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材料工程基础复习测试题docx
概述:
1、根据力作用方式的不同,作用在流体上的力
可分为、O
2、流体力学中的三个主要力学模型
、、O
3、在流体力学中,单位质量力是指o
A、单位面积流体受到的质量力;B、单位体积流体受到的质量力;
C、单位质量流体受到的质量力;D、单位重量流体受到的质量力。
4、理想流体是o
A、粘性大的流体;B、服从牛顿内摩
擦定律的流体;
C、没有粘性的流体;D、具有粘性的不
可压缩流体。
5、理想流体与实际流体的主要区别在
于o
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6、什么是流体粘滞性?
牛顿内摩擦定律内容是什么?
举例说明哪些是牛顿流体,哪些是非牛顿流体?
流体静力学
1、当相对压强为零时,称为绝对真空。
3、压强的两种计算基准分别
是、O
4、_个标准大气压二kPa=
mmHg
5、从压强的基本定义出发,单位可以用
来表示,其SI制单位是压强还可以用液柱高度来表示,常用单位有
和O
4、静止液体中同一点各方向的流体静压
强
A、
数值相等
B、数值不等
C、水平方向数值相等
D、垂直方向数值
最大
5、
右图中各点的压强关◎
A、
B、
P\=p>p严匕;
水
4
C、用>4=厶>马;
D、Pi A>2m;B*8m;C>lm;D、—2m7、在绝对静止液体中,质量力与等压面正交。 8、如下图a所示两种液体盛在同一容器中,其中QVQ。 试分析下面两个水静力学方程式: 哪个对? 哪个错? 说明其原因。 9、什么是等压面? 如上图b的水平面A・A、B・B、 C・C是否等压面? 说明理由。 10、流体静压强的两个特点是什么? 写出流体静 力学基本方程式。 流体动力学 判断: 1、流线是光滑的曲线,不能是折线,流线之间可以相交。 2、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。 填空: 1、根据流场中各点的运动参数是否随时间变化,将流体流动可分为和o 2、流线不能相交(驻点处除外),也不能是折线, 因为,流线只能是一条光滑的 3、过流断面上的测压管水头是、 之和。 4、恒定管流上下游过流断面的直径比为舟,则 相应的速度水头之比为O A」;B、1;C、4;D、2。 5、图中相互之间可以列总流伯努利方程的断面 是O A、1-1断面和2-2一7,断面 B、2・2断面和3・3T断面 C、断面和3・3断面 D、3・3断面和4・4断面 6、什么是欧拉法? 什么是拉格朗日法? 流体力学中拉格朗日分析法和欧拉分析法有何区别? 7、什么是恒定流动? 什么是非恒定流动? 8、什么是流线? 什么是迹线? 流线与迹线的区别是什么? 流动阻力和能量损失判断: 1、当流速分布比较均匀时,则动能修正系数的 值接近于零。 填空和简答: 1、在工程的设计计算中,根据流体接触的边壁 沿程是否变化,把流体流动过程中的能量损失分 为两 类: 、 2、英国物理学家雷诺通过实验发现流体运动有 可通过 两种结构不同的流动状态,分别 为 来判别。 3、圆管内流体恒定层流流动时,其过流断面上 流速分布呈规律o4、在圆管中流体作紊流流动的过流断面流速分布规律符合 A、对数分布;B>直线分布;C>抛物线 分布; D、椭圆分布。 5、 水平放置的渐扩管如图所示J口超略水雪损 Pf二^ 失,断面形心点的压强有以下芙系: II II > — 2 A、POP2; B>pi C、P1=P2; D、不确定。 O 6、已知流体流动的沿程水力摩擦系数2与管壁相对粗糙度K/d和雷诺数Re都有关,即可以判断该液体流动属于o A、层流区;B、紊流光滑区;C、紊流过渡区;D、紊流粗糙区7、莫迪图的五个阻力区之中,又称为阻力平方 区的是O A、层流区;B、水力光滑区;C、过渡 区;D、紊流粗糙区。 