一、填空题
1． 流线不能相交（驻点处除外），也不能是折线，因为流场内任一固定点在同一瞬间只能( 有一个速度向量)，流线只能是一条光滑的(曲线或直线)。
2．由紊流转变为层流的临界流速k v 小于由层流转变为紊流的临界流速k
v '，其中k v '称为 (上临界)速度，k v 称为(下临界)速度。
3．圆管层流的沿程阻力系数仅与(雷诺数)有关，且成反比，而和(管壁粗糙)程度无关。 4．对圆管来说，临界雷诺数值=k Re (2000)。
5．根据λ繁荣变化特征，尼古拉兹实验曲线可分为五个阻力区，分别是(层流区)；(临界区)；(紊流光滑区)；(紊流过渡区)和(紊流粗糙区)。
6．速度的大小、方向或分布发生变化而引起的能量损失，称为局部损失。
7．层流运动时，沿程阻力系数λ与(Re)f 有关，紊流运动沿程阻力系数λ在光滑管区与
(Re)f 有关，在过渡区与)(Re,
d K f 有关，在粗糙区与)(d
K
f 有关。 8．流体受压，体积缩小，密度(增大 )的性质，称为流体的(压缩性 )；流体受热，体积膨胀， 密度(减少 )的性质，称为流体的(热胀性 )。
9．圆管层流中断面平均流速等于最大流速的（一半）。
10．１工程大气压等于(98.07)千帕，等于(10m)水柱高，等于(735.6)毫米汞柱高。 11．流体静压强的方向必然是沿着(作用面的内法线方向)。 12．液体静压强分布规律只适用于(静止)、(同种)、(连续)的液体。
13．测压管是一根玻璃直管或U 形管，一端(连接在需要测定的容器孔口上)，另一端(开口)， (直接和大气相通)。
14．在现实生活中可视为牛顿流体的有(水 )和(空气 )等。
15．文丘里管用于管道中（流量）的测定。
16．在工程常用的温度和压强范围内，温度对流体粘度的影响很大，液体粘度随温度的升高而（减少），气体粘度随温度的升高而（增大）。
17．作用在流体上的力有（表面力）和（质量力）两种。 18．同流体有关的主要物理性质有流体的（惯性）、（压缩性）、（粘性）、（表面张力）等。 19．判断等压面的原则，在重力场中（静止）、（连续）、（同种）的等压面是水平面。
20．某种油的运动粘度是4.28×10-7m 2/s ，密度是678kg/m 3，则其动力粘度为（ ）P a ·S 。 21．流体流动时，引起能量损失的重要原因是（流体的粘性） 22．流线与迹线一定重合的流动是（恒定流动）。
23．流体在圆管中满流是，最大摩擦切应力在（管壁处），最小摩擦切应力在（轴线上），最小流速在（管壁处），最大流速在（轴线上）。
24．任何实际流体的流动都存在（）和（）两种截然不同的状态，这两种流态是通过（雷诺数）来划分的。
25．描述流体运动的两种方法是（拉格朗日法）和（欧拉法）。 26．半径为r 的圆形过流断面，其水力半径（r/2）。
27．矩形的断面300×400，风是为27000m3/h，则断面平均流速为（）m/s。
28．管道内水流速度突然变化的因素(如阀门突然关闭)是引发水击的条件，水本身具有（惯性和压缩性）则是发生水击的内在原因。
29．善于发射的物体同时也善于( 吸收 )
30．灰体与其他物体辐射换热时 , 首先要克服(表面热阻) 达到节点 , 而后再克服 (空间热阻)进行辐射换热。
31．实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比，称为物体的（黑度）。
32．傅立叶导热基本定律的数学表达式（）
33．凡波长λ =0.38~100 μ m 的电磁波，属于（热射线）。
34．在辐射换热系统中
Fεε
-
1
称为（表面热阻）。
35．由两根同心圆管组成的间壁式换热器称为（管壳式换热器）。
二、判断题
1．当平面水平放置时，压力中心与平面形心重合。对
2．一个工程大气压等于98kPa,相当于10m水柱的压强。对
3．静止液体自由表面的压强，一定是大气压。错
4．静止液体的自由表面是一个水平面，也是等压面。对
5．当静止液体受到表面压强作用后，将毫不改变地传递到液体内部各点。对
6．当相对压强为零时，称为绝对真空。错
7．某点的绝对压强小于一个大气压强时即称该点产生真空。对
8．流场中液体质点通过空间点时，所有的运动要素不随时间变化的流体叫恒定流。对9．恒定流时，流线随的形状不随时间变化，流线不一定与迹线相重合。错
10．渐变流过水断面上动水压强的分布规律可近似地看作与静水压强分布规律相同。对11．流线是光滑的曲线，不能是折线，流线之间可以相交。错
12．一变直径管段，A断面直径是B断面直径的2倍，则B断面的流速是A断面流速的4倍。对
13．弯管曲率半径Rc与管径d之比愈大，则弯管的局部损失系数愈大。错
14．随流动雷诺数增大，管流壁面粘性底层的厚度也愈大。错
15．粘滞力是物体固有的物理性质，它只有在液体静止状态下显示出来，并且是引起液体能量损失的根源。错
16．实际流体中总水头线总是沿程下降的，而测压管水头线在一定条件下会沿程上升。对17．流体是一种承受任何微小的切应力都会发生连续变形的物质。对
18．在平衡液体中等压面就是等势面。对
19．毕托管是测定管道断面上点的流速的，其原理是基于能量守恒。对
20．静水压强相同的点所构成的平面或曲面称为等压面。对
21．长为b，高为h的充满运动流体的矩形截面管道，其水力半径是ah/2(a+h)。对
22．圆形管的直径就是其水力半径。错
23．有压的粘性管流，对流动起主导作用的是粘滞力。错
24．在不可压缩流体中，流线族的疏密反映了该时刻流场中各点的速度大小。流线越密，流速越大，流线越疏，流速越小。
25．流场中液体质点通过空间点时，所有的运动要素不随时间变化的流动叫恒定流。对 26．水平放置的等直径圆管道，沿水流方向，前一断面的压强水头一定大于后一断面的压强水头。对
27．圆管层流时，任意截面的流速呈抛物面。对
28．流体流动的阻力损失一般指沿程损失和局部损失。对 29．流线是光滑的曲线，不能是折线，流线之间可以相交。错 30．理想流体没有粘性。对
31．有水在同一水平管道中作稳定流动，管道横截面积越大，流速越小，压强就越小。错
分析：水在同一水平管道作稳定流动，由连续性方程和伯努利方程，得
S 1v 1=S 2v 2
22
112211
22P P ρυρυ+=+
若S 1＞S 2，则v 1＜v 2，必有P 1＞ P 2，所以此说法不正确。
32．由直径为15cm 的水平光滑的管子，把20℃的水抽运到空气中去。如果抽水保持水的流速为30cm/s ，已知20℃水的粘度η＝1.005×10-3 Pa/S ，则水在管子中的流动形态属于湍流。（ ）
分析：水在管子流动形态由雷诺数来确定。计算其雷诺数
34
3
1100.30.15e 4.481030001.00510d R ρυη-???===?>?
