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工程流体力学试题库


工程流体力学试题
一、单项选择题(每小题 1 分,共 20 分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的,请将正确选项前的字 母填在题后的括号内。 1.气体温度增加,气体粘度( ) A.增加 B.减小 C.不变 D.增加或减小 2.某单位购买了一台提升汽车的油压升降机(如图一所示),原设计操纵方法是:从 B 管进高压油,A 管排油时平台上升(图 一的左图);从 A 管进高压油,B 管排油时平台下降。在安装现场工人不了解原设计意图,将 A、B 两管联在一起成为 C 管(图一的右图)。请你判断单靠一个 C 管通入高压油或排油,能操纵油压机升降吗?你的判断:( ) A.可以 B.不能动作 C.能升不能降 D.能降不能升 3.在一个储水箱的侧面上、下安装有两只水银 U 形管测压计(如图二),当箱顶部压强 p0=1 个大气压时,两测压计水银柱高

之差△h=h1-h2=760mm(Hg),如果顶部再压入一部分空气,使 p0=2 个大气压时。则△h 应为( A.△h=-760mm(Hg) B.△h=0mm(Hg) C.△h=760mm(Hg) D.△h=1520mm(Hg) 4.流体流动时,流场各空间点的参数不随时间变化,仅随空间位置而变,这种流动称为( ) A.定常流 B.非定常流 C.非均匀流 D.均匀流 5.在同一瞬时,流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线( ) A.重合 B.相交 C.相切 D.平行 6.下列说法中,正确的说法是( ) A.理想不可压均质重力流体作定常或非定常流动时,沿流线总机械能守恒 B.理想不可压均质重力流体作定常流动时,沿流线总机械能守恒 C.理想不可压均质重力流体作非定常流动时,沿流线总机械能守恒 D.理想可压缩重力流体作非定常流动时,沿流线总机械能守恒 7.当圆管中流体作层流流动时,动能修正系数α 等于( ) A.1 B.2 C.3 D.2000 8.如图所示,容器若依次装着水与汽油,假定二者均为理想流体,且 H=常数,液面压强为 大气压,则从管口流出的水与汽油之间的速度关系是( ) A.v 水>v 油 B.v 水<v 油 C.v 水=v 油 D.难以确定的 9.当某管路流动在紊流粗糙管平方阻力区范围内时,则随着雷诺数 Re 的增大,其沿程损失 第 1 页

)

系数λ 将( ) A.增大 B.减小 C.不变 D.增大或减小 10.水自水箱经管路流出如图所示,若把管路阀门再关小一些,则在阀门前后的测压管 1 与 2 的液面高度变化将是( A.h1 升高,h2 降低 B.h1 降低,h2 升高 C.h1 与 h2 都降低 D.h1 与 h2 都升高 11.流体在管内作层流流动时,其沿程损失 hf 值与断面平均流速 v 的( A.1 B.1.75 C.1.75~2 D.2 12.管路水力计算中的所谓长管是指( ) A.长度很长的管路 B.总能量损失很大的管路 C.局部损失与沿程损失相比较可以忽略的管路 D.局部损失与沿程损失均不能忽略的管路 13.对气体而言,其压缩性要比液体( A.大得多 B.小得多 C.相同 D.可能大也可能小 ) )次方成正比。

)

14.流体的相对密度定义为:某种流体的密度与( )的密度的比值。 A.标准大气压下 4℃水 B.标准大气压下 15℃水 C.标准大气压下 4℃空气 D.标准大气压下 15℃空气 15.一辆储满油的运油汽车,从停车点启动后直线向前行驶,这过程我们将它分成三个阶段: (1)阶段:汽车还停在原地未动; (2)阶段:汽车作等加速度前进; (3)阶段:汽车作等速度前进。 请判断在哪些阶段时,箱中的油能处于平衡状态。 A.只有(1) B.只有(1)和(2) C.只有(1)和(3) D.(1)、(2)和(3)都是 16.给定某一瞬间,如果流场中每一空间点上流体相对应的物理参数均相等,这种流场称之为( A.定常流场 B.非定常流场 C.均匀流场 D.非均匀流场 17.流体在作定常流动时,过流场同一固定点的流线和迹线相互( A.平行 B.相交 C.重合 D.不确定 18.动量方程Σ F =pqv( v 2 ? v 1 ) 的适用条件是( A.仅适用于理想流体作定常流动 B.仅适用于粘性流体作定常流动 C.适用于理想流体与粘性流体作定常流动 D.适用于理想流体与粘性流体作定常或非定常流动 19.在列伯努利方程时,方程两边的压强项必须( ) A.均为表压强 B.均为绝对压强 C.同为表压强或同为绝对压强 D.一边为表压强一边为绝对压强 第 2 页
?