8、流体流动的层流和紊流各有什么特点? 怎样判别流体流动的流态? 9、流体流动产生能量损失的原因有哪些? 如何减小能量损失? 孔口管嘴管路流动填空与简答: 1、当流体通过孔口出流到另一个充满液体的空 间时称为2、在相同条件下,孔口出流的出流流量要比管 流出流的要O 去建鹼叫孔口自由出流和淹没出流? 它们有什 4、什么叫管嘴出流? 与孔口出流的主要区别是什么? 形成管嘴出流的条件是什么? 相似性原理与量纲分析 填空与简答: 1、反映粘滞力与惯性力比例的相似准数称 为;其表达式 为O 2、要保证两个流动问题的力学相似,必须是两 个流动相似,相似,相似,以及两个流动的边界条件和起始条件相似。 3、表示惯性力与重力相对比值的相似准数 A、雷诺数B、弗诺得数C、欧拉数; D、葛拉晓夫数。 4、什么是几何相似、运动相似和动力相似? 欧拉数、雷诺数、弗诺得数与马赫数的数学表达式是什么? 泵和风机1、按出口安装角角划分泵与风机的叶轮叶型, 当^<90°时,为;当角=90°时, 为;当屁>90°时, 为o 2>离心泵的性能参数包 括、、、效率与转 速等。 3、试述离心风机与离心泵的工作原理。 4、什么叫离心泵的气蚀现象? 产生的原因是什么? 5、选用泵与风机应同时满足哪两个方面的要求? 简述泵与风机的选择步骤。 气体力学在窑炉中的应用1、压缩空气在管嘴中流动时,当压强比为0.528时,该截面称为临界截面,临界截面的气流速度 质量流量达 1.. 1 量形 式的相互转换,(1—1截面上 截面) 2、热气体在等径管道垂直向 动,在流动中伴随着各种能 和2-2截面下截面)各压头之间的关系如下: 12 九I他2 3、热气体在图示管道中流动宀4r时,试判别下列关系: 2“…… h 驴2 4、自然抽风烟囱的抽力是由所要求的,它依靠 提供。 5、对自然抽风的烟囱,当进入烟囱的烟气温度不变,在常压下,夏季时烟囱的通风能力 冬季时通风能力;在外界气温相 同的条件下, 晴天时烟囱的通风能力 雨天时的通风能力。 6、空气从初压为8X105Pa的贮气罐中通过管嘴 流出后压强降为4X105Pa,并达到完全膨胀。 该管咀的形状是o A、渐缩管B、等径管C、文丘里管 D、拉伐尔管。 7、垂直分流法则适用于 A、阻力损失起主要作用的通道内; B、几 何压头起主要作用的通道内; C、阻力损失等于几何压头的通道内;D、任 何垂直分流通道。 8、两气体伯努利方程 hs\+hgel+hK\=hs2^hge2+hK2+hL 中的血e计算式为: p-pa; SZ(p-pa) gz{pa-p); C>pa-p; 9、影响烟囱抽力的因素是烟囱高度和温度。 10、比较低的烟囱,产生的抽力也一定很小。 11、几座窑同时合用一个烟囱排烟,在进行烟囱计算时,烟气量和烟囱底部抽力应取几座窑和合量才能满足排烟要求。 12、可压缩气体从拉伐尔管向环境流出时,会产生拥塞效应。 即气体的流速不再随压强比的减少而增加。 13、工业窑炉气体流动有什么特点? 将伯努利方程应用于窑炉气体流动应注意哪些条件? 二气体伯努利方程中各项的意义是什么? 基准面最好选取在什么位置? 14、什么叫烟囱的抽力? 设计烟囱时有哪些注意点? 五、计算题 1、试比较同一水平面上的1、2、3、4、5各点 题1图 压力的大小,并说明其理由。 1 水 2、一直立的煤气管,在底部的测压管中读数为 h[=100mmH2O,在H=20m高处测得h2= 115mmH20o管外空气的重度ya=12.64N/m3,求 管中静止煤气的重度。 3、管道末端装一喷嘴,管道和喷嘴直径分别为 D=100mm和d=30mm,如通过的流量为 0.02m3/s,不计水流过喷嘴的阻力,求截面1处 的压力。 4、水管直径50mm,末端的阀门关闭时,压力 表读数为21kN/m2,阀门打开后读数降至5.5kN/m2,如不计管中的压头损失,求通过的流量。 