可见做紊流流动。
二、选择题
1.下面关于流体粘性的说法中，不正确的是: ( D ) A ．粘性是流体的固有属性；
B ．粘性是运动状态下，流体有抵抗剪切变形速率能力的量度；
C ．流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重性；
D ．流体的粘度随温度的升高而增大。
2．按连续介质的概念，流体质点是指: ( D ) A ．流体的分子
B ．流体内的固体颗粒；
C ．几何的点；
D ．几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。 3．应用粘性流体总伯努利方程时，两截面之间（ D ） A ．必定都是急变流 B ．必定都是缓变流 C ．不能出现急变流 D ．可以出现急变流
4.相对压强是指该点的绝对压强与（ A ）的差值。 A ．标准大气压 B ．当地大气压 C ．真空压强 D ．工程大气压
5.圆管层流中，沿程损失与流速的（ D ） A ．0.5次方成正比 B ．1.5次方成正比 C ．1.0次方成正比
D ．2次方成正比
6.有水在同一水平管道中流动，已知A 处的横截面积为S A =10cm 2，B 处的横截面积为S B =5cm 2，A 、B 两点压强差为1500Pa ，则A 处的流速为（ A ）。
A ．1m /s
B ．2m /s
C ．3 m /s
D ．4 m /s
分析：由连续性方程S A v A =S B v B 得v B =2v A ；又由伯努利方程22
A B 11
22A B P P ρυρυ+=+，
即求出v A 的值。
7．有水在一水平管道中流动，已知A 处的横截面积为S A =10cm 2，B 处的横截面积为S B =5cm 2，A 、B 两点压强之差为1500Pa ，则管道中的体积流量为（ C ）。
A ．1×10-3 m 3/s
B ．2×10-3 m 3/s
C ．1×10-4 m 3
/s D ．2×10-4 m 3/s
分析：按上题的步骤求出管中某处的流速，如A 处的流速v A ，根据体积流量的定义Q v ＝S A v A ，即可求出结果。
8.气体与液体的粘度随着温度的升高分别( B )
A ．减小、减小
B ．增大、减小
C ．减小、增大
D ．增大、增大 9. 毕托管可以用作测量流体的( A )
A ．点流速
B ．断面平均流速
C ．压强
D ．流量
10. 在房间中利用火炉进行取暖时，其传热方式为：（ D ）
A ．传导和对流
B ．传导和辐射
C ．传导、对流和辐射
D ．对流和辐射 11. 流体静压强P 的作用方向为（ A ）。
A ．指向受压面
B ．垂直指向受压面
C ．垂直受压面
D ．平行受压面 12．不可压缩理想流体在重力场中作稳定流动的系统中，总能头线是( C )，而实际流体的总能头线是( A )。
A.下降
B.上升
C.水平
D.可上可下
13．温度升高时，液体的粘度( B )，而气体的粘度( A )。 A.升高 B.降低 C.不变 D.时升时降 14．在重力作用下的液体内部静压强随深度h 按( A )变化。
A.直线
B.抛物线
C.对数曲线
D.双曲线 15．下列各力中，不属于表面力的是（ A ）
A.惯性力
B.粘滞力
C.压力
D.表面张力 16.下列关于流体粘性的说法中，不准确的说法是（ B ） A.粘性是实际流体的物理性质之一
B.构成流体粘性的因素是流体分子间的吸引力
C.流体粘性具有阻碍流体流动的能力
D.流体运动粘度的国际单位是m2/s 。
17．对流换热牛顿冷却定律式为 Φ =α· △ t ·F （W ）指出其中的热阻表达式是（B ）
A. αF
B. F ?α1
C. αA
D.a
18. 一般而言，金属比非金属（介电体）的导热系数值是 （ A ）
A.较高的
B.较低的
C.相等的
D.接近的 19.格拉晓夫准则Gr 越大，则表征（ A ）
A.浮升力越大
B.粘性力越大
C.惯性力越大
D.动量越大 20．水平圆筒外的自然对流换热的定型尺寸应取（ B ）
A.圆筒的长度
B.圆筒外径
C.圆筒内径
D.圆筒壁厚度
21.灰体的吸收率是（ C ）
A. 1
B.大于1
C.定值
D.变量并小于1 22．对于灰体，吸收率愈大，其反射率（ A ）
A.愈小
B.愈大
C.适中
D.不变 23．由辐射物体表面因素产生的热阻称为（C ）
A.导热热阻
B.对流热阻
C.表面热阻
D.空间热阻 24．管壳式换热器归类于（ ）
A.间壁式
B.回热式
C.混合式
D.再生式
25．已知输油管直径d=250mm ，长度l=8000m ，油的密度 =850kg/m 3
，运动粘度v=0.2cm 2
/s ，若保持层流流态，此时过流断面上轴线处的流速为( ) A ．73.6cm/s B ．36.8cm/s C. 18.4cm/s D ．9.2cm/s
四、计算题
例1-2：动力粘度 的润滑油在两个同轴圆柱体的间隙中，如图1-6，外筒固定，内径D=120mm ，间隙=0.2m,试求：当内筒以速度u=1m/s 沿轴线方向运动时[图1-6a]，内筒表面的切应力 ；当内筒以转速n=180r/min 旋转时[图1-6b]，内筒表面的切应力 。 解 内筒外径mm D d 6.1192.021202=?-=-=δ
①当内筒以速度s m u /1= 沿轴线方向运动时，内筒表面的切应力
Pa u dy du 86010
2.01172.031=??===-δμμ
τ ②当内筒以转速min /180r n =旋转时，内筒的旋转角速度60
2n
πω=
，内筒表面的切应力 Pa d 8.1937102.060180
2172.03
2=???==-πδωμτ
补充例题3.如图，在两块相距20mm 的平板间充满动力粘度为0.065（N·s）/m 2
的油，如果
以1m/s 速度拉动距上平板5mm ，面积为0.5m 2
的薄板（不计厚度）。 求（1）需要的拉力F ；
（2）当薄板距下平面多少时？F 最小。
解 （1）
平板上侧摩擦切应力：
平板下侧摩擦切应力：
δ
μ
μτu dy du ≈=)
/(13005.01065.021m N =?=τ)/(33.4015
.01
065.022m N =?=τs Pa ?=172.0μτ
τ
拉力：
（2） 对方程两边求导，当 时
求得 此时F 最小。
作业1-3． 图示为一采暖系统图。由于水温升高引起水的体积膨胀，为了防止管道及暖气片胀裂，
特在系统顶部设置一膨胀水箱，使水的体积有自由膨胀的余地。若系统内水的总体积
8V =m 3，加热前后温差50t =o C ，水的膨胀系数
0005.0=α，求膨胀水箱的最小容积。
[解] 由dV V
dT
α=得： 0.0005850dV V dT α=??=??
0.2=m 3
故膨胀水箱的最小容积为0.2m 3
例2-1 如图，敞开容器内注有三种互不相混的液体，32118.08.0ρρρρ==，求侧壁处三根测压管内液面至容器底部的高度
h h h 3
2
1
,,
解；由连通器原理，列等压面方程，可得 （g h ρ
1
3
)22(
--，从而得
m h
63
=
g g h ρρ2
1
22)2(+-，从而得知m h 6.5242
1
2=+=ρ
ρ
g g g g h ρρρρ
3
2
1
3
1
222++=，从而得知m h 88.4)
22(23
2
1
1=++=ρ
ρρ
例2-2 立置在水池中得密封罩如图所示，试求罩内A ’,B,C 三点的压强。
)(665.85.0)33.413()(21N A F =?+=+=ττ)201
1(065.0H
H F -+
=mm H 10=0'=
F
解；开口一侧水面压强是大气压，因水平面是等压面，B 点的压强
0=p
B
，则A 点的压强
Pa g h p
p
AB B
A
147195.18.9100=??=+=
ρ
p
h p
B
BC C
g =
+ρ
即
Pa p
C
196140.2807.910000-=??-=
C 点的真空压强
Pa p
vC
19614=
例2-3 容器A 被部分抽成真空，容器下端接一玻璃管与水槽相通，玻璃管中水上升h=2m ，水的密度31000m kg =ρ，求容器中心处的绝对压强
p A
'
和真空度
p
vA
，当时当地大气压
Pa p
a
98000=
解； 由水槽表面取等压面，有p
p a
A
gh =
+'
ρ，则
Pa gh p
p a
A
7840028.9100098000=??-=-='
ρ
Pa p p p
A
a
vA
196007840098000=-=-=
'
例题2-4 如图为一复式水银测压计，用以测量水箱中水的表面相对压强。根据图中读书（单位为m ）计算水箱水面相对压强
p
。
解； 水箱水面相对压强为
p
，由图2-17读书写得
0)2.13.2()2.15.2()2.15.2()4.10.3(0
=---+---+g g g g H H p
g g ρρρρ
水面相对压强
g g g g H H p
g g ρρρρ)2.13.2()2.15.2()4.15.2()4.10.3(0
-+------=
g g H
g
ρρ
)2.15.24.10.3()2.13.24.15.2(-+---+-=
Pa 26476998009.21332802.2=?-?= 例题2-5
水车沿直线等加速行驶，水箱长，高，盛水深，如图。试求，确保水不溢出时加速度的允许值。
解：选坐标系（非惯性系）Oxyz,O 点置于静止时液面的中心点，Oz 轴向上，由式
)(Zdz Ydy Xdx dp ++=ρ
质量力X=-a ，Y=0，Z=-g 代入上式积分，得C gz ax p +--=)(ρ 由边界条件，x=0，z=0，p=p a 得C=p a
则)(gz ax p p a --+=ρ 令p=p a
得自由液面方程x g
a z -
=
使水不溢出，x=1.5m ，z ≤H-h=0.6m ， 代入上式，解得2/9.35
.16.08.9s m x gz a =-?-=-
≤ 例2-6 一高为H ，半径为R 的又盖圆筒内盛满密度为ρ的水，上盖中心处有一小孔通大气。圆筒及水体绕容器铅垂轴心线以等角速度ω旋转，如图，求
圆筒下盖内表面的总压力p 。
解； 将直角坐标原点至于下盖板内表面与容器轴心线交点，z 轴与容器轴心线重合，正向向上。在r=0,z=H 处水与大气接触，相对压强p=0,代入式（2-21） C gz p r
+-=
)2
(2
2
ω
ρ
则 gH C ρ= 容器内相对压强p 分布为 )(2
12
2z H g p r -+=
ρρω 相对压强是不计大气压强，仅由水体自重和旋转引起压强。在下盖内表面上z=0，因而下盖内表面上相对压强只与半径r 有关
gh p r
ρω+=
2
221
下盖内表面上总压力P 可由上式积分得到 R
R r gH rdr gH rdr p p R
R 2
4
2220
042)2
1(2π
ρπρπρρπωω+=+==
?
