流体力学期末考试复习题目(合肥工业大学出版社)
2.9 如图示一铅直矩形平板AB 如图2所示，板宽为1.5米，板高h =2.0米，板顶水深h 1=1米，求板所受的总压力的大小及力的作用点。
解法一：
将坐标原点放在水面与直板延长线的交点，水平向右为O-x 轴，竖直向下为O-y 轴，建立直角坐标系O-xy ，在y 方向上h 处取宽度为d h 的矩形，作用力d F 为
h h A h F d 5.1d d γγ==
在y 方向上积分得总压力F 为
N 1088.5])[(2
5.1d 5.1d 42
12111?=-+===??++h h h h h F F h h h h h h γγ
总压力的作用点为
1
21.5d d 2.167m h h h
D h h h F
y F
F
γ+=
=
=?
?
解法二（直接运用公式）： （1） 总压力F 为：
3412()9.810(1) 1.52 5.881022
c c h F p A h A h bh N N γγ===+=??+??=?
（2）总压力的作用点为
3
11112() 2.167m 2()2
c D c c bh J h y y h h y A h bh =+=++=+
2.10 如图示为一侧有水的倾斜安装的均质矩形闸门，其宽度b =2m ，倾斜角
α=60
，铰链中心O 位于水面以上C =1m ，水深h =3m ，求闸门开启时所需铅直向
上的提升力T ，设闸门重力G =0.196×105N 。（要注意理解力矩平衡原理和合力矩
定理）
力矩平衡原理：如果把把物体向逆时针方向转动的力矩规定为正力矩，使物体向顺时针方向转动的力矩规定为负力矩，则有固定转动轴的物体的平衡条件是力矩的代数和为零。
合力矩定理：平面力系的合力对平面上任一点之矩，等于各分力对同一点之矩的代数和。
解法一：建立坐标系O-xy ，原点在O 点，Ox 垂直于闸门斜向下，Oy 沿闸门斜向下，如下图（1），浸在水中的闸门上的作用力 （不计大气压力）为
C 2sin 60h bh
F h A γγ==
?
设压力中心为D 到ox 轴的距离为D y ，则有
（1） （2）
3
0C D C C ()
212sin 60sin sin 602sin 60sin 603sin 60()2sin 60sin 60b h h J C h C h y y h bh y A α=++=++=+
当闸门转动时，F 与G 产生的合力矩与提升力T 产生的力矩相等，则有
2()2()tan 602sin 60sin 603sin 602tan 60
T C h bh C h h C
G γ++=++
则T 大小为
22552/3981023123/30.19610 1.6310N sin 22sin120132bh C h G T C h γα+??+??=?+=?+=?++
解法二：建立坐标系O-xy ，原点在液面与闸门的交点，Ox 垂直于闸门斜向下，
Oy 沿闸门斜向下，如上图（2），浸在水中的闸门上的作用力 （不计大气压力）为
C 2sin 60h bh
F h A γγ==
?
设压力中心为D 到ox 轴的距离为D y ，则有
3
C D C C ()
212sin 602sin 603sin 60()2sin 60sin 60
b h J h h y y h bh y A =+=+=
当闸门转动时，F 与G 产生的合力矩与提升力T 产生的力矩相等，则有
2()()tan 602sin 60sin 602tan 60
D T C h bh C h C
y G γ++=++
则T 大小为
225
52/3981023123/30.19610 1.6310N
sin 22sin120132bh C h G T C h γα+??+??=?+=?+=?++2.12 在水深2m 的水池下部有一个宽为1m ，高为H =1m 的正方形闸门OA ，其转
轴在O 点处，试问在A 点处需加多大的水平推力F ，才能封闭闸门？ 解法一：
将y 轴取在闸门上，竖直向下，原点为水面与闸门延长线的交汇点 液面下深度h=y 处微面积d A 上的微液作用d F 为
dF hdA hbdh γγ==
闸门上的总作用力为 223d d 2
H
H
H
H
F F hb h γγ===
?
?
设压力中心为D 到原点的距离为D y ，则有
2
2
21
1
D d d 1.56m 3/2
h F h h
y F
γγ=
=
=?
?
由'(2)D F H H y F =-得 (2)0.44'6474.6N
1
D H y F F F H -=
== 解法二：
将y 轴取在闸门上，竖直向下，原点为水面与闸门延长线的交汇点 设闸门上的总作用力为F ：
3
1()(1)11222c H F h A H bH γγγγ==+=+???=
设压力中心为D 到原点的距离为D y ，
3
1
12() 1.56m 2()2
c D c c bH J
H y y H H y A
H bH =+=++=+
由'(2)D F H H y F =-得 (2)0.44'6474.6N
1
D H y F F F H -=
== 2.13 如图示，a 和b 是同样的圆柱形闸门，半径R =2m ，水深h =R =2m ，不同的是图（a ）中水在左侧，而图（b ）中水在右侧，求作用在闸门AB 上的静水总压力P 的大小和方向？（闸门长度（垂直于纸面）按1m 计算）。
（a ） （b ）
解：
在图a 和图b 中总压力P 的大小是相同的，仅作用方向相反而已。
由于AB 是个圆弧面，所以面上各点的静水压强都沿半径方向通过圆心点，因而总压力P 也必通过圆心。
（1）先求总压力P 的水平分力。
铅垂投影面的面积 2122x A bh m ==?= 投影面形心点淹没深度 /21c h h m == 则 10009.81219600x c x P gh A N ρ==???=
x P 的作用线位于2
3
h 深度。在图a 和图b 中x P 的数值相同，但方向是相反的。
（2）求总压力的垂直分力。
在图（a ）中压力体是实际水体的体积，即实压力体，但在图（b ）中则应该是虚拟的水体的体积，即虚压力体，它们的形状、体积是一样的。则
2
2
z R 3.142P V (1)10009.8130800N 44
g g πρρ?==?=???=
z P 的作用线通过水体OAB 的重心，对于我们所研究的均匀液体，也即是通过压
力体体积 OAB 的形心。
在图（a ）中的方向向下，而在图（b ）中的方向向上。 （3）求总压力及作用力的方向
P 36450N ==
=
30800(
)()57.519600
z x P arctg arctg P α===° 即总压力的作用线与水平线的夹角 57.5α=°
2.14 如图示，为一储水设备，在C 点测得相对压强为p =19600N/m2，h =2m ，R =1m ，求半球曲面AB 的垂直分力。
解法一：由题意得2AB AB h
p p p S F G
γ
=-?=+，解得
3
2()10257.33N 23
AB h R F p S G p S πγγ=?-=--=
解法二：C 点到测压管水面的距离
19600
210009.8
a p p H m m g ρ-=
==? 半球曲面AB 的垂直分力：
232
[()]10257.3323
z z h F F V R H R N γγππ===--=
2.16 挡水弧形闸门如图示，闸前水深H =18m,半径R =8.5m ，圆心角θ=450，门宽b =5m 。求作用在弧形门上总压力的大小和方向。
解：（1）水平分力
投影面如下图，025sin 4530X A bh R m ==?≈
sin 8.5..()10009.8(1830441024
x c X c X X R F h A gh A g H A KN θγρρ===-
=??-?≈ 方向向右。
（2）铅直分力
压力体（虚压力体）如图abcde ，.z abcde V A b =
abcde abce cde A A A =+
cde A =扇形面积ode －三角形面积ocd
02
002
451.sin 45.cos 4510.293602
cde
A R R R m π=-≈
002(sin 45)(cos 45)(188.5)(8.58.53022
abce A H R R R m =-?-=-??-?≈ 210.293040.29abcde A m =+=
10009.840.2951794.21Z z abcde F gV gA b KN ρρ==?=???= 方向向上。
（3）总压力
4761F KN ==
（4）作用力的方向
合力指向曲面，其作用线与水平方向的夹角
01794.21tan(
)tan()22.144410
Z X F arc arc F α===，标注如下图所示。
2.17 盛有水的开口圆桶形容器，以角速度ω绕
垂直轴O 作等速旋转。当露出桶底时，ω应为若干？（如图示中符号说明：坐
标原点设在筒底中心处。圆筒未转动时，筒内水面高度为h 。当容器绕轴旋转时，其中心处液面降至H o ，贴壁液面上升至H 高度。容器直径为D 。）（旋转体体积
等于同底同高圆柱体体积一半） 解：当露出桶底时，在O —xyz 坐标系中，抛物面方程为22
2r Z g
ω=
当r R =时，Z H =
ω=由回转抛物体的体积恰好是高度为h 的圆柱体体积之半， 即：
2
2
22
2
R R H h ππ=
?
