在. 壓應(yīng)力； . 壓應(yīng)力和拉應(yīng)力；. 壓應(yīng)力和切應(yīng)力；. 壓應(yīng)力 、切應(yīng)力和拉應(yīng)力；53相對(duì)壓強(qiáng)的起量點(diǎn)是 A. 絕對(duì)真空； B. 1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓； C. 當(dāng)?shù)卮髿鈮海籇. 液面壓強(qiáng)。54金屬壓力表的讀數(shù)是A. 絕對(duì)壓強(qiáng) ； B. 相對(duì)壓強(qiáng) ； C. 絕對(duì)壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)； D. 相對(duì)壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)。55絕對(duì)壓強(qiáng)pabs、相對(duì)壓強(qiáng)p 、真空值pv、 當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)pa之間的關(guān)系是A. pabs=p+pv ； B. p=pabs+pa ； C. pv=papabs 。 56在密閉的容器上裝有U形水銀測(cè)壓計(jì)，其中1、2、3點(diǎn)位于同一水平面上，其壓強(qiáng)關(guān)系為A. A. p1=p2=p3 ； B. p1>p2>p3 ；C. p1<p2<p3。57用U形水銀差壓計(jì)測(cè)量水管內(nèi)A、B兩點(diǎn)的壓強(qiáng)差，水銀面高差hp=10cm ,pA-pB為A. A. 13.33kpa ；B. 12.35kpa ；. 8kpa 。58垂直放置的矩形擋水平板，深為3m,靜水總壓力P的作用點(diǎn)到水面的距離yD為A1.25m ；B1.5m ； C2.0m D2.5m 。59在液體中潛體所受浮力的大小A與潛體的密度成正比；B與液體的密度成正比； C與潛體淹沒(méi)的深度成正比。60完全淹沒(méi)在水中的一矩形平面，當(dāng)繞其形心軸旋轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)，其壓力中心與形心最遠(yuǎn)？A. 45o傾斜；B60o傾斜；C水平；D. 鉛直。61恒定流是流動(dòng)隨時(shí)間按一定規(guī)律變化；B流場(chǎng)中任意空間點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)要素不隨時(shí)間變化； C各過(guò)流斷面的速度分布相同；62一元流動(dòng)是A. 均勻流；B速度分布按直線變化；C運(yùn)動(dòng)參數(shù)是一個(gè)空間坐標(biāo)和時(shí)間變量的函數(shù)。63均勻流是A當(dāng)?shù)丶铀俣葹榱?；B遷移加速度為零； C向心加速度為零；D合加速度為零。64變直徑管，直徑d1=320mm，d2=160mm，流速V11.5m/s，V2為：A3m/s ； B4m/s ； C6m/s ； D9m/s 。65等直徑水管，為過(guò)流斷面，為水平面，、為面上各點(diǎn)，各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)物理量有以下關(guān)系A(chǔ)p1=p2 ；B. p3=p4 ； C+=+；D+=+。66伯諾里方程中 z+表示A單位重量液體具有的機(jī)械能； B單位質(zhì)量液體具有的機(jī)械能；C體積液體具有的機(jī)械能； D通過(guò)過(guò)流斷面液體所具有的總機(jī)械能。67水平放置的漸擴(kuò)管，如果忽略水頭損失，斷面形心點(diǎn)的壓強(qiáng)有以下關(guān)系A(chǔ)p1>p2 ；Bp1=p2 ；Cp1<p2 。68粘性流體總水頭線的變化規(guī)律是A沿程下降；沿程上升；保持水平；前三種情況都有可能。69粘性液體測(cè)壓管水頭線的沿程變化是沿程下降；沿程上升；保持水平；前三種情況都有可能。70以下哪三種概念屬于歐拉法流線；跡線；液體質(zhì)點(diǎn)；液體微團(tuán)；控制體；固定空間點(diǎn)。71以下哪些概念屬于拉格朗日法流線；跡線；液體質(zhì)點(diǎn)；液體微團(tuán)；控制體；過(guò)水?dāng)嗝妗?2當(dāng)流場(chǎng)中的流線為相互平行的直線時(shí)此流動(dòng)是恒定的均勻流恒定的非均勻流均勻流非恒定均勻流非恒定非均勻流非均勻流恒定流非恒定流。