?
可见，下盖内表面所承受压力由两部分构成：第一部分来源于水体的旋转角速度ω，第二项正好等于筒中水体重力。
如果将直角坐标原点置于旋转轴与上盖内表面交点，这时式（2-21）中的积分常数C 和相对压强p 表达式都将发生变化，但不影响最终结果，读者可自行导出。 例2-8 一直径为1.25m 的圆板倾斜地置于水面之下（书P27图2-24），其最高点A ，最低点B 到水面距离分别为0.6m 和1.5m ，求作用于圆板一侧水压力大小和压力中心位置。
解； 圆板形心（圆心）在水面之下 m hc 05.12)6.05.1(=+=
m yc 458.1)6.05.1(25.105.1=-?=
圆板面积
m d
A 2
22
227.1414.3425.1=?==π
形心压强
Pa g pc h
C
10297980705.1=?==ρ
圆板一侧水压力大小为
N pcA P 12634227.110297=?== 对于圆板
m d
Ic 4
44
12.06414.36425.1=?==π
压力中心在形心之下，两点沿圆板距离为
m A y I
y c
C
e
067.0)458.1227.1(12.0)(=?==
由此可得压力中心距形心0.067m 。
例2-9 一铅直矩形闸门，如图（书P29图2-28），顶边水平，所在水深
m h 11
=，闸门高h=2m
宽b=1.5m ，试用解析法和图解法求水静止压力P 的大小，方向和作用点。
解； （1）先用解析法求P 设稀有液面处为大气压
p
a
，相对压强为零。延长BA 交自由液面于O 点。OB 方向
即为y 轴，Ox 轴垂直纸面，如图（2-28a ）所示。 由式（2-13），先求矩形形状中心C 处的压强
Pa h g g h h p
c c 19614)12
2
(9807)2(1=+?=+==ρρ 矩形闸门受到水静压力则为 kN A P p
c
8.585.1219614=??==
方向如图2-28a 所示，垂直闸门。
压力中心D 的求法，按公式（2-26）
m A
y I y y c
c C D 17.225.125.1121223
=????+===
（2）应用图解法计算P
先绘制矩形闸门的静水压强分布图，将压强分布图分解为矩形和三角形，如图2-28（b ）
P
A
=Pa g
h
A
980719807=?=ρ
Pa g h P
B B
2942139807=?==ρ
则单位宽度闸门受到的水静压力
kN
h h p p p p
p
p A
B A 23.3919614196142)980729421(21
29807)(2
1
2
1
=+=?-+?=-+=
+=
'宽度为b=1.5m 的闸门受到的水静压力为 P=1.5'
p '=1.5kN 84.5823.39=? 再求压强中心D,以B 为矩心应用合力矩定理 y y
p
y
p
D
C
C
P '=+
3
2
2
1
所以
m y
D
83.039230
32
1961419614=?
+?=
或者压强中心D 矩水面高度为3-0.83=2.17m.
由此可见，两种方法所得的计算结果完全相同。 2-1 解：
hg=3.0m,AB h =3.5m,h B =g P B
ρ=3.0mH 2O,P B =g gh ρ=9.8×1000×3.0=29400pa,P A =P B -g
gh ρ=2.94×104
-9.8×1000×3.5=-4900pa,h1=g P A
ρ=-0.5mH 2O
2-3
解：H=1.5m,h 2=0.2m,
油ρ=800kg/m ，
根据真空表读数，可知M 点相对压强P M =-980pa,
1-2是等压面P 1=P M +ρg(H+ h 1+h2) P 2=油
ρgh1+ρ
Hg
gh2 p1=p2
P M +ρg(H+h1+h2)=ρg h+ρgh2
-980+9.8×1000(1.5+h1+0.2)=9.8×800h1+13600×9.8×0.2 h 1=5.6m 2-5
解：P M =4900pa,h 1=0.4m,h 2=1.5m P A =Po+ρgh2=P M +ρgh 2 Po=P M +ρg(h1-h2)=4900-9.8×1000×(0.4-1.5)=-5800pa 2-7
解：α=30°L=0.5m,h=0.1m P+gh ρ=βρsin gl
有：P=ρg(lsin α-h)=9.8×1000×(0.5×sin30°-0.1)=1470pa 2-17解：b=1m ，α=45°，h 1=3m,h 2=2m 图解法1 绘制压强分布图：
压力分为两部分：p 1=S 1.b=ρ21
g （h 1-h 2）b h h ..45sin 21
-= 45sin 212-310008.92
????）（=6.93KN
作用方向垂直于闸门指向右.作用点：
45sin 322
11h h V -=
=0.94m
45sin 1
2)23(10008.9.45sin ).
(22122??-??=-=?=b h h h g b S P ρ=27.72KN 作用方向垂直
于闸门向右。
作用点：
45sin .
2145sin 212h h y -=
=2.83m
总压力大小：P=P1+ P2=6.93+ 27.72=34.65KN 总压力作用方向垂直于闸门指向右： 根据合力矩定理：P
y
=P
1
y
1
+
2
2y P 有作用点：
y=65.3483
.272.2794.093.62211?+?=+P y P y P =2.45m
例3-2 （图P49 3-9）图中的氨气压缩机用直径mm
d 2.761=的管子吸入密度
3
1
4m kg =ρ的氨气，经压缩后，由直径
mm
d
1.382
=的管子以
s
m v
102
=的速度流出，此时密度增至
3
2
20m kg =ρ
。求：①质量流量
Q
m
；②流入速度
v 1
。
解；①可压缩流体的质量流量为
s
kg A v Q
m
228.00381.04
20222
=??
==π
ρ
②根据连续方程
s
kg A
v A v 228.02
2
2
1
1
1
==ρρ
s
m v 83.90762
.04
4228.01=?