2H h =，2D R =
ω?= 3.1 已知流体的速度分布为y u -=1x ；t u =y ，求t =1时过（0,0）点的流线及t =0时位于（0,0）点的质点轨迹。
解：（1）将y u -=1x ，t u =y 带入流线微分方程
y
x d d u y u x =得 t
y
y x d 1d =- t 被看成常数，则积分上式得c y y xt +-=2
2
t =1时过（0,0）点的流线为02
2
=+-y y x （2）将y u -=1x ，t u =y 带入迹线微分方程
t u y u x d d d y
x ==得 t t
y
y x d d 1d ==- 解这个微分方程得迹的参数方程：1)1(c t y x +-=，22
2
c t y +=
将0t =时刻，点（0,0）代入可得积分常数：01=c ，02=c 。 带入上式并消去t 可得迹线方程为：y y x 2)1(-=
4.1 重度γoil =8.82kN/m 3的重油，沿直径d =150mm 输油管路流动，现测得其重量流量Q G =490kN/h ，问它的体积流量Q V 及平均流速v 各为若干？
解：体积流量3
3
490kN/h 55.56m /h 8.82kN/m
G
v Q Q γ
==
=, 平均流速2
2155.561
0.873m/s 36000.15/43600
4
v Q v d ππ=
?
=?= 4.3 水银压差计连接在水平放置的文丘里流量计上，如图。今测得其中水银高差h =80mm,已知D =10厘米，d =5厘米，文丘里流量计的流量系数μ=0.98。问水通过流量计的实际流量为若干？(流量系数:实际流量与理论流量之比值。)
解：取轴线O-O 为位置水头零位，对测压处1-1和2-2列伯努利方程
22
1
122110022p v p v g g
γγ++=++
（1） 按连续方程：1122Q A v A v == （2） 由于：()1102102p h h p h h γγγ++=++ （3）
联立式（1）（2）（3），则有
1v =
由文丘流量计流量公式11Q Av A ==
3
0.009m /s Q A === 其中212()4d A D
A d
α=
==，22211113.613.61g g γρργρρ===
= 实际流量为3'0.980.0090.0088m /s Q Q μ==?=
4.8 流体从长的狭缝流出，冲击一斜放的光滑平板，如图所示，试求流量分配及作用在平板上的力。（按理想流体计），不计水流重力，已知v 0，A 0，θ 。
解：建立直角坐标系O-xy ，Ox 轴沿光滑平板斜向上，Oy 轴垂直于平板斜向左上
列质量守恒方程：000102v A v A v A =+，即012A A A =+ ①
同时，取0-0，1-1和2-2截面间的控制体，列x 方向的动量守恒方程（因忽略摩擦力，所以0x F =）：()112200c o s x m m m
F q v q v q v θ=-- 即 22
2112200c o s 0v A v A v A θ
--= ② 通过式①和②可得到 )c o s 1(201θ+=
A A ，)cos 1(2
02θ-=A A 对控制体，列y 方向的动量守恒方程：
()00[0sin ]y m F q v θ=--
即平板对水流的作用力为： 200sin y F v A ρθ=
水流对平板的作用力与平板对水流的作用力大小相等，方向相反。 4.11 流量0015.0=v q m3/s 的水流过θ=45o 的收缩弯管水平放置，弯管进口直径
d 1005=.m ，压力241m N 104?=p ，弯管出口直径d 20025
=.m 。设流动定常，无摩
擦，求水流对弯管壁的作用力？
解法一（图1） 解法二（图2）
解法一：建立直角坐标系O-xy ，Ox 轴水平向右，Oy 轴竖直向上
110.764m/s Q v A =
=，22
3.057m/s Q v A == 对面1—1、2—2列Bernoulli 方程 22
1122
0022p v p v g g g g
ρρ++=++，得235616.18Pa p =
弯管壁对水流的作用力分别为：x F ，y F
列x 方向的动量方程：112221cos (cos )x v p A p A F q v v θρθ?-?-=-
112221cos (cos )x v F p A p A q v v θρθ?=?-?--=64N
列y 方向的动量方程：2220sin (sin 0)y v p A F q v θρθ-?+=-
222sin (sin 0)y v F p A q v θρθ?=?+-=15.6N
水流对弯管壁x 、y 方向的作用力分别为： x F '，y F '
=x x F F '-，=y y F F '-
水流对弯管壁的作用力为65.9N F == 解法二：建立直角坐标系O-xy ，如图二所示
110.764m/s Q v A =
=，22
3.057m/s Q v A == 对面1—1、2—2列Bernoulli 方程 22
1122
22p v p v g g g g
ρρ+=+，得235616.18Pa p = 弯管壁对水流的作用力分别为：x F ，y F
列x 方向的动量方程：112221cos (cos )x v p A p A F q v v θρθ?-?-=-
112221cos (cos )x v F p A p A q v v θρθ?=?-?--=34.3N
列y 方向的动量方程：111sin [0(sin )]y v p A F q v θρθ-?+=--
111sin sin y v F p A q v θρθ?=?+=56.3N
水流对弯管壁x 、y 方向的作用力分别为： x F '，y F '
=x x F F '-，=y y F F '-
水流对弯管壁的作用力为65.9N F ==
5.4 在长度l =10000m ，直径d =300mm 的管路中输送重度为9.31kN/m 3的重油，其重量流量Q =2371.6kN/h ，运动粘性系数ν=25cm 2/s ，判断其流态并求其沿程阻力损失。
解：雷诺数Re ud
v
=
，流速2
41m/s Q u d γπ==， 所以343442371.610/3600
Re 120232025109.3110 3.140.3ud Q v v d γπ-??=
===
1077.1m Re 21200.329.8
L L u h d g =
=??=? 5.5 润滑油在圆管中作层流运动，已知管径d =1cm ，管长L =5m ，流量Q =80cm 3/s ，沿程损失h L =30m(油柱)，试求油的运动粘度ν。
解法一：由于流速为2
4Q
u d π=，沿程损失22L L u h d g λ=
沿程阻力系数76Re λ=
，雷诺数Re ud
υ
=
故442
2
22 1.5210/4Re 767638384L L L h gd h gd h g d ud vd ud d m s Q Lu L Q L d
πλλυπ-======?? 解法二：由于流速为2
4Q
u d π=
，沿程损失238L
vl h u gd =?（这个公式比较难记，最好用上面的解法，因为上面几个公式经常反复用到比较好记）
故24
421.5210m /s 38384L L h gd h g d lu Ql
πυ-=
==?? 6.6 如图所示从一平水箱中引出一条长50m ，直径为100mm 的管道，在管中间
安装一个闸阀(处于半开)，局部阻力系数为2.5。当水头H =4.0m 时，已知其沿程阻力系数为0.025，试求此时的流量。
解：以O-O 截面为基准面，列1-1、2-2截面的伯努利方程
22
12022a a f p p v v H h g g γγ++=+++
2
222
222+22f l l h h h v l h d g v v h g g
?
