周善生流体力学讲义可问问柯老师-同济大学精品课程

同济大学课程考核试卷（A 卷） 2007 — 2008 学年第 二 学期

命题教师签名： 审核教师签名：

课号： 课名：流体力学 考试考查：考试

此卷选为：期中考试( )、期终考试( √ )、重考( )试卷

年级 专业 学号 姓名 得分

一、单选题（30%）

1、以下说法正确的是： （ ） A ：固体摩擦力与接触面的压力有关，而液体的摩擦力则与压力无直接关系。 B ：静止的流体中存在压应力和拉应力。

C ：在恒定均匀流中，沿程水头损失与速度的平方成正比。

D ：尺寸相同的收缩管中，总流的方向改变后，水头损失大小并不改变。

2、圆管层流，实测管轴上的流速为5m/s ，则断面平均流速为： （ ） A ：3m/s B ：2.5m/s C ：10m/s D ：5m/s

3、水平放置的渐缩管，若流体流动的方向为1→2，忽略水头损失，断面形心点的 压强，有以下关系： （ ） A ：p 1

p 2 D ：不能确定

4、某输水管道，流速s m v /1.1=，阀门突然关闭引起直接水击，若水击波速

z s m c /1100=，其直接水击压强为

（ ）

A: z MPa 0.1

B: z MPa 1.1

C: z MPa 21.1 D: z MPa 321.1

5、影响水的运动粘度的主要因素为 ( ) A ：水的温度； B ：水的容重； C ：当地气压； D ：水的流速。

6、若在同一长直等径管道中用不同液体进行实验，当流速相同时，其沿程水头

损失在是相同的。 （ ） A ：层流区 B ：紊流光滑管区 C ：紊流过度区 D ：紊流粗糙管区

7、恒定流中运动要素必为零的是

( )

A ：当地加速度

B ：迁移加速度

C ：合加速度

D ：速度 8、在平衡液体中，质量力与等压面 （ ）

A ．重合。

B ．平行。

C ．斜交。

D ．正交。

9、圆柱形外伸管嘴的正常工作条件是： （ ）

A ：;9,)4~3(m H d ≥=

B ：;9,)4~3(m H d ≤=

C ：;9,)4~3(m H d ≥>

D ：;9,)4~3(m H d ≤<

10、渗流模型与实际渗流相比较： （ ） A ：流量相同； B ：流速相同； C ：各点压强不同； D ：渗流阻力不同。

11、比较地下水在不同土壤中渗透系数的大小（粘土k 1，黄土k 2，细砂k 3）： （ ） A ：k 1> k 2> k 3； B ：k 1< k 2< k 3； C ：k 2< k 1< k 3； D ：k 3< k 1< k 2。

12．在流体力学的能量方程实验中，量测流量采用的： （ ） A ．体积法。 B ．重量法。 C ．堰流法。 D ．孔口法。

13．在流体力学的能量方程实验中，随流量的增大最小管径的测压管读数： （ ） A ．变大。 B ．变小。 C ．不变。 D ．随机变化。 14. 已知并联管路两支路的沿程阻力系数之比

121=λλ，管长之比42

1=l l

， 管径之比

21

d d =2，则两支路的流量之比=2

1v v q q

（ ）

A.

2 B. 22 C. 2

3 D. 24

15．水流经过直径渐变的管道，已知直径由d 渐扩为2d ，则两断面的

雷诺数比值Re 1/Re 2 （ ）

A ．0.5。

B ．1.0。

C ．2.0。

D ．4.0。

二、填空题（20%）

1．测压装置如图。已测得A 球压力表读数为Pa 41045.2?，测压计内汞面之间的空间充满酒精，已知cm h 201=，cm h 252=，cm h 70=；试计算B 球中的空气的压强 。(ρ汞=13.6310?kg/m 3

，ρ酒精=0.8310?kg/m 3

)

