【正文】 ，向右。0,2()。 五． 水射流以 20 sm/ 的速度從直徑 mmd 100? 的噴口射出，沖擊一對稱葉片，葉片角度 ?45?? ，求： （ 20 分） 1． 當葉片不動時射流對葉片的沖擊力； 2． 當葉片以 12 sm/ 的速度后退而噴口固定不動時，射流對葉片的沖擊力。 1 工程流體力學考試試卷 一． 解答下列概念或問題 （ 15 分） 1． 恒定流動 2． 水力粗糙管 3． 壓強的表示方法 4． 兩流動力學相似條件 5． 減弱水擊強度的措施 二． 填空 （ 10 分） 1．流體粘度的表示方法有（ ）粘度、（ ）粘度和（ ）粘度。 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? 。0,0( ??? 三點。 六．解： 列 11， 22 斷面能量方程 gVdlgVdlgVdlH 222244442222221111 ??? ??? …………………………………（ a） 7 由并聯(lián)管流特點： 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 ???? ? 工程流體力學考試試卷 一．名詞解釋（共 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；動量損失厚度；水力當量直徑；逆壓力梯度；連續(xù)介質(zhì)假說；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 ___( )。 垂心 。 s/m2 C. m2/s D. m/s 8． 雷諾實驗中，由層流向紊流過渡的臨界流 速 vcr39。（ 15 分） 2．水自壓力容器穩(wěn)定地流出?？刂企w的表面稱為控制面 穩(wěn)態(tài)流動 —— 流場中各點的運動參數(shù)不隨時間變化 動量損失厚度 —— 與理想流體流動相比，粘性流體在邊界層內(nèi)減速造成動量損失，如果按理想流體流動計算動量（放大速度），必須考慮壁面上移一個距離（減小流道），這個距離稱為動量損失厚度。噴嘴直徑2 50d mm? ， 1 100d mm? 。 6． 雷 諾 數(shù) Re 反 映 了 ( )的 對 比 關 系 C. 慣性力與粘滯力 D. 粘 15 滯力與動水壓力 7． 一密閉容器內(nèi)下部為水，上部為空氣，液面下 處測壓管高度為 ，設當?shù)卮髿鈮簽?1 個工程大氣壓，則容 器內(nèi) 氣體部分的相 對壓強為 ___ 水柱 （ ） 。 （ 15 分） 參考答案 一．名詞解釋（共 10 小題，每題 2 分，共 20 分） 1．粘滯性 —— 流體在受到外部剪切力作用時發(fā)生變形 (流動 )，其內(nèi)部相應要產(chǎn)生對變形的抵抗，并以內(nèi)摩擦力的形式表現(xiàn)出來，這種流體的固有物理屬性稱為流體的粘滯性或粘性 2．跡線 —— 流體質(zhì)點的運動軌跡曲線 流線 —— 同一瞬時，流場中的一條線，線上每一點切線方向 與流體在該點的速度矢量方向一致 3．層流 —— 流體運動規(guī)則、穩(wěn)定，流體層之間沒有宏觀的橫向摻混 4．量綱和諧 —— 只有量綱相同的物理量才能相加減，所以正確的物理關系式中各加和項的量綱必須是相同的，等式兩邊的量綱也必然是相同的 5．偶極流 —— 由相距 2a 的點源與點匯疊加后，令 a 趨近于零得到的流動 6．排擠厚度 —— 粘性作用造成邊界層速度降低，相比理想流體有流量 17 損失，相當于中心區(qū)理想流體的流通面積減少，計算時將平板表面上移一個厚度，此為排擠厚度 7．順壓力梯度 —— 沿流動方向壓力逐漸降低，邊界層的流動受壓力推動不會產(chǎn)生分 離 8．時均速度 —— 湍流的瞬時速度隨時間變化，瞬時速度的時間平均值稱為時均速度 9．輸運公式 —— 將系統(tǒng)尺度量轉(zhuǎn)換成與控制體相關的表達式 10．連續(xù)介質(zhì)假說 —— 將流體視為由連續(xù)分布的質(zhì)點構成，流體質(zhì)點的物理性質(zhì)及其運動參量是空間坐標和時間的單值和連續(xù)可微函數(shù)。 