?λ
ζζ=+==进
阀
进
口
损
失
系
数
为
=0ζ进，
=2.5
ζ阀。所以由
2
2222222v v v v +
052500252222l H ...g g g d g
=+
+得，流速2v 218.m /s = 流量为2
3231401 2.18=0.0171m /s 4
..Q Av ?==
?
6.7 有一如图所示的水平突然扩大管路，已知直径d 1=5cm ，直径d 2=10cm ，管中水流量Q =0.02m 3／s 。试求U 形水银压差计中的压差读数△h 。
解：选O —O 基准面，取1—1，2—2断面，计算点取轴线上 U 形水银压差计两口之间伯努利方程为：
222
1
1222
00222p u p u u g g g
ξγγ++=+++
局部阻力系数22119A (
)A ξ=-=，流速11
1019m/s Q u .A ==，22255m/s Q u .A == 由2
212
211022p p u u g g
γ
-?
=- 由于：()12m p h h p h h γγγ++?=++?
12
1m p p h γγ
γ??-?
=-? ??
?
222110122m u u h g g γγ???-=-? ??? 所以2
221(10)157mm 2()
m u u h g γγγ-?==-
6.10 为测定90°弯管的局部水头损失系数ζ值，可采用如图所示的装置。巳知AB 段管长为10m ，管径为50mm ，在阻力平方区情况下，沿程阻力系数λ为0.03。今通过流量为2.74L ／s ，管中水流处于阻力平方区，测得1、2两侧压管的水面高差h 为62.9cm 。试求弯管的局部水头损失系数ζ。
解：任选O —O 基准面，取A-A ，B —B 为过流断面，列伯努利方程
22
22A
A B B A B L p v p v Z Z h h g g
?γγ++=++++ (A B v v =)
A
B A B L p p Z Z h h h ?γγ??
?+
-+==+ ???
即：总损失等于沿程损失和局部损失之和：L h h h ?=+
流速3
2
274101396005
4Q .v .m /s .A π-?===? 22
10139600305972005298L L v .h ..m d g ..λ==??=?
2
2L v h h h g
???=-=
()()22
2298062905970321396L g .h h ...v .???=-=-?=
6.12水池中引出一根具有三段不同直径的水管，如图所示，已知直径
d =50mm ，D =200mm ，l =100m ，H =12m ，局部阻力系数ζ进＝0.5，ζ阀＝5.0，沿程阻力系数λ＝0.03，求管中通过的流量和流态（水的运动粘度ν＝0.0101cm 2/s ）。
解：以0-0截面为基准面，列1-1、2-2截面的伯努利方程
2
1002a a f p p v H h g
γγ++=+++
222
1212222
1111222222222f l l h h h v v v l l l h d g D g d g v v v v h g g g g
?
?λλλ
ζζζζ=+=++=+++进
扩缩阀（1v 、2v 表示直径为d 、D 管内速度）
22
2=(1)d D
ζ-扩，查表得=0.48ζ缩
则
2
1222
222221
1
21
1
1
1
1
22222222222f
v H h g v v v v v v v v l l l g d g D g d g g g g g
λλλζζζζ=+=
+++++++进扩缩阀
由连续方程可得122
2v D
d v =，代入上式，得
2
124
151251221.22/f
v H h g v l ld d D g v m s
λλζζζζ=+??=++++++??
??∴===进扩缩阀22331 1.220.05 2.410/ 2.4/44Q v d m s L s π
π
-∴=?
=?
?=?=
细管中雷诺数为4
116
1.220.05Re 6.0410138001.0110v d υ-?===?>?，紊流 粗管中雷诺数为4
2126
1.220.2Re 1.5110138001616 1.0110
v D v D υυ-?====?>??，紊流
6.13 测定一90°弯头的局部阻力系数如图所示，在A 、B 两断面接测压管，已知管路直径d =50mm ，AB 段管长l =10m ，流量Q ＝2.74L/s ，沿程阻力系数λ＝0.03，测压管水头差△h =0.629m ，求弯头的局部阻力系数ζ值。
解：任选O —O 基准面，取A-A ，B —B 为过流断面，列伯努利方程
22
22A
A B B A B L p v p v Z Z h h g g
?γγ++=++++ (A B v v =)
A
B A B L p p Z Z h h h ?γγ??
?+
-+=?=+ ???
即：总损失等于沿程损失和局部损失之和：L h h h ??=+
流速3
2
274101396005
4Q .v .m /s .A π-?===? 22
10139600305972005298L L v .h ..m d g ..λ==??=?
2
2L v h h h g
???=-=
()()222298062905970321396
L g .h h ...v .???=-=-?=
6.17 水经容器侧壁上的薄壁小孔口自由出流。已知小孔中心到水面的高度
m 4=H ，孔口直径cm 5=d ，容器中水面上的相对压强Pa 10150?=p ，若取流速
系数98.0=φ，流量系数62.0=μ。试求孔口收缩断面上的流速及流量。
解：流速c 16.35m/s u ===，
流量2
30.050.620.02m /s 4Q πμ==?