5、用水银压差计测量水管中的点速度u,如读数Ah=60mm,求该点流速。 水 图 5 题图 3题 6、水沿管线下流,若压力计的读数相同,求需 要的小管直径不计损失。 Z)=0.2m―T— w=3m/s 24图 〜一® 水 \J= Z 题6图 27、水由图中的喷口流出,喷口直径〃=75mm,不计损失,计算77值(以m计)和卩值(以kN/n? 计)。 8、水流经变截面管道,已知细管直径必,粗管直径d2=2d\,试问哪个截面的雷诺数大? 两截面雷诺数的比值Rei/Re2是多少? 9、水管直径为50mm,1、2两截面相距15m,高差3m,通过流量Q=6L/s,水银压差计读数为250mm,试求管道的沿程阻力系数。 42 题43图 10、水从A水箱通过直径为10cm的孔口流入B 水箱,流量系数“为0.62o设上游水箱的水面高程Hi=3m并保持不变。 求: (1)左右水面上方同为大气压力作用且B水箱中 无水时,求通过孔口的流量。 (2)左右水面上方同为大气压力作用且B水箱水 面高程H2=2m时,求通过孔口的流量。 (3)A箱水面压力为2000Pa,厲二3m时,而B水 箱水面压力为0,H2=2m时,求通过孔口的流量。 AB 题11图 题10 11、两水池用虹吸管连通,上下游水面水位差 H=2m,管长7i=3m、Z2=5m、/3=4m,直径R=200mm,上游水面至管顶高度力=lm。 已知2=0.026、进口网凑=10、每个弯头为爲=1.5,出口厶=1.0,求: ⑴整个管路的阻抗Sh; (2)虹吸管中的流量0。 12、水箱侧壁接出一根由两段不同的管径所组成 的管道。 已矢口4=i5omm,j2=75mm,z=som,管道的 当量糙度水温为2°°C。 若管道的出口流速V2=2m/s,求⑴整个管路的阻抗Sh; (2)水位H。 题13图 12 13、如图水泵抽水系统,管长、管径单位为m, : 给于图中,流量e=4oxio-m3/s,A=0.03o求: ⑴吸水管及压水管的S数。 (2)求水泵所需水头。 14、某一单吸单级泵,流量e=45m3/h,扬程//=33.5m, 转速«=29oor/min,试求其比转数厲为多少? 如该泵为双吸式,应以02作为比转数中的流量计算值,则其比转数应为多少? 当该泵设计成八级泵,应以必作为比转数中的扬程计算值,则比转数为多少? 15、重度z=992kgf/m3,吸水面标高102m, 水面为大气压,吸入管段阻力为0.79m。 试求: 泵轴的标高最高为多少? 如此泵装在昆明地区,海拔高度为1800mm,泵的安装位置标高应为多少? 16、某水泵输送20°C的清水,流量e=0.08m3/s,吸入管直径d=200mm,吸入管段阻力 轨=0.65m,泵的允许吸上真空度[Hs]=5.5m,若 当地大气压强pa=8mH2O。 试确定泵的安装高度。 17、某水泵用于输送20°C的清水,流量Q为0.12m3/s,吸入管径D为250mm,吸入管段的阻力工%=0.83m,制造厂提供的允许吸上真空度[Hs]为5m,试确定该泵的几何安装高度Hg。 18、热气体沿竖直管道流动,如图1.8所示,密度。 二0.75kg/m3,外界空气密度1.2kg/m3,I—I面动压头12Pa,II-II面动压30Pa,沿程压头损失15Pa,IT面相对静压头200Pa,求气体由上而下运动和气体由下而上运动II—II的相对静压头为多少? 绘出两种情况的能量分布图。 题19图 题]8图 19、如图所示,热空气在垂直等直径的管道中流 动,管内平均温度为546°C,管外空气温度为 0°C,试求: (1)热空气自上而下流动时在截面2-2处的静压并绘出1・1与2・2截面间的压头转换图,已知1-1与2-2截面间的摩擦阻力为4Pa,截面1-1处的静压为-40Pa; (2)热空气自下而上流动时在截面1・1处的静压并绘出1-1与2-2截面间的压头转换图,已知2-2 与1-1截面间的摩擦阻力为2Pa,截面2-2处的静压为-lOOPao 1、(本题8分)两水池用虹吸管连通,上下游水面水位差H=2m,管长 ¥—~ 径d=200mm,上游水面至 管顶高度力=lm。 