一、 选择/填空
1.当水的压强增加1个大气压时，水的密度约增大（ ）。 A. 1/20000； B. 1/10000； C. 1/4000； D. 1/2000 2.液体的粘性主要来源于液体（ ）。
A. 分子热运动； B. 分子间内聚力； C. 易变形性； D. 抗拒变形的能力。 3.静水中斜置平面壁的形心淹深hc与压力中心淹深hD的关系为hc（ ）hD。 A. 大于； B. 等于； C. 小于； D. 无规律。
4.绝对压强pabs、相对压强p、真空值pv、当地大气压强pa之间的关系是（ ）。 A. pabs=p+pv； B. pv=pa- pabs；C. pabs=pa-p；D. pabs=p-pa。
5.一盛水圆筒静止时水面为水平面，当圆筒以匀角速度绕中心轴旋转时，水面将变成（ ）。
A. 斜面； B. 曲面； C. 水平面； D. 以上都有可能。 6.文丘里管用于测量流量时的主要工作原理是（ ）。
A. 连续性方程； B. 运动方程； C.伯努利方程； D. 动量方程。 7.两根管径相同的圆管，以同样速度输送水和空气，不会出现（ ）情况。 A. 水管内为层流状态，气管内为湍流状态； B. 水管、气管内均为层流状态；
C. 水管内为湍流状态，气管内为层流状态； D. 水管、气管内均为湍流状态。
8.一定长度的圆管均匀流段，当允许的水头损失不变，而管径增大一倍时，流量增加幅度最大的是（ ）。
A. 层流流动； B. 湍流光滑区流动； C. 湍流过渡区流动； D. 湍流粗糙区流动。
9.上下游水池利用虹吸管引水，虹吸管输水时管内水流的压力（ ）。
A. 均为正压； B. 均为负压； C. 部分为正压，部分为负压； D.都有可能。 10.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。
11.当一个人情绪激动时，脸部常常涨得通红，这可以用泊肃叶定律解释。在人
情绪激动时，脸部丰富的毛细血管会扩张，假设每根毛细血管的直径增大一倍，按泊肃叶定律相应的流量将增大（ ）。
A.2倍 B.4倍 C.8倍 D.16倍。
12.按钝体扰流后部发生卡门涡街的原理，摩天大楼在大风中会发生由交替释放尾涡诱导的周期性摇摆运动，这种摇摆运动的方向应为（ ）。
A.与风的方向垂直； B.与风的方向平行； C.与风的方向倾斜； D.方向不定。
13.已知空气温度为0°C，气体流速为250m/s，气体的滞止声速为（ ）。
A.250m/s B.300m/s C.350m/s D.400m/s 14.
?u?ρ?p?ρ=0,=0,=0.2,=0则流动为（ ）。 ?t?t?t?pA.可压缩流动 B. 稳定流动 C. 不可压缩流动 D. 非稳定流动
15. 高尔夫球运动受到表面摩擦阻力和形状阻力两种阻力作用，现代高尔夫球表面做成许多凹坑，使得( )
A.两种阻力均减小
B.摩擦阻力减小，形状阻力增大 C.摩擦阻力增大，形状阻力减小 16. 非定常流动中,流线与迹线( )。
A.一定重合 B.一定不重合 C.特殊情况下可能重合 D.一定正交 17. 沿流线成立的伯努利方程得限制条件不包括( )。
A.不可压缩流体 B.无粘流体 C.定常流动 D.无旋流动 18. 圆管流动过流断面上的切应力分布应为哪一种( )。
A.过流断面上是常数 B.管轴处为零，且与半径成正比 C.管壁处为零，向管轴线形增大 D.抛物线分布
19. 工业管道的沿程阻力系数在湍流粗糙区随雷诺数增加而( )。
A.增大 B.减小 C.不变 D.均有可能
20. 静水中斜置平面壁的形心淹深hc与压力中心淹深hD的关系为hc（ ）hD。
A.大于 B.等于 C.小于 D.无规律
