流体力学自考题模拟6Word文档格式.docx
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D.p2<p1<p3
C
[考点]本题主要考查的知识点为U形管测压计。
[解答]比较1、2、3点,以1点为基点,利用公式p1=p'
1-ρ汞gh汞,p2=p'
1,p3=p2+ρ水gh水,由此可知,正确答案为C。
3.一元流动限于______
A.流线是直线
B.速度分布按直线变化
C.运动参数是一个空间坐标和时间变量的函数
D.运动参数不随时间变化的流动
4.伯努利方程中,两项和
的物理意义是______
A.单位重量流体具有的机械能
B.单位重量流体具有的重力势能
C.单位重量流体具有的总势能
D.通过过流断面流体的总机械能
[考点]本题主要考查的知识点为伯努利方程的物理意义。
[解答]伯努利方程的前两项z、
的物理意义分别是单位重量流体具有的位能(重力势能)和压能(压强势能)。
两项之和
是单位重量流体具有的总势能。
是单位重量流体具有的动能。
三项之和
是单位重量流体具有的机械能。
5.圆管紊流粗糙区的沿程摩阻系数λ与下列哪些因素有关______
A.雷诺数Re
B.管壁相对粗糙
C.雷诺数Re及管壁相对粗糙
D.雷诺数Re和管长l
[考点]本题主要考查的知识点为圆管紊流粗糙区的沿程摩阻系数的测定。
[解答]圆管紊流分为光滑区、过渡区和粗糙区,各区的λ变化规律不同。
而在粗糙区λ只与管壁相对粗糙
有关,与Re无关。
6.长管并联管道各并联管段的______
A.水头损失相等
B.水力坡度相等
C.总能量损失相等
D.通过的流量相等
A
[考点]本题主要考查的知识点为长管并联管段的水头损失。
[解答]长管并联管道各并联管段的水头损失相等,因为管道长度不同所以水力坡度不同。
7.明渠流动由急流过渡到缓流时发生______
A.水跃
B.水跌
C.连续过渡
D.都可能
[考点]本题主要考查的知识点为水跃的定义。
[解答]明渠流动由急流过渡到缓流时,水面骤然跃起的急变流现象,称为水跃。
8.实用堰溢流的条件是______
A.
B.
C.
D.
[考点]本题主要考查的知识点为堰顶溢流的水流情况。
[解答]堰顸溢流的水流情况,随堰顶厚度δ与堰上水头H的比值不同而异,按其
比值范围将堰分为三类:
为薄壁堰,
为实用堰,
为宽顶堰。
9.比较地下水在不同土中渗透系数大小(卵石k1、中砂k2、亚粘土k3),则______
A.k1>k2>k3
B.k1<k2<k3
C.k2<k1<k3
D.k3<k1<k2
10.雷诺数的物理意义表示______
A.粘滞力与重力之比
B.重力与惯性力之比
C.惯性力与粘滞力之比
D.压力与粘滞力之比
[考点]本题主要考查的知识点为雷诺数的物理意义。
[解答]雷诺数的物理意义表示惯性力与粘滞力之比。
第Ⅱ部分非选择题
二、填空题
1.液体的压缩系数随______和压强而变化。
温度
2.如图所示一水暖系统,为了防止水温升高时,体积膨胀将水管胀裂,在系统顶部设一膨胀水箱。
若系统内水的总体积为8m3,加温前后温差为50℃,在其温度范围内水的膨胀系数αV=0.0005/℃,则膨胀水箱的最小容积为______。
0.2m3
3.已知流场ux=2t+2x+2y,uy=t-y+z,uz=t+x-z,则流场中的点(1,2,3)在t=3时的加速度为______。
35.86m/s2
4.变直径管流,细断面直径为d1,粗断面直径为d2=3d1,则粗、细断面雷诺数的关系是______。
Re1=3Re2
5.对300mm管径的输水管进行试验,测得流速v=3m/s时,沿程摩阻系数λ=0.015。
若试验时水温为15℃,相应的密度ρ=999.1kg/m3,则从管中心算起r=0.75r0处的切应力为______。
12.675N/m2
6.如图所示,薄壁孔口出流,直径d=2cm,水箱水位恒定H=2m,则孔口流量Q=______。
1.22L/s
7.一矩形渠道,断面宽度b=5m,通过流量Q=7.25m3/s,则该渠道水流的临界水深为______。
0.5m
8.自由溢流矩形薄壁堰,水槽宽B=2m,堰宽b=1.2m,堰高p=p'