73當(dāng)流場(chǎng)中的流線與跡線重合時(shí)此流動(dòng)是恒定均勻流 恒定的非均勻流均勻流恒定非均勻流非恒定非均勻流 非均勻流恒定流非恒定流。74速度v，長(zhǎng)度l，重力加速度g的無(wú)量綱組合是A；B； C. ； D. 。 75速度v，密度,壓強(qiáng)p的無(wú)量綱的組合是A；B； C ；D. 。76速度v長(zhǎng)度l，時(shí)間t的無(wú)量綱組合是 ； ；77壓強(qiáng)差p密度長(zhǎng)度l 流量的無(wú)量綱組合是 ； ； ；78進(jìn)行水力模型實(shí)驗(yàn)，要實(shí)現(xiàn)有壓管流的動(dòng)力相似，應(yīng)選用的準(zhǔn)則是雷諾準(zhǔn)則；弗勞德準(zhǔn)則；歐拉準(zhǔn)則。79密度，動(dòng)力粘滯系數(shù)，流速v和長(zhǎng)度l的無(wú)量綱組合是 ； D 。80雷諾數(shù)的物理意義表示粘滯力與重力之比；重力與慣性力之比；慣性力與粘滯力之比；壓力與粘滯力之比。81明渠水流模型實(shí)驗(yàn)，長(zhǎng)度為模型流量應(yīng)為原型流量的；。82.壓力輸水管模型實(shí)驗(yàn)，長(zhǎng)度比為，模型水管的流量應(yīng)為原型輸水管流量的；。83水在垂直管內(nèi)由上向下流動(dòng)，相距的兩斷面間測(cè)壓管水頭差為h，則兩斷面間沿程水頭損失hf為 Ahf=h ；hf=h+L；hf=-h 。84圓管流動(dòng)過(guò)流斷面上的切應(yīng)力分布為：在過(guò)流斷面上是常數(shù)；管軸處是零，且與半徑成正比；管壁處為零，向廣軸線性增大；拋物線分布。85在圓管紊流中，過(guò)水?dāng)嗝媪魉俜植挤螦均勻規(guī)律；B直線變化規(guī)律；拋物線規(guī)律；對(duì)數(shù)曲線規(guī)律86在圓管層流中，過(guò)水?dāng)嗝媪魉俜植挤暇鶆蛞?guī)律；直線變化規(guī)律；拋物線規(guī)律；對(duì)數(shù)曲線規(guī)律。87半圓形明渠，半徑r。=4m，水力半徑為4m；3m；2m ；1m 。88變直徑管流，細(xì)斷面直徑為d1，粗?jǐn)嗝嬷睆綖閐2=2d1，粗細(xì)斷面雷諾數(shù)的關(guān)系是e1=0.5Re2；e1=Re2；e1=1.5Re2;；Re1=2Re2。89圓管層流，實(shí)測(cè)管軸線上的流速為m/s。則斷面平均流速為 4m/s .m/s 2m/s 2.5m/s。90圓管紊流過(guò)渡區(qū)的沿程摩阻系雷諾數(shù)e有關(guān)；與管壁相對(duì)粗糙度有關(guān)d有關(guān)；與Re和d有關(guān)；與Re和管長(zhǎng)l 有關(guān)。91圓管紊流粗糙區(qū)的沿程摩阻系雷諾數(shù)e有關(guān)；與管壁相對(duì)粗糙度有關(guān)d有關(guān)；與Re和d有關(guān)；與Re和管長(zhǎng)l有關(guān)。92工業(yè)管道的沿程摩阻系數(shù)在紊流過(guò)渡區(qū)隨雷諾數(shù)的增加而增加；減小；不變；前三種情況都有可能。93理想液體在流動(dòng)過(guò)程中,流層之間的切應(yīng)力為零；粘性切應(yīng)力1；慣性切應(yīng)力2；12。94實(shí)際液體在紊流狀態(tài)，其流層間的切應(yīng)力為零；粘性切應(yīng)力1；慣性切應(yīng)力2；12。95在紊流狀態(tài)下，流場(chǎng)固定空間點(diǎn)的瞬時(shí)流速為時(shí)間平均流速u;脈動(dòng)流速u；斷面平均流速v；u+u。96所謂的工業(yè)管道當(dāng)量粗糙高度是指：和工業(yè)管道粗糙高度相同尼古拉茲粗糙高度；和尼古拉茲粗糙高度相同的工業(yè)管道粗糙高度；和工業(yè)管道值相同的尼古拉茲粗糙高度；和工業(yè)管道粗糙區(qū)值相等的同直徑的尼古拉茲管的粗糙高度；97比較在正常的工作條件下，作用水頭直徑d相等時(shí)小孔的流量圓柱形外管嘴的流量Qn >n；<n；n。98圓柱形外管嘴的正常出流條件是AL=(3-4)d ,H0>9m B L=(3-4)d H0<9m L>(3-4)d ,H0>9mL<(3-4)d ,H0<9m99圖示兩根完全相同的長(zhǎng)管道只是安裝高度不同，兩管的流量關(guān)為1<2 1>2 1=2 不定。