自考流体力学A卷

自考试卷

考试课程及试卷类型：流体力学A 姓名： 学年学期：2012－2013－2 班级： 考试时间：90分钟 满分：100分 学号：

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题 号 得 分 一 二 三 四 五 总 分

一、单项选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号写在相应位置处。答案错选或未选者，该题不得分。每小题2分，共20分。） 1．与牛顿内摩擦力定律直接有关的因素是（ ）。

A.剪应力和压强 B.剪应力和剪切变形速度 C.剪应力和剪切变形 D.剪应力和流速 2. 圆管内流体流动状态的判断依据是（ ）。

A.流动速度 B.管壁粗糙度 C.动力粘度 D.雷诺数 3．稳定流能量方程中，速度v是指（ ）速度。

A. 在截面上的任意点的速度 B.截面平均速度 C. 截面形心处的速度 D.截面上的最大速度 4．明渠流动为急流时（ ）

A. Fr>1 B.h>hc C.v0

5．进行水力模型实验，要实现有压管流的动力相似，应选的相似准则是（ ）。 A.欧拉准则 B.弗劳德准则 C.雷诺准则 D.斯特劳哈尔准则 6．地下水渐变渗流的浸润线沿程变化为（ ）。

A.下降 B.上升 C.保持水平 D.前述情况均有可能 7．长管并联管道各并联管段的（ ）相等。

A.水头损失 B.水力坡度 C.总能量损失 D.通过的流量 8．实用堰堰顶厚度与堰上水头比值的范围为（ ）。

A. δ/H<0.67 B. 0.67<δ/H<2.5 C. 2.5<δ/H<10 D. δ/H>10 9． 当流动处于（ ），沿程阻力系数仅受到壁面相对粗糙度K/d的影响。

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A.层流区 B.临界区 C.紊流光滑区 D.湍流粗糙区 10．达西定律与裘皮依公式分别适用于（ ）。

A.均匀渗流与渐变渗流 B.渐变渗流与均匀渗流 C.急变渗流与均匀渗流 D.均匀渗流与急变渗流

二、填空题（在下列空格处填写正确答案。每小题2分，共20分。） 1．露天水池，水深1m处的相对压强为____________。 2．某梯形渠道水利最优断面的水力半径为1.5m时，渠中水深为____________。 3.普通完全井的产水量与渗透系数有关，渗透系数越____________，产水量越大。

4.边界层分离只可能发生在____________区域。

5．在正常工作条件下，作用水头H，直径d相等时，小孔口的流量Q____________圆柱形外管嘴的流量Qn。（填大于、等于或小于）

6．圆管层流，实测管轴线上流速为4m/s，则断面平均流速为____________。 7．粘性流体总水头线沿程变化为____________。

8. 棱柱形渠道非均匀流的十二种水面线中，1区的水面线是____________曲线。 9. 流线是表示某时刻流动方向的曲线，曲线上各点的流速矢量都与该曲线____________。

10. 流体由直管流入断面很大的容器时，其局部水头损失系数为____________。

三、名词解释题（请解释下列名词。每小题3分，共15分） 1.质量力

2.恒定流

3.水跃

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4.量纲和谐原理

5.堰流

四、简单计算题（每小题5分，共15分）

1．如右下图所示，水箱出水管直径d=50mm，末端阀门关闭时，压力表读数为35kPa；若阀门开启后该读数降至16kPa，不计水头损失，试求通过出水管的流量。

2. 如右下图所示，在盛满水的锥台形容器盖上，施加压力F=0.785kN，容器的尺寸为：D=2m，d=1m，h=2m，试求容器底面上的相对压强。

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3. 如右下图所示，有一渗流实验装置，已知装置中的圆筒直径D=25cm，两测压管间距l=50cm，当测压管水头差H1-H2=30cm时，其渗透流量Q=300cm3/min，试求所测土壤的渗透系数。

五、计算题（每小题10分，共30分。）

1. 如右下图所示，充满水的密闭水罐，顶面AB与侧面CD均为半径R= 1m的半球形。已知E点处压力表读数为98kPa，水箱高h=3m，试分别求作用在顶面AB上和侧面CD上总压力的水平分力和铅垂分力。

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2. 如右下图所示，分岔管水流射入大气，干管及分岔管的轴线处于同一水平面上。已知=30°，v2=v3=12m／s，d1=200mm，d2=d3=100mm，不计水头损失，求水流对分岔管的作用力。

3. 采用直径d=350mm的虹吸管将河水引入堤外水池供给灌溉。已知河堤内外水位差H=3m，进口到A点之间的管段长l1=15m，A点至出口管段长l2=20m，沿程摩阻系数 =0.04，局部阻力系数：进口1=5.7，弯道2=0.6，虹吸管顶A点至下游水面高度差h=4m，若A点允许真空度为[hv]=7.5mH2O，试确定该虹吸管的输水量，并校核管顶的安装高度h。

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流体力学A卷答案

一、选择题（每小题2分，错选、未选均不得分，共20分） 1-5、B D B A C 6-10、A C B D A

二、填空题（每题2分，共20分） 1. 9.8kPa 2. 3m 3．大

4．逆压梯度 5. 小于 6. 2m/s 7. 沿程下降 8．壅水 9．相切 10．1.0

四、简单计算题（每小题5分，共15分）

1.

（1）阀门关闭时，求得压力表处水深H=pM/ρg=35/9.8=3.57m （2）阀门打开后，取液面和压力表断面列能量方程，求得管中速度为6.16m/s，因此，出水管流量Q=0.012m3/s 2.

利用压强等值传递原理，即帕斯卡原理，可求得容器底面上的相对压强 p=ρgh+F/A=20.6kPa 。

五、计算题（每小题10分，共30分。） 1.

顶面AB上总压力的水平分力Px=0，铅垂分力Pz=ρgV=241.1kN（↑）； 侧面CD上总压力的水平分力Px=ρghcAx=307.7kN（←）， 铅垂分力Pz=ρgV=20.5kN（↓）。 2.

（1）由1-1→2-2，列能量方程，求得1断面上的相对压强p1=54 kPa； （2）取1-1、2-2、3-3间的水为控制体，设F为分叉管对控制体内水流的作用力，对控制体列动量方程，可求得F=0.868 kN（←）

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（3）水流对分叉管的作用力为F的反作用力，即大小0.868 kN，方向→。

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