)

)

?

?

)

20.粘性流体总流的伯努利方程( ) A.仅适用于缓变流截面 B.仅适用于急变流截面 C.缓变流截面急变流截面均适用 D.仅适用于紊流的截面 21.对粘性流体的管内流动,可以证明,动能修正系数α 是( A.恒小于 1 B.恒大于 1 C.恒等于 1.5 D.恒大于 2 )

22.动量方程表示,对不可压流体作定常流动时,作用在控制体内流体上的合外力等于( A.控制体的流出动量减去流入动量 B.控制体的动量对时间的变化率 C.单位时间流出与流入控制体的流体动量的差值 D.体积流量乘以流出与流入控制体的流体速度的差值 23.管路截面突然扩大的局部损失公式为( A. h j ?
v1 ? v 2
2 2

)

)

2g v1 ? v 2
2 2

B. h j ?

(v1 ? v 2 ) 2g

2

C. h j ?

g

D. h j ?

(v1 ? v 2 ) g

2

24.流体的比容表示( A.单位流体的质量 C.单位温度的压强

) B.单位质量流体所占据的体积 D.单位压强的温度 )

25.对于不可压缩流体,可认为其密度在流场中( A.随压强增加而增加 C.随体积增加而减小

B.随压强减小而增加 D.与压强变化无关 )

26.流管是在流场里取作管状假想表面,流体流动应是( A.流体能穿过管侧壁由管内向管外流动 B.流体能穿过管侧壁由管外向管内流动 C.不能穿过侧壁流动 D.不确定

27.在同一瞬时,位于流线上各个流体质点的速度方向总是在该点,与此流线( A.相切 C.平行 B.重合 D.相交



28.工程计算流体在圆管内流动时,由层流变为紊流采用的临界雷诺数取为( A.13800 C.2000 B.2320 D.1000



29.动量方程是个矢量方程,要考虑力和速度的方向,与所选坐标方向一致为正,反之为负。如果力的计算结果为负值时 第 3 页



) B.说明力的实际方向与假设方向相反 D.说明计算结果一定是错误的

A.说明方程列错了 C.说明力的实际方向与假设方向相同 30.动量方程( )

A.仅适用于理想流体的流动 C.理想流体与粘性流体的流动均适用

B.仅适用于粘性流体的流动 D.仅适用于紊流

31.如图所示,有一沿垂直设置的等截面弯管,截面积为 A,弯头转角为 90°,进口截面 1-1 与出口截面在 2-2 之间的 轴线长度为 L,两截面之间的高度差为△Z,水的密度为ρ ,则作用在弯管中水流的合外力分别为( )

A. ? Fx ? p 1 A ? Rx     Fy ? p 2 A ? Ry ? ? gAL ? B. ? Fx ? p 1 A     Fy ? p 2 A ? C. ? Fx ? p 1 A ? Rx     Fy ? p 2 A ? Ry ? D. ? Fx ? p 1 A ? Rx     Fy ? p 2 A ? Ry ?

32.用皮托静压管测量得出的物理量是( A.总压 C.总压与静压的差值

) B.静压 D.流量

33.在粘性流体总流的伯努利方程的计算中,若取动能修正系数等于 1,则管内流体按截面平均流速计算的动能要比实际 动能在数值上( A.大一些 C.相等
?

