工程流体力学试卷答案.docx

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1、工程流体力学考试试卷解答以下概念或问题（15分）1. 恒定流动2. 水力粗糙管3. 压强的表示方法4. 两流动力学相似条件5. 减弱水击强度的措施二 .填空（10分）1 .流体粘度的表示方法有（）粘度、（）粘度和（）粘度。2 .断面平均流速表达式V=（）;时均流速表达式=（）o3 .一两维流动y方向的速度为UV=,x,y）,在欧拉法中y方向的加速度为为二（）o4 .动量修正因数（系数）的定义式/=（）o5 .雷诺数（）,其物理意义为（）。三 .试推求直角坐标系下流体的连续性微分方程。（15分）四 .平面不可压缩流体流动的流速为t=/+2x-4y,j=-2xy-2y（20分）1. 检查流动是否连

2、续；2. 检查流动是否有旋；3. 求流场驻点位置；4.求流函数。五.水射流以20加S的速度从直径d=10W三的喷口射出，冲击一对称叶片，叶片角度6=45。，求：（20分）1. 当叶片不动时射流对叶片的冲击力；2. 当叶片以12ms的速度后退而喷口固定不动时，射流对叶片的冲击力。第（五）题图7.求如下图管路系统中的输水流量Qv9H=24,=2=3=4=100m，4=4=4=l加m，4=2（乂）加加，4=4=“4=2593=0.02,%=30。（20分）淳二人,4，2也。，44第（六）题图参考答案1 .流动参数不随时间变化的流动；2 .粘性底层小于壁面的绝对粗糙度（5A）;3 .绝对压强、计示压强

3、（相对压强、表压强）、真空度；4 .几何相似、运动相似、动力相似；5 .a）在水击发生处安放蓄能器；b）原管中速度匕设计的尽量小些;C）缓慢关闭；d）采用弹性管。1.动力粘度，运动粘度，相对粘度；UdAT5.f运动惯性力） 粘性力三.如图，在流场中取一固定的平行六面体空间，边长分别为公、dy.dz,中心A点之速度分量分别为匕、V、,、K,密度为夕。计算经力时间内流出、流入右、左侧面流体质量差值为：./dpdy.5Vdy.,.dpdy.Vvdyx,m、,=(P+XK+-dxdzdt-(P-)(V-)dxdzdty2y2y2y2叱(pVv)=(V+p-)dxdydzdt=-dxdydzdtyyy同

4、理可得：nv=ldxdydzdtxA(pV.)7L=-dxdydzdtz经力时间六面体内质量的变化量为Zntm,=(P+dt)dxdydzpdxdydzdt-dxdydzdtt由质量守恒原理，应有z11+znv+zw.=-Amf日nr(pVr)(pV.)5p,即v+-+-dxdydzdt=-dxdydzdtxyzt化简整理得:dppVx)(pvy)a(pvz)0txyz四.解(1)空=2x+2;空=一2九一2xyVV+-=2x+2-2x-2=0xy满足连续性方程。叽%;也=Txy1 VV八=(-)=-V+2O2 xy流动有旋。驻点条件：匕=X2+2x-4y=x(x+2)-4j=OVv=-2xy

5、-2y=-2y(x+1)=O由y=O代入解得：x=0;X=-2由工=-1代入解得：y=-4解得驻点：(0,0)(2,0);(1,)二点。4(4=Vv=X2+2x-4yy=X2y+Ixy-Iy2+f(x)孚=V=2xy+2y-f(x)=2xy+2yOX.(x)=0;/(x)=C;令其为0,那么：=x1y+Ixy-Iy2五.解:(1)歹心方向动量方程：-Fr=l.(-Vcos+V)/y=1000-0.12202(-+1)42=536KN射流对叶片冲击力为5.36&V,向右。(2)选动坐标系，歹h方向动量方程，采用相对速度，相对流量-Fx=cX-VCOSe-V)Fx=p-(V-u)(V-w)cos+

6、(V-U)=1000-x0.12(20-12)2(-+1)42=O.86KV射流对叶片冲击力为0.86KN,向右。六.解：列1-1,2-2断面能量方程72-t22g-d22gJ42g由并联管流特点:5/匕+5/匕=5片匕=5点匕（b）1d22gd32g阀2g联立（a）、（b）、（C）式并代入条件可解得V3=0.79V2V2=0.24V1V1=3SmISqv=J12V1=24103zn35工程流体力学考试试卷一 .名词解释（共10小题，每题3分，共30分）粘滞性；量纲和谐；质量力；微元控制体；稳态流动；动量损失厚度；水力当量直径；逆压力梯度；连续介质假说；淹深二 .选择题（共10小题，每题2分，

7、共20分）1 .液体粘度随温度的升高而，气体粘度随温度的升高而（）。A.减小，增大；B.增大，减小；C.减小，不变；D.减小，减小2 .等角速度旋转容器，半径为R,内盛有密度为P的液体，那么旋转前后容器底压强分布（）；A.相同；B.不相同；底部所受总压力（）OA.相等；B.不相等。3 .某点的真空度为65000Pa,当地大气压为0.1MPa,该点的绝对压强为：A.65000Pa;B.55000Pa;C.35000Pa;D.165000Pao4 .静止流体中任意形状平面壁上压力值等于一处静水压强与受压面积的乘积（）。A.受压面的中心；B.受压面的重心；C.受压面的形心；D.受压面的垂心；5 .粘

8、性流体静压水头线的沿流程变化的规律是（）。A.沿程下降B.沿程上升C.保持水平D.前三种情况都有可能。6 .流动有势的充分必要条件是（）oA.流动是无旋的；B.必须是平面流动；C.必须是无旋的平面流动；D.流线是直线的流动。7 .动力粘滞系数的单位是（）oANs/mB.Nsm2C.m2sD.m/s8 .雷诺实验中，由层流向紊流过渡的临界流速匕和由紊流向层流过渡的临界流速明之间的关系是（）。A.cVvcrB.vCr*C.%=%；D.不确定9 .在如下图的密闭容器上装有U形水银测压计,其中1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为：A.p=p2=p3;B.pp2p3;C.p1p2p3;D.p2p1

9、=p（-adx-gdz）积分得：好一。（以+班）+C（3分）在自由液面上，有：x=z=0；p=po（1分）得：C=po=0（1分）代入上式得：B点的压强为：入=-Qg(+z)=-9800(啜x(7.5)+(-LO)=Il270Nmll2gaBgyo分)自由液面方程为I：液面上PO=O)ax+gz=O(2分)即：,za0.98C1tan=一=O.IXg9.8=5045(2分)zj+2.水自压力容器稳定地流出。表压pM=1O.13x1O57V,h=3m。喷嘴直径4=50叫4=100mm假设不记管嘴内的液体和管嘴本身的重力，试求管嘴上螺栓群共受多大的拉力？（20分）解：。-2断面的伯努力方程为-+0+=0+Pg2g（3分）V2=2g（K比+）=29.81（10.33l0+3）=45.66m/sV（1分）tzd-V.匕一c,V.=11A2m/s4411分）1-2断面的伯努力方程为p+YL=YLPg2g2g（3分）p1=-（2-2）=（1954.4）=977.2枚/trr12（221（2分）Q=v-d;V,-d;=0.09m3/s43（1分）设喷嘴作用在控制体上的力为匕，利用动量定理，有IFr=PG（V2-V1）（3分）Q（%M（3分）px=pd；+pQ（