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流体力学期末考试题(题库+答案)


1 ( D

、 )























A 压力 惯性力 2 、 ( D )



摩擦力



表面张力



层 流 与 紊 流 的 本 质 区 别 是 :

A. 紊流流速>层流流速; 的为层流;

B. 流道截面大的为湍流,截面小

C. 层流的雷诺数<紊流的雷诺数;D. 层流无径向脉动,而紊流 有径向脉动 3、已知水流的沿程水力摩擦系数? 只与边界粗糙度有关,可判断 该水流属于 ( D A C ) B ; D 紊流光滑区 紊流粗糙区 ; 。

层流区 ; 紊流过渡粗糙区

4、一个工程大气压等于( B )Pa; ( A 1.013×105 B 9.8×104 C

C )Kgf.cm-2。 1 D 1.5

5 、 长 管 的 总 水 头 线 与 测 压 管 水 头 线 ( A ) A 相重合; C 相平行,呈阶梯状; 关系是 A ( C ) B p=pabs+pa C pv=pa-pabs D p B 相平行,呈直线; D 以上答案都不对。

6、绝对压强 pabs、相对压强 p 、真空值 pv、当地大气压强 pa 之间的 pabs=p+pv

= p
a b s

p
V

7 、 将 管 路 上 的 阀 门 关 小 时 , 其 阻 力 系 数 ( C ) B. 变大 C. 不变

A. 变小

8、如果忽略流体的重力效应,则不需要考虑哪一个相似性参数? ( B ) B 雷诺数 D 马赫数 B 水泵提水高度+吸水管的水头损失;

A 弗劳德数 C.欧拉数 9、水泵的扬程是指 ( C ) A 水泵提水高度 ;

C 水泵提水高度 + 吸水管与压水管的水头损失。 10 、 紊 流 粗 糙 区 的 水 头 损 失 与 流 速 成 ( B ) A 一次方关系; B 二次方关系; C 1.75~2.0 次方关系 。 11 、 雷 诺 数 是 判 别 下 列 哪 种 流 态 的 重 要 的 无 量 纲 数 ? C ? A 急流和缓流 ; B 均匀流和非均匀流 ; C 层流和紊流; D 恒定流和非恒定流。 12、离心泵的性能曲线中的 H-Q 线是在( B )情况下测定的。 A. 效率一定; C. 转速一定; B. 功率一定; D. 管路(l+∑le)一定。

13.离心泵并联操作的目的是( C ). A. 增大位能 14. ( 离 B 心 ) A. 改变吸入管路中阀门开度 路中阀门的开度 C. 安置回流支路,改变循环量的大小 的叶轮 15 ( 联 管 路 问 题 中 , 有 ) A.流经每一管路的水头损失相加得总水头损失 B.流经所有管路的流量相同 C.并联的任一管路的水头损失相同 D.当总流量已知时,可直接解得各管的流量 16 作用水头相同时,孔口的过流量要比相同直径的管咀过流量 ( B ) (A) 大 ; (B) 小 ; (C) 相同 ; (D)无法确定 。 17 根据静水压强的特性,静止液体中同一点各方向的压强 ( A ) (A) 数值相等; (B) 数值不等 (C) 仅水平方向数值相等 ; (D) 铅直方向数值 最大 。 18 已知水流的沿程水力摩擦系数? 只与边界粗糙度有关,可判断 该水流属于 ( D ) (A) 层流区 ; (B) 紊流光滑 区 ; (C) 紊流过渡粗糙区 ; (D) 紊流粗糙 区 。 C 19 紊 流 的 断 面 流 速 分 布 规 律 符 合 ( A ) (A)对数分布; (B)直线分布; (C)抛物线分布; (D) 椭圆分布。 20 、 长 管 的 总 水 头 线 与 测 压 管 水 头 线 ( A ) (A)相重合; (B)相平行,呈直 线; 并 D. 车削离心泵 B. 改变压出管 泵 最 常 B. 增大扬程 用 的 调 节 C. 增大流量 方 法 是

