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工程流体力学考试试卷解答下列概念或问题（15分）填空（10分）粘度。

加速度为a y =（ ）。

已知平面不可压缩流体流动的流速为x x 2 2x 4y ,2xy 2y （ 20 分）3. 求流场驻点位置；4.求流函数。

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1. 流体粘度的表示方法有（）粘度、（ ）粘度和（ ）2. 断面平均流速表示式V =（ ）；时均流速表示式 =（）。

3.—两维流动y 方向的速度为yf （t,x, y ）, 在欧拉法中y 方向的4. 动量修正因数（系数）的定义式。

=（5. 雷诺数R e =（）,其物理意义为（试推求直角坐标系下流体的连续性微分方程。

（15 分）四. 1. 检查流动是否连续;五.水射流以20m/s的速度从直径d 100mm的喷口射出，冲击对称叶片，叶片角度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12m/s的速度后退而喷口固定不动时，射流对叶片的冲击力。

第（五）题六.求如图所示管路系统中的输水流量q v ,已知H =24,l112丨3 l4100m , d1 d2 d4100mm , d3200mm ,第（六）题图参考答案一.1.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（）；3. 绝对压强、计示压强（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V。

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；2. V q V /AdA T A ,T0dt;3. a y yt xy y ;y ; x y2dA4.0A■2V2A J5. R e Vd——(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dx、dy、dz,中心A点之速度分量分别为V、V y、V z,密度为。

计算经dt时间内流出、流入右、左侧面流体质量差值为：m y ( 一dy)(V y-^Vrdy)dxdzdt ( 一^^)(V y -V1^y)dxdzdty 2 y 2 y 2 y 2V y ( V y)(V y— ---- )dxdydzdt ------------ dxdydzdty y y同理可得: m x( Vx) dxdydzdtxm z ( Vz)dxdydzdtz经dt时间六面体内质量的变化量为m tdxdydzdt由质量守恒原理，应有m x m y m z m tm t ( —dt)dxdydz dxdydzdt即[(V x)x(V y)(V z)]dxdydzdt z一dxdydzdtty化简整理得:(V X)(V y)(V z)z- 0t x y\Jz 四.解“八V x V y(1) - 2x2；2x2x yV x V y2x22x20x y满足连续性方程。

V y (2) y- 2y；x Vx 4 yl V y V x、 c c()y 2 02 x y流动有旋。

(3)驻点条件:V x x2 2x 4y x(x 2) 4yV y 2xy 2y 2y(x 1) 0由y 0代入解得：x 0；x 2 由x 1代入解得：y丄4解得驻点：(0,0); ( 2,0); ( 1,丄)三点。

4(4) —V x x2 2x 4y yx2y 2xy 2y2 f (x)2xy 2y f '(x) 2xy 2y 0； f(x) C ；令其为0,则:2xy 2y 2(1)列x 方向动量方程:F xq v ( V cos V)d 2 F x ——V(V cos V) 422J 2 1000 0.12 202 (——1)425.36KN射流对叶片冲击力为5.36KN ,向右。

(2)选动坐标系，列x 方向动量方程，采用相对速度，相对流量F xq v ( V cos V )d 2 F x(V4u)[(V u)cos(V u)]2 2.210000.1 (20412) (T 1)0.86KN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h V 12I 2 V 22I 4 V 42124d 1 2g d 2 2g d 4 2gV y X f '(x) 2x y五.解：(a)由并联管流特点—d 2v 2 —df v 3 — d 12V 1 — d 4v 4............................................. ( b)4 44 4联立(a)、 (b)、 ( c)式并代入已知条件可解得V 3 0.79V 2 V 2 0.24V 1 V 1 3.07 m/s q V -d 2V 124 10 3m 3/s4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，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 的液体，则旋转前后I 3 V 32d 3 2gV 32 2g(c)d 2 2g容器底压强分布（）;A.相同；B.不相同；底部所受总压力（）。

A.相等；B.不相等。

3. 某点的真空度为65000 Pa,当地大气压为O.IMPa，该点的绝对压强为：A. 65000Pa;B. 55000Pa;C. 35000Pa;D. 165000P Q4. ______________________________________ 静止流体中任意形状平面壁上压力值等于_________________________ 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（）。