100并聯(lián)長(zhǎng)管、兩管的直徑相同，沿程阻力系數(shù)相同，長(zhǎng)度L2=3L1，通過(guò)的流量為12；11.5Q2；11.732；1=3101、兩節(jié)點(diǎn)連接并聯(lián)管段1、則、兩節(jié)點(diǎn)的水頭損失為hfab=hf1+hf2+hf3; hfab=hf1+hf2;hfab=hf2+hf3; hfab=hf1=hf2=hf3。102長(zhǎng)管并聯(lián)管道各并聯(lián)管段的A.水頭損失相等; B.水力坡度相等; C總能量損失相等; D.通過(guò)水量相等。103并聯(lián)管道如圖,閥門全開(kāi)時(shí)各管段流量Q1、Q2、Q3,現(xiàn)關(guān)小閥門K,其他條件不變,流量變化為A、都減??； B. 、減小不變; C.、減小,增大; D. 不變,增大,減小。104將孔口改為同直徑的外管嘴出流,其他的條件不變化,則出流流量增大,這是由于A. A. 阻力系數(shù)減小所致; B流速系數(shù)增大所致; C作用水頭增大所致。105長(zhǎng)管作用水頭H保持不變,出口又由自由出流改為淹沒(méi)出流后,管路流量A.減小; B.不變; C增大; D不一定。106長(zhǎng)管的水力計(jì)算場(chǎng)采用比阻A公式=ALQ 比阻有關(guān)的參數(shù)包括管徑d管長(zhǎng)，管道的摩阻系數(shù)；管徑d管道的摩阻系數(shù)；管長(zhǎng)和管道的摩阻系數(shù)；管徑d管長(zhǎng)和管道流量。107某薄壁小孔口在作用的出流0，當(dāng)作用水頭將為，并孔口改為同直徑的管嘴后的出流流量為n,與n的流量關(guān)系為；0=QnQ0<Qn C.0>n108明渠均勻流只能發(fā)生在：A. A.平坡棱柱形渠道；B.順坡棱柱形渠道；C逆坡棱柱形渠道。109水力最優(yōu)斷面是:A. A.造價(jià)最低的渠道斷面;B.壁面粗糙系數(shù)最小斷面；C.對(duì)一定的流量具有最大斷面積的斷面；D對(duì)一定的面積具有最小濕周的斷面。110水力最優(yōu)矩形斷面,寬深比是:A. A.0.5；B.1.0；C.2.0；D4.0。111梯形斷面渠道,在底坡i,粗糙系數(shù)n和通過(guò)流量Q一定的條件下,水力最優(yōu)斷面的條件是:A.過(guò)水?dāng)嗝婷娣e具有最大的濕周Xmax；B.底寬b=2h(h為水深); C.h=2Rh(Rh為水力半徑)。 112無(wú)壓圓管均勻流的流量隨水深而變化,當(dāng)充滿度為何值時(shí),其流量最大:A.=1；B.=0.95；C.=0.81；D.=0.5。113.無(wú)壓圓管均勻流的流速隨水深而變化,當(dāng)充滿度為何值時(shí),其流速最大:A=1；B.=0.95；C.=0.81；D.=0.5。114明渠流動(dòng)為急流時(shí).A.Fr>1； B.h>hc；C.h>h0；D.de/dh>0。 115明渠流動(dòng)為緩流時(shí):A.Fr<1；B.h<hc；C.h<h0；D.de/dh<0。116明渠水流由急流過(guò)渡到緩流時(shí)發(fā)生:A.水躍;B水跌;C.連續(xù)過(guò)渡;D.都可能。117在流量一定時(shí),渠道斷面的形狀、尺寸和壁面粗糙一定時(shí)，隨底坡的增大，正常水深將：A.增大;B.減小;C.不變。118在流量一定,渠道斷面的形狀、尺寸一定時(shí)，隨底坡的增大，臨界水深將：A.增大;B減小;C.不變。119堰流特定的局部水流現(xiàn)象是:A.緩流通過(guò)障壁; B緩流溢過(guò)障壁; C.急流通過(guò)障壁; D.激流溢過(guò)障壁。120符合以下條件的堰流是寬頂堰流:A. <0.76；B.0.76<2.5； C.2.5<10。121自由式寬頂堰的堰頂水深hc0A.hc0<h；B.hc0>hc；C.hc0=hc；D.不定(其中hc為臨界水深)122理想流體與實(shí)際流體的主要區(qū)別在于( )。A. 是否考慮粘滯性 B. 是否考慮易流動(dòng)性 C.是否考慮重力特性 D. 是否考慮慣性123對(duì)于實(shí)際流體,總水頭線是（ ）的線。A. 沿程下降。B. 沿程升高。 C. 沿程可升可降。 D. 沿程不升不降。二、判斷題判斷下列說(shuō)法是否正確。若正確在括號(hào)內(nèi)劃，否則劃。1動(dòng)能修正系數(shù)與斷面流速分布有關(guān)。（ ）2臨界雷諾數(shù)的大小與流體的性質(zhì)無(wú)關(guān)。