=
工程流体力学期末复习重点
第一章 1、流体得定义: 流体就是一种受任何微小剪切力作用都能连续变形得物质，只要这种力继续作用，流体就将继续变形，直到外力停止作用为止。 2、流体得连续介质假设 流体就是由无数连续分布得流体质点组成得连续介质。 表征流体特性得物理量可由流体质点得物理量代表,且在空间连续分布。 3、不可压缩流体—流体得膨胀系数与压缩系数全为零得流体 ４、流体得粘性 就是指当流体质点/ 微团间发生相对滑移时产生切向应力得性质,就是流体在运动状态下具有抵抗剪切变形得能力。 5、牛顿内摩擦定律 作用在流层上得切向应力与速度梯度成正比，其比例系数为流体得动力粘度。即 μ— 动力粘性系数、动力粘度、粘度, ?Ｐａ?s或ｋg/(m?ｓ)或(N?s）/m2。 6、粘性得影响因素 (１）、流体得种类 （2)、流体所处得状态(温度、压强) 压强通常对流体粘度影响很小:只有在高压下,气体与液体得粘度随压强升高而增大。 温度对流体粘度影响很大:对液体,粘度随温度上升而减小； 对气体,粘度随温度上升而增大。 粘性产生得原因 液体:分子内聚力T增大,μ降低 气体：流层间得动量交换T增大，μ增大 第二章 第三章 １、欧拉法 速度: 加速度: 矢量形式: 2、流场—— 充满运动流体得空间称为流场 流线——流线就是同一时刻流场中连续各点得速度方向线。 流线方程 流管——由流线所组成得管状曲面称为流管。 流束——流管内所充满得流体称为流束。 流量—— 单位时间内通过有效断面得流体量? 以体积表示称为体积流量Q (m３/s) 以质量表示称为质量流量Ｑｍ(kg／s) 3、当量直径De 4、亥姆霍兹(Hｅlｍholtz)速度分解定理 旋转
工程流体力学试题及答案1
一\选择题部分 （1）在水力学中，单位质量力是指（答案：c ） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力； d、单位重量液体受到的质量力。 （2）在平衡液体中，质量力与等压面（答案：d） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b （4）水力学中的一维流动是指（答案：d ） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（答案：b） a、8； b、4； c、2； d、1。 （6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于答案：c a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区（7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为答案：c a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m （8）在明渠中不可以发生的流动是（答案：c ） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（答案：b）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为答案：b a、缓流； b、急流； c、临界流； （11）闸孔出流的流量Q与闸前水头的H（答案：d ）成正比。 a、1次方 b、2次方 c、3/2次方 d、1/2次方 （12）渗流研究的对象是（答案：a ）的运动规律。 a、重力水； b、毛细水； c、气态水； d、薄膜水。 （13）测量水槽中某点水流流速的仪器有答案：b a、文丘里计 b、毕托管 c、测压管 d、薄壁堰 （14）按重力相似准则设计的水力学模型，长度比尺λL=100，模型中水深为0.1米，则原型中对应点水深为和流量比尺为答案：d a、1米，λQ =1000； b、10米，λQ =100；
电大流体力学期末总复习考试答案
20XX年电大流体力学期末总复习考试答案小抄 期末总复习 选择题 1. 堰流流量Q与堰上全水头H0的关系是( )。 (a)1/2次方的关系 b 1次方的关系 (c)3/2次方的关系 d 2次方的关系 2.理想流体与实际流体的主要区别在于。 a 是否考虑粘滞性 b 是否考虑易流动性 c 是否考虑重力特性 d 是否考虑惯性 3. 在均质孔隙介质中,渗流流速u与水力坡降J的几次方成比例。 (a)1/2次方 b 1次方 (c)3/2次方 d 2次方 4.对于实际流体,总水头线是( )的线。 (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、判断题 判断下列说法是否正确。若正确在括号内划√,否则划。 1.动能修正系数与断面流速分布有关。( ) 2.临界雷诺数的大小与流体的性质无关。( ) 3.长短是指管道几何长度长的管道。( )
4.谢齐(Chezy)公式适用于紊流粗糙区。 () 5.按程沿程阻力系数的变化规律,尼古拉滋试验曲线分为三个区。( ) 6.对于以重力为主导因素的流动,可按佛劳德准则进行模型设计。( ) 三、简答题 等压面是水平面的条件有那些? 流体静压强的有那两个特性? 明渠均匀流有那些特性? 4. 说明描述流体运动的两种方法(拉格朗日法与欧拉法)的主要区别。 四、绘图题 1. 绘出下面图中平面上相对压强分布图。 2. 绘出下面图中曲面上的压力体图。 五、计算题 在封闭水箱中,,(如图),压力表读数为4.9KN/m2,求A点和水面压强。 2.圆形有压涵管穿过路基,管长,管径,上下游水位差,管路沿程阻力系数,局部阻力系数:进口,弯管,水下出口,求通过流量? 3.宽为1m的矩形闸门AB,倾角45°,水深,求作用于闸门上的静水压力和作用点。 参考答案 一、选择题 1.(c) 2. a 3. b 4.(a) 二、判断题 1.(√) 2.() 3.() 4.(√) 5.() 6.(√)
工程流体力学复习知识总结
一、 二、 三、是非题。 1.流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。（错误） 2.平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。（正 确） 3.附面层分离只能发生在增压减速区。 （正确） 4.等温管流摩阻随管长增加而增加，速度和压力都减少。（错误） 5.相对静止状态的等压面一定也是水平面。（错 误） 6.平面流只存在流函数，无旋流动存在势函数。（正 确） 7.流体的静压是指流体的点静压。 （正确） 8.流线和等势线一定正交。 （正确） 9.附面层内的流体流动是粘性有旋流动。（正 确） 10.亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度增加，压力减小。（正确） 11.相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。（正 确） 12.超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度减小，压力增加。（正确） 13.壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。（正确） 14.相邻两流线的函数值之差，是此两流线间的单宽流量。（正确） 15.附面层外的流体流动时理想无旋流动。（正 确） 16.处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。（错 误） 17.流体的粘滞性随温度变化而变化，温度升高粘滞性减少；温度降低粘滞性增大。（错误 ) 18流体流动时切应力与流体的粘性有关，与其他无关。（错误） 四、填空题。 1、1mmH2O= 9.807 Pa 2、描述流体运动的方法有欧拉法和拉格朗日法。 3、流体的主要力学模型是指连续介质、无粘性和不可压缩性。 4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时惯性力 与粘性力的对比关系。 5、流量Q1和Q2，阻抗为S1和S2的两管路并联，则并联后总管路的流量 Q为，总阻抗S为。串联后总管路的流量Q 为，总阻抗S为。
工程流体力学历年试卷及答案[精.选]