=
π
例3-3 （图P49 3-8（b ））所示，输水管道经三通管汇流，
m s m
Q Q 33
3
1
6.2,5.1==，
过流断面面积2
2
2.0m A
=，试求断面平均流速
v 2
。
解； 流入和流出三通管的流量相等，即
Q Q Q 3
2
1
=+
则可得断面平均流速
s m A Q
Q A Q v 5.52
.05
.16.22
1
3
2
2
2
=-=
-=
=
例3-4． 用水银比压计量测管中水流，过流断面中点流速u 如图。测得A 点的比压计读数60h ?=mm 汞柱。
（1）求该点的流速u ；（2）若管中流体是密度为0.8g/cm 3的油，h ?仍不变，该点流速为若干，不计损失。
[解] γ
γA B
p g u p =+22
h p p g u B A ??-=-=)(212
γ
γγγγ
当管中通水时：
h h ??=??-6.121γ
γ
γ
3.85u ===m/s
当管中通油时：
h h ??=??-=??-16807
.98.0807
.98.04.1331γγγ
4.31u ===m/s
例3-5 水由喷嘴出流，如图（P57 图3-15），设
mm
mm mm d d d
75,100,125321
===，
水银测压计读数mm h 175=?，不计损失。求①H 值；②压力表读数值（该处管径同d
2）。
解；①根据静压强分布规律，过流断面1-1和2-2处压强分布为p 1
和p
2
，写出等压面方
程
h
g H g h g g g
z p
z z p ?++=?+++ρ
ρρρ22
2
1
1
)(
z p
p g h g H g
1
2
1
)(ρρρ
-?-=- （a ）
列出由1-1到2-2断面的总流伯努利方程（取动能修正系数
1
2
1
==a
a ）
g
v g g v g p
z p
z 2222
2
22
11
1++=++ρρ
g v v g
p
p z 221222
1
1
-=
-+
ρ
将（a ）式代入上式，得
g v v h H
g
2)1(
2
122-=
?-ρ
ρ
代入数值，得 2
.22175.0)16.13(2
122=-=?-g v v
由连续性方程
v v d d 2
2
2
1214
4
π
π
=
或 v v 2
2121.04
125.04
?=
?π
π
v v
1
2
56.1=
（b ）,c)联立，得 s m v 47.51
=
s
m v
53.82
=
由连续性方程 v v d d 3
231214
4π
π
=
得
s
m v
19.153
=
列出由0-0到3-3断面的伯努利方程
g
v g g v g p
z p
z 2223
3
320
0++=
++ρρ
g v H 2000023
+
+=++ m g v H 76.1181.9219.1522
2
2
2=?==
②压力表处管径同
d
2，其处
s
m v
53.82
=
列出由0-0至压力表断面处得伯努利方程
s
m g p g v H 76.11222=+=ρ
压力表读数为
p
a
k
p 96.78=
3-6 有一储水装置如图（P58 3-16）所示 储水池足够大，当阀门关闭时，压强计读数是0.6at ，试求当水管直径d=12cm 时，通过出口的体积流量（不计流动损失）。 解 当阀门全开时，列1-1,2-2截面的伯努利方程
g v g
g
H p
p
p
a
a
a
26
.0002
2+
++
=++
ρρ
当阀门关闭时，根据压强计读数，应用流体静力学基本方程求出H 值
p
p
p
a a
a
g H 8.2+=
+ρ
则
m
g
H p
a
2898079807
8.28.2=?=
=
ρ
代入伯努利方程
s
m g
H g p
v a
78.20)98079807
6.08.2(80
7.92)6.0)22=?-
??=-
=ρ
所以管内流量
s
m d Q v 3222235.078.2012.0785.04
=??==
π
全国2015年4月高等教育自学考试 --工程流体力学试题 一、单项选择题(每小题1分，共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1.若流体的密度仅随( )变化而变化，则该流体称为正压性流体。 A.质量 B.体积 C.温度 D.压强 2.亚声速流动，是指马赫数( )时的流动。 A.等于1 B.等于临界马赫数 C.大于1 D.小于1 3.气体温度增加，气体粘度( ) A.增加 B.减小 C.不变 D.增加或减小 4.混合气体的密度可按各种气体( )的百分数来计算。 A.总体积 B.总质量 C.总比容 D.总压强 5.某单位购买了一台提升汽车的油压升降机(如图一所示)，原设计操纵方法是：从B管进高压油，A管排油时平台上升(图一的左图)；从A管进高压油，B管排油时平台下降。在安装现场工人不了解原设计意图，将A、B两管联在一起成为C管(图一的右图)。请你判断单靠一个C管通入高压油或排油，能操纵油压机升降吗?你的判断：( ) A.可以 B.不能动作 C.能升不能降 D.能降不能升 6.在一个储水箱的侧面上、下安装有两只水银U形管测压计(如图二)，当箱顶部压强p0=1个大气压时，两测压计水银柱高之差△h=h1-h2=760mm(Hg)，如果顶部再压入一部分空气，使p0=2个大气压时。则△h应为( )
C.△h=760mm(Hg) D.△h=1520mm(Hg) 7.流体流动时，流场各空间点的参数不随时间变化，仅随空间位置而变，这种流动称为( ) A.定常流 B.非定常流 C.非均匀流 D.均匀流 8.流体在流动时，根据流体微团( )来判断流动是有旋流动还是无旋流动。 A.运动轨迹是水平的 B.运动轨迹是曲线 C.运动轨迹是直线 D.是否绕自身轴旋转 9.在同一瞬时，流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线( ) A.重合 B.相交 C.相切 D.平行 10.图示三个油动机的油缸的内径D相等，油压P也相等，而三缸所配的活塞结构不同，三个油动机的出力F1，F2，F3的大小关系是(忽略活塞重量)( ) A.F1=F2=F3 B.F1>F2>F3 C.F1
考生答题记录——第1章选择题（3题） 返回 [答题记录] 列表本套单元测试共 3 题，共 6 分。答题得分：6分 【题型：单选】【分数：2分】 [1] 下列各力中，属于质量力的是 得 2分 分： 答：A A 重力 B 摩擦力 C 压力 D 雷诺应力 【题型：单选】【分数：2分】 [2] 水的动力粘度随温度的升高 得 2分 分： 答：B A 增大 B 减小 C 不变 D 不确定 【题型：单选】【分数：2分】 [3] 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是 得 2分 分： 答：C A 剪应力和压强 B 剪应力和剪切变形 C 剪应力和剪切变形速度 D 剪应力和流速 考生答题记录——第2章选择题（6题）
返回 [答题记录] 列表本套单元测试共 6 题，共 12 分。答题得分：12分 【题型：单选】【分数：2分】 [1] 流体静压强的作用方向为 得 2分 分： 答：D A 平行受压面 B 垂直受压面 C 指向受压面 D 垂直指向受压面 【题型：单选】【分数：2分】 [2] 静止的水中存在 得 2分 分： 答：C A 拉应力 B 切应力 C 压应力 D 压应力和切应力 【题型：单选】【分数：2分】 [3] 露天水池，水深10m处的相对压强是 得 2分 分： 答：C A 9.8kPa B 49kPa C 98kPa D 198kPa 【题型：单选】【分数：2分】
[4] 某点的真空度为60000Pa，当地大气压为0.1MPa，该点的绝对压强为 得 2分 分： 答：A A 40000Pa B 60000Pa C 100000Pa D 160000Pa 【题型：单选】【分数：2分】 [5] 垂直放置的矩形平板挡水，水深2m，水宽5m，平板所受静水总压力为 得 2分 分： 答：C A 9.8kN B 49kN C 98kN D 196kN 【题型：单选】【分数：2分】 [6] 金属压力表的读值是 得 2分 分： 答：B A 绝对压强 B 相对压强 C 绝对压强加当地大气压 D 相对压强加当地大气压 考生答题记录——第3章选择题（8题） 返回 [答题记录] 列表本套单元测试共 8 题，共 16 分。答题得分：16分 【题型：单选】【分数：2分】
1、作出标有字母的平面压强分布图并注明各点相对压强的大小（3分） 2、作出下面的曲面上压力体图并标明垂直方向分力的方向（4分） h1 A B h2 γ γ1=2γ h1 h2 A B γ
3、请定性作出下图总水头线与测压管水头线（两段均为缓坡）（4分） 28．试定性画出图示等直径管路的总水头线和测压管水头线。 4、转速n=1500r/min 的离心风机，叶轮内径D 1=480mm 。叶片进口处空气相对速度ω1=25m/s， 与圆 周速度的夹角为 β1=60°，试绘制空气在叶片进口处的速度三角形。 题13图
5、画出两台性能相同的离心泵并联工作时的性能曲线，并指出并联工作时每台泵的工作点。 答案：两台性能相同的离心泵并联工作时的性能曲线如图所示，图中B点为并联工作时每台泵的工作点，A点为总的工作点。 1.绘出如图球体的压力体并标出力的方向。 2.试绘制图示AB壁面上的相对压强分布图，并注明大小。 28．试定性画出图示等直径管路的总水头线和测压管水头线。