2 分 20 xyd v dx v dy? ?? 工程流體力學考試試卷 一．名詞解釋： 流體： 在任何微小剪切力的持續(xù)作用下能夠連續(xù)不斷變形的物質(zhì)。 21 把液體看作是不可壓縮流體，氣體看作是可壓縮流體，都不是絕對的。液體黏性隨溫度升高而減小，氣體黏性隨溫度升高而增大。在均勻流體中，質(zhì)量力與受作用流體的體積成正比。 液體與氣體的分界面，即液體的自由液面是等壓面 ； 互不摻混的兩種液體的分界面是等壓面。 一標準大氣壓 1atm 相當于 760mm 汞柱對柱底產(chǎn)生的壓力。 如圖右所示封閉容器，在容器上任取 A、 B 兩點，并接上測壓管，則測壓管內(nèi)液面高度由離基準面的高度 z 和壓強高度 p/ρg 組成，工程上， z稱位置水頭， p/ρg 稱壓強水頭， z+p/ρg 為測壓管水頭 。 解析法： P=ρghcA=PcA； hc 為受壓面形心在水面下的深度。 壓力體是所研究的曲面（淹沒在靜止液體中的部分）到自由液面或自由液面的延長面間投影所包圍的一塊空間體積，如圖中 ABCD。稱充滿液體的壓力體為 實壓力體或正壓力體 ，如 abcd；不充滿液體的壓力體稱為 虛壓力體或負壓 25 力體 ，如 a’b’c’d’。流線相互平行時，有效截面是平面。 漸變流： 流速的大小和方向沿流線逐漸改變的非均勻流。 2 無壓流動： 總流邊界的一部分受固體邊界約束，另一部分與氣體接觸，形成自由液面，如明渠中的流動。 總水頭： H= z+p/ρg+ν2/2g。 滯止點（駐點）： 流體受到迎面物體的阻礙，被迫向兩邊分流，在物體表面上受流體頂沖的 A 點，流體流速為 0，動能全部轉(zhuǎn)為壓 能 。 外部流動： 流體繞固體流動或固體在流體中的運動，會受到繞流阻力。圓管流動中以 2300 為臨界雷諾數(shù)。 29 沿程水頭損失 hf： 單位重量流體的沿程損失， ， λ：沿程阻力系數(shù)，它與雷諾數(shù)和管壁粗糙度有關 ，在層流中僅與雷諾數(shù)有關。 三種表示方法：絕對粘度、相對粘度、運動粘度 2．流線 與跡線 流線：某瞬時流場中的一條空間曲線，該瞬時曲線上的點的速度與該曲線相切。由于速度和密度是坐標的連續(xù)函數(shù)，因此由 abcd 而流入的質(zhì)量為： dx dz dtdyyvv yy ?????? ??? )(21 ?? 由 efgh 面流出的質(zhì)量為 dx dz dtdyyvv yy ?????? ??? )(21 ?? 因此，在 dt 時間內(nèi)，自垂直于 y 軸的兩個面流出、流 入的流體質(zhì)量差為： dx dy dz dtyvm yy ???? )(? 同樣道理可得 dt 時間內(nèi)，分別垂直于 zx, 軸的平面流出、流入的流體質(zhì)量差為： dx dy dz dtxvm xx ???? )(? dx dy dz dtzvm zz ???? )(? 因此，在 dt 時間內(nèi)流出、流入整個六面體的流體質(zhì)量差為 dx dy dz dtzvyvxvmmm zyxzyx ?????? ?????????????? )()()( ??? 對于可壓縮流體，在 dt 時間內(nèi)，密度也將發(fā)生變化，流體密度的變化同樣引起六面體內(nèi)流體質(zhì)量的改變。Wh 為一無規(guī)律變化的值，但可令 WVqVW hgqgdqhV ?? ??2 239。 七． 將一平板深入水的自由射流內(nèi)，垂直于射流的軸線。已知 射流流速 八． smV /30? ，全部流量 smqV /1036 33??? ，截去流量 smqV /1012 33??? 。（ 15 分） ab 為一塊面積為 A 的任意形狀的平板，與液體表面呈 ? 角放置，液體內(nèi)部的壓強取相對壓強。（ 15分） 如圖： 11 和 22 斷面為兩個緩變的過流斷面，任取一個微小流束 i ，當粘性流體恒定流動且質(zhì)量力只有重力作用時，對微小流束的 11 和 22 斷面