（ ）3長(zhǎng)短是指管道幾何長(zhǎng)度長(zhǎng)的管道。（ ） 4謝齊（Chezy）公式適用于紊流粗糙區(qū)。 （ ） 5按程沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律,尼古拉滋試驗(yàn)曲線分為三個(gè)區(qū)。（ ） 6對(duì)于以重力為主導(dǎo)因素的流動(dòng)，可按佛勞德準(zhǔn)則進(jìn)行模型設(shè)計(jì)。（ ）三、簡(jiǎn)答題 1.等壓面是水平面的條件有那些？2. 流體靜壓強(qiáng)的有那兩個(gè)特性？3.明渠均勻流有那些特性？4. 說(shuō)明描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法（拉格朗日法與歐拉法）的主要區(qū)別。5. 何謂不可壓縮流體？6. 試述系統(tǒng)和控制體的概念。7. 何謂絕對(duì)壓強(qiáng)？何謂計(jì)示壓強(qiáng)？8. 試述理想流體和粘性流體的概念。9. 試述流線和跡線的概念。10. 試解釋水擊現(xiàn)象.11. 試述層流和紊流的概念。12. 試述有旋流動(dòng)和無(wú)旋流動(dòng)的概念。四、計(jì)算題1 已知一流動(dòng)的速度場(chǎng)為：vx = 2xy+x，vy = x2-y2-y，試證明該流動(dòng)為有勢(shì)流動(dòng)，且存在流函數(shù)，并求速度勢(shì)及流函數(shù)。解：（1） ， 則 x= y= z = 0， 流動(dòng)為無(wú)旋流動(dòng)， 該流動(dòng)為有勢(shì)流動(dòng)。又 ，即流動(dòng)為不可壓縮流體的平面流動(dòng)，該流動(dòng)存在流函數(shù)。（2） 速度勢(shì)為： 流函數(shù)為：2 如圖所示，兩圓筒內(nèi)裝的是水，用管子連接。第一個(gè)圓筒的直徑d1= 45 cm，其活塞上受力F1=320 N，密封氣體的計(jì)示壓強(qiáng)為981.0 Pa；第二個(gè)圓筒的直徑d2= 30 cm，其活塞上受力F2=490 N，開(kāi)孔通大氣。若不計(jì)活塞重量，求平衡狀態(tài)時(shí)兩活塞的高度差h。解： 3 已知：一閘門如圖，h1 = 2m，h2 =3m，h3 =5m，閘門寬B = 2m，1 =9806 N/m3，2 =12000 N/m3，3 =46000 N/m3。求作用在AB板上的合力，以及作用在B點(diǎn)的合力矩。解： 4 圖示為水自壓力容器定常出流，壓力表讀數(shù)為10atm，H=3.5m，管嘴直徑D1=0.06m，D2=0.12m，試求管嘴上螺釘群共受多少拉力？計(jì)算時(shí)管嘴內(nèi)液體本身重量不計(jì)，忽略一切損失。解：對(duì)容器液面和管嘴出口截面列伯努利方程：選管嘴表面和管嘴進(jìn)出口斷面所圍成的體積為控制體，列動(dòng)量方程：對(duì)管嘴的進(jìn)出口斷面列伯努利方程，得 5 如圖示，水流經(jīng)彎管流入大氣，已知d1=100mm，d2=75mm，v2=23m/s，不計(jì)水頭損失，求彎管上所受的力。解：由連續(xù)方程： 得： 對(duì)彎管的進(jìn)、出口截面列伯努利方程：其中，P2 b= 0，z1 = z 2，代入得： 選彎管所圍成的體積為控制體，對(duì)控制體列動(dòng)量方程：求得：Fpnbx= - 710.6 (N) Fx= - Fpnbx= 710.6 (N) Fpnby= 1168.5 (N) Fy= - Fpnby= -1168.5 (N)6 已知油的密度=850 kg/m3，粘度=0.06 Pa.s，在圖示連接兩容器的光滑管中流動(dòng)，已知H=3 m。當(dāng)計(jì)及沿程和局部損失時(shí)，求：（1）管內(nèi)的流量為多少？（2）在管路中安一閥門，當(dāng)調(diào)整閥門使得管內(nèi)流量減小到原來(lái)的一半時(shí)，問(wèn)閥門的局部損失系數(shù)等于多少？（水力光滑流動(dòng)時(shí)，= 0.3164/Re0.25）。解：（1）對(duì)兩容器的液面列伯努利方程，得： 即： (1)設(shè)= 0.03，代入上式，得 v = 3.27 m/s，則故，令=0.0291，代入（1）得：v=3.306（m/s）則（2）則求得：7為確定魚雷阻力，可在風(fēng)洞中進(jìn)行模擬試驗(yàn)。