流体力学试题及答案.docx
- 文档编号:25006451
- 上传时间:2023-06-03
- 格式:DOCX
- 页数:25
- 大小:835.15KB
流体力学试题及答案.docx
《流体力学试题及答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《流体力学试题及答案.docx(25页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
流体力学试题及答案
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( )
A.△h=-760mm(Hg) B.△h=0mm(Hg)
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 D.F1=F3>F2 11.三个容积完全相等的容器,联接如图示,先将阀门a,b关闭,阀门c开启。 压强计p指示为0。 将容器I充入压缩空气,绝对压强为300KPa,容器Ⅲ抽成真空度为30KPa。 先关闭阀门c,再开启阀门a和b。 这时,压强计p的读数应该是(设当地大气压是100KPa) A.56.7KPa B.76.7KPa C.90.0KPa D.110.0Kpa 12.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 13.在缓变流的同一有效截面中,流体的压强分布满足( ) A.+Z=C B.p=C C.+ D.+Z+ 14.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 15.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 B.v水 C.v水=v油 D.难以确定的 16.粘性流体绕流平板时,边界层内的流态由层流转变为紊流的临界雷诺数Rexcr值为( ) A.2000 B.2000~13800 C.5×105~3×106 D.2×105~3×105 17.当某管路流动在紊流粗糙管平方阻力区范围内时,则随着雷诺数Re的增大,其沿程损失 系数λ将( ) A.增大 B.减小 C.不变 D.增大或减小 18.水自水箱经管路流出如图所示,若把管路阀门再关小一些,则在阀门前后的测压管1与2的液面高度变化将是( ) A.h1升高,h2降低 B.h1降低,h2升高 C.h1与h2都降低 D.h1与h2都升高 19.流体在管内作层流流动时,其沿程损失hf值与断面平均流速v的( )次方成正比。 A.1 B.1.75 C.1.75~2 D.2 20.管路水力计算中的所谓长管是指( ) A.长度很长的管路 B.总能量损失很大的管路 C.局部损失与沿程损失相比较可以忽略的管路 D.局部损失与沿程损失均不能忽略的管路 二、名词解释(每小题2分,共10分) 21.流体的密度 22.等压面 23.定常流动 24.水力光滑管与水力粗糙管 25.气体一维定常等熵流动的极限状态 三、简答题(每小题5分,共20分) 26.混合气体密度如何计算,并列出计算公式。 27.对于静止液体,当作用在液体上的质量力仅有重力时,则液体中的哪些面是等压面? 28.什么是有效截面? 流道中流线互相平行时,有效截面形式如何? 29.什么是紊流的时均速度? 写出紊流时均速度轴向分量的定义式,指出式中各符号的含义。 四、计算题(50分) 30.(6分)飞机在10000m高空(T=223.15K,p=0.264bar)以速度800km/h飞行,燃烧室的进口扩压通道朝向前方,设空气在扩压通道中可逆压缩,试确定相对于扩压通道的来流马赫数和出口压力。 (空气的比热容为Cp=1006J/(kg·K),等熵指数为k=1.4,空气的气体常数R为287J/(kg·K)) 31.(6分)一截面为圆形风道,风量为10000m3/h,最大允许平均流速为20m/s, 求: (1)此时风道内径为多少? (2)若设计内径应取50mm的整倍数,这时设计内径为多少? (3)核算在设计内径时平均风速为多少? 32.(7分)离心式风机可采用如图所示的集流器来测量流量,已知风机入口侧管道直径d=400mm,U形管读数h=100mmH2O,水与空气的密度分别为ρ水=1000kg/m3,ρ空=1.2kg/m3,忽略流动的能量损失,求空气的体积流量qv。 33.(7分)要为某容器底部设计一个带水封的疏水管,结构如图示: 容器内部的压强值,最高时是表压强pe=1500Pa,最低时是真空值pv=1200Pa,要求疏水管最高水位应低于容器底部联接法兰下a=0.1m,最低水位应在疏水管口上b=0.2m(水密度ρ=1000kg/m3,重力加速度g=9.8m/s2) 求: (1)疏水管长度L。 (2)水封水面到疏水管口的深度H。 34.(12分)有一水平放置的90°渐缩弯管,管内径d1=15cm,d2=7.5cm,入口处平均流速v1=2.5m/s,表压强p1=6.86×104Pa,若不计阻力损失,求水流对弯管的作用力。 水的密度ρ=1000kg/m3。 35.(12分)用虹吸管输水,如图所示,已知: 水位差H=2m,管顶高出上游水位h=1m,虹吸管内径d=200mm,管长为LAB=3m,LBC=5m,LCD=4m,管路沿程损失系数λ=0.026,局部损失系数有: 管路进口滤网(带底阀)一个,ζ滤网=12,B、C两处90°圆弯两个,每个ζ弯头=0.5,管路出口ζ出口=1.0,水的密度ρ=1000kg/m3。 试求: (1)虹吸管的流量qv。 (2)虹吸管中压强最低点的位置及其真空值。 全国2002年4月高等教育自学考试 工程流体力学试题参考答案 课程代码: 02250 一、单项选择题(每小题1分,共20分) 1.D 2.D 3.A 4.A 5.A 6.C 7.A 8.D 9.C 10.A 11.A 12.B 13.A 14.B 15.C 16.C 17.C 18.A 19.A 20.C 二、名词解释(每小题2分,共10分) 21.单位体积流体的质量。 22.在流体中压强相等的点组成的面称为等压面。 23.流场中各空间点上所有物理参数均与时间变量t无关,称作定常流动。 24.流体在管内作紊流流动时,用符号△表示管壁绝对粗糙度,δ0表示粘性底层的厚度,则当 δ0>△时,叫此时的管路为水力光滑管。 δ0<△时,叫此时的管路为水力粗糙管。 25.在绝热流动的过程中,气流的绝对压强与热力学温度为零,气流的总能量全部转化 为宏观运动的动能的状态。 三、简答题(每小题5分,共20分) 26.可按各种气体所占气体总体积的百分数来计算。 ρ=1ρ1+2ρ2+3ρ3+…+nρn= i—各组成气体所占混合气体总体积的百分数; ρi—各组成气体的密度,kg/m3; ρ—混合气体密度,kg/m3 27.属于等压面的是以下水平面。 (1)自由表面(或气液分界面)。 (2)两种不互溶液体的交界面。 (3)液体内能互相连通(或不被隔断)的同一种液体内的各水平面。 28. (1)在流场中(或流道中)存在这样横截面,穿过该截面的每一条流线均与该截面垂直,这样的横截面称为有效截面(又称过流截面)。 (2)当流线互相平行时,有效截面为平面。 当流线互相不平行时,有效截面为曲面。 29.紊流真实速度在一定时间间隔内的统计平均值叫紊流的时均速度。 式中: t△—初始时刻 T—时间间隔 u—瞬时速度—时均速度 四、计算题(共50分) 30.T0=T∞+ =247.69K M∞= P0=p∞ =0.264 31.依连续方程(ρ=C)v1A1=v2A2=qv 1.v1 d1==0.42m=420mm 2.设计内径应取450mm为50mm的9倍,且风速低于允许的20m/s 3.在设计内径450mm时,风速为 32.由伯努利方程 0+0+0=+0+ 得v= 由静力学方程p+ρ水gh=0p=-ρ水gh代入 得v==40.43m/s qv=v 33.根据流体静力学基本方程 表压强pe=ρgh或h= 在最高压强时,管内水面应低于O-O面 h1== 在最低压强时,管内水面应高于0-0面 h2== 故疏水管长度 L=a+h2+h1+b=0.1+0.122+0.152+0.2=0.574m 水封水面到疏水管口深度 H=h1+b=0.153+0.2=0.353m 答: 疏水管长度应为0.574m,水封水面到疏水管口深度为0.353m。 34. 35. (1)求虹吸管的流量: 列进、出口水池水面的伯努利方程: H= 把已知参数代入: 求得v=1.59m/s 所以qv=vA=0.05m3/s (2)求最低压强点及其真空度: 最低压强应是虹吸管内的C点(见图) 列进水池水面及C断面的伯努利方程: 0=h- 得pvc=28200Pa=28.2KPa? 全国2011年1月自学考试流体力学试题 课程代码: 03347 一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20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.不可压缩流体是指() A.平衡流体B.运动流体 C.无粘性流体D.忽略密度变化的流体 2.如题2图所示,用U形水银压差计测量水管A、B两点的压强差,水银面高差hp=10cm,pA-pB为() A.13.33kPa B.12.35kPa C.9.8kPa D.6.4kPa 3.