黑龙江科技学院试题 第1套
课程名称：工程流体力学 命题人：徐文娟 共2 页 课程编号：030201 适用专业：机械01 教研室主任：王宪军 第1页 一、判断题 ( 对的打“√”，错的打“×”，每题2分，共20分） 1. 一切流体都是牛顿流体。×
2. 流体静压强的方向不一定垂直于受力面的内法线方向。× 3. 平衡流体等压面微分方程为Xdx?Ydy?Zdz?0 4. 过水断面都是平面。×
5. 实际流体圆管层流的平均流速是最大流速的一半。×
6. 在紊流状态下，能量损失包括流体层之间的内摩擦力损失和流体层之间相互混杂、能量交换而引起的附加损失。
7. 尼古拉茨试验的水力光滑管区阻力系数?与雷诺数Re无关。×
v28. 局部损失通用计算公式为 hj??
2g9. 只要流体流过的面积的大小和形状不变的过水断面，这种流动称为均匀流动。× 10. 在质量力只有重力作用下，实际流体微小流束的伯努利方程为
2v12p2v2 z1? × ??z2???2g?2gp1二、选择题（每题3分，共15分） 1．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．通过流量相等。 2． 比较在正常的工作条件下，作用水头H、直径d相等时，小孔出流量Ｑ和 圆柱形外管嘴出流量Ｑn
Ａ．Ｑ>Ｑn；Ｂ．Ｑ<Ｑn；Ｃ．Ｑ＝Ｑn。
3．变直径管，直径d1=320mm，d2=160mm，流速v1＝1.5m/s，v2为
A．3m/s ； B．4m/s ； C．6m/s ； D．9m/s 。 4．金属压力表的读数是
A. 绝对压强 ；B. 相对压强 ；C. 绝对压强加当地大气压强；D. 相对压强加当地大气压强。
5．水平放置的渐扩管，如果忽略水头损失，断面形心点的压强有以下关系
A．p1>p2 ；B．p1=p2 ；C．p1 黑龙江科技学院试题 第1套 课程名称：工程流体力学 命题人：徐文娟 共2 页 课程编号：030201 适用专业：机械01 教研室主任：王宪军 第2页 三、绘图题（对同一种液体绘出AB壁面上的相对压强分布图，5分） 四、计算题（20分） 如右图，求作用在直径D?2.4m ，长B?1m的圆柱上的总压力在水平及垂直方向的分力和压力中心。 五、计算题（10分） 由两根不同直径的管子与一渐变连接管组成的管路如右图所示，已知：DA?0.25m，pA?7.85?104Nm2； DB?0.50m，pB?4.91?104Nm2，流速vB?1.2m/s，h?1m。试判断流动方向，并计算A、B两断面之间的水头损失。 六、计算题（20分） 某供水系统中一水平供水管道，直径D?0.2m，拐弯处的弯角??45，管中断面1—1处的平均流速v1?4ms，压强为p1?9.8?104Pa，如右图所示，若不计弯管内的水头损失，求水流对弯管的作用力。 七、计算题（10分） 做沿程水头损失实验的管道，直径d?1.5cm，测量段长度?x?l?4m，??1000kgm3，??1.518?10?3Nsm2。试求： (1)当流量Q?0.03Ls时，管中的流态? (2)此时的沿程水头损失系数?=？ 黑龙江科技学院试题答案 第1套 课程名称：工程流体力学 命题人： 徐文娟 共4 页 课程编号：030201 适用专业：机01 教研室主任：王宪军 第1页 一、判断题（每题2分，共20分） 1. 一切流体都是牛顿流体。ⅹ 2．流体静压强的方向不一定垂直于受力面的内法线方向。ⅹ 3．平衡流体等压面微分方程为Xdx?Ydy?Zdz?0√ 4．过水断面都是平面。ⅹ 5．实际流体圆管层流的平均流速是最大流速的一半。√ 6．在紊流状态下，能量损失包括流体层之间的内摩擦力损失和流体层之间相互混杂、能量交换而引起的附加损失。√ 7．尼古拉茨试验的水力光滑管区阻力系数λ与雷诺数Re无关。ⅹ v28．局部损失通用计算公式为 hj?? √ 2g9．只要流体流过面积的大小和形状不变的过水断面，这种流动称为均匀流动。ⅹ 10．