模型與實(shí)物的比例尺為1/3，已知實(shí)際情況下魚雷速度vp=6 km/h，海水密度p=1200 kg/m3，粘度p=1.14510-6 m2/s，空氣的密度m=1.29 kg/m3，粘度m=1.4510-5 m2/s，試求：（1）風(fēng)洞中的模擬速度應(yīng)為多大？（2）若在風(fēng)洞中測(cè)得模型阻力為1000N，則實(shí)際阻力為多少？解：已知（1） 由Rep = Rem 得， k = kv kl， vm= kvvp= 386 =228 (km/h)（2）由kF= kkl2 kv2 得 FP = Fm/kF = 1000/0.1725 = 5798 (N)7 流體通過(guò)孔板流量計(jì)的流量qv與孔板前、后的壓差P、管道的內(nèi)徑d1、管內(nèi)流速v、孔板的孔徑d、流體密度和動(dòng)力粘度有關(guān)。試用定理導(dǎo)出流量qv的表達(dá)式。 （dimP =ML-1T-2， dim=ML-1T-1）。解：設(shè)qv= f (P, d1, v, d,)選d, v, 為基本變量上述方程的量綱方程為：由量綱一致性原則，可求得：a1=0 a2=1 a3=0 a4=1b1=1 b2=2 b3=0 b4=1c1=2 c2=0 c3=1 c4=1 8 如圖所示，由上下兩個(gè)半球合成的圓球，直徑d=2m，球中充滿水。當(dāng)測(cè)壓管讀數(shù)H=3m時(shí)，不計(jì)球的自重，求下列兩種情況下螺栓群A-A所受的拉力。（1）上半球固定在支座上；（2）下半球固定在支座上。解：（1）上半球固定在支座上時(shí)（2）下半球固定在支座上時(shí)9. 新設(shè)計(jì)的汽車高1.5m，最大行駛速度為108km/h，擬在風(fēng)洞中進(jìn)行模型試驗(yàn)。已知風(fēng)洞試驗(yàn)段的最大風(fēng)速為45m/s，試求模型的高度。在該風(fēng)速下測(cè)得模型的風(fēng)阻力為1500N，試求原型在最大行駛速度時(shí)的風(fēng)阻。解： 根據(jù)粘性力相似準(zhǔn)則， 又10. 連續(xù)管系中的90漸縮彎管放在水平面上，管徑d1=15 cm，d2=7.5 cm，入口處水平均流速v1=2.5 m/s，靜壓p1e=6.86104 Pa（計(jì)示壓強(qiáng)）。如不計(jì)能量損失，試求支撐彎管在其位置所需的水平力。 解：由連續(xù)方程： 由能量方程： X方向動(dòng)量方程： Y方向動(dòng)量方程： 合力為:11. 小球在不可壓縮粘性流體中運(yùn)動(dòng)的阻力FD與小球的直徑D、等速運(yùn)動(dòng)的速度v、流體的密度、動(dòng)力粘度有關(guān)，試導(dǎo)出阻力的表達(dá)式。 （dimF =MLT-2， dim=ML-1T-1）。（15分）解：設(shè)FD = f (D, v, ,)選D、v、為基本變量上述方程的量綱方程為：由量綱一致性原則，可求得：a1=1 a2=1 b1=2 b2=1 c1=2 c2=1 12. 如圖所示，一封閉容器內(nèi)盛有油和水，油層厚h1=40 cm，油的密度o=850 kg/m3，盛有水銀的U形測(cè)壓管的液面距水面的深度h2=60 cm，水銀柱的高度低于油面h=50 cm，水銀的密度hg= 13600 kg/m3，試求油面上的計(jì)示壓強(qiáng)（15分）。解： 13. 額定流量qm=35.69 kg/s的過(guò)熱蒸汽，壓強(qiáng)pe=981 N/cm2，蒸汽的比體積為v=0.03067 m3/kg，經(jīng)內(nèi)徑為227mm的主蒸汽管道鉛垂向下，再經(jīng)90彎管轉(zhuǎn)向水平方向流動(dòng)。如不計(jì)能量損失，試求蒸汽作用給彎管的水平力。解：由連續(xù)方程： 得： 選彎管所圍成的體積為控制體，對(duì)控制體列x方向動(dòng)量方程：14. 為測(cè)定90彎頭的局部阻力系數(shù)，在A、B兩斷面接測(cè)壓管，流體由A流至B。已知管徑d=50 mm，AB段長(zhǎng)度LAB = 0.8 m，流量qv = 15 m3/h，沿程阻力系數(shù)=0.0285，兩測(cè)壓管中的水柱高度差h = 20 mm，求彎頭的局部阻力系數(shù)。