试定性分析图中棱柱形长渠道中产生的水面曲线。假设流量、粗糙系数沿程不变。 28.有断面形状、尺寸相同的两段棱柱形渠道如图示，各段均足够长，且i1>i c，i2 h''，试绘出水面 01 曲线示意图，并标出曲线类型。 1．试做出下图中的AB壁面上的压强分布图。 1．画出如图示曲面ABC上的水平压强分布图与压力体图。
2．画出如图短管上的总水头线与测压管水头线。 3．有三段不同底坡的棱柱体渠道首尾相连，每段都很长，且断面形状、尺度及糙率均相同。试定性画出各段渠道中水面曲线可能的连接形式。 0≠上V 0≠下V i 1=i c i 2i c K K
流体力学练习题及答案 一、单项选择题 1、下列各力中，不属于表面力的是（ ）。 A ．惯性力 B ．粘滞力 C ．压力 D ．表面张力 2、下列关于流体粘性的说法中，不准确的说法是（ ）。 A ．粘性是实际流体的物性之一 B ．构成流体粘性的因素是流体分子间的吸引力 C ．流体粘性具有阻碍流体流动的能力 D ．流体运动粘度的国际单位制单位是m 2/s 3、在流体研究的欧拉法中，流体质点的加速度包括当地加速度和迁移加速度，迁移加速度反映（ ）。 A ．由于流体质点运动改变了空间位置而引起的速度变化率 B ．流体速度场的不稳定性 C ．流体质点在流场某一固定空间位置上的速度变化率 D ．流体的膨胀性 4、重力场中平衡流体的势函数为（ ）。 A ．gz -=π B ．gz =π C ．z ρπ-= D ．z ρπ= 5、无旋流动是指（ ）流动。 A ．平行 B ．不可压缩流体平面 C ．旋涡强度为零的 D ．流线是直线的 6、流体内摩擦力的量纲 []F 是（ ）。 A . []1-MLt B . []21--t ML C . []11--t ML D . []2-MLt 7、已知不可压缩流体的流速场为xyj zi x 2V 2+= ，则流动属于（ ）。 A ．三向稳定流动 B ．二维非稳定流动 C ．三维稳定流动 D ．二维稳定流动 8、动量方程 的不适用于( ) 的流场。 A ．理想流体作定常流动 in out QV QV F )()(ρρ∑-∑=∑
B．粘性流体作定常流动 C．不可压缩流体作定常流动 D．流体作非定常流动 9、不可压缩实际流体在重力场中的水平等径管道内作稳定流动时，以下陈述错误的是：沿流动方向( ) 。 A．流量逐渐减少B．阻力损失量与流经的长度成正比C．压强逐渐下降D．雷诺数维持不变 10、串联管道系统中,其各支管内单位质量流体的能量损失（）。 A．一定不相等B．之和为单位质量流体的总能量损失C．一定相等D．相等与否取决于支管长度是否相等 11、边界层的基本特征之一是（）。 A．边界层内流体的流动为层流B．边界层内流体的流动为湍流 C．边界层内是有旋流动D．边界层内流体的流动为混合流 12、指出下列论点中的错误论点：（） A．平行流的等势线与等流线相互垂直B．点源和点汇的流线都是直线 C．点源的圆周速度为零D．点源和点涡的流线都是直线 13、关于涡流有以下的论点，指出其中的错误论点：涡流区域的( )。 A．涡流区域速度与半径成反比B．压强随半径的增大而减小 C．涡流区域的径向流速等于零D．点涡是涡流 14、亚音速气体在收缩管中流动时，气流速度（）。 A．逐渐增大，压强逐渐增大B．逐渐增大，压强逐渐减小 C．逐渐减小，压强逐渐减小D．逐渐减小，压强逐渐增大 15、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生（）现象。 A．离心泵内液体温度上升B．气缚 C．离心泵内液体发生汽化D．叶轮倒转
1．绝对压强p abs与相对压强p 、真空度p v、当地大气压p a之间的关系是： A. p abs =p+p v； B. p=p abs－p a C. p v= p a－p abs D. p=p abs+p a 2．如图所示 A. p0=p a； B. p0>p a； C. p0
f水银；D、不一定。 5．流动有势的充分必要条件是( )。 A. 流动是无旋的； B. 必须是平面流动； C. 必须是无旋的平面流动； D. 流线是直线的流动。 6．雷诺数Re 反映了( )的对比关系 A.粘滞力与重力 B.重力与惯性力 C. 惯性力与粘滞力 D. 粘滞力与动水压力7．一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下4.2m处测压管高度为2.2m，设当地大气压为1个工程大气压，则容器内气体部分的相对压强为___ 水柱（）。 A. 2m B. 1m C. 8m D. －2m 8．如图所示，下述静力学方程哪个正确？B 9．下列压强分布图中哪个是错误的？B 10．粘性流体总水头线沿程的变化是( ) 。 A. 沿程下降 B. 沿程上升 C. 保持水平 D. 前三种情况都有可能 一．名词解释（共10小题，每题2分，共20分） 1．粘滞性——流体在受到外部剪切力作用时发生变形(流 动)，其内部相应要产生对变形的抵抗，并以内摩擦力的形 式表现出来，这种流体的固有物理属性称为流体的粘滞性 或粘性 2．迹线——流体质点的运动轨迹曲线 流线——同一瞬时，流场中的一条线，线上每一点切线 方向与流体在该点的速度矢量方向一致 3．层流——流体运动规则、稳定，流体层之间没有宏观的横向掺混 4．量纲和谐——只有量纲相同的物理量才能相加减，所以正确的物理关系式中各加和
流体力学复习题 -----2013制 一、填空题 1、1mmH 2O= 9、807 Pa 2、描述流体运动的方法有 欧拉法 与 拉格朗日法 。 3、流体的主要力学模型就是指 连续介质 、 无粘性 与不可压缩性。 4、雷诺数就是反映流体流动状态的准数,它反映了流体流动 时 粘性力 与 惯性力 的对比关系。 5、流量Q1与Q2,阻抗为S1与S2的两管路并联,则并联 后总管路的流量Q 为Q= Q1 + Q2,总阻抗S 为 。 串联后总管路的流量Q 为Q= Q1 =Q2,总阻抗S 为S1+S2 。 6、流体紊流运动的特征就是 脉动现行 ,处理方 法就是 时均法 。 7、流体在管道中流动时,流动阻力包括沿程阻力 与 局部阻力 。 8、流体微团的基本运动形式有: 平移运动 、 旋转流 动 与 变形运动 。 9、马赫数气体动力学中一个重要的无因次数,她反映了 惯性力 与 弹性力 的相对比值。 10、稳定流动的流线与迹线 重合 。 11、理想流体伯努力方程=++g 2u r p z 2常数中,其中r p z +称为 测
压管 水头。 12、一切平面流动的流场,无论就是有旋流动或就是无旋流 动都存在 流线 ,因而一切平面流动都存在 流函数 , 但就是,只有无旋流动才存在 势函数。 13、雷诺数之所以能判别 流态 ,就是因为它反映了 惯性力 与 粘性力 的对比关系。 14、流体的主要力学性质有 粘滞性 、 惯性 、 重力 性 、 表面张力性 与 压缩膨胀性 。 15、毕托管就是广泛应用于测量 气体与 水流一种仪器。 16、流体的力学模型按粘性就是否作用分为 理想气体 与 粘性气体 。作用与液上的力包括 质量力, 表面力。 17、力学相似的三个方面包括 几何相似 、 运动相 似 与 动力相似 。 18、流体的力学模型就是 连续介质 模型。 19、理想气体伯努力方程 2u z -z p 2g 21ργγα+-+））（（中,））（（g 21z -z p γγα-+称 势压 , 2u p 2ρ+ 全压 , 2u z -z p 2 g 21ργγα+-+））（（称总压 20、紊流射流的动力特征就是 各横截面上的动量相 等 。 21、流体的牛顿内摩擦定律的表达式 s ?+=-pa dy du u ；τ ,u 的单
C (c) 盛有不同种类溶液的连通器 D C D 水 油 B B (b) 连通器被隔断 A A (a) 连通容器 1. 等压面是水平面的条件是什么 2. 图中三种不同情况，试问：A-A 、B-B 、C-C 、D-D 中哪个是等压面哪个不是等压面为什么 3 已知某点绝对压强为80kN/m 2，当地大气压强p a =98kN/m 2。试将该点绝对压强、相对压强和真空压强用水柱及水银柱表示。 4. 一封闭水箱自由表面上气体压强p 0=25kN/m 2，h 1=5m ，h 2＝2m 。求A 、B 两点的静水压强。
答：与流线正交的断面叫过流断面。 过流断面上点流速的平均值为断面平均流速。 引入断面平均流速的概念是为了在工程应用中简化计算。8．如图所示，水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道，试问： (1)当阀门开度一定，上游水位保持不变，各段管中，是恒定流还是非恒定流是均匀流还是非均匀流
(2)当阀门开度一定，上游水位随时间下降，这时管中是恒定流还是非恒定流 (3)恒定流情况下，当判别第II 段管中是渐变流还是急变流时，与该段管长有无关系 9 水流从水箱经管径分别为cm d cm d cm d 5.2,5,10321===的管道流 出，出口流速s m V /13=，如图所示。求流量及其它管道的断面平 均流速。 解：应用连续性方程 （1）流量：==33A v Q s l /10 3 -?