2．分别把流量Q 、管径D 、重力加速度g 组成无量纲数 和把力F 、密度ρ、长度L 、速度v 组成无量纲数 。

3．有一薄壁小孔口自由式出流，其孔口直径d=10mm ，作用水头H=2m 。求收缩断面处流速v c = 和该孔口的出流量Q= 。 4．有一断面为矩形的管道，已知长和宽分别为100mm 和50mm ，求水力半径R= ，如流体的运动粘度15.7×10-6m 2/s ，如通过的流量为

是 。

5．如图所示，垂直的输水管道中设有阀门。 已知管道直径mm d 50=，通过的流量

s L Q /4=，水银压差计读数mm h p 95=，

两断面的高差m H 1=?，不计沿程损失， 试求阀门的局部损失系数 。

三、计算题(50%)

1.如图所示，一矩形平板闸门AB ，宽b=2m ，与水平面夹角α=30°，其自重G=19.6kN ，并铰接于A 点。水面通过A 点，水深h=

2.1m ，试求打开闸门的最大铅直拉力T 。（10%）

2、一个潜没在油中的物体以10m/s 的速度水平运动（已知油的重度γ=8000N/m 3，μ=0.03Ns/m 2）为研究该物体的运动特征，做一个比原型线型长度放大5倍的模型，潜没在20℃的水中进行模型试验（已知水的重度γ=9800N/m 3，ν=1.003×106m 2/s ）。求两者动力相似要求的模型的牵引速度v m 。若作用在模型物体上的阻力为F m =3.5N ，求作用在原型上的阻力F p 。（10%）

3．水流垂直于底面的宽度为1.5m，求它对建筑物的水平作用力。（14%）

4、有一虹吸管，已知H1=2.5m，H2=2m，L1=5m，L2= 7m，管D=100mm，管道沿程阻力系数λ=0.02，进口设有滤网，局部阻力系数1ξ=10，弯头阻力系数2ξ=0.15。试求：（1）通

过的流量Q；（2）校核虹吸管压强最底处的真空高度是否超过允许的6.5m水柱高。(3)画出该管的总水头线和测压管水头线。（16%）

同济大学课程考核试卷（B 卷） 2007 — 2008 学年第 二 学期

命题教师签名： 审核教师签名：

课号： 课名：流体力学 考试考查：考试

此卷选为：期中考试( )、期终考试( √ )、重考( )试卷

年级 专业 学号 姓名 得分

一、概念题（30%）

1、 金属压力表的读值是 。

[ ]

A ：绝对压强；

B ：相对压强；

C ：绝对压强加当地大气压；

D ：相对压强加当地大气压。

2、垂直放置的矩形平板挡水，水深3m 。作用力离水面的距离y 为 [ ]

A ：1.25m

B ：1.5m

C ：2m

D ：2.5m

3、恒定流的 [ ]

A ：位变加速度为零

B ：时变加速度为零

C ：位变和时变加速度均为零

D ：位变和时变加速度均不为零

4、圆管紊流过渡区的沿程阻力系数λ [ ]

A ：与雷诺数Re 有关

B ：与管壁相对粗糙度d k s /有关

C ：与Re 和d k s /有关

D ：与Re 和管长L 有关

5、水流经过直径渐变的管道，已知直径由d 渐扩为2d ，则两断面的雷诺数比值 [ ] A 、2

B 、4

C 、0.5

D 、2

6、有一圆管层流，实测圆管轴心上的流速为5m/s ，则断面平均流速为：

[ ]

A 、2.5m/s

B 、3m/s

C 、10m/s.