21. 一盛水圆筒静止时水面为水平面，当圆筒以匀角速度绕中心轴旋转时，水面将变成( )。
A.斜面 B.曲面 C.水平面 D.均有可能 22. 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 23. 流体微团的运动与刚体运动相比，多了( )一项。
A.平移 B.旋转 C.变形 D.加速 24. 按连续介质的概念，流体质点是指( )
A.流体的分子 B.流体内的固体颗粒 C.几何的点
D.几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 25. 静止流体中存在( )
A.压应力 B.压应力和拉应力 C.压应力和剪应力 D.压应力、拉应力和剪应力 26. 相对压强的起算基准是：( )
A.绝对真空 B.1个标准大气压 C.当地大气压 D.液面压强 27. 金属压力表的读值是 ( )
A.绝对压强 B.相对压强
C.绝对压强加当地大气压 D.相对压强加当地大气压。
28. 垂直放置的矩形平板挡水，水深3m，静水总压力P的作用点到水面的距离为( )
A.1.25m B.1.5m C.2m D.2.5m
r29. 用欧拉法表示流体质点的加速度a等于（ ）
rrrrrrdr?u?urA.2 B. C.(u??)u D.+(u??)u dt?t?t230. 均匀流是（ ）
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.合加速度为零
31. 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
32. 等直径水管，A-A为过流断面，B-B为水平面，1、2、3、4为面上各点，各点的流动参数有以下关系（ ）
A.p1=p2 B.p3=p4 C.z1+33.\t\r ?伯努利方程中z+!\+
!
!!!!!
pp1pp=z2+2 D.z3+3=z4+4 ρgρgρgρg表示（ ）
A.单位重量流体具有的机械能 B.单位质量流体具有的机械能 C.单位体积流体具有的机械能 D.通过过流断面流体的总机械能。 34.\t\r ?水平放置的渐扩管，如忽略水头损失，断面形心点的压强，有以下关系（ ）
A.p1 >p2 B. p1 =p2 C. p1 35. 速度v，长度l，重力加速度g的无量纲集合是（ ） lvvv2lA. B. C. D. gglgvgl36. 速度v，密度ρ，压强p的无量纲集合是（ ） A. ρpv B. ρvp C. pv2ρ D. p 2ρv37. 速度v，长度l，时间t的无量纲集合是（ ） vtllA. B. C.2 D. ltvlvtvt38. 压强差Vp，密度ρ，长度l，流量Q的无量纲集合是（ ） A. ρQVpl2 B. ρlVpQ2 C. VplQρ D. ρQVpl2 39. 图示两根完全相同的长管道，只是安装高度不同，两管的流量关系是（ ） \t\r ? A.Q1 40. 并联管道1、2，两管的直径相同，沿程阻力系数相同，长度l2=3l1，通过的流量为（ ） \t\r ? A.Q1=Q2 B.Q1=1.5Q2 C.Q1=1.73Q2 D.Q1=3Q2。 41. 并联管道1、2、3，A、B之间的水头损失是（ ） \t\r ? A.hfAB=hf1+hf2+hf3 B.hfAB=hf1+hf2 C.hfAB=hf2+hf3 D.hfAB=hf1=hf2=hf3。 42. 气体不同气体中的音速 （相同，不相同）。对于同一种气体，绝对温度越高，则音速 （越大，越小）。流速相等的气流，其马赫数 （相等，未必相等）。 