一、判断题 1、 根据牛顿内摩擦定律，当流体流动时，流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。 2、 一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强的平均 值。 3、 流体流动时，只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。 4、 在相同条件下，管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。 5、 稳定（定常）流一定是缓变流动。 6、 水击产生的根本原因是液体具有粘性。 7、 长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。 8、 所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。 9、 外径为D ，内径为d 的环形过流有效断面，其水力半径为4 d D -。 10、 凡是满管流流动，任何断面上的压强均大于大气的压强。 二、填空题 1、某输水安装的文丘利管流量计，当其汞-水压差计上读数cm h 4=?，通过的流量为s L /2，分析 当汞水压差计读数cm h 9=?，通过流量为 L/s 。 2、运动粘度与动力粘度的关系是 ，其国际单位是 。 3、因次分析的基本原理是： ；具体计算方法分为两种 。 4、断面平均流速V 与实际流速u 的区别是 。 5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为 ， 其适用条件是 。 6、泵的扬程H 是指 。 7、稳定流的动量方程表达式为 。 8、计算水头损失的公式为 与 。 9、牛顿内摩擦定律的表达式 ，其适用范围是 。 10、压力中心是指 。 一、判断题 ×√×√× ×××√× 二、填空题 1、 3 L/s 2、 ρμν=，斯(s m /2 ) 3、 因次和谐的原理，п定理 4、 过流断面上各点的实际流速是不相同的，而平均流速在过流断面上是相等的 5、 22222212111 122z g v a p h g v a p z +++=++-γγ，稳定流，不可压缩流体，作用于流体上的质量力只有重力，所取断面为缓变流动 6、 单位重量液体所增加的机械能 7、 ∑?=F dA uu cs n ρ
合肥工业大学土木学院研究生公共实验
研究生创新综合实验建设项目申报书 建设单位：土木与水利工程学院 实验名称：土木与水利综合实验 适用学院：土木与水利工程学院、资源与环境工程学院等适用专业： 电测综合实验：结构工程、固体力学、工程力学、岩土工程、 水工结构、桥梁与隧道、防灾 水力学实验：市政工程、水文学、水力学、水利水电工程 测量实验：大地测量、地理信息系统、地质工程 选课人数: 212人／2009级 项目负责人：巫绪涛 二○○九年十月
项目摘要 (简要说明项目建设的必要性、可行性及预期成效) 根据土木与水利工程学院所有研究生主要研究方向结合考虑学校其它专业的需要，本项目包括三项独立的实验项目：工程电测综合实验、水工模型测量综合实验及GPS原理与数据处理综合实验，下面分别简要介绍各项目建设的必要性、可行性及预期成果。 一、工程电测综合实验 电阻应变测量方法(电测法)是目前应用最广泛的实验应力分析方法，其适用范围非常广泛，包括静态、准动态、高速变形相关力学量测量都可以采用，且测量原理和操作过程基本相同，仅在数据采集和处理方面有区别。电测法可以较方便准确获得结构在复杂载荷作用下的实际响应，对于监测结构安全性、判定设计参数与实际情况的符合程度、验证数值模拟结果判定其准确性具有重要的作用。 对于工科学生，电测法的基本原理本科二年级就已初步掌握，涉及到后续课程内容较少，具有适用专业宽的优点。但由于一般本科学生进行电测实验主要关注的是应变测量结果与理论值的符合程度，而对于电测的实际操作过程，诸如各种应变计结构性能特点、应变计的粘贴位置选择、应变计粘贴及焊接技术、复杂测试条件的布片与接桥方案等不完全了解。因此势必影响其在工程或课题研究中正确有效地使用该技术。 土木与水利工程学院力学实验室拥有电测实验的所有设备，拥有丰富工程电测经验的师资力量，完全满足开设该实验的必要条件。工科相关专业研究生经过该实验的学习，基本能独立运用该技术进行工程结构受力分析及论文研究课题的相关工作。 初步计划实验学生数：180人/年。 二、水工模型测量综合实验 水流运动是一种非常复杂的自然现象，设计水利工程时，常常有很多问题是不能用数学分析的方法来解决的，对许多水力学现象同样不能依靠数学分析的方法来解释。通常需要通过水工模型试验进行研究。特别是在近50年来，我国先后对长江、黄河等七大水系和洞庭湖、巢湖、太湖、洪泽湖等天然水域进行了大规模的河道整治和建设工程，这些工程的规划、设计和实施均离不开水工模型试验。通过水工模型实验，不但可以解决水利工程建设中的重大工程技术难题，可
工程流体力学试卷答案样本
资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 工程流体力学考试试卷 解答下列概念或问题（15分） 填空（10分） 粘度。 加速度为a y =（ ）。 已知平面不可压缩流体流动的流速为x x 2 2x 4y , 2xy 2y （ 20 分） 3. 求流场驻点位置； 4. 求流函数。 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 1. 流体粘度的表示方法有（ ）粘度、（ ）粘度和（ ） 2. 断面平均流速表示式V =（ ）；时均流速表示式 =（ ）。 3.—两维流动y 方向的速度为 y f （t,x, y ）, 在欧拉法中y 方向的 4. 动量修正因数（系数）的定义式。=（ 5. 雷诺数R e =（ ）,其物理意义为（ 试推求直角坐标系下流体的连续性微分方程。 （15 分） 四. 1. 检查流动是否连续;
五.水射流以20m/s的速度从直径d 100mm的喷口射出，冲击 对称叶片，叶片角度45 ,求：（20分） 1. 当叶片不动时射流对叶片的冲击力； 2. 当叶片以12m/s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
六.求如图所示管路系统中的输水流量q v ,已知H =24, l112丨3 l4100m , d1 d2 d4100mm , d3200mm , 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（）； 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V。设计的尽量小些；c）缓慢关闭；d）采用弹性管。 1 .动力粘度，运动粘度，相对粘度；
西安交通大学-流体力学-期末总复习
第一章流体及其主要物理性质 一概念 流体：在任何微小剪切力持续作用下连续变形的物体。 连续介质模型：假定组成流体的最小物质实体是流体质点，流体是由无限多个流体质点组成，质点之间不存在间隙。 适用条件：分子平均自由程远小于流动问题特征尺寸。 不适用条件：稀薄气体，激波层内等。 粘性：流体抵抗剪切变形（相对运动）的一种属性。 流体层间无相对运动时不表现粘性 牛顿平板实验： 两板间流体速度： 剪切力，即： 或： 式中与板间流体的种类、流体的温度、压强有关，成为液体的动力粘性系数，简称粘性系数。 流体做任意层状流动： 牛顿内摩擦定律的数学表达式 式中是角变形率或角变形速度。 凡符合牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 产生粘性机理： 同一种流体的动力粘性系数与流体的温度有很大的关系，而受压强的影响很小。液体与气体的产生粘性机理不一样，液体的粘性主要取决于分子间的距离和分子间的吸引力，故温度升
高粘性下降；气体的粘性主要取决于分子气体热运动所产生的动量交换，故温度升高，其粘性增大。 在国际单位中： μ反应流体真实粘性的大小 运动粘性系数： 物理单位是： 粘性系数等于零的流体称为理想流体或无粘流体。 工程上常用体积弹性模量衡量流体的可压缩性，体积弹性模量定义为： 体积弹性模量的量纲和压强相同，是或。 流体的压缩性越大，则越大，即越小；反之，可压缩性越小，则越 小，即越大。 体积弹性模量又可以表示为： 等温体积弹性模量： 等熵体积弹性模量： 由： 当很小或者很大，由或者二者兼得，则此时流体的密度相对变化量就很小。如果忽 略流体密度的变化，不考虑流体的可压缩性的影响，这种简化的模型称为不可压缩流体，其密度可视为常量；反之，考虑密度为变量或压缩性影响的流体，称为可压缩流体。 不可压缩流体：液体低速流动的气体 可压缩流体：气体水下爆炸和水锤现象的液体
《流体力学》合肥工业大学答案
《流体力学》合肥工业大学答案
流体力学 第1章 绪论 1.1 若某种牌号的汽油的重度γ 为 7000N/m 3，求它的密度ρ。 解：由g γρ=得， 332 7000N/m 714.29kg/m 9.8m /m γ ρ===g 1.2 已知水的密度ρ=997.0kg/m 3，运动黏度 ν =0.893×10-6m 2/s ，求它的动力黏度μ。 解：ρ μ=v 得，3 6 24997.0kg/m 0.89310 m /s 8.910Pa s μρν--==??=?? 1.3 一块可动平板与另一块不动平板同时浸在某种液体中，它们之间的距离为0.5mm ，可动板若以 0.25m/s 的速度移动，为了维持这个速度需要单位面积上的作用力为2N/m 2，求这两块平板间流体的动力黏度μ。 解：假设板间流体中的速度分布是线性的，则板间流体的速度梯度可计算为 1 3 du u 0.25 500s dy y 0.510 --===? 由牛顿切应力定律d d u y τμ=，可得两块平板间流体的动力黏度为
3d 410Pa s d y u τμ-= =?? 1.4上下两个平行的圆盘，直径均为d ，间隙厚度为δ，间隙中的液体动力黏度系数为μ，若下盘固定不动，上盘以角速度ω旋转，求所需力矩T 的表达式。 题1.4图 解：圆盘不同半径处线速度 不同，速度梯度不同，摩擦力也不同，但在微小面积上可视为常量。在半径r 处，取增量dr ，微面积 ，则微面积dA 上的摩擦力dF 为 du r dF dA 2r dr dz ωμπμδ == 由dF 可求dA 上的摩擦矩dT 3 2dT rdF r dr πμω δ == 积分上式则有 d 43 20 2d T dT r dr 32πμω πμωδ δ ===??