(C)相平行,呈阶梯状;

(D)以上答案都不

对。 21、液流的沿程水力摩擦系数与边壁粗糙度和雷诺数都有关,即可 判断该液流属 (A) 层流区 ; (B) 紊流光滑 区 ; ( C ) (C) 紊流过渡区 ; (D) 紊流粗糙区 。 2 22 、液体中某点的绝对压强为 108kN/m ,则该点的相对压强为 ( B ) (A)1 kN/m2 (B)2 kN/m2 (C)8 kN/m2 (D)10 kN/m2 23 、 静 止 液 体 中 同 一 点 沿 各 方 向 上 的 压 强 ( A ) (A) 数值相等 ; (B) 数值不等 ; (C) 仅水平方向数值 相等 。 24 ( D ) B. 泵的吸液高度 、 离 心 泵 的 扬 程 是

A. 实际的升扬高度

C. 液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度 D. 单位重量液体出 泵和进泵的机械能差值 25 、 紊 流 粗 糙 区 的 水 头 损 失 与 流 速 成 B ) (A) 一次方关系; (B) 二次方关系; (C) 1.75~ 2.0 次方关系 。 26 、 雷 诺 数 是 判 别 下 列 哪 种 流 态 的 重 要 的 无 量 纲 数 ? C ? (A) 急流和缓流 ; (B) 均匀流和非均匀流 ; (C) 层流和紊流; (D) 恒定流和非恒定流。 27 、 层 流 断 面 流 速 分 布 规 律 符 合 ( C ) (A) 对数分布 ; (B) 直线分布 ; (C) 抛物线分布 ; (D) 椭圆分布 28.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 ) (A)相切 (B).重合 (C)平行 (D)相交 ( 29. 离 心 泵 并 联 操 作 的 目 的 是

( C ). (A) 增大位能 (B) 增大扬程 (C) 增大流量

30. ( B )

























(A)改变吸入管路中阀门开度 阀门的开度 (C) 安置回流支路, 改变循环量的大小

(B) 改变压出管路中

(D) 车削离心泵的叶轮 D ) D.
vl v

31 速度 v、长度 l、运动粘度 v 的无量纲组合是( A.
vl 2 v

B.

v 2l v

C.

v 2l 2 v

32.金属压力表的读数是( B ) 。 A.绝对压强 B.绝对压强与当地大气压的差值 C.绝对压强加当地大气压 D. 当地大气压与绝对压强的差 值 33.均匀流的定义是( C ) 。 A.断面平均流速沿流程不变的流动 B.过流断面上各点流速相 互平行的流动 C.流线皆为平行直线的流动 D.各点流速皆相等的流动 34 .不可压缩流体的总流连 续性方程 Q= υ 1 · A1= υ 2 · A2 适用于 ( A ) 。 A.恒定流 B.非恒定流 C.恒定流与非恒定流 D.均不适用 35.具有相同的孔口和管嘴的过水断面面积的孔口出流与管嘴出流, 在相同的作用水头下, 其出流流量分别为 Q 和 Qn, 则有 ( C ) 。 A. Q>Qn B. Q=Qn C. Q<Qn D. 以上都不是 36.图示为一水泵管路系统,断面 2-3 为水泵进出口断面,水泵扬程 H 的计算为 ( C ) 。 A. H=Z B. H ?

P 1

?

?

P2

?