43. 定压下，蓄热室中空气自200℃加热到400℃，体积增大了 倍。 44. 对渐缩喷管，当出口流速达到音速时，若降低外界压力出口流量 ；若提高原始压力出口流量 。(增大, 减小, 不变) 45. 水的自由液面下3m深处的绝对压强为 ；表压强为 。液面上为大气压强(101325Pa)。 46. 状态方程PV=RT之R为气体常数，它随气体种类不同而不同， 温度和压力而变化。（也随，不随） 47. Fr准数的表达式为 ；物理意义为 。 48. 欧拉数的表达式为 ；其物理意义是 。 49. 绕流平板流动，当平板平行置于流场中， 边界层分离，但当平板与来流速度方向垂直放置时，在平板的两端 边界层分离现象。（会产生，不产生）。 50. 水的自由液面下5m深处的表压强为 。 51. 相对压强是指该点的绝对气压与 的差值。(标准大气压；当地大气压；真空压强；工程大气压) 52. 对于潜体，若浮心与重心重合，称为 平衡；浮心在重心之上，称为 平衡；浮心在重心之下，称为 平衡。(稳定, 不稳定, 随遇) 53. 当一个人情绪激动时，脸部常常涨得通红，这可以用泊肃叶定律解释。在人情绪激动时，脸部丰富的毛细血管会扩张，假设每根毛细血管的直径增大一倍，按泊肃叶定律相应的流量将增大 倍。 54. 雷诺数的表达式为 ；其物理意义是 。 55. 已经温度为300K声音在一理想气体中速度为300m/s, 现问在400K时，声速为 。 56. 在对流层中，已知一点温度为300K，压强为100 kPa，而另一点的温度测得为250K，请问此点的压强为 。 57. 湍流边界层中，粘性底层速度为 ，在湍流核心区，速度为 。(线性分布,对数分布，指数分布) 58. 先扩张后收缩的喷管称为 。 二、 判断题 59.（ ）流动过程中，只要Re＞2300，则流动为湍流。 60.（ ）绕流平板流动，边界层肯定不会分离。 61.（ ）在湍流粗糙管流动的情况下，流体的摩擦阻力与速度的平方成正比。 62.（ ）当压力体与液体位于曲壁同侧时，压力体取正，表示垂直分力方向向下。 63.（ ）在模型实验研究中，只要流动处在同一自模化区，就不必严格要求原、模型的Re准数相等。 64.（ ）气体通过收缩喷管流出时，出口压力始终与外界压力相等。 65.（ ）潜体平衡时重心位于浮心上方，则潜体处于稳定平衡。 dv66.（ ）若流体为稳定流动，则=0。 dt67.（ ）潜体平衡时重心位于浮心上方，则潜体处于随遇平衡。 68.（ ）当很小的切应力作用于流体时，流体是否流动还需要看其它条件； 69.（ ）圆管断面直径由d1突然扩大为d2，若将一次扩大改为两级扩大，则该扩大的局部水头损失将减小； 70.（ ）在湍流过渡区，工业管道的摩擦阻力系数随雷诺数增加而增大； 71.（ ）边界层内流动的特点之一是粘性力比惯性力重要； 72.（ ）可压缩流体以超声速流过收缩管道时，随着面积的减小流速减小。 73.（ ）当很小的切应力作用于流体时，流体不一定会流动； 74.（ ）理想流体就是粘性为常数的流体； 75.（ ）边界层流态从层流转变为湍流后，厚度将明显增加； 76.（ ）在正激波前后，空气速度不变。 77.（ ）激波速度与声速相同。 78.（ ）气体等熵流中总温，总压无均不变，由完全气体状态方程，总密度也不变。 79.（ ）对于一维定常等熵流动，当流速达到声速时，所在截面不是最大就是最小。 80.（ ）先扩张后收缩的喷管称为拉伐尔喷管。 81.（ ）湍流边界层中，粘性底层速度为线性分布，在湍流核心区，速度为对数分布。 82.（ ）在实际的工程长管线中，入口段非常重要，不可以全长按充分发展流动处理。 83.（ ）在大气同温层中，温度随高度长高而降低。 