) B.小一些 D.有时大一些,有时小一些

34.动量方程中, ? F 表示作用在控制体内流体上的力是( A.总质量力 C.合外力 A.增大 C.不变 B.总表面力 D.总压力



35.当某管路流动在紊流水力光滑管区范围内时,随着雷诺数 Re 的增大,其沿程损失系数λ 将( B.减小 D.增大或减小



36.管内流动时,为克服阻力产生的管路能量损失,若用压强损失△p 表示时,其物理意义是( A.单位重量流体的能量损失 C.单位体积流体的能量损失 B.单位质量流体的能量损失 D.单位时间经管路流体的能量损失



37.在紊流水力粗糙管过渡区范围内的管路流动,当雷诺数不变时,则其沿程损失系数λ 将随管壁相对粗糙度△/d 的增 大而( A.增大 ) B.减小 第 4 页

C.不变

D.增大或减小 )。

38.液体与气体统称为流体,它们在静止时不能承受( A.重力 B.压力 C.剪切力 D.表面张力

39.设水的体积压缩系数 ? p =5×10-10m2/N。当水所受压强等温增加 2×107Pa 时,其密度将增加( A.2.5% C.0.8% B.0.4% D.1%

)。

40.下列流体的作用力中,不属于质量力的是( )。 A.电磁力 B.粘性内摩擦力 C.重力 D.惯性力 41.以大气压强为零点计量的压强称为( )。 A.计示压强 B.绝对压强 C.临界压强 D.滞止压强 42.液体在相对平衡时,等压面也可能是水平面,例如,装载液体的敞口容器作( A.等加速水平运动 B.匀速直线水平运动 C.等减速水平运动 D.等角速旋转运动 43.如果在同一时刻,流场内各点的物理量与空间坐标无关,则称此流场为( A.定常场 B.不定常场 C.均匀场 D.不均匀场 44.流线与迹线一定重合的流动是( )。 A.无旋流动 B.均匀流动 C.平面流动 D.定常流动 45.连续性方程的实质是在运动流体中应用( )。 A.动量定理 B.质量守恒定律 C.能量守恒定律 D.动量矩定理 46.当理想不可压缩均质重力流体作定常流动时,沿流线始终保持不变的是( .. A.动能 B.相对位能 C.压强能 D.总机械能 47.流体静力学的基本方程 p=p0+ ? gh ( A.只适用于液体 C.只适用于粘性流体 )。 )。 )。 )。

B.只适用于理想流体 D.对理想流体和粘性流体均适用

48.相对静止(平衡)流体中的等压面( )。 A.既可是平面,也可是曲面 B.一定是平面 C.一定是水平面 D.一定是曲面 49.在管道的粘性总流中,按截面平均流速计算的动能比实际动能在数值上( A.要大一些 B.要小一些 C.完全相等 D.可能大,也可能小 第 5 页 )。

50.在圆管中,粘性流体的流动是层流还是紊流状态,主要依据于( A.流体粘性大小 B.流速大小 C.流量大小 D.流动雷诺数的大小 51.长为 b、高为 h 的充满运动流体的矩形截面管道,其当量直径为( A.b+h C.
bh b?h

)。

)。

B. D.

b?h 2 2 bh b?h

52.在通常情况下,流体的粘性大小与流体的( A.流速 B.流动表面状况 C.压强 D.温度

)有关。

53.流体的膨胀系数与流体的( )有关。 A.温度 B.压强 C.压强和温度 54.在相对流静止流体中不存在( )。 A.惯性力 B.切应力

D.数量

C.表面张力

D.重力 )。

55.粘性总流伯努利方程式中动能项按管道截面平均流速计算与按实际流速计算的相比( A.要小一些 B.要大一些 C.时大时小 D.相等 56.图示 1-1,2-2,3-3 三个水平面哪是等压面( A. 1-1 是 B. 2-2 是 C. 3-3 是 D. 都不是 57.流线( )。 A.可以突然转折,但不能相交 C.不可相交也不能突然转折 58.若流动流体的物理参数只是( A.一个空间变量和时间 C.二个空间变量和时间 )。

B.可以相交,但不可以突然转折 D.可以终止在管壁上 )的函数,则称该流动为二维流动。 B.两个变量 D.两个空间变量

59.动力粘度为 0.0443Pa·S 和密度为 885kg/m3 的流体,以流速 0.51m/s 在直径 10cm 的管内流动时的雷诺数为。 A. 1019 B. 2160 C. 7490 D. 18698 60.圆管内紊流流动时,动能修正系数α ( A. >1 B. ≈1 C. <1 D. ≈0 )。