(2) 断面平均流速s m v /0625.01= , s m v /25.02=。 10如图铅直放置的有压管道，已知d 1=200mm ，d 2=100mm ，断面1-1处的流速v 1=1m/s 。求（1）输水流量Q ；（2）断面2-2处的平均流速v 2；（3）若此管水平放置，输水流量Q 及断面2-2处的速度v 2是否发生变化（4）图a 中若水自下而上流动，Q 及v 2是否会发生变化 解：应用连续性方程 （1）4.31=Q s l / （2）s m v /42= （3）不变。 （4）流量不变则流速不变。 11. 说明总流能量方程中各项的物理意义。 12. 如图所示，从水面保持恒定不变的水池中引出一管路，水流在管路末端流入大气，管路由三段直径不等的管道组成，其过水面积分别是A 1=，A 2=，A 3=，若水池容积很大，行近流速可以忽
中北大学 《流体力学》 期末题
目录 第四模块期末试题 (3) 中北大学2013—2014学年第1学期期末考试 (3) 流体力学考试试题（A） (3) 流体力学考试试题（A）参考答案 (6) 中北大学2012—2013学年第1学期期末考试 (8) 流体力学考试试题（A） (8) 流体力学考试试题（A）参考答案 (11)
第四模块 期末试题 中北大学2013—2014学年第1学期期末考试 流体力学考试试题（A ） 所有答案必须做在答案题纸上，做在试题纸上无效！ 一、 单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符 合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．交通土建工程施工中的新拌建筑砂浆属于（ ） A 、牛顿流体 B 、非牛顿流体 C 、理想流体 D 、无黏流体 2．牛顿内摩擦定律y u d d μ τ =中的 y u d d 为运动流体的（ ） A 、拉伸变形 B 、压缩变形 C 、剪切变形 D 、剪切变形速率 3．平衡流体的等压面方程为（ ） A 、0=--z y x f f f B 、0=++z y x f f f C 、 0d d d =--z f y f x f z y x D 、0d d d =++z f y f x f z y x 4．金属测压计的读数为（ ） A 、绝对压强 p ' B 、相对压强p C 、真空压强v p D 、当地大气压a p 5．水力最优梯形断面渠道的水力半径=R （ ） A 、4/h B 、3/h C 、2/h D 、h 6．圆柱形外管嘴的正常工作条件是（ ） A 、m 9,)4~3(0>=H d l B 、m 9,)4~3(0<=H d l C 、m 9,)4~3(0>>H d l D 、m 9,)4~3(0< 工程流体力学考试试卷 一． 解答下列概念或问题 （15分） 1． 恒定流动 2． 水力粗糙管 3． 压强的表示方法 4． 两流动力学相似条件 5． 减弱水击强度的措施 二． 填空 （10分） 1．流体粘度的表示方法有（ ）粘度、（ ）粘度和（ ）粘度。 2．断面平均流速表达式V =（ ）；时均流速表达式υ=（ ）。 3．一两维流动y 方向的速度为),,(y x t f y =υ，在欧拉法中y 方向的加速度为y a =（ ）。 4．动量修正因数（系数）的定义式0α=（ ）。 5．雷诺数e R =（ ），其物理意义为（ ）。 三． 试推求直角坐标系下流体的连续性微分方程。 （15分） 四． 已知平面不可压缩流体流动的流速为y x x x 422-+=υ， y xy y 22--=υ （20分） 1． 检查流动是否连续； 2． 检查流动是否有旋； 3．求流场驻点位置； 4．求流函数。 五．水射流以20s m/的速度从直径mm d100 =的喷口射出，冲击一对称叶片，叶片角度 θ，求：（20分） 45 = 1．当叶片不动时射流对叶片的冲击力； 2．当叶片以12s m/的速度后退而喷口固定不动时，射流对叶片的冲击力。 第（五）题图 六． 求如图所示管路系统中的输水流量V q ，已知H =24， m l l l l 1004321====， mm d d d 100421===， mm d 2003=， 025.0421===λλλ，02.03=λ，30=阀ξ。（20分） 第（六）题图 参考答案 一．1．流动参数不随时间变化的流动； 2．粘性底层小于壁面的绝对粗糙度（?<δ）； 3．绝对压强、计示压强（相对压强、表压强）、真空度； 4．几何相似、运动相似、动力相似； 5．a)在水击发生处安放蓄能器；b)原管中速度0V 设计的尽量小些；c)缓慢关闭；d)采用弹性管。 二．1．动力粘度，运动粘度，相对粘度； 第2 页 共2 页 工程流体力学试题库 工程流体力学试题一、单项选择题(每小题1分，共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字 母填在题后的括号内。 1.气体温度增加，气体粘度( ) A.增加 B.减小 C.不变 D.增加或减小 2.某单位购买了一台提升汽车的油压升降机(如图一所示)，原设计操纵方法是:从B管进高压油，A管排油时平台上升(图 一的左图);从A管进高压油，B管排油时平台下降。在安装现场工人不了解原 设计意图，将A、B两管联在一起成为 C管(图一的右图)。请你判断单靠一个C管通入高压油或排油，能操纵油压机 升降吗?你的判断:( ) A.可以 B.不能动作 C.能升不能降 D.能降不能升 3.在一个储水箱的侧面上、下安装有两只水银U形管测压计(如图二)，当箱顶部压强p=1个大气压时，两测压计水银柱高0之差?h=h-h=760mm(Hg)，如果顶部再压入一部分空气，使p=2个大气压时。则?h应为( ) 120 A.?h=-760mm(Hg) B.?h=0mm(Hg) C.?h=760mm(Hg) D.?h=1520mm(Hg) .流体流动时，流场各空间点的参数不随时间变化，仅随空间位置而变，这种流动称为( ) 4 A.定常流 B.非定常流 C.非均匀流 D.均匀流 5.在同一瞬时，流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线( ) A.重合 B.相交 C.相切 D.平行 6.下列说法中，正确的说法是( ) A.理想不可压均质重力流体作定常或非定常流动时，沿流线总机械能守恒 B.理想不可压均质重力流体作定常流动时，沿流线总机械能守恒 C.理想不可压均质重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒 D.理想可压缩重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒 7.当圆管中流体作层流流动时，动能修正系数α等于( ) A.1 B.2 C.3 D.2000 8.如图所示，容器若依次装着水与汽油，假定二者均为理想流体，且H=常数，液面压强为大气压，则从管口流出的水与汽油之间的速度关系是( ) 1、作用在流体的质量力包括 （ D ） Ａ压力Ｂ摩擦力Ｃ表面张力Ｄ 惯性力 2、层流与紊流的本质区别是： （ D ） A. 紊流流速>层流流速； B. 流道截面大的为湍流，截面小 的为层流； C. 层流的雷诺数<紊流的雷诺数； D. 层流无径向脉动，而紊流 有径向脉动 3、已知水流的沿程水力摩擦系数 只与边界粗糙度有关，可判断 该水流属于（ D ） A 层流区； B 紊流光滑区； C 紊流过渡粗糙区； D 紊流粗糙区。 4、一个工程大气压等于( B )Pa; ( C )Kgf.cm-2。 A 1.013×105 B 9.8×104 C 1 D 1.5 5、长管的总水头线与测压管水头线 （ A ） A相重合； B相平行，呈直线； C相平行，呈阶梯状； D以上答案都不对。 6、绝对压强p abs、相对压强p 、真空值p v、当地大气压强p a之间的 关系是（ C ） Ａ p abs=p+p v Ｂ p=p abs+p a Ｃ p v=p a-p abs Ｄ p = p a b s - p V 7、将管路上的阀门关小时,其阻力系数（ C ） A. 变小 B. 变大 C. 不变 8、如果忽略流体的重力效应，则不需要考虑哪一个相似性参数？( B ) A弗劳德数 B 雷诺数 C.欧拉数 D马赫数 9、水泵的扬程是指 （ C ） A 水泵提水高度； B 水泵提水高度+吸水管的水头损失； C 水泵提水高度 + 吸水管与压水管的水头损失。 10、紊流粗糙区的水头损失与流速成（ B ） A 一次方关系； B 二次方关系； C 1.75～2.0次方关系。 11、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数( C ) A 急流和缓流； B 均匀流和非均匀流； C 层流和紊流； D 恒定流和非恒定流。 12、离心泵的性能曲线中的H－Q线是在( B )情况下测定的。 