84.（ ）一个热力学系统，其熵不会减小。 85.（ ）运用Π定理，可以减小一物理问题中的未知物理变量。 86.（ ）对渐缩喷管，当出口流速达到音速时，若降低外界压力出口流量将增大。 87.（ ）对于同一种气体。绝对温度越高，则音速越小。 88.（ ）相对压强是指该点的绝对气压与工程大气压的差值 89.（ ）由于流过激波的流动参数发生突变，过程是不可逆的，有熵增，所以热力学第二定律不适用。 90.（ ）对于潜体，若浮心与重心重合，称为稳定平衡。 三、简答题 1. 简述描述流体运动的两种方法，(a)拉格朗日法(b)欧拉法。 2. 分别说明气体和液体的粘度与温度的关系及原因。 3. 写出牛顿粘性定律的表达式，指出各符号代表的变量及单位，说明什么是牛顿流体？ 4. 均质不可压缩流体的纳维-斯托克斯方程为：?????!??,试写出式中各项的物理意义。 5. 如下图所示水箱，在侧壁孔径为d的圆孔上，拟分别接上内径为d的三种出流装置，请把这三种装置的出流量Q按大小顺序排列并说明这样排列的理由(弯管处的局部损失很小)。 !!!! +??????=????????+ 6. 写出理想流体元流伯努利方程及式中各项的几何意义。 7. 定性绘制出如下图所示管路的总水头线和测压管水头线(要求在图中表示出水力坡度和流速水头的相对大小)。 \t\r ? 8. 何谓沿程阻力和局部阻力 9. 试述湍流三个不同流区摩阻系数的影响因素及其形成原因 (5分) 10.什么是边界层，边界层发生分离的原因和条件是什么？ 11.试讨论边界层的物理意义及其工程实践意义。 12.试阐述边界层位移厚度的物理意义。 13.解释说明如何应用拉伐尔喷管将静止高压气体加速到超声速。 14.粘性 15.层流底层 16.何谓零压面、基准面，它们能否自由选取？为什么？ 17.自由沉降速度 18.沿流线的伯努利方程成立的限制条件是什么？ 沿总流的伯努利方程成立的限制条件是什么？ 19.简述孔板流量计和毕托管来测量流速的原理。 20.绘制题图中AB面上的压强分布图。\t\r ? \t\r ? 21.牛顿流体 22.理想流体 23.流线 24.定常流体 25.不可压缩流体 四、计算题 1. 如图所示，水由喷嘴射出，已知流量Q=0.4m3/s，主管直径D=0.4m/s，喷口直径d=0.1m，水头损失不计，求水流作用在喷嘴上的力。 题1 2. 一圆锥体绕其中心轴作等角速度旋转ω=16rad/s，锥体与固定壁面间的距离 δ=1mm，用μ=0.1Pa?s的润滑油充满间隙，锥底半径R=0.3m，高H=0.5m。求作用于圆锥体的阻力矩。 题2 3. 如图所示，为测定一阀门的局部阻力系数，在阀门的上、下游装设了三个测压管，其间距分别为：L1=2m，L2=3m，若直径d=50mm, 静压管水液面的高度分别为：h1=1.8m, h2=1.3m, h3=0.3m,流速v=4m/s,求阀门的局部阻力系数ξ值为多少？(ρ=1000kg/m3)（14分） 题3 4. 已知容器中空气的p0=160kPa，ρ0=1.69kg/m3，T0=330K。容器上渐缩喷管出口环境压强pb=100kPa，喷管出口面积Ae=19.6cm2。求求 (1)喷管出口速度υe以及质量流量； (2)如果容器中p0=250kPa，T0=330K 时，出口速度υe以及质量流量。 5. 管径d=50mm的一根水管，为确定摩擦阻力损失，在安装前用空气做试验。在t=20oC的情况下，空气的运动粘性系数η1=15.6×10-6m2/s，水的运动粘性系数η2=1.1×10-6m2/s，空气的密度ρ1=1.116kg/m3，试求： (1)若水管内水流速度为2.5m/s，在实验时为保持相似，空气的流速应为多大？ (2)在用空气做实验时，测得阻力损失为?P=8.14×10-3MPa，问输水管内水在2.5m/s得流速下流动，阻力损失为多大？ 6. 如图，一变直径管道，dA=0.2m，dB=0.4m，高差H=1.0m，现测得pA=68.6kPa，pB=39.2kPa。若流体体积流量qv=0.2m/s，试判断流体在管道中的流向。(ρ=1000kg/m3) 题6 7. 已知：空气在一喷管内作定常等熵流动。设截面1的状态参数为Ma1=0.4，T1=300k，p1=600kPa(绝)，A1=0.001m2；若截面2的状态参数仅知Ma2=0.9，A2=0.00063m2。 求：截面1和2上的其它状态参数与流速。 8. 测定水管阀门的局部阻力系数，拟用同一管道通过空气的办法进行，水和空气的温度均为20℃，管路直径d=50mm，水速v=2.5m/s时空气流速应为多大？通过空气时测得的压差应扩大多少倍方为通过水时的压差？ 已知： 20℃空气 ρ=1.2kg/m3 υ=15.06×10-6m2/s 3-62 20℃水 ρ=1000kg/m υ=1×10m/s 9. 已知一渐缩管喉部面积为6cm2，管内空气的p0=120kPa，T0=400K，假定k=1.4。试求： (1)当渐缩喷管出口环境压强pb=90kPa时的出口压力和质量流量； (2)当渐缩喷管出口环境压强pb=45kPa时的出口压力和质量流量。 10. 在一直径d=0.4m，高度H=0.6m的开口圆筒中，静止水位高度h1=0.4m。圆筒匀速旋转时，试确定： (1) 液面边缘正好达到圆筒边缘时的每分钟转速n1； (2) 液面最低点碰到圆筒底部时的转速n2； (3) 在经历情况 (2) 后，圆筒停止下来时的水位高度h2。 \t\r ? 11. 有一盛水桶(如下图所示)，桶底有一圆孔，半径为0.4m，孔被一圆锥台塞子塞住。塞子顶上水深H=5m，其它尺寸如图所示，求作用在该塞子上的静水总压力(圆锥台的体积为V=πh/3· (R2+r2+Rr) ) 题11 12. 为测定90o弯头的局部阻力系数ζ，可采用如下图所示的装置。已知AB段管长L=10m，管径d=50mm，λ=0.03。实测数据为：(1)AB两段面测压管水头差⊿h=0.629m；(2)经2min流入水箱的水量为0.329m3。求弯头的局部阻力系数ζ。 题12 13. 天然气在水平管道内以平均流速V1=20m/s，的速度流动，为了测定沿管道的压降，用水进行模型实验，取长度比例尺c1=1/10，试确定：（1）为保证流动相似，模型内水的流速应等于多少？（2）若测得模型每0.1m管长的压降⊿p2=1000Pa，则天然气管道每米管长的压降⊿p1等于多少?（已知天然气的密度ρ1=1.86kg/m3，运动粘度ν1=1.3×10-5m2/s，水的密度ρ2=998kg/m3，运动粘度ν2=1.0×10-6m2/s。） 14. 对某涡轮喷气发动机进行试验时，收缩喷管进口处燃气为滞止状态，测得压强p0=2.3×105N/m2，温度t0==655oC，燃气的绝热指数γ=1.33，气体常数R=287N·m/(kg·k)，喷管出口截面积Ae=0.1675m2，喷管外为大气压强pb=9.81×104N/m2，求喷管出口截面处的流速ve和压强pe以及通过喷管的燃气流量qm。 15. 如图所示，一平板在油中滑动（粘性0.29 kg/(m s)）。假设V=3m/s, 高度 h=0.02m. 计算平板处的切应力。 题15 16. U型管常用来测量流体体流过一装置的压力损失（如图）。设已知两种液体的密度及U型管中的液面高度差h, 给出计算（a）与（b）两点压力差的计算公式：Pa - Pb = ? 