中国计量学院200 ~ 200 学年第 学期 《工程流体力学》课程考试试卷（B）
开课二级学院： 计量技术工程学院 ，考试时间： 年____月____日 时
√ 考试形式：闭卷□、开卷□，允许带 ___ 入场
考生姓名： 学号： 专业： 班级： 题序 得分 评卷人 一 二 三 四 五 六 七 八 九 总分 一、解释名词或写出公式（每题2分，共20分） (1) 连续介质假设
(2) 流线
(3) 不可压缩流体
(4) 牛顿(Newton)内摩擦定律
(5) 压力体
(6) 哈根-伯肃叶（Hagen-Poiseuille）定律
(7) 边界层
(8) 达西(Darcy)公式
(9) 声速
(10)马赫（Mach）角
二、简算题（每题5分，共20分）
(1) 一平板在有液体层的第二块平板上以速度u = 4m／s,两板相距d = 0.05m,液体的动力粘性
系数μ= 0.0005 Pa?s，上板面积为A = 50m2，求上板所受阻力F =___________。
(2) 不可压缩流体从截面为A1= 50cm2的管道突然扩大到从截面为A2= 150cm2的管道，求局部
阻力系数ζ2 =______________。
(3) 气体在管道中作等熵流动，已知比热比k =5／3，滞止压力 P0=32大气压，流动压力P=1
大气压，求流动马赫数 M =___________。
(4) 流体在光滑管道中流动，已知摩擦系数λ = 0.3164，运动粘性系数ν=1×10-6m2／s，管道
直径d = 0.02m，求管流平均流动速度 u =________________。
中国计量学院200 ~~~200 学年第 学期 《 工程流体力学 》课程试卷 第 1 页 共 2 页
三．计算题：（每题12分，共60分）
(1) 一平面闸门倾斜放置，已知α= 450，门宽B = 2m,水深 h1 = 1 m，h2 = 2m，门重G = 19.6
kN，门可绕O点开启，求启门所必须的向上拉力T。
题3.1 题3.2
(2)一水平渐缩管段，已知d1=150mm，d2=75mm,测压管中高差Δh=600mm，假设管中流速是均匀分布的，水头损失不计，求管中通过的流量Q。
(2) 平板层流边界层的速度分布采用的函数形式有如下：
u31????3 U?22式中??y/?(x)；U?是平板层流边界层的来流速度；?(x)是边界层厚度。试用动量积
分关系式计算边界层厚度?(x)以及长度为l的平板的单面的阻力系数
lCf???00dx
12?U?l2式中?0是板面上的粘性切应力；x轴沿板面。
(3) 一收缩形喷管，上游参数，p1?140kPa,v1?80m/s,T1?293K，下游参数
，求喷管出口的空气流速v2。 p2?10k0Pa
-62
(4) 水(运动粘性系数ν＝10m／s)在直径为d ＝ 200mm，长l = 500 m的圆管流动，如果管
—33
壁粗糙度Δ＝0.2mm, 流量Q＝24×10m／s，求沿程水头损失hf。
??68?阿里特苏里公式：??0.11???dRe??柯列布茹克公式：
0.25
1??2.51??2lg???3.7d?Re????? ?中国计量学院200 ~~~200 学年第 学期 《 工程流体力学 》课程试卷 第 2 页 共 2 页
中国计量学院200 ~ 200 学年第 学期 《工程流体力学》课程考试试卷（B）答案
开课二级学院： 计量技术工程学院 ，考试时间： 年____月____日 时
一、解释名词或写出公式（每题2分，共20分）
(1) 连续介质假设：假定组成流体的最小物理实体是流体质点而不是流体分子，假定流体是
由无穷多个、无穷小的、紧密比邻、连绵不断的流体质点所组成的一种绝无间隙的连续介质。
(2) 流线：流线是流场中的瞬时光滑曲线，曲线上各点的切线方向与各该点的瞬时速度方向
一致。
(3) 不可压缩流体：假设等温压缩率和体膨胀系数完全为零的流体叫作不可压缩流体。这种
流体受压体积不减小，受热体积不膨胀，因而其密度、比体积、相对密度均为恒定常数。 (4) 牛顿(Newton)内摩擦定律：???du，其物理意义是切应力与速度梯度成正比。 dy(5) 压力体：压力体是由积分式hdAz所确定的纯几何体积。
A???pd4(6) 哈根-伯肃叶（Hagen-Poiseuille）定律：qv?
128?l(7) 边界层：当相当速度的流体绕物体流动时，在靠近物体表面的薄层内，速度梯度很大，
此薄层称为边界层。
lU2(8) 达西公式：hf??
d2g(9) 声速：声速是指小扰动波在介质中传播的速度。
(10)马赫（Mach）角：当处于超声速流动时，扰动波传播范围只能充满一个锥形空间，这个
锥形空间叫马赫锥，其半锥角叫马赫角，??arcsin1。 M
二、简算题（每题5分，共20分）
(1) 一平板在有液体层的第二块平板上以速度u = 4m／s,两板相距d = 0.05m,液体的动力粘
2
性系数μ=O.0005Pa?s，上板面积为A = 50m，求上板所受阻力F =__2N_______。
22
(2)不可压缩流体从截面为A1= 50cm的管道突然扩大到从截面为A2= 150cm的管道，求局部阻力系数ζ2 =_____4_______。
(3)气体在管道中作等熵流动，已知比热比γ=5／3，滞止压力 P0=32大气压，流动压力P=1大气压，求流动马赫数 M =_____3_____。
(4)流体在光滑管道中流动，已知摩擦系数λ=0.3164，管道直径d = 0.02m，运动粘性系数ν
-62
=1×10m／s，求管流平均流动速度 u =_____0.5m/s_____。
三．计算题：（每题12分，共60分）
0
(1)一平面闸门倾斜放置，已知α= 45，门宽B = 2m, 门重G = 19.6 kN，水深 h1 = 1 m，h2 = 2m，门可绕O点开启，求启门所必须的向上拉力T。
解: h1c?h1?2h2?1?1?2m A?2Bh2
F??hcA?9810?2?2?2?2?110987N
1?2?(22)3yI13D?yC?CyA?22?1222?2?22?62 CT?2?F?(yD?2)?G?1
T?2?110987?(1362?2)?19600?1 T?101360N?101.36kN
答: 启门所必须的向上拉力T为101.36kN。
2分） 2分） 2分）
2分） 2分）
2分）
（（（（（（（2）一水平渐缩管段，已知d1=150mm，d2=75mm,测压管中高差Δh=600mm，假设管中流速是均匀分布的，水头损失不计，求管中通过的流量Q。
解: 设前后速度为v1,v2，设前后压力为p1,p2，连续性方程为：
?4v21d1??4v22d2 由连续性方程得：
v1?(d2)20.07521v?()? 2d10.1504伯努利方程为：
p1v221p??2v22g???2g, p1?p2???h 故有，
v222v1pp2g?2g?1??2? 16v2212g?v12g??h v21?15g?h?215?9.81?0.6?0.6159m/s
Q??24v1d21??4?0.6159?0.15?0.0109m3/s
答: 管中通过的流量Q为0.0109m3/s。
（2分）
（2分） （2分） （2分） （2分） 2分）
（