【正文】 1 工程流體力學(xué)考試試卷 一． 解答下列概念或問(wèn)題 （ 15 分） 1． 恒定流動(dòng) 2． 水力粗糙管 3． 壓強(qiáng)的表示方法 4． 兩流動(dòng)力學(xué)相似條件 5． 減弱水擊強(qiáng)度的措施 二． 填空 （ 10 分） 1．流體粘度的表示方法有（ ）粘度、（ ）粘度和（ ）粘度。 2．?dāng)嗝嫫骄魉俦磉_(dá)式 V =（ ）；時(shí)均流速表達(dá)式 ? =（ ）。 3．一兩維流動(dòng) y 方向的速度為 ),( yxtfy ?? ，在歐拉法中 y 方向的加速度為 ya =（ ）。 4．動(dòng)量修正因數(shù)（系數(shù)）的定義式 0? =（ ）。 5．雷諾數(shù) eR =（ ），其物理意義為（ ）。 三． 試推求直角坐標(biāo)系下流體的連續(xù)性微分方程。 （ 15 分） 四． 已知平面不可壓縮流體流動(dòng)的流速為 yxxx 422 ???? ，yxyy 22 ???? （ 20 分） 1． 檢查流動(dòng)是否連續(xù)； 2． 檢查流動(dòng)是否有旋； 2 3． 求流場(chǎng)駐點(diǎn)位置； 4． 求流函數(shù)。 五． 水射流以 20 sm/ 的速度從直徑 mmd 100? 的噴口射出，沖擊一對(duì)稱(chēng)葉片，葉片角度 ?45?? ，求： （ 20 分） 1． 當(dāng)葉片不動(dòng)時(shí)射流對(duì)葉片的沖擊力； 2． 當(dāng)葉片以 12 sm/ 的速度后退而噴口固定不動(dòng)時(shí)，射流對(duì)葉片的沖擊力。 第（五）題圖 3 六． 求如 圖 所 示管 路 系統(tǒng) 中 的輸 水 流 量 Vq ，已 知 H =24 ，mllll 1 0 04321 ???? ， mmddd 100421 ??? ， mmd 2020 ? ， ??? ??? ， ?? ， 30?閥? 。（ 20 分） 第（六）題圖 參考答案 一． 1．流動(dòng)參數(shù)不隨時(shí)間變化的流動(dòng)； 2．粘性底層小于壁面的絕對(duì)粗糙度（ ??? ）； 3．絕對(duì)壓強(qiáng)、計(jì)示壓強(qiáng)（相對(duì)壓強(qiáng)、表壓強(qiáng)）、真空度； 4．幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似、動(dòng)力相似； 5． a)在水擊發(fā)生處安放蓄能器； b)原 管中速度 0V 設(shè)計(jì)的盡量小些；c)緩慢關(guān)閉； d)采用彈性管。 二． 1．動(dòng)力粘度，運(yùn)動(dòng)粘度，相對(duì)粘度； 第 2 頁(yè) 共 2 頁(yè) 4 2． AdAAqV AV??? ?/ ， ????T dtT 01 ??； 3．yxtya yyyxy ????????? ????； 4． AV dAA220?? ?? ； 5．?VdRe ? （粘性力運(yùn)動(dòng)慣性力）。 三．如圖，在流場(chǎng)中取一 固定的平行六面體空間，邊長(zhǎng)分別為 dx 、 dy 、dz ，中心 A 點(diǎn)之速度分量分別為 xV 、 yV 、 zV ，密度為 ? 。計(jì)算經(jīng) dt 時(shí)間內(nèi)流出、流入右、左側(cè)面流體質(zhì)量差值為： dx dz dtdyyVVdyydx dz dtdyyVVdyym yyyyy )2)(2()2)(2( ??????????????? ???? dx dy dz dtyVyV yy )( ?????? ?? dx dy dzdtyV y??? )(? 同理可得： dx dy dz dtxVm xx ???? )(? dx dy dz dtzVm zz ???? )(? 經(jīng) dt 時(shí)間六面體內(nèi)質(zhì)量的變化量為 tm? d x d y d z d td x d y d zdttmt ??? ?????? )( dxdydzdtt??? ? 由質(zhì)量守恒原理，應(yīng)有 tzyx mmmm ???????? 