题16 17. 在典型的不可压缩粘性流体的流动中，流体作用力F（如船舶螺旋桨推力）与流体密度??，速度V，特征长度L，流体粘度??，重力加速度g，压强差???，角速度??等7个物理量有关。请用量纲分析方法推导相应的Π数方程式（取??,V,L为基本量）。 \t\r ? 18. 流体流过一收缩型的通道，如图所示。假设在（1）截面处（沿截面速度相同）测得速度为1m/s，在（2）截面处测得速度为3m/s。现知（1）与（2）截面之间的距离为0.1m。据此估计（说明：只需根据条件估计合理数值），流体流过如图所示通道时，加速度如何？（提示：a=dv/dt，即在一定时间内速度的变化）。 题18 19. 均匀来流平行流过一平板（如图），贴近平板将形成边界层。图中2为流线，y=δ 为边界层的厚度，即y>δ 部分的流动可视为均匀流动。又假设整个流场压力分布均匀（即忽略其微小变化）。现要求运用控制体（即图中连接四点(0,0), (0,L),(L, δ),(0,y)的四条线1，2，3，4围成）的动量积分方法，来分析板上受到的阻力。其一步，运用流量守恒，给出高度h与来流速度U0，边界层厚度δ，及 速度u(y)的关系。 题19 \t\r ? 20. 根据泊肃叶定律计算。某石油输送管线两泵站之间，原来使用直径为1m的管道，现用直径为0.5m的管道替代，如果用4根管道替代，则过流断面积与原来相同，则输送流量有何变化？若保持输送流量不变，需几条管道并用？ 21. 分别从力学和能量的角度解释马赫数的物理意义。当流动为亚声速流动时，马赫数的范围是多少？ 声速是标志流体压缩的一个重要参数，试说明声速与流体压缩之间的关系？ 22. 如图为装满液体的密封容器，上部气压表读数为p0=27457Pa。在侧壁B点处装U形水银测压计（左支管内充满容器内液体），（1）若容器内装的是水，并已知h1=0.3m，h3=0.2m，试求容器内液面高hB；（2）若容器内装的是未知密度的液体，在A点处装一个U形水银测压计，已知h2=0.25m，两U形管左支管水银面高度差H=0.68m，试求液体密度ρ。 题22 23. 如图，为测量水管中流速，在管壁和轴线上安装U形管测压计。水管直径d=50cm，U形管内液体的密度为ρ1=800kg/m3,液位差为Δh=30cm，试求轴线上 的速度V。 题23 24. 利用微元体方法推导直角坐标系下三维流体连续性微分方程。 25. 两无限大平行平板，保持两板的间距δ=0.2 mm。板间充满锭子油，粘度为μ=0.01Pa﹒s，密度为ρ =800 kg/m3。设下板固定，上板以U=0.5 m/s的速度滑移，油内沿板垂直方向y的速度u(y)为线性分布，试求： （1）锭子油的运动粘度υ； （2）上下板的粘性切应力τ1，τ2。 26. 如图所示，一圆锥形收缩喷管。长为36 cm，底部与顶部直径分别为d0=9 cm，d3=3 cm，恒定流量Q=0.02 m3/s。按一维流动试求图示4个截面A0，A1，A2，A3上的加速度。 题26 27. 如图为带顶杯的差压计，当Δp= p1—p2=812 Pa时，A，B杯中的液面处于同一高度，设 ρ1=880 kg/m3, ρ 2=2950 kg/m3,试求U型管内液位差h。 题27 28. 如图所示用复式水银测压计测量容器中水面上的压强p0，已知h=2.5m，h1=0.9m，h2=2.0m，h3=0.7m，h4=1.8m，其中h2与h3之间是水，试求p0？ 题28 29. 集流器通过离心式风机从大气中吸取空气，在d=200mm的流通管上接单管测压计到一个水槽内，如图4所示。若水面上升高度为h=250mm，试求集流器中的空气流量Q，空气密度为ρ=1.29kg/m3。 题29