工程流体力学期末复习重点
第一章 1、流体的定义： 流体是一种受任何微小剪切力作用都能连续变形的物质，只要这种力继续作用，流体就将继续变形，直到外力停止作用为止。 2、流体的连续介质假设 流体是由无数连续分布的流体质点组成的连续介质。 表征流体特性的物理量可由流体质点的物理量代表，且在空间连续分布。 3、不可压缩流体—流体的膨胀系数和压缩系数全为零的流体 4、流体的粘性 是指当流体质点/ 微团间发生相对滑移时产生切向应力的性质，是流体在运动状态下具有抵抗剪切变形的能力。 5、牛顿内摩擦定律 作用在流层上的切向应力与速度梯度成正比，其比例系数为流体的动力粘度。即 μ—动力粘性系数、动力粘度、粘度, Array Pa?s或kg/(m?s)或(N?s)/m2。 6、粘性的影响因素 （1）、流体的种类 （2）、流体所处的状态（温度、压强） 压强通常对流体粘度影响很小：只有在高压下，气体和液体的粘度随压强升高而增大。 温度对流体粘度影响很大：对液体，粘度随温度上升而减小； 对气体，粘度随温度上升而增大。 粘性产生的原因 液体：分子内聚力T增大，μ降低 气体：流层间的动量交换T增大，μ增大
1、欧拉法 速度： 加速度： 2、流场 —— 充满运动流体的空间称为流场 流线—— 流线是同一时刻流场中连续各点的速度方向线。 流线方程 流管—— 由流线所组成的管状曲面称为流管。 流束—— 流管内所充满的流体称为流束。 流量—— 单位时间内通过有效断面的流体量 以体积表示称为体积流量 Q （m 3/s ） 以质量表示称为质量流量 Q m （kg/s ） 3、当量直径De 4、亥姆霍兹(Helmholtz)速度分解定理 旋转 线变形 角变形 w dt dz v dt dy u dt dx == =dt dz z u dt dy y u dt dx x u t u Dt Du a x ??+ ??+??+??== )()(0y z z y x u u z y zx xy xx δωδωδεδεδε-++++=) ()(0z x x z y v v x z xy yz yy δωδωδεδεδε-++++=)()(0x y y x z w w y x yz xz zz δωδωδεδεδε-++++=
工程流体力学试卷答案
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
(完整版)流体力学期末试题(答案)..
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< 一、判断题( 对的打“√”，错的打“×”，每题1分，共12分) 1．无黏性流体的特征是黏度为常数。 2．流体的“连续介质模型”使流体的分布在时间上和空间上都是连续的。 3．静止流场中的压强分布规律仅适用于不可压缩流体。 4．连通管中的任一水平面都是等压面。 5. 实际流体圆管湍流的断面流速分布符合对数曲线规律。 6. 湍流附加切应力是由于湍流元脉动速度引起的动量交换。 7. 尼古拉茨试验的水力粗糙管区阻力系数λ与雷诺数Re 和管长l 有关。 8. 并联管路中总流量等于各支管流量之和。 9. 声速的大小是声音传播速度大小的标志。 10.在平行平面缝隙流动中，使泄漏量最小的缝隙叫最佳缝隙。 11.力学相似包括几何相似、运动相似和动力相似三个方面。 12.亚声速加速管也是超声速扩压管。 二、选择题（每题2分，共18分） 1．如图所示，一平板在油面上作水平运动。已知平板运动速度V=1m/s ，平板与固定边界的距离δ=5mm ，油的动力粘度μ＝0.1Pa ·s ，则作用在平板单位面积上的粘滞阻力 为（ ） A ．10Pa ； B ．15Pa ； C ．20Pa ； D ．25Pa ； 2. 在同一瞬时，位于流线上各个流体质点的速度方向 总是在该点与此流线（ ） A ．相切； B ．重合； C ．平行； D ．相交。 3. 实际流体总水头线的沿程变化是： A ．保持水平； B ．沿程上升； C ．沿程下降； D ．前三种情况都有可能。 4．圆管层流，实测管轴上流速为0.4m/s ，则断面平均流速为（ ） A ．0.4m/s B ．0.32m/s C ．0.2m/s D ．0.1m/s 5．绝对压强abs p ，相对压强p ，真空度v p ，当地大气压a p 之间的关系是： A ．v abs p p p +=； B ．abs a v p p p -=； C ．a abs p p p +=； D ．a v p p p +=。 6．下列说法正确的是： A ．水一定从高处向低处流动； B ．水一定从压强大的地方向压强小的地方流动； 三计算题 一、粘性 1．一平板在油面上作水平运动，如图所示。已知平板运动速度V=1.0m/s，板与固定边界的距离δ＝1mm，油的粘度μ＝0.09807Pa·s。 试求作用在平板单位面积上的切向力。 2. 一底面积为2 cm 50 45?，质量为6kg的木块，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度s m 2.1 = u，油层厚度mm 1 = δ，斜面角C 02ο = θ（如图所示），求油的动力粘度μ。 δ u θ 二静力学 1．设有一盛水的密闭容器，如图所示。已知容器内点A的相对压强为4.9×104Pa。若在该点左侧壁上安装一玻璃测压管，已知水的密度ρ＝1000kg/m3,试问需要多长的玻璃测压管？若在该点的右侧壁上安装一水银压差计，已知水银的密度ρHg＝13.6×103kg/m3,h1=0.2m,试问水银柱高度差h2是多大？ 2．如图所示的半园AB 曲面，宽度m 1= b，直径m 3= D，试求曲AB 所受的静水总压力。 D /2 A B 水 水D α O B O A H p a 3. 如下图，水从水箱经管路流出，管路上设阀门K ，已知L=6m,α=30°,H=5m, B 点位于出口断面形心点。假设不考虑能量损失，以 O-O 面为基准面，试问：阀门K 关闭时，A 点的位置水头、压强水头、测压管水头各是多少？ 4. 位于不同高度的两球形容器，分别贮有 2m kN 9.8=g A ρ的 油 和2 m kN 00.10=g B ρ的盐水，差压计内工作液体为水银。 m 21=h ，m 32=h ，m 8.03=h ，若B 点压强2cm N 20=B p ，求A 点压强A p 的大小。 ? ? M M A B 汞 h h h γγA B 1 2 3 5. 