D 、5m/s 7、圆管紊流光滑区的层流底层δ与壁面粗糙度s k 的关系是

[ ]

A 、无关

B 、δ2=s k

C 、 s k <δ

D 、s k ≥δ

8、在能量方程实验中，最小断面的测压管高度随流量增大的变化是： [ ] A: 上升 B: 下降 C: 不变 D: 都可能 9、在能量方程实验中，是用何种方法来测流量的 [ ]

A: 体积法 B: 重量法 C:文丘里法 D: 堰流法

10、两根管径、管长和沿程阻力系数均相同的长管并联。若保持总流量不变，

则单根管道过水与两根管道都过水两种情况的水力损失之比为 [ ]

A: 4.0 B: 2.0 C: 1.0 D: 0.5

11、薄壁小孔的流速系数?、流量系数μ与圆柱形外管嘴的流速系数n ?、 流量系数n μ的大小关系为

[ ]

A: n ??>、n μμ> B: n ??<、n μμ< C: n ??>、n μμ<

D: n ??<、n μμ>

12、圆管层流运动沿程水头损失与流速的变化关系是

[ ]

A: 5.0v h f ∝

B: 0

.1v

h f ∝

C: 75

.1v

h f ∝

D: 0

.2v

h f ∝

13、圆管在粗糙区运动沿程水头损失与流速的变化关系是

[ ]

A: 5.0v h f ∝

B: 0

.1v

h f ∝

C: 75

.1v

h f ∝

D: 0

.2v

h f ∝

14、渗流模型与实际渗流的

[ ]

A: 流速、阻力皆相同 B: 流速、阻力皆不同 C: 流速不同、阻力相同 D: 流速相同、阻力不同

15、在发生管道直接水击的情况下，阀门关闭时间z T 与 水击波相长c l T /2=的关系是

[ ]

A: z T T <

B: z T T >

C: z T T 2

1>

D: z T T 2

1<

二、填空题（20%）

1、 用流量Q 、压差p ?、密度ρ、直径d 组成的无量刚系数： 。

用流量Q 、密度ρ、直径d 、动力粘性系数μ组成的无量刚系数： 。 2、图示半径mm r 200=圆形管道流动，流量s L Q /75=，流体的运动粘性系数

s m /101.126-?=ν水位在圆心处。其水力半径 、该管道的流态 。

题3示意图

题2示意图

3、图示为U 型汞压差计，用于量测两气管中A 和B 两点的压差。已知h=0.36m ，A 和B 两点高差m z 1=?，其A 和B 两点的压差 。

4、三段管路串联，直径分别为d1=100mm 、d2=50mm 和d3=25mm ，已知断面3-3流速v3=10m/s ，另两段管路的流速v1=、 、v2= 。

5、如图所示，一变直径的管段AB ，d A =0.2m ，d B =0.4m ，高差Δh=1.5m ，测得p A =30kN/m

2

，p B =40kN/m 2，B

处断面平均流速v B =1.5m/s 。试判断水在管中的流动方向。

题5示意图

三、计算题（50%）

1、 图示AB 为宽1.2m 的半圆柱面，直径D=3m 。

试求：该柱面上的静水总压力的大小、作用线位置和方向。

2、溢流坝最大泄流量为s m /8003

，若采用长度比尺为50的模型进行实验，试求模型的最大流量。若测得水流对模型的水平作用力为300N ，试求原型中水流对坝的作用力

3、水塔经图示管道系统供水。已知供水流量s m Q /1.03

=，各段管长m l l 10041==，（比阻6

2

41/05.9m s a a ==），m l 502=，m l 2003=（比阻6

2

32/85.41m s a a ==。） 以长管计算试求：

（1）、各并联管段的流量 （2）、水塔水面的高度H

4、图示为水平面上的自由水射流，垂直射向光滑的平板上，由于平板的作用使一股水流以，倾斜角为θ射出，另一股水流沿平板向下。若不计重力作用和忽略水头损失，试求Q 1，Q 2与Q 的关系（用θ表示）

同济大学课程考核试卷（A 卷） 2009 — 2010 学年第 一 学期

课号：12501401 课名：流体力学与流体机械（下） 考试考查：考试

年级 专

业

学号 姓名

得分

命题教师签名： 审核教师签名：

d3,L3

一、概念题(选择题2.5分/每小题，后5题3分/每小题)

1、平面无旋流动的圆柱绕流中，在圆柱表面上速度为来流速度的点是： [ ]