A. 效率一定； B. 功率一定； C. 转速一定； D. 管路（ｌ＋∑ｌe）一定。 A卷 B卷 开卷闭卷 其他 ， 222 7.7kN()4 z H O H O D P V L πγγ=?=? ?=↑ 7.7kN()z P P ==↑过圆柱中心 2. 图示水泵给水系统，输水流量Q =100l/s ，水塔距与水池液面高差H=20m 水管长度l1=200m ，管径d1=250mm ，压力管长度l2=600m ，管径d2=200mm 空度为7.5m,吸水管与压力管沿程阻力系数分别为λ1=0.025，λ2=0.02，分别为： EMBED Equation.DSMT4 1 2.5ξ=, 20.5ξ= 2 f h g p z g p z ++ + =+ + 222 2 2 22 1 1 1υγ υγ 18 .908.96 .1902++=+ p p 2=9.8kN/m 2 （1分） 控制体，受力分析如图： （2分）615.06.194 2.04 2 12 1=??= = ππp d P kN 308.08.94 2.04 2 22 2=??= = ππp d P kN （5分） 列x 动量方程： ) 185.3185.3(1.01308.0615.0) (1221--??=-+--=-+=∑R Q R P P F x υυρ R=1.56kN 4. 已知：u x =-kx ， u y =ky ，求：1）加速度；2）流函数；3）问该流动是有 涡流还是无涡流，若为无涡流求其势函数。（15分） 解： 加速度 （4分） 22x y a k x a k y == 流函数ψ （4分） c kxy kydx dy kx dx u dy u y x +-=--=-=??ψ （4分） 000)( 5.0=-=??- ??=y u x u x y z ω 是无旋流 （3分） C ky kx kydy xdx k dy u dx u y x ++-=+-=+=??2 2 5.05.0? 5．一梯形断面明渠均匀流动，已知：粗糙系数n=0.025，边坡系数m=1，渠底宽为b=10m ，水深h=2m ，渠底过流能力76.12=Q m 3/s 。求渠道的底坡i 。（10分） 工程流体力学试题 一、单项选择题(每小题1分，共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项 前的字母填在题后的括号内。 1.气体温度增加，气体粘度( ) A.增加 B.减小 C.不变 D.增加或减小 2.某单位购买了一台提升汽车的油压升降机(如图一所示)，原设计操纵方法是：从B管进高压油，A管排油时平台 上升(图一的左图)；从A管进高压油，B管排油时平台下降。在安装现场工人不了解原设计意图，将A、B两管联在一起成为C管(图一的右图)。请你判断单靠一个C管通入高压油或排油，能操纵油压机升降吗?你的判断：( ) A.可以 B.不能动作 C.能升不能降 D.能降不能升 3.在一个储水箱的侧面上、下安装有两只水银U形管测压计(如图二)，当箱顶部压强p0=1个大气压时，两测压计水 银柱高之差△h=h1-h2=760mm(Hg)，如果顶部再压入一部分空气，使p0=2个大气压时。则△h应为( ) A.△h=-760mm(Hg) B.△h=0mm(Hg) C.△h=760mm(Hg) D.△h=1520mm(Hg) 4.流体流动时，流场各空间点的参数不随时间变化，仅随空间位置而变，这种流动称为( ) A.定常流 B.非定常流 C.非均匀流 D.均匀流 5.在同一瞬时，流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线( ) A.重合 B.相交 C.相切 D.平行 6.下列说法中，正确的说法是( ) A.理想不可压均质重力流体作定常或非定常流动时，沿流线总机械能守恒 B.理想不可压均质重力流体作定常流动时，沿流线总机械能守恒 C.理想不可压均质重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒 D.理想可压缩重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒 7.当圆管中流体作层流流动时，动能修正系数α等于( ) A.1 B.2 C.3 D.2000 8.如图所示，容器若依次装着水与汽油，假定二者均为理想流体，且H=常数，液面压强为 大气压，则从管口流出的水与汽油之间的速度关系是( ) A.v水>v油 第一章绪论 思考题 1- 1何谓流体连续介质模型？含有气泡的液体是否适用连续介质模型？ 答： 所谓流体的连续介质模型，即把流体视为没有间隙地由流体质点充满它所占据的整个空 间的一种连续介质其物理性质和物理量也是连续的。 若气泡相对于液体而言可以看作孤立的点的话， 则含有气泡的液体可以适用连续介质模 型。 习题1 1-3如题图所示，设平行板间隙为 0.5mm ，中间充满液体，上板以 U = 0.25m/s 的速度 平移，施于单位面积的力为 2Pa ,试求液体的粘度为多少？ 解： F A 液体粘度 1-4求题图所示的轴与轴套之间的流体粘度。 解： F du A dy A dL FY dLU 第二章流体静力学 习题2 2-5用多管水银测压计测压，，题图中标高的单位为 m ,试求水面的压强 p o 。 解： P A P 0 水 g(3.0m 1.4m) P A P B 汞 g(2.5m 1.4m) P B P C 水 g(2.5m 1.2 m) P C P D 汞 g(2.3m 1.2m) P D 0 pa du U dy Y 3 FY 2 0.5 10 4 10 3Pa s AU 0.25 8.34 0.2 10 3 6 0.0648Pa s 3.14 (120 140) 10 0.493 2-9 —盛水的敞口容器作加速运动，试求下列两种情况下容器内静压强的分布规律: (1) P0汞g 2.2m 水g5 2.9m 133416 2.2 9800 2.9 2.65 10 Pa 自由降落; 解： （2） 以等加速度a 向上运动。 p P 0 (g a si n )h （1） 90 ,相对压强P 0 P 0 （2） 90 ,绝对压强P 0 P a P P a h(g a) 2- 12试求开启题图所示水闸闸门所需的单 宽拉力 F 。不计闸门自重及转轴摩擦力。 解： 闸门所受的单宽静压力 F 1 b 一2—9800[3 (3 2)] 1 2 二 2 4 9.05 10 N F i 作用点 y c 匹 h1 2(h1 h2) 1.25m 3si n60 h (h 1 h 2) F 1 y c F 2 理，F 2 F cos60 所求拉力 F 98.05kN sin60 2-16试定性绘出题图中各 ABC 曲面的压力体图。 答： h 2 2si n60 g[hi (h i h 2)] b C 一．名词解释（共10小题，每题3分，共30分） 粘滞性；量纲和谐；质量力；微元控制体；稳态流动；动量损失厚度；水力当量直径；逆压力梯度；连续介质假说；淹深 二．选择题（共10小题，每题2分，共20分） A1．液体粘度随温度的升高而___，气体粘度随温度的升高而___( )。 A.减小，增大； B.增大，减小； C.减小，不变； D.减小，减小 B2．等角速度ω旋转容器，半径为R，盛有密度为ρ的液体，则旋转前后容器底压强分布( )； A.相同； B.不相同； 底部所受总压力( ) 。 A.相等； B.不相等。 3．某点的真空度为65000 Pa，当地大气压为0.1MPa，该点的绝对压强为：A. 65000Pa； B. 55000Pa； C. 35000Pa； D. 165000Pa。 4．静止流体中任意形状平面壁上压力值等于___ 处静水压强与受压面积的乘积（）。 A.受压面的中心; B.受压面的重心; C.受压面的形心; D.受压面的垂心; 5．粘性流体静压水头线的沿流程变化的规律是( )。 A．沿程下降B．沿程上升C．保持水平D．前三种情况都有可能。 6．流动有势的充分必要条件是( )。 A．流动是无旋的；B．必须是平面流动； C．必须是无旋的平面流动；D．流线是直线的流动。 7．动力粘滞系数的单位是( )。 A N·s/m B. N·s/m2 C. m2/s D. m/s 8．雷诺实验中，由层流向紊流过渡的临界流速v cr'和由紊流向层流过渡的临界流速v cr之间的关系是( )。 A. v cr'＜v cr； B. v cr'＞v cr； C. v cr'＝v cr； D. 不确定 9．