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试卷
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（AB卷）学年第学期课程名称：流体力学一、判断
题
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（20分）1.流体质点只有质量没有大小。（F）2,温度升高液体的
表
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面张力系数增大。（F）.液滴内的压强比大气压小。（F）.声音传播过程是一个等嫡过程。（T）.马赫线是超音速流动中被扰动和未扰动区域的分界线。（T）.一般情况下当马赫数小于2/3时可以忽略气体的压缩性（F）.超音速气流在收缩管道中作加速运动。（F）.定常流动中，流体运动的加速度为零。（F）.气体的粘性随温度的升高而增大。（T）.牛顿流体的粘性切应力与速度梯度，即角变形速率成正比。（T）.理想流体定常流动，流线与等势线重合。（F）.应用总流伯努利方程解题时，两个断面间一定是缓变流，方程才成立。（F）.雷诺数是表征重力与惯性力的比值。（F）.静止的流体中任意一点的各个方向的压强值均相等。（T）.大气层中的压强与密度、温度的变化有关而且受季节、气候等因素的影响。（T）.压力体的体积表示一个数学积分，压力体内一定有流体。（F）总分—二三四五六七八九十.不可压缩流体的有旋流动由于存在速度势和流
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，故又称为位势流动。（F）.如果流场中若干流体微团无绕自身轴线旋转运动，刚称为无旋流动。（F）.如果任一条封闭曲线上的速度环量皆为零，则此区域内的流动必为无旋流动。（T）.不可压缩流体在位势流场中，任意曲线上的速度环量等于曲线两端点上速度势函数值之差，而与曲线形状无关。（T）二、填空题（10分）.在欧拉坐标系中，流体的加速度包括时变加速度和位变加速度两部分,如果流场中时变加速度为零，则称流动为定常流动、否则流动称为非定常流动。.雷诺实验揭示了流体流动存在层流和紊流两种流态,并可用雷诺数来判别流态，管道流动的临界雷诺数为2320。.已知三维流场的速度分布为：u2yt,v4x,w0,试求t=0时亥lj,经过点（1,1）的流线方程2x2y21；点（1,1）处的加速度为98i。.平面流动速度分布为：uax2y2,vxyby,如果流体不可压缩，试求a=；b=0。.子弹在15摄氏度的大气中飞行，如果子弹头部的马赫角为45度，子弹的飞行速度为481m/s。三、简答题（15分，每小题5分）：.试说明伯努利方程成立的条件。理想流体；不可压缩；质量力只有重力；定常流动；方程沿流线成立。.简述势函数和流函数的性质。势函数：调和函数，任一曲线的速度环量为两端点势函数之差；流函数：满足连续性方程；调和函数；任两条曲线间的流量等于流函数之差；.简述水力光滑管与水力粗糙管的含义。粘性底层的厚度，管壁的绝对粗糙度，如果>,说明管壁的粗糙度对水流的阻力影响很小为水力光滑管，反之为水力粗糙管。三、计算题（40分，每小题10分）：.若作用在圆球上的阻力F与球在流体中的运动速度V、球的直径D及流体的密度和动力粘度有关，试利用布金汉定理求无量纲数。（10分）解：本问题的物理量共有5个，n=5,基本量纲为ML、T,即m=3（2）写出5个物理量的量纲（2分）正确选取循环量（2分）组合并求出无量纲数11（2分）v2d2组合并求出无量纲数22——（2分）VD.不可压缩流体平面势流，ax2by2,已知在点（2,）处的流速u4m/s,v3m/s,求流函数和在点（1,1）处的流速。（10分）解：u一2ax,v-2by,解得a1,b1（4分）xx（C为常数）（4分）3.弧形闸门，中心角45°,宽度B=1m如下图所示，水深H=4m确定水作用于此闸门上的总压力P的大小和方向。（10分）解：RH^—4x2m;（1分）sin（4分）；（4分）；总压力大小为，方向与竖直方向夹角度。4.粘度仪是测量液体粘性系数的仪器，它是由如下图所示的两个同心薄壁圆筒组成，外筒半径为R=100mm内筒半径为r=99mm筒高1m,两筒之间的间隙为1mm外筒转速为=20rad/s,当间隙内充满某种润滑油时，若已知润滑油的粘性系数0.78Ns/m2,求内筒所受扭矩M解：r/（1）M12R2⑵Ro1M202r2dr"R4（4）MM1M2解得：M100.4Nm（3）代入在点（1,1）处的流速为u2m/s,v2m/s（2分）5.水泵装置如图。水泵安装高度h=2.5m,高低水池液面（面积足够大）高差Z=20m,吸水管管径Di=0.2m,长度li=5m,沿程阻力系数为，总局部水头损失系数为5;压水管的直径6=0.15m,l2=50m沿程阻力系数为，压管总的局部水头损失系数为6,测得水泵出口处的表压P—Pa=2xi05Pa.试求：①水泵输水量Q和②水泵的功率（水泵的功率系数为）。（15分）22PV2Pa12V2一一Z——（2一2）一g2ggd22g解：2-2和3-3应用总流的伯努力方程：（6分）解得，V21.95m/s（2分）（2分）（5分）d23QV2—20.034m/s4PgQ（zhw）/9.88KW
浙公网安备 33021202002483