C. H=Z+ h w

0- 2

+ hw

3- 5

D. H=Z+ h w 37.理想流体的总水头线沿程的变化规律为( A.沿程下降 B.沿程上升 C.沿程不变 D.前三种情况都有可能
3- 5

A )。

38.下面的流动中哪个是恒定非均匀流?( D ) A.湖中绕等速行驶的船只的水流 B.水位不平稳时绕过桥墩的水流 C.水箱水位下降过程中流经长直管道的水流 D.水箱水位稳定时流经渐扩管的水流 39.圆管层流过水断面上的速度分布呈( A )分布。 A.旋转抛物面型 B.对数或指数规律 C.线性 D.均匀 40.气体与液体的粘度随着温度的升高分别( D )。 A.减小、减小 B.减小、增大 C.增大、增大 D.增大、减小

二、是非题(每题一分,共 10 分) 1、连续介质假设的条件下,液体中各种物理量的变化是连续的。 ( √ )

2、当输送流体的管子的管径一定时,增大流体的流量,则雷诺准数 减少 ( x )

3、当管流过水断面流速按抛物线规律分布时,管中水流为紊流。 ( x )

4、经过大量实验得出,雷诺 Re<2000 时,流型呈层流,这是采用国际 单位制得出的值,采用其他 ( x ) 单位制应有另外数值。

5、恒定流动时,流体的流速、压强、密度等均不随时间和位置而变。 ( √ )

6、尼古拉兹试验是研究管道沿程水头损失随雷诺数和相对粗糙度的 变 验 。 ( √ ) 化 关 系 的 试

7 、 对 于 薄 壁 小 孔 口 出 流 的 全 部 完 善 收 缩 , 流 量 系 数 为 ? ? 0.82 ( √ )

8、 管道突然扩大的局部水头损失系数ζ的公式是在没有任何假设 的情况下导出的。 ( 10 流 、 紊 。 ( √ ) x ) 流 实 质 上 是 非 恒 定

11 、 液 体 的 粘 性 是 引 起 液 流 水 头 损 失 的 根 源。 √ ) (

12、 实验证明,当流体在管内流动达完全湍流时,λ与雷诺数的大小 无关。 ( √ )

13 、 粘 性 底 层 的 厚 度 随 雷 诺 数 的 增 大 而 增 厚 。 ( X )

14 、 流 体 总 是 从 压 强 大 的 地 方 向 压 强 小 的 地 方 流 动 。 ( √ )

15、.离心泵启动时,为减小启动功率,应将出口阀门关闭,这是因 为随流量的增加,功率 增大。 ( √ )

16、 叶片出口方向与叶轮的旋转方向相反, 这种叶型叫做前向叶型。 ( X )

17、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。 ( √ ) 18 、 园 管 中 层 流 的 雷 诺 数 必 然 大 于 3000 。 ? X ?

19 、 水 流 总 是 从 压 强 大 的 地 方 向 压 强 小 的 地 方 流 动 。 (√ ) 20 、 水 流 总 是 从 流 速 大 的 地 方 向 流 速 小 的 地 方 流 动 。 ( X ) 21 、 渐 变 流 过 水 断 面 上 各 点 的 测 压 管 水 头 都 相 同 。 ( √ ) 22 、 粘 滞 性 是 引 起 液 流 运 动 能 量 损 失 的 根 本 原 因 。 ( √ ) 23 、 直 立 平 板 静 水 总 压 力 的 作 用 点 就 是 平 板 的 形 心 。 ( X ) 24 、 层 流 的 沿 程 水 头 损 失 系 数 仅 与 雷 诺 数 有 关 。 ? √ ? 25、在作用水头相同的条件下,孔口的流量系数比等直径的管嘴 流量系数大。 ( X ) 26 、 水 力 粗 糙 管 道 是 表 示 管 道 的 边 壁 比 较 粗 糙 。 ? X ? 27 、 水 头 损 失 可 以 区 分 为 沿 程 水 头 损 失 和 局 部 水 头 损 失 。 ( √ ) 28、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。 ( X ) 29 、 静 止 液 体 中 同 一 点 各 方 向 的 静 水 压 强 数 值 相 等 。 ( √ ) 30 、 液 体 流 动 时 流 线 相 互 平 行 , 该 流 动 一 定 为 均 匀 流 动 。 ( X ) 31 、 对 离 心 泵 , 气 蚀 余 量 大 不 容 易 发 生 气 蚀 现 象 ( √ ) 流体力学、连续介质、恒定流:扬程:马赫数:气蚀余量:运动相似: 流体的粘性:层流、雷诺数、 流线:相似工况点 泵的相似律:断面平均流速 短管:比转数、滞止 参数,音速、质量力、 相对压强、真空、层流底层。