在质量力只有重力的作用下，实际流体微小流束的伯努力方程为 2v12p2v2 z1? ⅹ ??z2???2g?2gp1二、选择题（每题3分，共15分） 1．A 2．B 3．C 4．B 5．C 三、画图题（5分） 四、计算题（20分） 解： 1）水平分力 1?1?px??hcA???D??DL??9810??2.42?1?28252.8N (5分) 22??13LDJ12 其压力中心zD?zc?c?D?12?D?1.6m (10分) DZcA2LD32 黑龙江科技学院试题答案 第1套 课程名称：工程流体力学 命题人： 徐文娟 共4 页 课程编号：030201 适用专业：机01 教研室主任：王宪军 第2页 2）垂直分力 pz???D28L?9810???2.428?1?22198.6N（方向向上） (15分) 其压力中心x??y?D2?px28252.8??1.6?2.42???0.509m (20分) pz22198.6五、计算题（10分） 解：设液流由A→B，基准水平面为O—O，取A、B两断面，列总流的伯努利方程 z1?p1???1v122g?z2?p2??2?2v22g?hl （5分） 根据连续性方程vAAA?vBAB得vA?vBAB代入上式 (8分) AA代入数据得hl?3.1m水柱。因为hl?0,所以所设方向正确。即A→B （10分） 六、计算题（20分） 解：过水断面1—1和2—2的断面积、平均流速和压强分别用A1、v1、p1 和A2、 v2、p2表示，建立如图坐标系。 （2分）断面1—1和断面2—2所受压力分别为p1A1和p2A2，??管壁对流体的作用力为R。R可沿x、y轴分解为Rx、Ry，由于弯管是水平放置的，重力在x轴和y轴的投影等于零。总流的动量方程在x轴和y轴的投影为 ?x?Q2v2cos45??Q1v1?p1A1?p2A2cos45?Rx ?Q2v2sin45???p2A2sin45??Ry 即 Rx?p1A1?p2A2cos45???Q2v2cos45???Q1v1 （10分） Ry??Q2v2sin45??p2A2sin45? ?? 黑龙江科技学院试题答案 第1套 课程名称：工程流体力学 命题人： 徐文娟 共4 页 课程编号：030201 适用专业：机01 教研室主任：王宪军 第3页 根据题意可知 A1?A2?则 Q1?Q2?Q?A1v1??4D2 ?4由连续性方程可知，v1?v2?4m/s，同时，又由于弯管水平放置，且不计 ?0.22?4?0.126m3s （13分） 水头损失，则由总流的伯努利方程得到 （16分） p1?p2?1ata?9.8?104Nm2 ?2?42于是 p2A2?p1A1?p1D?9.8?10??0.2?3077N 44又 ??1000kgm3 将上述这些数值代入前面二式，可求出Rx、Ry，得 Rx?p1A1?p2A2cos45???Q2v2cos45???Q1v1 ?3077?3077?22?1000?0.126?4??1000?0.126?4?1049N 22Ry??Q2v2sin45??p2A2sin45? ?3077?22?1000?0.126?4??2532N 22?水流对弯管的作用力R?与R大小相等，方向相反，即Rx?1049N；Ry?2532N 最后得 ?R??Rx?Ry?2?2?10492?25322?2740.7N tan??RyRx???2532（20分）?2.41 ??67.5? 1049七、计算题（10分） 解：（1） 黑龙江科技学院试题答案 第1套 课程名称：工程流体力学 命题人： 徐文娟 共4 页 课程编号：030201 适用专业：机01 教研室主任：王宪军 第4页 v?Q?4?20.03?10?3 4?vd1000?0.16985?1.5?10?2Re???1678.35?2320(2000)?Rec?1.518?10?3所以管中流态为层流。 （6分） （2）??d??0.16985m/s?(1.5?10)?226464??0.03899 （10分） Re1671.144