（15分）解： 對(duì)A、B列伯努利方程： 15. Pipe AB is of uniform diameter and h=10.5 m The pressure at A is 170 kPa and at B is 275 kPa. Find the direction of the flow, and what is the pipe friction head loss in meters of the fluid if the liquid has a specific gravity of (a) 0.85; (b) 1.45? (10分)Solution: (a) the flow is from B to A (b) the flow is from A to B 16. A curved pipe is attached to a tank, and liquid flows out into atmosphere through the curved pipe. Determine the resultant force on the curved pipe. All the significant data are given in the figure. Assume an ideal liquid with =55 lb/ft3. Neglect the weight of the liquid. (10分)Solution: 17. An 180-mm-diameter pipeline (f=0.032) 150 m long discharges a 60-mm-diameter water jet into the atmosphere at a point that is 80 m below the water surface at intake. The entrance to the pipe is reentrant, with ke=0.9, and the nozzle loss coefficient k2=kn=0.055. Find the flow rate and the pressure at B. (15分)Solution:(a) (b)18. What minimum value of b is necessary to keep the rectangular stone from sliding if it weighs 160 lb/ft3, a=14ft, c=16ft, and the coefficient of friction is 0.45? With this minimum b value, will it also be safe against overturning? Assume that water dose not get underneath the stone block. (10分)Solution1: to keep the rectangular stone from sliding, then Since it is also safe against overturning.19. A flow is defined by u=2(1+t), v=3(1+t), w=4(1+t). What is the velocity of flow at the point (3,2,4) at t=2? What is the acceleration at that point at t=2? (10分)Solution: At t=220. Water flows over the spillway of constant section. Given that y1 = 4.2m and y2 = 0.7m, determine the resultant horizontal force on the spillway per meter of spillway width (perpendicular to the spillway section). Assume ideal flow. (10分)Solution: 將y1 = 4.2m, y2 = 0.7m, p1 = p2 , =9810 N/m2 , 代入得 解得：v1 =1.4 , v2 =8.4 To the right21. Water and oil in an open storage tank. (a) Find the total forces exerted by the fluids on a tank wall, and (b) the location of the center of pressure. (10分)Solution:(a) (b) 22. A diverging nozzle that discharges an 8-in-diameter water jet into the air