=0.5m,则堰上水头H=0.25m时的流量为______。
0.274m3/s
9.圆柱形滤水器直径d=2.0m,滤层厚1.5m,渗透系数k=0.01cm/s,则当水深H=0.8m时的渗流量为______。
481.4cm3/s
10.弗劳德数表征惯性力与重力之比,两流动相应的弗劳德数相等,______相似。
重力
三、名词解释题
(每小题3分,共15分)
1.质量力
质量力:
指作用在所取流体体积内每个质点上的力,因力的大小与流体的质量成比例,故称质量力。
2.紊流脉动
紊流脉动:
流体质点在流动过程中不断地相互掺混,质点掺混使得空间各点的速度随时间无规则地变化,与之相关联,压强、浓度等量也随时间无规则地变化,这种现象称为紊流脉动。
3.管嘴出流
管嘴出流:
在孔口上对接长度为3~4倍孔径的短管,水通过短管并在出口断面满管流出的水力现象称为管嘴出流。
4.淹没溢流
淹没溢流:
下游水位较高,顶托过堰水流,使得堰上水深由小于临界水深变为大于临界水深,水流由急流变为缓流,下游干扰波能向上游传播,此时为淹没溢流。
5.几何相似
几何相似:
指两个流动(原型和模型)流场的儿何形状相似,即相应的线段长度成比例,夹角相等。
四、简答题
(每小题5分,共15分)
1.如图所示,灭火器内装有液体,从水银差压计上读得h1=26.5mm,h2=40mm,a=100mm。
试求灭火器中液体的重度γ及装液高度H。
设灭火器顶部内的压强为p0,以中间U形管左支管中的交界面为基准,可列出交界面上的压强平衡关系为:
p0+γ(H-a+h1)=p0+γHgh1
由此得
再列出外面U形管左支管中的交界面上的压强平衡关系为
p0+γ(H+h2)=p0+γHgh2
由此得:
由上式可得:
即h1H+h1h2=h2H-h2a+h1h2
由此可得:
2.长方形水渠,底坡i=0.009,流量为1.2m3/s,如果水渠用镀锌铁皮做覆面,那么100m长的水渠最少要铁皮多少?
其粗糙系数n=0.01,忽略湿周以上的面积。
矩形断面最优水深为b/2,所以
A=hb=b2/2
则
由
解得b=0.845m,铁皮面积最少是2bl=169m2。
3.在实验室中用达西实验装置来测定土样的渗透系数。
若圆筒直径为20cm,土层厚度为40cm,测得通过流量为100mL/min,两侧压管的水头差为20cm,试计算土样的渗透系数。
渗流速度为:
根据达西定律:
五、计算题
(每小题10分,共30分)
如图所示,内径d=700mm的烟囱,由于烟囱的抽吸作用,使炉膛出现h1=10mm水柱的真空度,烟囱内燃气密度ρ1=0.7kg/m3,外部的空气密度为ρ2=1.2kg/m3,炉膛过流断面A1=2A2,A2为烟囱过流断面面积,烟囱内壁沿程阻力系数λ=0.02,折角管的阻力系数ζ=0.7,求:
1.当使烟囱通过M=8000kg/h的燃气质量流量时所需的烟囱高度。
解:
先求出通过烟囱的燃气流速为
对炉膛1-1及烟囱出口2-2列伯努利方程式
由烟囱外静止大气可得静压强关系式为
p1a=p2a+ρgH
p2a为烟囱出口处的大气压强,并有
p2a=p2=p1a-ρgH
p1a为炉膛水平面的大气压,有
p1a-p1=ρwgh1
将以上各值代入①式得
即
所以H=31.4m
2.当烟囱高度为26m时,可通过的流量为多大?
当H=26m时,并将
代入②式得
所以
3.自来水管长为600m,直径为300mm的铸铁管,通过的流量为60m3/h,试计算沿程水头损失。
取ks=1.2mm
由Re、
值查表,λ=0.031
4.如图所示供水管路。
管路总长l=3000m,作用水头H=28m,要求输水流量为160L/s,试将管路设计成串联的两根铸铁管段,以便充分利用水头和保证流量,求此两根铸铁管的长度。
由H=alQ2得
查表,得该值正好在直径350mm和400mm铸铁管的比阻值之间。
为此可用d1=350mm,d2=400mm的两根铸铁管组成串联管路。
设两根管长分别为l1、l2。
查表得a1=O.471,a2=0.230,则
代入数据
解方程得
l1≈1675m(d1=350mm)
l2≈1325m(d2=400mm)
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