球形容器由两个半球面铆接而成，有8个铆钉，球的半径m 1=R ，内盛有水， 玻璃管中液面至球顶的垂直距离2m . 1=H ，求 每个铆钉所受的拉力。 R H 6．设有一盛静水的密闭容器，如图所示。由标尺量出水银压差计左肢内水银液面距A 点的高度h 1=0.46m ，左右两侧液面高度差 h 2=0.4m ，试求容器内液体中A 点的压强，并说明是否出现了真空。已知水银的密度ρHg ＝13.6×103kg/m 3。 三、判断题 1．液压缸活塞运动速度只取决于输入流量的大小，与压力无关。（○） 2．液体流动时，其流量连续性方程是能量守恒定律在流体力学中的一种表达形式。（×）3．理想流体伯努力方程的物理意义是：在管内作稳定流动的理想流体，在任一截面上的压力能、势能和动能可以互相转换，但其总和不变。（○） 4．雷诺数是判断层流和紊流的判据。（×） 5．薄壁小孔因其通流量与油液的粘度无关，即对油温的变化不敏感，因此，常用作调节流量的节流器。（○） 6．流经缝隙的流量随缝隙值的增加而成倍增加。（×） 7．流量可改变的液压泵称为变量泵。（×） 8．定量泵是指输出流量不随泵的输出压力改变的泵。（×） 9．当液压泵的进、出口压力差为零时，泵输出的流量即为理论流量。（○） 10．配流轴式径向柱塞泵的排量q 与定子相对转子的偏心成正比，改变偏心即可改变排量。（○） 11．双作用叶片泵因两个吸油窗口、两个压油窗口是对称布置，因此作用在转子和定子上的液压径向力平衡，轴承承受径向力小、寿命长。（○） 12．双作用叶片泵的转子叶片槽根部全部通压力油是为了保证叶片紧贴定子内环。（×）13．液压泵产生困油现象的充分且必要的条件是：存在闭死容积且容积大小发生变化。（○）14．齿轮泵多采用变位齿轮是为了减小齿轮重合度，消除困油现象。（×） 15．液压马达与液压泵从能量转换观点上看是互逆的，因此所有的液压泵均可以用来做马达使用。（×） 16．因存在泄漏，因此输入液压马达的实际流量大于其理论流量，而液压泵的实际输出流量小于其理论流量。（○） 17．双活塞杆液压缸又称为双作用液压缸，单活塞杆液压缸又称为单作用液压缸。（×）18．滑阀为间隙密封，锥阀为线密封，后者不仅密封性能好而且开启时无死区。（○）19．当液压泵的进、出口压力差为零时，泵输出的流量即为理论流量（○） 20．单向阀可以用来作背压阀。（○） 21．同一规格的电磁换向阀机能不同，可靠换向的最大压力和最大流量不同。（○）22．因电磁吸力有限，对液动力较大的大流量换向阀则应选用液动换向阀或电液换向阀。（○） 23．串联了定值减压阀的支路，始终能获得低于系统压力调定值的稳定的工作压力。（×）24．增速缸和增压缸都是柱塞缸与活塞缸组成的复合形式的执行元件。（×） 25．变量泵容积调速回路的速度刚性受负载变化影响的原因与定量泵节流调速回路有根本的不同，负载转矩增大泵和马达的泄漏增加，致使马达转速下降。（○） 26．采用调速阀的定量泵节流调速回路，无论负载如何变化始终能保证执行元件运动速度稳定。（×） 27．旁通型调速阀（溢流节流阀）只能安装在执行元件的进油路上，而调速阀还可安装在执行元件的回油路和旁油路上。（○） 29．在变量泵—变量马达闭式回路中，辅助泵的功用在于补充泵和马达的泄漏。（×）30．因液控单向阀关闭时密封性能好，故常用在保压回路和锁紧回路中。（○）31．同步运动分速度同步和位置同步，位置同步必定速度同步；而速度同步未必位置同步。 （○） 32．压力控制的顺序动作回路中，顺序阀和压力继电器的调定压力应为执行元件前一动作的最高压力。（×） 一、判断题 1、根据牛顿内摩擦左律，当流体流动时,流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。 2、一个接触液体的平而壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁而上所有各点水静压强的平均 值。 3、流体流动时，只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。 4、在相同条件下，管嘴岀流流量系数大于孔口岀流流量系数。 5、稳定（定常）流一定是缓变流动。 6、水击产生的根本原因是液体具有粘性。 7、长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。 8、所谓水力光滑管是指内壁而粗糙度很小的管道。 D-J 9、外径为D,内径为d的环形过流有效断而,英水力半径为——。 10、凡是满管流流动,任何断面上的压强均大于大气的压强。 二、填空题 1、某输水安装的文丘利管流疑计，当英汞-水压差计上读数ΔΛ=4 合肥工业大学流体力学专业研究生培养方案 1.所属学院：土木与水利工程学院学科、专业代码: 080103 获得授权时间:2011年 2．学科、专业简介 流体力学主要研究流体本身的静止状态和运动状态，其在生活、环保、科学技术及工程中具有重要的应用价值。毕业生可以在政府、建筑开发、施工、设计、科研单位、管理等部门得到相应的工作机会，也可以从事设计、施工、管理、研究等工作。 3. 培养目标 1. 热爱社会主义祖国，拥护中国共产党的领导，掌握马列主义、毛泽东思想和邓小平理论的基本原理；具有为社会主义现代化建设服务、为人民服务的思想觉悟，有为国家富强、民族昌盛而奋斗的志向和责任感；具有敬业爱岗、艰苦求实、热爱劳动、遵纪守法、团结合作的品质；具有良好的思想品德、社会公德和职业道德。 2. 了解流体力学领域发展前沿和动态，在流体力学领域内具有坚实的理论基础、系统的专业知识和较熟练的实验技能。 3. 懂得社会主义民主和法制，遵纪守法，举止文明，有“勤奋、严谨、求实、创新”的良好作风，具有较好的文化素养和心理素质以及一定的美学修养。 4. 比较系统地掌握本专业所必需的自然科学基础和技术科学基础的理论知识，具有一定的专业知识，对本专业学科范围内的科学技术新发展及其新动向有一定的了解。 5. 受到工程设计方法和科学研究方法的训练，具备本专业所必需的运算、实验、测试、计算机应用等技能以及一定的基本工艺操作技能。 6. 有独立获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的基本能力以及具有较强开拓创新的精神，具备一定的社会活动能力、从事本专业业务工作的能力和适应相邻专业业务工作的基本素质。 7. 较为熟练的掌握一门外国语，能够地阅读本专业的外文资料。 