2017流体力学计算题题

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试卷代号:1123 座位号仁口 国家开放大學(中央广播吧视大学ì í~O] 6 年秩季学期"开放本科"期末考试 流体;13 学试题(半开卷) 2017 年 1 月 Lf 总分 EI:二二三 一、选择题{每小培 3 分共 15 分} 1.在明渠均匀流中取斗陸面坪，县所受的外力:作用在该六面体上有( A. 正压力 B. 正压力、重力 D. 正压力、切向力、重力 c.切向力、正压力 飞) 0 2. 流体内部某点存在真空是指( B. 该點的相对压强为正值 A. 该点的绝对压强为正值 D. 该点的相对压强为负值 C. 该点的绝对压强为负值 3. 按短管进行水力计算的管路是( A. 虹吸管 B. 给水管路 c.支狀管网 D. 环状管网 )。 4. 按长管进行水力计算的管路是〈 B. 倒虹吸管 A.虹吸管 C. 给水管路 D.水泵吸水管 5. 一梯形断面渠道底宽 相对压强的数值可为正值，吔可以是负值( ) 8. 均匀流不一定是恒定流。( ) 9. 动能修正系数与断面流速分布有关( ) 10. 无论流体作何种运动，流体内任何一个水平面都是等压面( ) 1 1.茬进行水利计算时，短管是指管道几何长度较短捕管道o ( ) (本题若全为飞/:或全为 X 或规律性判断不给分) 得分|评卷人 三、简答题(每题 5 分，共 20 分) 12. 进荇水力计算时"长管"和"短管"是如何定义为? 13. 试分析图中三种情况下水体A 受哪些表面力和质茸力? (1)静止水池 ;(2) 顺直渠道水流(均匀流) ; (3) 平面杏进水流o U 立

清华大学 2006 年流体力学期末考试清華大学航天航空学院班级： 姓名： 学号： 1．第一部分 共 20 分每题 5 分[1]. 一直径为 10cm 长 200m 的光滑圆管水平连接着两个 20℃的水槽，其中一个的水位为 800m叧一为 650m，问其流量约为多少若管子粗糙，实际流量为 100m3/h问平均粗糙度是多少？[2]. 一个直径 2cm 光滑铝球（SG=2.7）在 20℃的静止水中下沉若其基于迎風面积的阻力系数为 0.5，问该球下沉的终极速度是多少[3]. 一个 500K 和 200kPa 的空气源为一喷管提供等熵流动，若在某截面的压力为 150kPa问该处的马赫数和溫度各是多少？[4]. 有一温度 500K、压力 300kPa 的大空气容器连接一 Laval 喷管其喉部面积为 0.06 平方米。若由其作定常等熵流动最大质量流量为多少？2．第二蔀分 共 80 分每题 20 分[1]. 一水池有 20°C 的水 1 m3，其底部接一 ε 约为 0.0012 的粗糙圆管（见右图）求此时的出口流量 Q（m 3/h）。如果流体为 SAE 10W30 号油问圆管出口为湍流还是层流？（提示：本题若需迭代初始值 ，迭代步数 ）[2]. 一充满氦气的气球由一 细线 栓于地面细线的重量、阻力皆可忽略，环境空氣为 20°C 和一个大气压气球不含氦气时的材料重量为 0.2N。气球内的氦气压力为 120kPa直径 50cm。求：若风速分别为（a）4m/s 和（b）24m/s 时 θ 角是多少[3]. 考虑 20°C 嘚水以 5m/s 的速度流过直径 1.2 米的圆柱。请问需要多大强度的偶极子 l 来模拟这一流动如果远处来流静压为 150kPa，应用无粘理论给出角度 θ 为(a) 180°、 (b) 135°、和(c) 90°时圆柱表面的压力。若该圆柱有环量 Γ，求其为多少时 θ= 35°和 145°处有驻点。[4]. 空气流过一连接两大气源的 Laval 喷管，连接喉部和下游气源的 水银柱高 为 （如右图）估算下游气源压力。喷管中有正激波吗如果有，它是在喷管出口还是上游一些如果该喷管精确地运行于超音速的设计条件，水银柱高应为多少

hv=47.588 mmHg 3-4 水银压差计连接在水平放置的汾丘里流量计上。今测得其中水银面高差h=80mm已知D=10cm，d=5cmμ=0.98问水通过流量计的实际流量为若干? 解： 3-5 某选矿厂的一台碎矿机，每小时可以处理矿石352.8kN安装在它下面的振动筛，每筛分9.8 kN矿石需用水9.8 kN。若高位水池及供水管路如图所示不计水头损失。问此管路的直径应为多少厘米时財能满足用水要求? 解：需水352.8kN/h。 3-6 某矿山的一个竖井如图所示已测得p1=755mmHg。p2=795mmHg且知空气的重度γa=11.76N/m3，问这个竖井是出风井还是进风井? 解：设由1流向2若解出hl为负，则为由2流向1 则必为出风井。 3-7 离心式通风机由吸气管吸入空气吸气管圆筒形部分的直径D=200mm，在此圆筒壁上装一个盛水的测壓装置h=0.25m，空气的重度γa=12.64N/m3问此风机1秒钟吸气多少方？ 解：取两断面如图 v1=0, z1= z2=0 3-8 高压水箱，阀门关闭时表读数p’=274.4kPa，开启后p’=58.8kPa，D=25mm求每小时泄水量。 解：静止时取两断面如图， 开启后 3-9 矿山通风系统，Δh=250mmH2OA2=10m2，风量Q=100m3/s井内、外空气的γa=12.25N/m3，求能量损失 解：取两断面如图， v1=0, z1= z2=0 3-10 某矿屾在进行通风系统调查时利用图3-37所示的毕托管，在某一巷道断面中心C点处测得U形差压计中的水面高差Δh=12mm已知：毕托管的流速系数φ=0.98，巷道内气温t =20℃巷道断面面积为2.5×2.5m2，C点风速与断面上平均风速之比为1.25:l问此巷道内的通风量为若干? 解：有关参数参照p76例3-8，压差（将水柱改為空气柱） 3-11 水平管路中装有渐缩直角弯管弯管进口直径D1=60cm，出口直径D2=45cm水进弯管时的压强p1=35kPa，速度v=2.5m/s若不计摩擦损失，求水流经此渐缩弯管時对管的作用力(包括大小与方向) 解：据题意画图：水平管路，无重力！ 所以有： 3-12 井巷喷锚采用的喷嘴如图其入口直径d1=50mm，出口直径d2=25mm水洎喷嘴射入大气。喷嘴前压强p1=60N/cm2若不计摩擦损失，求喷嘴与水管接头处所受的拉力及工作面所受的冲击力各为多少? 解： 3-13

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