is on the right end of a horizontal 6-in-diameter pipe. If the velocity in the pipe is 12fps, find the magnitude and direction of the resultant axial force the water exerts on the nozzle. Neglect fluid friction. (10分)Solution: to the right23. A horizontal 100-mm-diameter pipe (f=0.027) projects into a body of water (ke=0.8) 1m below the surface. Considering all losses, find the pressure at a point 5 m from the end of the pipe if the velocity is 4 m/s and the flow is (a) into the body of water; (b) out of the body of water. (10分)Solution:(a) (b) 24. A rectangular plate 5 ft by 4 ft is at an angle of 30with the horizontal, and the 5-ft side is horizontal. Find the magnitude of the force on one side of the plate and the depth of its center of pressure when the top edge is (a) at the water surface; (b) 1 ft below the water surface. (10分)Solution:(a) (b)1. 25. Water in a reservoir is discharged from a vertical pipe. If a=25 ft, b= 60 ft, c=40 ft, d= 2ft. All the losses of energy are to be ignored when the stream discharging into the air at E has a diameter of 4 in. What are pressure heads at B, C and D, if the diameter of the vertical pipe is 5 in? (10分) 26. A nozzle that discharges a 60-mm-diamater water jet into the air is on the right end of a horizontal 120-mm-diameter pipe. In the pipe the water has a velocity of 4 m/s and a gage pressure of 400 kPa. Find the magnitude and direction of the resultant axial force the water exerts on the nozzle, and the head loss in the nozzle. (10分)Solution: to the right27. A 450-ft-long pipeline runs between two reservoirs, both ends being under water, and the intake end is square-edged and nonprojecting. The difference between the water surface levels of the two reservoirs is 150ft. (a) What is the discharge(流量) if the pipe diameter is 12 in and f = 0.028? (b) When this same pipe is old, assume that the growth of tubercles has reduced the diameter to 11.25 in and that f=0.06. What will the rate of discharge be then? (10分)Solution:(a) (b)