A ：o o 180,0=θ

B ：o o 135,45±±=θ

C ：o 90±=θ

D ：o o 120,30±±=θ 2、圆柱绕流可用哪种简单流动叠加而成的：

[ ]

A ：均流与源流

B ：均流与偶极流

C ：均流与汇流

D ：均流与环流 3、平 面 势 流 流 网 网 格 稀疏的 部 位 是 [ ]

A ：流 速 大 压 强 小

B ：流 速 大 压 强 大

C ：流 速 小 压 强 大

D ：流 速 小 压 强 小 4、何种边界类型是不可能发生边界层分离的：

[ ]

A ：收缩边界

B ：平面扩展边界

C ：均有可能

D ：曲面扩展边界 5、 在 实 际 绝热 气 体 管 流 中 出口阻 塞( 壅 塞) 时，出口速度为： [ ]

A ：静止；

B ：音 速；

C ：入口速度；

D ：无限大；

6、有一固体粉尘在煤粉炉炉膛中上升烟气流的作用下上升，上升的速度为 0.5m/s ，烟气流的速度2m/s ，其悬浮速度为：

[ ] A ：2m/s

B ：1.5m/s

C ：2.5m/s

D ：0.5m/s

7、 由功率N 、体积流量Q 、密度ρ、重力加速度g 和作用水头H 组成一个无量纲数是

[ ]

A ：

gQH

N

ρ B ：

gH

NQ

ρ C ：

gNH

Q

ρ D ：

gNQ

H

ρ 8、压强p 、体积流量Q 、直径d 、密度ρ的无量纲组合是

[ ]

A ： 24

Q pd ρ

B ：2

2

Q

pd ρ

C ：ρ

Q pd

D ：4

2

Q

pd ρ

9、离心泵的比转数大是反应：

[ ]

A ：流量扬程均大

B ：流量扬程均小

C ：流量大扬程小

D ：流量小扬程

大10、某 溢 流 堰 原 型 坝 高P p =12m ， 最 大 泄 流 量Q p =60m 3/s ， 拟 采 用 模 型 进 行 水 力 试 验， 设 计 模 型 坝 高P m =0.48m ， 则 模 型 最 大 泄 流 量 为 [ ] A ：4.8m 3/s

B ：0.48m 3/s

C ： 0.192m 3/s

D ： 0.0192m 3/s

11、已知平面流动的速度y x u y x u y x -=+=,2，问该流场是否存在势函数 ，如存在φ= ；再问该流场是否存在流函数 ，如存在ψ= 。 12、气体沿等截面有摩擦的等温管作亚音速运动，沿流动方向运动参数的变化是：流速 ；速度的极限值 。

13、何谓滞止压强？

14、雷诺数为哪两个力的比

15、在水泵试验中，产生气蚀的主要原因有哪两个？

二、计算题（17、13、13、17）

1

、

有

一

平

面

势

流

其

流

函

数

2

121----++++=x y

arctg

x y arctg x y arctg x y arctg

y ψ， 试求： 1)、该流动是由何种简单流动组成的，其强度、布置点？

2)、该流动的势函数？

3)、该流动速度为零（驻点）的位置？

2、在等熵（理想绝热）非等截面的流动中，已知第一断面的温度为27o c，流速

为150m/s，绝对压强为0.15MPa；第二断面的绝对压强为0.12MPa。试计算第二断面的流速、温度和马赫数。(k=1.4，R=287J/kg· K)

3、有一球形的小气球在空气中自由上升，在各种力的作用下最终达到匀速运动。

已知：气球的密度（包括气球的重量和气球内的气体）ρm=0.8kg/m3，空气密度ρ=1.25kg/m3，空气的运动粘性系数ν=1.6?10-5m2/s，气球的直径d=50mm。

试求：气球的上升的速度u。(阻力系数：当Re<10时，C d=24/Re；当10103时，Cd=0.48。)