8. 具有较强的使用信息技术的能力，能够将现代信息技术熟练运用于学习、工作和社会实践活动。 1、流体运动粘度的国际单位为m^2/s 。 2、流体流动中的机械能损失分为沿程损失和局部损失两大类。 3、当压力体与液体在曲面的同侧时，为实压力体。 4、静水压力的压力中心总是在受压平面形心的下方。 5、圆管层流流动中，其断面上切应力分布与管子半径 的关系为线性关系。 6、当流动处于紊流光滑区时，其沿程水头损失与断面 平均流速的1.75 次方成正比。 7、当流动处于湍流粗糙区时，其沿程水头损失 与断面平均流速的2 次方成正比。 8、圆管层流流动中，其断面平均流速与最大流速的比值为1/2 。 9、水击压强与管道内流动速度成正比关系。 10、减轻有压管路中水击危害的措施一般有：延长阀门关闭时间, 采用过载保护，可能时减低馆内流速。 11、圆管层流流动中，其断面上流速分布与管子半径的关系为二次抛物线。 12、采用欧拉法描述流体流动时，流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成。 13流体微团的运动可以分解为： 平移运动、线变形运动、角变形运动、旋转运动。 14、教材中介绍的基本平面势流分别为：点源、点汇、点涡、均匀直线流。 15、螺旋流是由点涡和点汇两种基本势流 所组成。 16、绕圆柱体无环量流动是由偶极流和 平面均匀流两种势流所组成。 17、流动阻力分为压差阻力和摩擦阻力。 18、层流底层的厚度与雷诺数成反比。 19、水击波分为直接水击波和间接水击波。 20、描述流体运动的两种方法为 欧拉法和拉格朗日法。 21、尼古拉兹试验曲线在对数坐标中的图像分为5个区域，它们依次为： 层流层、层流到紊流过渡区、紊流区、 紊流水力粗糙管过渡区、紊流水力粗糙管平方阻力区。 22、绕流物体的阻力由和两 部分组成。 二、名词解释 1、流体：在任何微小剪力的持续作用下能够连续不断变形的物质 2、牛顿流体：把在作剪切运动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 3、等压面：在流体中，压强相等的各点所组成的面称为等压面。 4、流线：流线是某一瞬时在流场中所作的一条曲线，在这条曲线上的各流体的速度方向都与该曲线相切。 5、流管：过流管横截面上各点作流线，则得到充满流管的医术流线簇 6、迹线：流场中某一质点的运动轨迹。 成功是必须的 一、填空题（每空2分，共10分） 1. 圆管层流的沿程阻力系数仅与 有关， 而和 无关。 2. 不可压缩流体的空间三维的连续性微分方程是 3. 1=M 即气流速度与 相等，此时称气体处于 临界状态。 4 并联管路总的综合阻力系数S 与各分支管综合阻力系数的关系为 。 二、选择题（每题2分，共20分） 1．下列力中 不是质量力。 （A ）表面力 （B ）流体做等加速直线运动时的惯性力 （C ）重力 （D ）流体做等角速旋转运动时的惯性力 2．静止流体中任意一点的压强的大小与 无关。 （A ）点的位置 （B ）作用面的方向 （C ）流体的种类 （D ）重力加速度 3．流体静止时不能承受拉力和切力，所以流体静压强的方向必须是沿着作用面的 方向。 （A ）内法线 （B ）切线 （C ）外法线 （D ）任意 4．相对压强是指该点的绝对气压与_______ 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．水平管道的截面逐渐缩小，管内水流的压强 。 (A) 逐渐变大 (B) 逐渐变小 (C) 不改变 (D) 没有变化规律 6．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 7．如果_______，则沿程损失系数λ不受壁面粗糙度的影响。 (A) 雷诺数足够大 (B) 在紊流光滑区 (C) 在紊流过渡区 (D) 速度足够大 8. 紊流惯性切应力2τ等于（ ） (A)y x u u ρ (B)－y x u u ρ (C)''y x u u (D)''-y x u u 9. 在( )中，流线与迹线线重合。 (A)层流 (B)非均匀流 (C)恒定流 (D)缓流 实验一 管路沿程阻力系数测定实验1．为什么压差计的水柱差就是沿程水头损失？如实验管道安装成倾斜，是否影 响实验成果？现以倾斜等径管道上装设的水银多管压差计为例说明（图中A —A 为水平线）：如图示O—O 为基准面，以1—1和2—2为计算断面，计算点在轴心处，设，，由能量方程可得21v v =∑=0j h ???? ??+-???? ??+=-γγ221121p Z p Z h f 1112222 1 6.136.13H H h h H h h H p p +?-?-?+?+?-?+-=γγ 1 12226.126.12H h h H p +?+?+-=γ ∴()()1 22211216.126.12h h H Z H Z h f ?+?++-+=-) (6.1221h h ?+?=这表明水银压差计的压差值即为沿程水头损失，且和倾角无关。2．据实测m 值判别本实验的流动型态和流区。 ～曲线的斜率m=1.0～1.8，即与成正比，表明流动为层流 f h l g v lg f h 8.10.1-v （m=1.0）、紊流光滑区和紊流过渡区（未达阻力平方区）。接管口处理高中资料试卷电保护进行整核对定值试卷破坏范围，或者对某 3．本次实验结果与莫迪图吻合与否？试分析其原因。 通常试验点所绘得的曲线处于光滑管区，本报告所列的试验值，也是如此。但是，有的实验结果相应点落到了莫迪图中光滑管区的右下方。对此必须认真分析。 如果由于误差所致，那么据下式分析 d和Q的影响最大，Q有2%误差时，就有4%的误差，而d有2% 误差时，可产 生10%的误差。Q的误差可经多次测量消除，而d值是以实验常数提供的，由仪器制作时测量给定，一般< 1%。如果排除这两方面的误差，实验结果仍出现异常，那么只能从细管的水力特性及其光洁度等方面作深入的分析研究。还可以从减阻剂对水流减阻作用上作探讨，因为自动水泵供水时，会渗入少量油脂类高分子物质。总之，这是尚待进一步探讨的问题。 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）工程流体力学试题与答案3
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