第 6 页

61.在紊流粗糙管平方阻力区,沿程损失系数λ 是( A.
? d

)。

的函数

B.常数 D.Re 和
? d

C.Re 的函数

的函数

62.管内层流流动时,沿程能量损失与流速的( )。 A. 2 次方成正比 B. 1.75 次方成正比 C. 1.5 次方成正比 D. 1 次方成正比 63.一般地说,在小管径内的高粘性流体流动时,多为( A.定常流 B.非定常流 C.层流 D.紊流 二、名词解释(每小题 2 分,共 10 分) 1.流体的密度 2.等压面 3.定常流动 4.水力光滑管与水力粗糙管 5 压力体 6.紊流 7.当量直径 8.水力光滑管 9 计示压强 10.理想流体 三、简答题(每小题 5 分,共 20 分) 1.什么是流线?它有哪些基本特征? 2 简述伯努利方程
p ?g ?z? v
2

)。

2g

=const 的物理意义和几何意义。

3 什么是并联管路?它有哪些特点? 4.什么是压差阻力?产生压差阻力的主要原因是什么? 四、计算题() 1.一截面为圆形风道,风量为 10000m3/h,最大允许平均流速为 20m/s, 求:(1)此时风道内径为多少? (2)若设计内径应取 50mm 的整倍数,这时设计内径为多少? (3)核算在设计内径时平均风速为多少? 2.离心式风机可采用如图所示的集流器来测量流量, 已知风机入口侧管道直径 d=400mm,U 形管读数 h=100mmH2O, 水与空 3 3 气的密度分别为ρ 水=1000kg/m ,ρ 空=1.2kg/m ,忽略流动的能量损失,求空气的体积流量 qv。

第 7 页

3.有一水平放置的 90°渐缩弯管,管内径 d1=15cm,d2=7.5cm,入口处平均流速 v1=2.5m/s,表压强 p1=6.86×104Pa,若不计阻 力损失,求水流对弯管的作用力。水的密度ρ =1000kg/m3。 4.用内径 d=100mm 的管道向容积为 4m3 的水箱充水,若充满水的时间为 2 分钟,求: (1)管道流过水的质量流量(取水密度ρ =1000kg/m3); (2)管道内平均流速。 5.一变直径管段 AB,内径 dA=0.2m,dB=0.4m,高度差Δ h=1m,压强表指示 pA=40kPa,pB=70kPa,已知管中通过的流量 qv=0.2m3/s,水的密度 p=1000kg/m3,试判断管中水流的方向。

6 一倒置 U 形管,上部为密度为 800kg/m3 的油,用来测定水管中的点流速,若读数 Δ h=200mm,水的密度为 1000kg/m3,求管中流速 u。

7.有一变直径弯管,轴线位于同一水平面,转角α =60°,直径 dA=200mm,dB=150mm,当流量 qv=0.1m3/s 时,表压强 pA=28kPa,若弯管 AB 段的水头损失 hw=1m,水的密度 ρ =1000kg/m3,求水流对弯管的作用力。

8.图示为一测试阀门局部阻力系数的管路装置。测得当流量 qv=12m3/h 时,水银差压计的读数为 150mmHg。已知:ρ 水银 =13600kg/m3,ρ 水=1000kg/m3,管路内径均为 50mm,管路全长 14.5m,管路沿程损失系数λ =0.037,管路上共有 90°圆弯 头 4 个,ζ 弯=0.5,h=0.2m。 (1)求通过阀门的压力降; (2)计算阀门的局部损失系数; (3)不计水泵损失,求通过该管路系数的总损失,并计算水泵供给水的功率。

第 8 页

9. 用汞 U 形管压差计与皮托管组合测定水管中的点流速 v, 当读数△h=60mm 时, 流速为多少? (已知: 水的密度ρ =1000kg/m , 3 汞密度ρ ′=13600kg/m )

3

10.有两个高均为 200mm,直径分别为 150mm 和 155mm 的同心圆筒,两圆筒间充满了动力粘度为 1.147Pa·s 的 油,若外圆筒保持静止,内筒以 12 转/分的角速度旋转,为克服筒面的粘滞阻力,问需加在内筒上的力矩是多少? 11.管路 AB 在 B 点处分为 BC 和 BD 两分支,已知 dA=450mm,dB=300mm,dC=200mm,dD=150mm, vA=2m/s,vC=4m/s,试求 vB、vD.(6 分)

12.参见图示,d1=150mm,d2=75mm,l=2.4m,水流量 qv=0.02m3/s,p2-p1=11.77×103Pa. (1)若 1-2 间的阻力损失表示为ζ
v1
2

2g

,试求ζ 值。(2)求水银差压计中的读数 h.(10 分)

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