在如图所示的密闭容器上装有U形水银测压计,其中1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为： A. p1=p2=p3； B. p1>p2>p3； C. p1 成绩 水利类工程流体力学试题库试卷 试卷号：A200009 校名____________ 系名____________ 专业____________ 姓名____________ 学号____________ 日期____________ （请考生注意：本试卷共 页） 大题 一 二 三 四 五 成绩 一、是非题（正确的划“√”，错误的划“╳”） （本大题分17小题，每小题1分，共17分） 1、水力学是研究液体机械运动和分子运动规律的学科。 （ ） 2、紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。 （ ） 3、谢才系数C 的单位是m 。 （ ） 4、均匀流中只考虑沿程水头损失；渐变流中只考虑局部水头损失。（ ） 5、公式g v d l h f 22 λ=既适用于层流，也适用于紊流。 （ ） 6、当H=2m ，δ=30m ，如图所示的建筑物为宽顶堰。 （ ） 7、对于实用堰与宽顶堰，只要下游水位不超过堰顶时，就一定是自由出流。 （ ） 8、渗流模型流速与真实渗流流速数值相等。 （ ） 9、渗流压强与基准面的选择有关。 （ ） 10、液体流层之间的内摩擦力与液体所承受的压力有关。 （ ） 11、在管道水力计算中，所谓“长管”就是说管很长，所谓“短管”就是管道很短。 （ ） 12、并联长管道各管段的流量一定不相等。 （ ） 13、当管道长度L大于10倍作用水头H时，称为“长管”。（） 14、长直棱柱形正坡（i＞0）明渠中，作恒定流的水流，一定是均匀流。 （） 15、小流量时三角形薄壁堰比矩形薄壁堰流量的精度高些。（） 16、不可压缩液体连续方程既适用于恒定流，也适用于非恒定流。（） 17、沿任意封闭曲线的速度环量为零的流速场为无涡流（无旋流）。（） 二、单项选择题（填写唯一正确答案的编号） （本大题分8小题，每小题2分，共16分） 1、盛水容器a和b的测压管水面位置如图（a）、（b）所示，其底部压强分别为p a和p b。若两容器内水深相等，则p a和p b的关系为（）（1）p a＞p b（2）p a＜p b （3）p a = p b（4）无法确定 2、静水压力的方向（） （1）与受力面平行（2）与受力面斜交 （3）与受力面外法线方向一致（4）与受力面内法线方向一致 3、层流断面流速分布规律符合（） （1）对数分布（2）直线分布 （3）抛物线分布（4）椭圆分布 4、平底棱柱形明渠的水跃函数θ（h′）与θ（h″）的关系是（） （1）θ（h′）=θ（h″）（2）θ（h′）＞θ（h″） （3）θ（h′）＜θ（h″）（4）无法确定 5、缓坡上发生均匀流必定是（） （1）缓流（2）缓变流 （3）急流（4）临界流 第一章 绪论 思考题 1-1 何谓流体连续介质模型？含有气泡的液体是否适用连续介质模型？ 答： 所谓流体的连续介质模型，即把流体视为没有间隙地由流体质点充满它所占据的整个空间的一种连续介质其物理性质和物理量也是连续的。 若气泡相对于液体而言可以看作孤立的点的话，则含有气泡的液体可以适用连续介质模型。 习题1 1-3 如题图所示，设平行板间隙为0.5mm ，中间充满液体，上板以U ＝0.25m/s 的速度平移，施于单位面积的力为2Pa ，试求液体的粘度为多少？ 解： Y U dy du A F μμτ=== 液体粘度s Pa AU FY ??=??==--33 10425 .0105.02μ 1-4 求题图所示的轴与轴套之间的流体粘度。 解： s Pa dLU FY dL A Y U dy du A F ?=??????==?==== --0648.0493 .010)140120(14.3102.034.863 πμπμμτ 第二章 流体静力学 习题2 2-5 用多管水银测压计测压，，题图中标高的单位为m ，试求水面的压强p 0。 解： Pa m g m g p pa p m m g p p m m p p m m g p p m m g p p D D C C B B A A 5001065.29.298002.21334169.22.20) 2.1 3.2()2.15.2(g ) 4.1 5.2()4.10.3(?=?-?=?-?=?????? ?? ??=-+=--=-+=-+=水汞汞水汞水ρρρρρρ 2-9 一盛水的敞口容器作加速运动，试求下列两种情况下容器内静压强的分布规律：（1）自由降落；（2）以等加速度a 向上运动。 解： h a g p p )sin (0αρ++= （1） 0,900=∴=?-=p p 相对压强α （2）) (,900a g h p p p p a a ++=∴=?=ρα绝对压强 2-12 试求开启题图所示水闸闸门所需的单宽拉力F 。不计闸门自重及转轴摩擦力。 解： N b h h h g h b F 42112 11005.91 )]23(3[98002 322 )]([60sin 2?=?++? =?++? = ?Ω=ρ闸门所受的单宽静压力 m h h h h h h h y F c 25.1) () (260sin 321121121=++++??=作用点 kN F F F h F y F c 05.9860cos ,60sin 22 2 1=??=? =所求拉力 2-16 试定性绘出题图中各ABC 曲面的压力体图。 答： 流体力学复习题 -—－—－ 2013制 一、填空题 1、1mｍH2Ｏ= 9。80７Pa 2、描述流体运动得方法有欧拉法?与拉格朗日法、 3、流体得主要力学模型就是指连续介质、无粘性与不可压缩性。 4、雷诺数就是反映流体流动状态得准数,它反映了流体流动时粘性力与惯性力得对比关系。 5、流量Q1与Ｑ2,阻抗为S１与S2得两管路并联,则并联后总管路得流量Q为Ｑ= Q1 ＋ Q２,总阻抗S为。串联后总管路得流量Ｑ为Q= Q１＝Q2,总阻抗Ｓ为S1+S2 。 ６、流体紊流运动得特征就是脉动现行 ,处理方法就是时均法。 ７、流体在管道中流动时,流动阻力包括沿程阻力与局部阻力。 ８、流体微团得基本运动形式有: 平移运动、旋转流动与变形运动。 9、马赫数气体动力学中一个重要得无因次数,她反映了惯性力与弹性力得相对比值。 １０、稳定流动得流线与迹线重合。 11、理想流体伯努力方程常数中,其中称为测压管水头。 12、一切平面流动得流场,无论就是有旋流动或就是无旋流动都存在流线,因而一切平面流动都存在流函数 ,但就是,只有无旋流动才存在势函数。 13、雷诺数之所以能判别流态,就是因为它反映了惯性力与粘性力得对比关系、 14、流体得主要力学性质有粘滞性、惯性、重力性、表面张力性与压缩膨胀性、 15、毕托管就是广泛应用于测量气体与水流一种仪器、 16、流体得力学模型按粘性就是否作用分为理想气体与粘性气体。作用与液上得力包括质量力, 表面力。1７、力学相似得三个方面包括几何相似、运动相似与动力相似。 １8、流体得力学模型就是连续介质模型。 19、理想气体伯努力方程中,称势压,全压,称总压 2０、紊流射流得动力特征就是各横截面上得动量相等。 2１、流体得牛顿内摩擦定律得表达式 ,ｕ得单位为p ａ、s 。 第一章 绪论 1-1 连续介质假设的条件是什么？ 答：所研究问题中物体的特征尺度L ，远远大于流体分子的平均自由行程l ，即l/L<<1。 1-2 设稀薄气体的分子自由行程是几米的数量级，问下列二种情况连续介质假设是否成立？ （1）人造卫星在飞离大气层进入稀薄气体层时； （2）假象地球在这样的稀薄气体中运动时。 答：（1）不成立。 （2）成立。 1-3 粘性流体在静止时有没有切应力？理想流体在运动时有没有切应力？静止流体没有粘性吗？ 答：（1）由于0=dy dv ，因此0==dy dv μτ，没有剪切应力。 （2）对于理想流体，由于粘性系数0=μ，因此0==dy dv μ τ，没有剪切应力。 （3）粘性是流体的根本属性。只是在静止流体中，由于流场的速度为0，流体的粘性没有表现出来。 1-4 在水池和风洞中进行船模试验时，需要测定由下式定义的无因次数（雷诺数）νUL =Re ， 其中U 为试验速度，L 为船模长度， ν为流体的运动粘性系数。如果s m U /20=，m L 4=，温度由C ?10增到C ?40时，分别计算在水池和风洞中试验时的Re 数。（C ?10时水和空气的运动粘性系数为410013.0-?和410014.0-?，C ?40时水和空气的运动粘性系数为4100075.0-?和410179.0-?）。 答：C ?10时水的Re 为：()() 72410154.6/10013.04)/(20Re ?=??==-s m m s m UL ν。 C ?10时空气的Re 为：()()72410714.5/10014.04)/(20Re ?=??==-s m m s m UL ν 。 C ?40时水的Re 为：()() 82410067.1/100075.04)/(20Re ?=??== -s m m s m UL ν。工程流体力学试卷答案
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