【正文】 =01721/4（300/1000）2 =對彎管的合力：方向?yàn)椋篴=arctan（Fy/Fx） =② 當(dāng)有流動(dòng)時(shí)： 由連續(xù)性方程得： 解得：/s /s忽略阻力，應(yīng)用伯努利方程，列11,22斷面的方程： 帶入數(shù)據(jù)解得：P2/r===100Kn/ 列動(dòng)量方程： X方向： 帶入數(shù)據(jù)得：Fx=同理：y方向：代入數(shù)據(jù)解得：Fy=合力為：R==方向?yàn)椋篴=arctan（Fy/Fx） =解： ①/s ②孔口與管嘴出流流動(dòng)時(shí)，在出流管嘴內(nèi)形成以真空區(qū)域主要原因是：流體具有粘滯性，流體質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)時(shí)存在慣性，流線不能發(fā)生直接拐彎，只能是光滑的曲線因此靠近水箱一側(cè)管嘴內(nèi)壁形成真空。二． 推求流線的微分方程（10分）方向相同某瞬時(shí)在流線上任取一點(diǎn)，位于點(diǎn)的流體質(zhì)點(diǎn)速度為，其分量為，在流線上取無窮小線段，其在三個(gè)坐標(biāo)軸上的投影為，由空間幾何關(guān)系及有方向相同：（流線微分方程）三． 推求流體靜平衡微分方程（10分）在靜止流體中取如圖所示微小六面體。六． 一股水平方向上的射流沖擊一斜置的光滑平板。如圖取控制體，則控制體內(nèi)流體在方向受壓力，方向沿軸正向；噴嘴對控制體內(nèi)流體的作用力，方向逆沿軸方向。（10分）在空間流場中取一固定的平行六面體微小空間，邊長為，所取坐標(biāo)如圖所示。五．如圖，盛水容器以轉(zhuǎn)速繞垂直軸旋轉(zhuǎn)。（15分）取控制體如圖，對II和11列伯努利方程得由動(dòng)量守恒（取動(dòng)量修正系數(shù)均為1）所以故有在水平方向列動(dòng)量方程一\選擇題部分 （1）在水力學(xué)中，單位質(zhì)量力是指（答案：c ） a、單位面積液體受到的質(zhì)量力；b、單位體積液體受到的質(zhì)量力； c、單位質(zhì)量液體受到的質(zhì)量力；d、單位重量液體受到的質(zhì)量力。（10）底寬b=，通過的流量Q =，已知渠中某處水深h = ，則該處水流的流態(tài)為答案：ba、 緩流； b、急流； c、臨界流；（11）閘孔出流的流量Q與閘前水頭的H（ 答案：d ）成正比。 （ ） 答案：正確（5）同樣條件下直接水擊比間接水擊更不安全。 （3） 只受重力作用，靜止液體中的等壓面是____水平面____________。問答題：（每小題3 ～ 4分）（1）什么是理想液體？為什么要引入理想液體的概念？答案：理想液體是指沒有粘滯性的液體。答案：通過尼古拉茲實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)：在層流中λ僅是雷諾數(shù)Re的函數(shù)并與Re成反比；在層流到紊流過渡區(qū)，λ僅是Re的函數(shù)；在紊流光滑區(qū)λ=f1（Re）； 過渡區(qū)λ=f2（Re， ）；粗糙區(qū)λ=f3（ ），紊流粗糙區(qū)又稱為阻力平方區(qū)。（8）在滲流計(jì)算中達(dá)西定律與杜比公式有何區(qū)別？答案：達(dá)西定律適用于任一點(diǎn)的滲流流速u=kJ，其適用于恒定均勻?qū)恿鳚B流；而杜比公式是適用于恒定非均勻漸變層流滲流，同一過水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的滲流流速都相等且等于v= kJ。水頭H = m。已知渠寬B＝18m，流量Q＝265m3/s，壩下收縮斷面處水深hc=，當(dāng)壩下游水深ht=，問： ( 12分)1）壩下游是否發(fā)生水躍？ （4分）2）如發(fā)生水躍，屬于何種形式的水躍？ （4分）3) 是否需要修建消能工？若需要修建消能工，估算消力池深。4. 流線和跡線實(shí)質(zhì)是一回事。2．動(dòng)量方程A．僅適用于理想流體的流動(dòng) B．僅適用于粘性流體的流動(dòng)C．理想流體與粘性流體的流動(dòng)均適用 D．僅適用于紊流3．流體在管內(nèi)作層流流動(dòng)時(shí)，其沿程損失hf值與斷面平均流速v的__________次方成正比。(1)如果A、B之間的水頭損失表示為，試求值。ⅹ4．流線和跡線實(shí)質(zhì)是一回事。3. 不要在試卷上亂寫亂畫，不要在裝訂線內(nèi)填寫無關(guān)的內(nèi)容。