工程流体力学试题（四）

工程流体力学 试题 中考模拟试题doc幼小衔接 数学试题 下载云南高中历年会考数学试题下载N4真题下载党史题库下载 （四） 哈工大2008年秋季学期 (A) 题号 一 二 三 四 五 六 总分 分数 30 1．粘性及粘性的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示方法 产生阻抗流体层间相对运动的内摩擦力的这种流体的性质。 三种表示方法：绝对粘度、相对粘度、运动粘度 2．流线与迹线 流线：某瞬时流场中的一条空间曲线，该瞬时曲线上的点的速度与该曲线相切。 迹线：流体微元的运动轨迹。 3．断面平均流速与时间平均流速 vdA,qVA,,VAA断面平均流速： T1时间平均流速： v,vdt,0T 4．层流与紊流 层流：定向有规律的流动 紊流：非定向混杂的流动 5．流体连续介质模型 以流体微元这一模型来代替实际由分子组成的结构，流体微元具有足够数量的分子，连续充 满它所占据的空间，彼此间无间隙，这就是连续介质模型。 6．恒定与非恒定流动 流体运动的运动参数在每一时刻都不随时间发生变化，则这种流动为恒定流动；流体运动的 参数在每一时刻都随时间发生变化，则这种流动为非恒定流动。 二．推导直角坐标系中的连续性微分方程。（10分） dx,dy,dz在空间流场中取一固定的平行六面体微小空间，边长为，所取坐标如图所示。 中心为点v,v,vA(x,y,z),(x,y,z,t)，该点速度为，密度为，计算在时间内流入、dtxyz 1 6 流出该六面体的流体质量。 首先讨论沿方向的质量变化。由于速度和密试 题： 班号： 姓名： y 度是坐标的连续函数，因此由而流入的质量abcd为： ,,(v)，，1y ,vdydxdzdt,,y,2,y，， 由面流出的质量为 efgh ,,(v)，，1y ,vdydxdzdt，,y,2,y，， 因此，在时间内，自垂直于轴的两个面流出、流入的流体质量差为： ydt ,v,()ymdxdydzdt ,,yy, 同样道理可得时间内，分别垂直于轴的平面流出、流入的流体质量差为： x,zdt ,(),vx,m,dxdydzdt x,x ,(),vz,m,dxdydzdt z,z 因此，在时间内流出、流入整个六面体的流体质量差为 dt ,(,v)，，,,(v),,(v)yxz mmmdxdydzdt,，,，,,，，xyz,,,x,y,z，， 对于可压缩流体，在时间内，密度也将发生变化，流体密度的变化同样引起六面体内流体质dt ,,量的改变。以,m表示质量随时间的增量，设时刻流体密度为，时刻流体密度为,，dt，,t，dttt,t 则 ,, ,m,dxdydzdt t,t 由质量守恒条件知 ,m，,m，,m,,,m（注意正负号） xyzt故有 2 6 (,v),，，(,),v(),,v,,yxz试 题： 班号： 姓名： dxdydzdtdxdydzdt，，,,,,xyzt,,,,，， 整理得 ,,(v),,,,(v),(v),yxz，，，,0 ,t,x,y,z 即为直角坐标系下的连续性微分方程 三．由粘性流体微小流束的伯努利方程推导出总流的伯努利方程。（15分） 如图：1-1和2-2断面为两个缓变的过流断面，任取一个 微小流束，当粘性流体恒定流动且质量力只有重力作用时，i 对微小流束的1-1和2-2断面伯努利方程，得单位重力流体的 总能量： 22pvpv'1122iiii单位时间z，，,z，，，h12iiWgggg,2,2 内流过微小流束过流断面1-1和2-2流体的总能量为： 22pvpv'1i1i2i2i (z，，)vdA,g,(z，，，h)vdA,g1i1i1i2iW2i2i,g2g,g2g 单位时间内总流流经过流断面1-1和2-2流体的总能量为 22pvpv'1i1i2i2i (z，，)v,gdA,(z，，)v,gdA，hv,gdA1i1i1i2i2i2iW2i2i,,,AAA122,g2g,g2g p前面讲过在缓变过流断面上，所有各点压强分布遵循静压强的分布规律：z，,C，因此在所取,g 的过流断面为缓变流动的条件下，积分 ppp(z，),gvdA,(z，),gdq,(z，),gq （1） VV,,AqV,g,g,g若以平均流速计算单位时间内通过过流断面的流体动能： V 22,vV,gvdA,,gq （2） V,Agg22 '''单位时间内流体克服摩擦阻力消耗的能量hhvd,gA,h,gdq中，为一无规律变化WW2i2iWV2,,Aq2V2 的值，但可令 3 6 'hgdq,2WV,q试 题： 班号： 姓名： V2 （3） ,hWgq,V 将（1）（2）（3）代入上式，并且已知不可压流体，流量连续，得： 22p,Vp,V111222 (z，，),gq,(z，，),gq，h,gq12VVWV,g2g,g2g等式两边同除,gq，得到重力作用下不可压缩粘性流体恒定总流的伯努利方程： V 22,,pVpV111222 z，，,z，，，h12W,,g2gg2g四．推导静止流体对平面壁的作用力计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 。（15分） ,为一块面积为的任意形状的平板，与液体表面呈角放置，液体内部的压强取相对压强。 Aab 作用在微分面积上的压力： dA dF,pdA,,ghdA,,g(ysin,)dA p 作用在平面ab上的总压力： F,dF,,gsin,ydApp,,AA 由工程力学知： ydA,yAc,A 为受压面面积A对OX轴的静矩 再由h,ysin,p,p,,gh， cccac 故 F,,g(ysin,)A,(p,p)A,ghA, pCcac 即静止液体作用在平面上的总压力等于受压面面积与 其形心处的相对压强的乘积。 五．如图，盛水容器以转速绕垂n,450r/min直轴旋转。容器尺寸，，D,400mmd,200mmh,350mmh，h,520mm，水面高，活塞质量212 m,50kg，不计活塞与侧壁的摩擦，求螺栓组 、所受的力。（15分） AB 22,r,z2g将坐标原点C取在液面处，则液面方程 4 6 p0O设液面上点处压强为，则 试 题： 班号： 姓名： 22d/2,,r(p，)2,rdr,mg0,02 则 224mg,,,,(d/2),p024,r 求螺栓组A受力： dr在上盖半径为r处取宽度为的环形面积，该处压强为 22,rp,p，(h，),g012g 上盖所受总压力为 22D/2D/2,rF,,p,2rdr,(p，(h，,)g),2,rdr,3723N P101,,d/2d/22g 方向垂直向上。 螺栓组B受力： 下底r处压强为 22,rp,p，(h，h，),g0122g 下底受总作用力： 22D/2D/2,r F,,p,2rdr,(p，(h，h，,)g),2,rdr,4697N P2012,,002g 方向垂直向下。 六．将一平板深入水的自由射流内，垂直于射流 的轴线。该平板截去射流流量的一部分q，引V1起射流剩余部分偏转角度,。已知射流流速 ,33q,36，10m/s，全部流量，截去流V,30m/sV ,33量q,12，10m/s,。求偏角及平板受力。（15FV 分） 取控制体如图，对I-I和1-1列伯努利方程得 5 6 V,V,V12 试 题： 班号： 姓名： 由动量守恒（取动量修正系数均为1） Vsin,q,Vq,0V2V1 Vq1V1,,,sinVq2V2所以 ,,30:故有 在水平方向列动量方程 ,R,,q,Vcos,,,qV,456.46(N) V2V 6 6