关于水流流向的正确说法是() A.水一定是从高处往低处流题2图 B.水一定是从流速大处往流速小处流 C.水一定是从机械能大处往机械能小处流 D.水一定是从测压管水头高处往测压管水头低处流 4.实际液体的水力坡度J为() A.J<0B.J=0 C.J>0D.J=Jp 5.如题5图所示,排水管的断面平均流速v=2.0m/s,则管道出口的局部水头损失为() A.0.102m B.0.204m C.0.306m D.0.408m 题5图 6.欲使水力最优梯形断面渠道的水深和底宽相等,则渠道的边坡系数m应为() A.1/4B.1/2 C.3/4D.1 7.棱柱形渠道发生M2型水面曲线时,水流的特性为() A.Fr C.Fr 8.宽顶堰的淹没系数 随淹没程度hg/H的增大而() A.减小B.增大 C.先减小后增大D.先增大后减小 9.地下水渐变渗流的浸润线,沿程变化为() A.下降B.保持水平 C.上升D.前述情况都可能 10.桥墩绕流的模型设计应采用() A.雷诺准则B.马赫准则 C.欧拉准则D.弗劳德准则 二、填空题(本大题共10小题,每小题2分,共20分) 请在每小题的空格中填上正确答案。 错填、不填均无分。 11.已知某流体的粘性切应力为5.0N/m2,动力粘度为0.1Pa·s,则其剪切变形速率为 __________。 12.在平衡流体中,等压面恒与质量力__________。 13.在恒定流中,__________与迹线重合。 14.直径100mm的圆管长1000米,水头损失lm,则管壁处的切应力为__________Pa。 15.水流处于紊流粗糙区时,沿程摩阻系数与__________有关。 16.圆柱形外管嘴作用水头为4.5m,管嘴直径为20mm,则从管嘴流出的流量为__________ __________l/s。 17.底宽b=5m的长直矩形断面渠道,通过的流量为Q=40m3/s,若渠道内某断面水深 h=2m,则该断面水流的流动状态为__________。 (填急流或缓流或临界流) 18.明渠水流由急流过渡到缓流时发生__________。 (填水跃或水跌) 19.根据堰的分类可知,堰顶厚度 =0.8m,堰上水头H=1.5m的堰属于__________堰。 20.雷诺数表征惯性力与______________之比。 三、名词解释题(本大题共5小题,每小题3分,共15分) 21.均匀流 22.层流 23.简单管道 24.临界水深 25.渗透系数 四、简单计算题(本大题共3小题,每小题5分,共15分) 26.如题26图所示,用真空计B测得封闭水箱液面上的真空度为0.98kPa,若敞口油箱的液面低于水箱液面的高度H=1.5m,油柱高h1=5.6m,水银柱高h2=0.2m,求油的密度。 题26图 27.某矩形断面渠道,粗糙系数n=0.025,通过流量Q=5.0m3/s,底宽b=4m,水深h=2m,问此渠道底坡应为多少? 28.有一普通完全井,其半径r0=0.36m,含水层厚度H=7m,岩土渗透系数k=0.0016m/s,井中水深h=4m,试计算井的出水量。 (影响半径R=3000s ) 五、计算题(本大题共3小题,每小题10分,共30分) 29.如题29图所示,在蓄水容器垂直壁的下面有一1/4圆柱面的部件AB,该部件的长度l=1.0m,半径R=0.4m,水深h=1.2m,试求作用在部件AB上的静水总压力,要求绘制水平分力的压强分布图和铅垂分力的压力体图。 题题29图 30.如题30图所示的分岔管水流射入大气,干管及分岔管的轴线处于同一水平面上。 已知 =30°,v2=v3=12m/s,d1=200mm,d2=d3=100mm,不计水头损失,求水流对分岔管的作用力。 题30图 31.如题3l图所示为离心式水泵抽水装置。 已知流量Q=201/s,几何给水高度Hg=18m。 吸水管长度l1,=8m,管径d1=150mm;压水管长度l2=20m,管径d2=100mm。 沿程摩阻系数 =0.042,局部水头损失系数为: 进口 e=5.0,弯头 b=0.17。 水泵的安装高度Hs=5.45m,水泵进口的允许真空度[hv]=7mH2O。 (1)试校核水泵进口的真空度hv; (2)试求水泵的扬程H。 题31图 2011年1月全国自考流体力学参考答案 全国2010年10月自学考试流体力学试题 课程代码: 03347 一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20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.