1、简述能量方程应用条件? 2、什么是气蚀现象? 3、简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数λ的变化规律。 4、简述离心泵的工作原理. 5、.离心泵起动时,为什么要把出口阀门关闭? 6、能量方程中各项的几何意义和能量意义是什么? 7 离心泵的主要部件有哪些?各有什么作用?

8、简述离心泵工况调节的方法 9、简述无限空间淹没紊流射流特征 10、通常离心泵产生气蚀的原因有哪些? 11、何谓静压强?静压强的两个特性? 12 何谓长管?何谓短管?虹吸管、并联管道分别可用哪一种管道(长管 还是短管)计算? 13、简述能量方程应用条件? 14、何谓层流流动?何谓湍流流动?用什么量来区分它们? 1.质量力: 作用在所取流体 A 的每一个质点上, 并与 A 的质量成正比, 这种力称为质量力。 2.黏性:流体流动时,其内部出现相对运动,则各质点之间会产生切 向的摩擦力以抵抗其相对运动,流体的这种性质称为黏性。 3.流体静压强: 指流体处于平衡或相对平衡状态时, 作用在流体的应 力只有法向应力,没有切向应力。此时,流体作用面上的负的法向应 力即为流体静压强。 4.流线: 流线是在某一瞬时速度场中所做的一条曲线, 位于这条曲线 上的每个质点在该瞬时的速度矢量都与此线在该点相切 (是欧拉法的 几何表达) 5.恒定流:流线中所有的流动参数(u,p,ρ,T 等)都不随时间变 化,这样的流动称为恒定流。 6.: 均匀流: 在不可压缩流体中流线皆为平行直线的流动称为均匀流 7.:局部水头损失:在边壁沿程急剧变化,流速分布发生变化的局部 区段上, 集中产生阻力称为局部阻力, 由此引起的水头损失称为局部

水头损失。 8.黏性底层:在紧靠壁面的这一薄层内,质点受到惯性作用很小,黏 性阻力起主要作用, 流体仍保持层流流态, 称为黏性底层或层流底层。 9.水泵的气蚀现象(汽化压强下,气泡的形成,发展和破灭,以致材 料受到损坏的过程) 10.水泵允许的吸上高度:在泵的进口( 1-1)断面安装真空表,用 1-1 断 面 的 真 空 值 来 控 制 气 蚀 的 发 生 , 1-1 断 面 的 真 空 高 度 Hs=Pa-P1/r 称为吸上真空高度。 11.水泵的气蚀余量:将水泵的吸入口断面的能量与汽化压强只差称 为气蚀余量。 12.水泵的工况点:将泵与风机的性能曲线与管路性能曲线用相同的 比例尺绘在同一张图上,两条曲线的交点就是泵与风机的工况点。 13.绝对压强:以没有气体存在的绝对真空作为零点起算的压强称为 绝对压强。 14.相对压强: 以同高程的当地大气压 Pa 作为零点起算的压强称为相 对压强。 15.拉格朗日法:将整个流体的运动作为各质点的运动的总和。 欧拉法:以流体运动的空间作为观察的对象。 简答题 1.静压强的基本特性: ①流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法 线方向, 因为静止流体不能承受拉应力且不存在切应力, 所以只存在 垂直于表面内法线方向的压应力——压强。 ②在静止或相对静止的流