A .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（）。

A N • s/m B. N • s/m2 C. m2/s D. m/s8. 雷诺实验中，由层流向紊流过渡的临界流速"cr和由紊流向层流过渡cr的临界流速"cr之间的关系是（）。

A. V'cr V V cr；B. V'cr〉V er；C.為=心；D.不确cr——9. 在如图所示的密闭容器上装有U形水银测压计，其選二-9图中1、 2、 3点位于同一水平面上，其压强关系为：A. P 1 = P 2=P 3；B. P 1>P 2>P 3；C. P 1<P 2<P 3；D. P 2<P 1<P 3。

10. 流函数（又称拉格朗日流函数）存在的充分必要条件是（）A.有势流动；B.不可压缩流体的流动；C.平面流动；D.不可压缩流体的平面流动。

三. 计算题（共3小题，共50分）1.如图所示，一洒水车等加速度a=0.98m/W 向右行驶，求水车内自由 表面与水平面间的夹角冋；若B 点在运动前位于水面下深为h=1.0m,距 z 轴为X B = -1 .5m,求洒水车加速运动后该点的静水压强。

（15分）522.水自压力容器稳定地流出。

表压P M 10.13 10 N/m,h 3m。

喷嘴直作用的是渐缩管段，气体流动方向3如图，已知气体密度1.25kg/m, 1- 1和2-2截面直径分别为600mm和400mm, U 型管内水柱高度为 h=45mm,试计算体积流量（忽略损径d 250mm4 100mm 。

若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）3.如图所示为一文丘里流量计，起 题三T 图失）。

（15分）1A; 2B,A; 3C; 4C; 5D; 6A; 7B; 8B; 9C; 10D三. 计算题（共3小题，共50分） 1 .如图所示，一洒水车等加速度a=0.98m/s2向右行驶，求水车内自由表面 与水平面间的夹角■若B 点在运动前位 于水面下深为h=1.0m,距z 轴为xB=- 1 .5m,求洒水车加速运动后该点 的静水压强。

（15分）解：考虑惯性力与重力在内的单位质量力为 （取原液面中点为坐标原X= — a ; Y=0 ; Z= — g （ 2 分） 代入式欧拉平衡微分方程： J- ] 11- （ 2分）得：........ 积分得："-Q （^+gz ） + C （ 3 分） 在自由液面上，有：x=z=O ; p= p o （ 1分） 得：C=p 0 =0 （ 1 分） 代入上式得:E 点的压强为:乳二-Qgf X+闰二一殆 00（霧十二二 11.27 切 j£w z □题三T 图自由液面方程为（T 液面上P o =O ） ax+gz=O （ 2 分）=0 12 .水自压力容器稳定地流出。

表压52P M10・13 10N/m , h 3m 。

喷嘴直径d 250mm, d 1100mm。

若不记管嘴内的液体 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：o 2断面的伯努力方程为P M 0 h 0V 2g2g（ 3 分）V22g （皿 h ） ：2一9.81（10.33 10一3） 45.66m/sYg（ 1 分）V 1 d 2V2V 211.42m/ sd 14（ 1 分）1 2断面的伯努力方程为 P 1 V 12 V 22 g 2g 2g（ 3 分）p 1 -（V 22 V 12） 1000 （1954.4） 977.2kN/m 222（ 2 分）Q V 1 d ； V 2 d ；0.09m 3/stan （7=-4 4（ 1 分）设喷嘴作用在控制体上的力为P x ,利用动量定理，有⑵设U 型管左侧水面到底部（Z=0）的距离为L,有：P 1g （Z 1 L ） P 2g （Z 2 L h ） 水 gh（ 3 分）（3）根据上述三式带入已知条件，求得：F xQM V i )2Jd iP xQ(V2V i )32Q(V i V 2) 977.2 100.11000 0.09( 34.24) 4.6kN4( 2 分)即管嘴上螺栓群所受的拉力为3 .如图所示为一文丘里流量计 起作用的是渐缩管段，气体流动 方向如图，已知气体密度31.25kg/m, 1- 1 和 2-2 截面 直径分别为600mm 和400mm, U4.6kN ( 1 分)型管内水柱高度为h=45mm,试计算体积流量（忽略损失）。