即（2分）則 （1分）根據(jù)行列式運(yùn)算規(guī)則，流線微分方程為。亦可說，流體在x,y,z 三方向上的變形速率之和等于零。 解：，（2分）（4分）（2分）4．一底面積為45x50cm2 ，高為1cm的木塊，質(zhì)量為5kg ，沿涂有潤滑油的斜面向下作等 速運(yùn)動(dòng)，木塊運(yùn)動(dòng)速度u=1m/s， (見圖示)，求油的粘度 。爐膛 解：（1）列爐膛入口截面1和煙囪出口截面2的伯努利方程： (2分)其中：；； ；，（,該式是兩截面處的靜壓關(guān)系，由煙囪外處于靜止?fàn)顟B(tài)與煙囪等高差的空氣建立靜平衡方程求得） (1分)整理得： = （N/m2） (2分)煙囪出口煙氣速度： （m/s） (1分)（2）同理，列煙道出口和煙囪出口的能量方程，此時(shí)，得 (2分)解得：（Pa） （表壓） 2．對于的平面流動(dòng)，問：(1) 是否有勢流動(dòng)？若有勢，確定其勢函數(shù)φ(2) 是否是不可壓縮流體的流動(dòng)？(3) 求流函數(shù)ψ解：(1)由知為有勢流動(dòng)， 存在勢函數(shù)，（1分）（3分）(2) 由 知為不可壓縮流體的流動(dòng)，存在流函數(shù)，（1分）(3)， （3分） 3．已知大氣層中溫度隨高程H的變化為：T=288aH，式中a=，現(xiàn)有一飛機(jī)在10000m 高空飛行。（1分）4．公式，適用于什么場合，有何含義？答：適用于定常流動(dòng)，（1分）不可壓流體。（3分）得 分評分人二、 簡答題(共24分，每小題6分)1．流線的微分方程為 是怎么得來的？答：流線是速度場的矢量線?！潭⑦x擇題（每題3分，共15分）1．A 2．C 3．A 4．D 5．C三、畫圖題（繪出AB曲面上的壓力體，8分） 實(shí)壓力體EE’A 虛壓力體EE’D’D 實(shí)壓力體D’DBB’ 四、計(jì)算題（12分）解： 　　　　　　?。?分） ；；　　　　　　　?。ǎ撤郑? 　　　　　　　　　　　　　 （12分）五、計(jì)算題（20分）解：（1）以B 為基準(zhǔn)，取A、B 斷面列伯努利方程 （8分） 又， （12分） 代入數(shù)值，= （14分） （2）設(shè)B斷面到水銀測壓計(jì)左支管水銀交界面的垂直距離為b ，從開始，用逐段加減的方法推演到，可得 （18分）由，得 （20分）六、計(jì)算題（20分）解：取水平基準(zhǔn)面00，過水?dāng)嗝娴膲簭?qiáng)、速度及位置高度如圖由于Ⅰ、Ⅱ兩過水?dāng)嗝嫔狭骶€已接近平行，即屬于緩變流，因此可寫出兩斷面的伯努利方程（設(shè)） （1） （7分）由于在dt時(shí)間內(nèi)從斷面Ⅰ到Ⅱ的流速由變?yōu)椋鶕?jù)動(dòng)量定理得整理得 （2） （14分） 由（1） 和（2）得 由連續(xù)性方程 代入上式得 （18分） 其中 （20分）七、計(jì)算題（10分）解：由； （3分）則，代入數(shù)值得 （7分） 則 所以解出 （10分）貴州大學(xué)20072008學(xué)年第二學(xué)期考試試卷 A工程流體力學(xué)參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)注意事項(xiàng)：1. 請考生按要求在試卷裝訂線內(nèi)填寫姓名、學(xué)號和年級專業(yè)。即作用于同一點(diǎn)上各方向的靜壓強(qiáng)大小相等。求甘油的動(dòng)力粘性系數(shù)。10. 串聯(lián)管路的總水頭等于各管段水頭損失之和。即作用于同一點(diǎn)上各方向的靜壓強(qiáng)大小相等。如流動(dòng)在紊流粗糙區(qū) ，求通過的流量Q。 （2） 從水箱接一橡膠管道及噴嘴(如圖)。所以均勻流只能產(chǎn)生在正坡渠道中。當(dāng)流量不變通過一變直徑管道時(shí)，雖然是恒定流，但它不是均勻流。(9) a2型水面曲線是發(fā)生在___陡坡__ 坡上的 ____緩流____流（指急流或緩流）的水面線，這時(shí)弗汝德數(shù)Fr沿程 __減小____（指增大、減小或不變）(10) 溢流堰的過堰流量與堰頂水頭的___3/2 _____ 次方成正比。 ( ) 答案：正確 填空題：（每小題2 ～ 4分）（1） 牛頓內(nèi)摩擦定律適用的條件是 層流運(yùn)動(dòng) 和 牛頓液體 。 （ ） 答案：錯(cuò)誤（3）水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙。（9）在緩坡明渠中不可以發(fā)生的流動(dòng)是（ 答案：b ）。已知射流流速，全部流量，截去流量。（15分）為一塊面積為的任意形狀的平板，與液體表面呈角放置，液體內(nèi)部的壓強(qiáng)取相對壓強(qiáng)。6．恒定與非恒定流動(dòng)流體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)在每一時(shí)刻都不隨時(shí)間發(fā)生變化，則這種流動(dòng)為恒定流動(dòng)；流體運(yùn)動(dòng)的參數(shù)在每一時(shí)刻都隨時(shí)間發(fā)生變化，則這種流動(dòng)為非恒定流動(dòng)。而流出大氣中。2．垂直分力由式中：為曲面上的液柱體積的體積，稱為壓力體。6． 有旋流動(dòng)、無旋流動(dòng)有旋流動(dòng)：流體微團(tuán)的旋轉(zhuǎn)角速度不等于零的流動(dòng)稱為有旋流動(dòng)。 解： 所以管內(nèi)氣體為紊流流動(dòng)。1在自由紊流射流的主體段，射流各斷面上速度分布是相似的，軸線速度越來越小，橫截面積越來越大，質(zhì)量流量也越來越大；個(gè)橫截面上的動(dòng)量守恒。旋渦的產(chǎn)生使得附面層與壁面發(fā)生分離。Q=Q1=Q2。 1音速：音速即聲速，它是弱擾動(dòng)波在介質(zhì)中的傳播速度。 卡門渦街：當(dāng)流體經(jīng)繞流物體時(shí)，在繞流物后面發(fā)生附面層分離，形成旋渦，并交替釋放出來，這種交替排列、有規(guī)則的旋渦組合稱為卡門渦街。 流線：流場中，在某一時(shí)刻，給點(diǎn)的切線方向與通過該點(diǎn)的流體質(zhì)點(diǎn)的劉速方向重合的空間曲線稱為流線。若在模型內(nèi)測得某點(diǎn)氣流速度為/s，則車間相應(yīng)點(diǎn)的速度為多少？（已知空氣的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)為/s）對某一橋墩采用模型比例為進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 A、 B、 C、 D、1下列流體哪個(gè)屬于牛頓流體 。 A、能相交也能相切 B、僅能相交不能相切C、僅能相切不能相交 D、既不能相交也不能相切1速度v，密度，壓強(qiáng)p的無量綱集合是 。 A、空氣 B、清水 C、血液 D、酒精絕對壓強(qiáng)P、相對壓強(qiáng)p、真空值p、當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)之間的關(guān)系是 。2幾何相似是力學(xué)相似的 ，運(yùn)動(dòng)相似是模型實(shí)驗(yàn)的 ，動(dòng)力相似是運(yùn)動(dòng)相似的 。作用與液上的力包括 ， 。 馬赫數(shù)氣體動(dòng)力學(xué)中一個(gè)重要的無因次數(shù)，他反映了 與 的相對比值。1mmH2O= Pa描述流體運(yùn)動(dòng)的方法有 和 。 （ ）12. 超音速絕熱管流摩阻隨管長增加而增加，速度減小，壓力增加。 （ ）4. 等溫管流摩阻隨管長增加而增加，速度和壓力都減少。層流：當(dāng)流體運(yùn)動(dòng)規(guī)則，各部分分層流動(dòng)互不摻混，流體質(zhì)點(diǎn)的跡線是光滑的，而且流場穩(wěn)定時(shí)，此種流動(dòng)形態(tài)稱為層流。等壓面：流體靜止平衡時(shí),壓力相等的曲面（或平面）。表面力：由毗鄰的流體質(zhì)點(diǎn)或其它的物體所直接施加的表面接觸力。牛頓流體：切應(yīng)力與角變形速率（速度梯度）之間存在線性關(guān)系的流體。(3)流線不能突然折轉(zhuǎn)，是一條光滑的連續(xù)曲線。(2)通過某一空間點(diǎn)在給定瞬間只能有一條流線，一般情況流線不能相交和分支。1 雷諾數(shù)、富勞德數(shù)及歐拉數(shù)三個(gè)相似準(zhǔn)數(shù)的定義式及物理意義。1 等壓面的特性。1 噴射泵的工作原理。 壓力管路的定義。即認(rèn)為真實(shí)的流體和固體可以近似看作連續(xù)的，充滿全空間的介質(zhì)組成，物質(zhì)的宏觀性質(zhì)依然受牛頓力學(xué)的支配。串聯(lián)管路無中途分流和合流時(shí)，流量相等，阻力疊加。試分別求出作用在兩個(gè)球蓋上的液體總壓力。四、計(jì)算題如圖所示，將一平板垂直探入水的自由射流中，