体中, 任一点的流体静压强的大小与作用面的方向无关, 只与该点的 位置有关。 2.压力体的构成: ①所论曲面②过曲面周界上一切点的铅垂线所构成 的曲面③与液面重合的水平面 3.能量方程(伯努利方程)的应用条件:①恒定流②质量力只有重力 ③不可压缩流体④过流断面必须取在缓变流段上⑤两边流断面之间 没有分流或汇流。 4.尼古拉兹的实验结论:得出尼古拉兹曲线图。第Ⅰ区:Re<2000, 该区是层流区。λ与相对粗糙Δ/d 无关。只是 Re 的函数,并且符合 λ=64/Re。 第Ⅱ区:Re=2000~4000,λ与相对粗糙Δ/d 无关,只是 Re 的函数, 此区是层流向紊流的过度。 第Ⅲ区:Re>4000,λ与相对粗糙Δ/d 无关,只是 Re 的函数,该区 为紊流光滑区。 第Ⅳ区:λ与 Re 有关,又与Δ/d 有关,该区称为紊流过渡区。 第Ⅴ区:只与Δ/d 有关于 Re 无关,该区为紊流粗糙区。 5.泵与风机的损失有: 按生产原因可分为机械损失, 容积损失和水力 损失。 6.比转数的意义: ①比较数反应泵与风机的性能特点②比较数反应叶 轮的形状特点③比较数反应泵与风机的性能曲线特点。 7.离心泵的选择: ①首先确定用户需要的最大流量, 并进行管路水力 计算求出需要的最大扬程②分析水泵的工作条件,如液体的杂志情

况,温度,腐蚀性等及需要的流量和扬程,确定水泵的种类和形式。 ③利用该种泵的总和性能图,进行初选,确定泵的型号,尺寸和转速 ④利用该泵的性能曲线,并绘出管路性能曲线,做出工况点,进行校 核, 并定出水泵的效率及功率⑤选出电机及其他附属设备⑥查明允许 吸上高度或必须汽蚀余量,核算水泵的安装高度。 8.离心泵的工况调节方法: ①调节阀门②变速调节③进口导流器调节 ④切削叶轮调节 9.防止水击危害的措施: ①限制管道中流速②控制阀门开启或关闭的 时间③减少管道长度和增加管道弹性④设置安全阀,进行过载保护 10.离心泵启动时,把出口阀门关闭的原因:离心泵工作时,其轴功 率 Ne 随着流量增大而增大,所以泵启东时,应把出口阀门关闭,以 降低启动功率,保护电机,不至于超负荷而受到损失。同时也避免出 口管线的水力冲击。 11.离心泵的特性曲线:扬程曲线,功率曲线,效率曲线。是在常温、 常压下用水作实验测定的。 12.离心泵的性能参数:①流量②能头③功率④效率⑤转速 13.水泵的串并联:①并联:多台水泵在同一吸水池吸水,向同一压 水管路供水。特点:各台机器能头相同,总流量等于各台机器的流量 总和。②串联:第一台机器的压出口与第二台机器的吸入口相连。特 点:通过各台机器的流量相同总能头为各台机器的能头总和。 5、 .如图所示, 文丘里流量计管道直径 d1=200mm 喉管直径 d2=100mm,水银差压计读数 y=20mm,

水银密度ρm=13.6×103kg/m3, 忽略管中水头损 失,试求管道输水流量 Q。

6、水由喷嘴射出,已知流量 Q=0.4m3/s,主管直径 D=0.4m,喷口 直径 d=0.1m,水头损失不计,求水作用在喷嘴上的力 R。

7、一水泵加压供水系统,水泵的流量 Q=30l/s。已知末端喷咀出口 与水池水面高差 z=18m,管道直径 d1=150mm,喷咀出口直径 d2=50mm,
v2 系统的全部水头损失为 20 ,问水泵给单位重量水流所提供的能量 2g

是多少(求能提供的总水头 Hm)

11.如图所示,一矩形平板闸门 AB,宽 b=2m,与 水平面夹角α=30°,其自重 G=19.6kN,并铰接 于 A 点。水面通过 A 点,水深 h=2.1m,试求打开 闸门的最大铅直拉力 T。


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