一、名词解释(共5题,每题4分,共20分)1.连续介质2.流线3.长管4.水跃5.水击 二、 简答题(共5题,每题10分,共50分)1.温度对流体粘性系数有何影响?原因何在?
2.写出总流伯努里方程,解释各项及方程的物理意义。 3.长度比尺为40的船舶模型实验,测得船速为1.2m/s时模型受到的波浪阻力为0.03N,试求原型船速和原型船舶所受到的波浪阻力(以重力作用为主)。
4.利用圆管层流,水力光滑区和粗糙区这三个公式,论证在层流中,光滑区,粗糙区
。 5.简述明渠均匀流发生的条件和特征。
三、 计算题(共5题,每题16分 1.半径为a的小球在黏度很大的不可压缩牛顿流体中下落,证明其最终速度为ρ、μ是流体的密度和黏度,ρs是小球的密度。
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2. 水箱侧壁开一圆形薄壁孔口,直径d=5cm,水面恒定,孔口中心到水面的高度H=4m。已知孔口的流速系数,收缩系数,
求孔口出流收缩断面的流速vc、流量Q和水头损失hm 。 3.梯形断面明渠,已知流量Q=2m3/s,底坡i=0.0016,边坡系数m=1.5,粗糙系数n=0.02,若允许流速[v]max=1.0m/s,求梯形断面的底宽b和水深h 。 4.消防水管直径D=0.15m,喷嘴出口直径d=0.03m,设计流量Q=0.03m3/s。喷嘴和管路用法兰盘连接并用螺栓固定。不计水头损失,求螺栓所受的总拉力。
5.图示串联供水管路,各段管长l1=350m,l2=300m,l3=200m;管径d1=300mm,d2=200mm,d3=100mm;沿程阻力系数
;节点流量q1=100 l/s,q2=60 l/s,q3=30 l/s ;末端所需自由水头为25m,求水塔的供水高度H。
一、填空 (每空3分,共45分)1.随着温度的升高,液体的粘度m(),气体的粘度m()。
2.一封闭容器,水表面上气体的真空值pv=49.05 kPa,水深1.5m处的相对压强为()。在水面下()米处的相对压强为零。 3.渐变流过流断面上,流体的压强按()分布。 4.用欧拉法描述流体质点沿x方向的加速度为()。
5.圆管均匀流的切应力在管壁处t =t0,在管轴的t =();从管轴到管壁呈()变化。若水流在d=200mm,l=1m的管中损失1cm水头,则在距管壁d/4处的t =()。
6.要实现有压管路流动的动力相似,应选择()相似准则;速度u、长度l、流体运动粘度v的无量纲组合是()。
7.圆柱形外管嘴的最大许可作用水头H=(),作为管嘴的条件l=()。
8.有两根长度和断面尺寸相同的支管并联,如果在支管2中加一调节阀,则两支管的水头损失()。 9.流速场的流函数y=3x2y-y3,旋转角速度为()。
二、简述下列各题(每题6分,共24分)1.能量方程及其物理意义是什么? 2.1904年L.普朗特提出的附面层概念指的是什么?它对流体力学的研究有何意义?
3.原型n与模型m力学相似的充要条件是什么?要实现有压管流的动力相似,应选择的相似准则是什么? 4.紊流过渡区向阻力平方区过渡时,粘性底层厚度将发生什么变化?两种切应力将发生什么变化?
三、如图1所示,已知h1=h2=1m,Δh2=16cm,g1=0.8′g2=0.8′9800 N/m3,g3=13.6g2 。试求p及Δh1 。(15分)
四、隔水墙(图2)的倾角a = 45°,宽b = 1m,墙的一部分为圆柱面AB,其半径水总压力的分力Px和Pz大小。(17分)
m,弧面上端点A所在水深h1=1m,试求曲面所受静
五、有一水平放置的变径90°弯管,已知:d1 = 100mm,d2 = 40mm,p1 = 0.2 at,水银柱高Δh =10cm,Δz =26cm, 不计水头损失。(图3)求:水流对弯管的推力F。(17分)
六、图4所示,两水池的水位差H=24m,l1=l2=l3=l4=100m,d1=d2=d4=100mm,d3=200mm,沿程阻力系数l1=l2=l4=0.025,l3=0.02,除阀门(z=30)外,其它局部阻力忽略。求管路中的流量Q。(17分)
七、压缩空气从气罐进入管道,已知气罐中的绝对压强p0=7个大气压,t0=70°C,气罐出口处M=0.6,试求气罐出口处的速度、温度、压强和密度。(15分)