流体在静止时( ) A.既可以承受压力,也可以承受剪切力 B.既不能承受压力,也不能承受剪切力 C.不能承受压力,可以承受剪切力 D.可以承受压力,不能承受剪切力 2.如图所示,密闭容器上装有U型水银测压计。 在同一水平面上1、2、3点上的压强关系为( ) A.p1=p2=p3 B.p1<p2<p3 C.p1>p2>p3 D.p1>p2=p3 3.恒定流一定是( ) A.当地加速度为零B.迁移加速度为零 C.向心加速度为零D.质点加速度为零 4.在总流伯努利方程中,压强P是渐变流过流断面上的( ) A.某点压强B.平均压强 C.最大压强D.最小压强 5.圆管均匀流过流断面上切应力符合( ) A.均匀分布 B.抛物线分布 C.管轴处为零、管壁处最大的线性分布 D.管壁处为零、管轴处最大的线性分布 6.如图所示,安装高度不同、其他条件完全相同的三根长管道的流量关系为( ) A.Q1=Q2=Q3 B.Ql<Q2<Q3 C.Ql>Q2>Q3 D.Ql<Q2=Q3 7.有压管流中,阀门瞬时完全关闭,最大水击压强 p的计算公式为( ) A. B. C. D. 8.只适用于明渠均匀流流动状态的判别标准是( ) A.微波波速B.临界底坡 C.弗劳德数D.临界水深 9.矩形修圆进口宽顶堰在 3.0的条件下,其流量系数( ) A.m<0.32B.m=0.32 C.m=0.36D.m>0.36 10.用裘皮依公式分析普通完全井浸润线方程时的变量是( ) A.含水层厚度B.浸润面高度 C.井的半径D.渗透系数 二、填空题(本大题共10小题,每小题2分,共20分) 请在每小题的空格中填上正确答案。 错填、不填均无分。 11.动力粘度 与运动粘度v的关系为 =__________。 12.水的体积模量(体积弹性模量)K=2.1×109N/m2,压强增加196kPa后,8m3水的体积减小量为__________m3. 13.液体静力学基本方程z+ =C的物理意义是静止液体中各点单位重量液体具有的__________相等。 14.在紊流光滑区, ,则沿程水头损失hf与流速v的__________次方成正比。 15.绕流阻力包括摩擦阻力和__________阻力。 16.孔口外接短管,成为管嘴出流,增加了阻力,但流量不减,反而增加,这是由于_______的作用。 17.共轭水深中跃前水深和跃后水深具有相同的__________。 18.宽顶堰发生侧收缩时,局部水头损失增加,__________降低。 19.渗透系数的确定方法有实验室测定法、__________和经验方法三种。 20.采用国际单位制进行量纲分析时,对于不可压缩流体,三个基本量纲分别是__________。 三、名词解释题(本大题共5小题,每小题3分,共15分) 21.不可压缩流体 22.流线 23.当量粗糙 24.短管 25.自流井 四、简答题(本大题共3小题,每小题5分,共15分) 26.图示一有压管道,小管直径dA=0.2m,大管直径dB=0.4m,A点压强水头为7mH2O,B点压强水头为4mH2O,已知大管断面平均流速vB=1m/s,B点比A点高1m.求管中水流的方向。 27.如图所示一密闭水箱,箱壁上连接一圆柱形外管嘴。 已知液面压强p0=14.7kPa,管嘴内径d=50mm,管嘴中心线到液面的高度H=1.5m,管嘴流量系数 =0.82,试求管嘴出流量Q. 28.已知图示渠段下游为无穷远,上游水深小于正常水深。 试对其进行分区,定性画出水面曲线并标出曲线名称。 五、计算题(本大题共3小题,每小题10分,共30分) 29.如图所示开口盛水容器,容器壁上设有半径R=0.4m的半球盖AB.已知球形盖中心点的水深h=1.6m,不计半球盖自重,试求半球盖连接螺栓所受的总拉力和总切力。 (球体体积公式为 ) 30.如图所示,管道内水流经水平对称分岔管道流入大气。 已知流量Q=0.2m3/s,干管直径dl=300mm,支管直径d2=d3=100mm,分岔角 ,不计水头损失,试求水流对分岔管的作用力。 31.如图所示溢流坝泄流模型剖面。 已知溢流坝最大下泄流量为Qp=850m3/s,若采用长度比尺λl=50的模型进行实验,试求模型的最大泄流量Qm.如测得模型坝脚处收缩断面流速vm=2.65m/s,模型的堰上水头Hm=10.8cm,试求原型相应的流速vp和堰上水头Hp. 2010年10月全国自考流体力学参考答案
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 流体力学 试题 答案
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)