已知2=0.026、进口网缜=10、 每个弯头为4=15出口爲=1.0,求: (1)整个管路的阻抗旳; (2)虹吸管中的流量0。 1、(本题8分)水从A水箱通过直径为10cm的孔口流入B水箱,流量系数“为0.62o设上游水箱的水面高程Hi=3m并保持不变。 求: (本题共8分) A 1g € 1 £ 1 (1) AB 左右水面上方同为大气压力作用且B水箱中无水时,求通过孔口的流量。 (2)左右水面上方同为大气压力作用且B水箱水面高程H2=2m时,求通过孔口的流量。 ⑶A箱水面压力为2000Pa,H】=3m时,而B水 箱水面压力为0,H2=2m时,求通过孔口的流量。 1、(本题8分)水箱右侧接出一根由两段不同的管径所组成的管道。 已知〃i=150mm、6/2=75mm,/=50m,三个局部阻力系数依次是$=0.5、匚2=0.375(流速为叱)、鉀1,两个管道的沿程阻力损失分别为九1=0.03、尢2=0.037。 若管道的出口流速v2=m/s,求: (本题共8分) ⑴整个管路的阻抗盼「3 (2)水位H。 -亘壬二_县= 2、(本题4分)一水泵输送20°C的清水,流量e=0.08m3/s,吸入管直径d=200mm,吸入管段阻力LAs=0.65m,泵的允许吸上真空度 [Hs]=5.5m,若当地大气压强^a=8mH2Oo试确 定泵的安装高度。 注: 允许吸上真空度的修正公式: [Hs]=[HJ-(10・33・饥)-(0.24-hv) 3、(本题9分)热水管内径4=150如;外径%=160如。 热水平均温度为90°C,周围空气温度为20°C,管内表面的对流辐射换热系数內wooW/m^C,管外表面的对流辐射换热系数a2=i5W/m2°C,管壁导热系数2=6oW/m°C,管外表面黑度.=0.90O试求: (1)热水管每米长散热损失如; (2)管外表面的辐射换热系数么和流换热 系数 2、(本题4分)某水泵用于输送20°C的清水,流量0为0.12m3/s,吸入管径D为250mm,吸入管段的阻力ZAs=0.83m,制造厂提供的允许吸上真空度[Hs]为5m,试确定该泵的几何安装高度 Hgo当地大气压为标准大气压。 3、(本题9分)某热工设备的垂直平壁厚度为0.05m,导热系数2“445W/m°C。 已知内部气体温度为187°C,环境温度为27°C,外壁与周围环境的对流换热系数为5W/m2°C,辐射换热系数为6W/m2°C,热气体与内壁的总换热系数为10.85W/m2°Co内部气体的吸收率等于黑度,Ag=eg=0.21,壁面黑度£”=1。 求 (1)内壁温度; (2)热气体与内壁的辐射换热系数和对流换热 系数。 2、(本题8分)某一单吸单级泵,流量2=45m3/h, 扬程H=33・5m,转速〃=2900i7mim试计算比转 数nspo如该泵为双吸式,应以Q/2作为比转数 中的流量计算值, 则其比转数应为多少? 当该泵 设计成八级泵,应H/8作为比转数中的扬程计算值,则比转数为多少? 3、(本题9分)某窑炉壁内层为耐火粘土砖,外层为红砖,已知内表面温度为1000°C,外表面温度要求不得超过80°C,并要求尽量多用红砖,少用耐火砖,已知耐火砖的导热系数 2=0.698+0.64xl0-/(W/1D°C);红砖的导热系数 2=0.465+0.51x10*(W/m°C),红砖最高使用温度为600°C,红砖看作黑体,环境温度为20°C,炉壁表面向环境的对流换热系数为7..13W/m2°C, 求二层材料的最小厚度(mm)。
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