4、图示为一离心式水泵的特性曲线，一管道的特性曲线2310820Q H -?+=(H 以米计，Q 以L/s 计)。

试求： 1)、水泵工作点的参数(Q 、H 、N 及η )；

2)、若切削水泵叶轮直径为原来的0.9倍，水泵新工作点的参数。

10

20

30

40 Q(L/s)

同济大学课程考核试卷（B卷）

2007 —2008 学年第一学期

命题教师签名：审核教师签名：

课号：12501300 课名：流体力学与流体机械（下）考试考查：考试

此卷选为：期中考试( )、期终考试( √)、重考( )试卷

年级专业学号姓名

一、概念题(3分/每小题，30%)

1、流函数存在的条件是：

[ ]

A：理想流体B：平面流动C：无旋流动D：平面不可压缩流动2、偶极流是哪两种简单流动叠加而成的：

[ ]

A：均流与源流B：均流与环流C：源流与环流D：源流与汇流10、气体沿等截面有摩擦的等温管，其进口马赫数为0.2，其管道出口气流

速度的最大值：

[ ]

A：小于进口速度B：等于进口速度

C：等于音速D：大于进口速度，但小于音速

4、流体平板附面层厚度沿流动方向的变化只取决于：

[ ]

A：平板表面的摩擦阻力B：流体的粘性系数

C：来流的速度D：来流的雷诺数和沿程距离

5、在一烟囱中，当向上的气流速度为悬浮速度u的2倍时，颗粒运动速度为

(用u表示)；颗粒受到气流的阻力方向与颗粒运动方向(一致、相反)。

6、由流量Q，管直径D，动力粘性系数μ和密度 组成无量纲数为

。

7、有一固体粉尘直径为100微米，在煤粉炉炉膛中上升烟气流（烟气的运动粘性系数为s m /1023026-?=ν）的作用下上升，上升的速度为0.8m/s ，烟气流的速度2m/s ，其用于计算阻力的雷诺数为：

8、有一离心泵其转速min /1450r n =，当通过改变转速使其流量为原来的1.5倍时，转速为 ；其扬程为原来的 倍。

9、何谓临界参数？

10、离心式泵产生汽蚀的主要原因：

二、 计算题(14分/小题，70%)

1、流速为v o 的均匀直线流，绕半径为R 的圆柱体的流动，其流函数 的形式为2

2r

y

M y v o πψ-

=。 求： 1)偶极流强度M ； 2)流场的速度势函数； 3)圆柱体表面速度分布表达式；

2、有一球形的固体小珠落入很深的水中，在各种外力的作用下达到匀速运动。已知：水的密度ρ=1?103kg/m 3，水的运动粘性系数ν=1.6?10-6m 2/s ，固体的密度ρm =8?103kg/m 3，小珠的直径d=2.5mm 。 试求：小珠的速度u 。

(阻力系数：当Re <10时，C d =24/Re ；当10103时，Cd=0.48。)

3、气球在20o c的空气中上升，用直径为气球1/3的模型在15o c的水中进行试验，模型速度为1.2m/s，测得阻力为200N，求原型气球的速度和阻力。(20o c的空气ρn=1.2kg/m3，μ n=0.0183?10-3Pa·s；

15o c的水ρm=999kg/m3，μ m=1.14?10-3Pa·s)

4、在等熵（理想绝热）非等截面的流动中，已知第一断面的温度为27o c，流速为150m/s，绝对压强为0.15MPa；第二断面的温度为13o c。试计算第二断面的流速、压强和马赫数。

(k=1.4，R=287J/kg· K)

5、有一转速为1320r/min的水泵，理论流量Q=0.06 m3/s，叶轮外径D2=375mm，叶轮出口的有效面积F=0.03 m2，叶片出口安装角为45o。1）、试作出口速度三角形；

2）、若不计入口（进口）的影响，试求此泵的理论扬程；

3）、若有一几何相似的水泵，叶轮外径为原有的1/2，试求此泵的理论流量。