5 即 dx dy dz dttdx dy dz dtzVyVxV zyx ???????????? ???? ])()()([ 化簡(jiǎn)整理得： 0)()()( ???????????? zVyVxVt zyx ???? 四．解 （ 1） 22 ???? xxVx ； 22 ????? xyVy 02222 ?????????? xxyVxV yx 滿(mǎn)足連續(xù)性方程。 （ 2） yxVy 2???? ； 4????yVx 02)(21 ?????????? yyVxV xy? 流動(dòng)有旋。 （ 3）駐點(diǎn)條件： 04)2(422 ??????? yxxyxxV x 0)1(222 ??????? xyyxyV y 由 0?y 代入解得： 0?x ； 2??x 由 1??x 代入解得： 41??y 解得駐點(diǎn)： )41,1()。0,2()。0,0( ??? 三點(diǎn)。 （ 4） yxxVy x 422 ??????? )(22 22 xfyxyyx ????? 6 yxyxfyxyVx y 22)(22 39。 ???????? ? 0)(39。 ?? xf ； Cxf ?)( ；令其為 0，則： 22 22 yxyyx ???? 五．解： （ 1）列 x 方向動(dòng)量方程： )c o s( VVqF vx ???? ?? )c os(4 2 VVVdFx ?? ??? )122( 22 ?????? ? ? 射流對(duì)葉片沖擊力為 ，向右。 （ 2）選動(dòng)坐標(biāo)系，列 x 方向動(dòng)量方程，采用相對(duì)速度，相對(duì)流量 )c o s( 39。39。39。 VVqF vx ???? ?? )](c os))[((4 2 uVuVuVdF x ????? ??? )122()1220( 22 ??????? ? ? 射流對(duì)葉片沖擊力為 ，向右。 六．解： 列 11， 22 斷面能量方程 gVdlgVdlgVdlH 222244442222221111 ??? ??? …………………………………（ a） 7 由并聯(lián)管流特點(diǎn)： 424121323222 4444 VdVdVdVd ???? ??? …………………………………（ b） gVgVdlgVdl 222232333322222 閥??? ?? …………………………………（ c） 聯(lián)立（ a）、（ b）、（ c）式并代入已知條件可解得 23 VV ? 12 VV ? smV / ? smVdqV /10244 33121 ???? ? 工程流體力學(xué)考試試卷 一．名詞解釋?zhuān)ü?10 小題，每題 3 分，共 30 分） 粘滯性；量綱和諧； 質(zhì)量力； 微元控制體； 穩(wěn)態(tài)流動(dòng)；動(dòng)量損失厚度；水力當(dāng)量直徑；逆壓力梯度；連續(xù)介質(zhì)假說(shuō)；淹深 二．選擇題（共 10小題，每題 2 分，共 20分） 1． 液體 粘 度隨溫度的升高而 ___，氣體 粘 度隨溫度的升高而 ___( )。 ，增大； ，減??； ， 不變； ，減小 2．等角速度 ? 旋轉(zhuǎn)容器，半徑為 R，內(nèi)盛有密度為 ? 的液體，則旋轉(zhuǎn) 8 前后容器底壓強(qiáng)分布 ( )； ； ； 底部所受總壓力 ( ) 。 ； 。 3．某點(diǎn)的真空度為 65000 Pa，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?，該點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為： A. 65000Pa； B. 55000Pa； C. 35000Pa； D. 165000Pa。 4．靜止流體中 任意形狀平面壁上壓力 值 等于 ___ 處?kù)o水壓強(qiáng) 與 受壓面積 的乘積（ ） 。 。 。 。 垂心 。 5． 粘性流體 靜壓 水頭線(xiàn)的沿 流 程變化 的規(guī)律 是 ( )。 A． 沿程下降 B． 沿程上升 C． 保持水平 D． 前三種情況都有可能 。 6． 流動(dòng)有勢(shì)