2014年9月份考试流体力学与流体传动第二次作业
2014年9月份考试流体力学与流体传动第二次作业
一、判断题（本大题共100分，共 40 小题，每小题 2.5 分）
1. 控制阀在工作时的实际流量，可以大于阀的额定流量。（）
2. 锁紧回路是方向控制回路的一种。（）
3. 吸油管的口径应为其余供油管径的1.5倍，以免泵吸入不良.（）
4. 多执行元件控制回路可以用来控制几个执行元件间的工作循环。（）
5. 在静止液体中任一点处各方向的压力都相等。（）
6. 双杆活塞缸若两活塞杆的直径是相等的，当工作压力和输入流量不变时，两个方向上输出的推力和速度是相等的。
7. 液压缸在保证满足设计要求的前提下，应尽量使液压缸的结构简单紧凑，尺寸小，尽量采用标准形式和标准件。（）
8. 比例控制阀的被控制量与输入信号成比例连续变化。（）
9. 插装阀是将阀心与阀座单独做成的组件，插入专门设计的阀块组成回路。（）
10. 液压泵油压决定于外界负载。（）
11. 多变指数n的不同值对应于不同的气体状态变化过程。（）
12. 静止液体中压力随液体深度呈直线规律分布。（）
13. 液体作层流运动时，沿程阻力系数仅与雷诺数Re有关。（）
14. 薄壁小孔因其通流量与油液的粘度无关，即对油温的变化不敏感，因此，常用作调节流量的节流器。（）
15. 单向节流阀是能够完成单向阀和节流阀两种功能的复合结构。（）
16. 必须使液压泵在吸油时吸油腔与油箱相通，而与压油腔不通；在压油时压油腔与压油管道相通，而与吸油腔不通。（）
17. 组合机床动力滑台液压系统有较好的速度刚性和较大的调速范围。（）
18. 液压压力机是锻压、冲压、冷挤、校直等工艺中广泛应用的压力加工机械。（）
19. 液面上的作用力将等值的传递到液体内的任意点，当表面力发生变化时，各点的压力也相应的发生变化。（）
20. 控制阀工作时的实际流量应小于或等于它的额定流量，最大不得大于额定流量的1.1倍。（）
21. 通过工况图可以很方便地找出最高压力点、最大流量点和最大功率点。（）
22. 绝对压力是流体的实际、真实压力，不随大气压力的变化而变化。（）
23. 气冷式冷却器的冷却效率较水冷低，但行走机械的液压系统使用气冷式较多。（）
24. 在绝热过程中，气体的温度变化是很大的。（）
25. 稳态液动力是由于流体流入流出的动量变化引起的。（）
26. 当温度不变时，气体压力上升，气体体积被压缩；压力下降时，气体体积膨胀。（）
27. 压力控制阀的实际最高压力有时还与阀的调压范围有关。（）
28. 凡运转过程中密封容积能自行扩大的泵都具备自吸能力。（）
29. 通流截面相同，水力半径大，表明液流也固体壁面接触少，阻力小，通流能力大，不宜堵塞。（）
30. 单杆活塞缸的流体进出口的布置视其安装方式而定，可以缸筒固定，也可
以活塞杆固定。（）
31. 油箱内部使用的过滤器主要用来过滤掉一些太大的，容易造成泵损坏的杂质。（）
32. 运动粘度无明显的物理意义。（）
33. 组合机床液压动力滑台对液压系统性能的主要要求是速度换接平稳，进给速度稳定，功率利用合理，效率高，发热小。（）
34. 高速液压马达的主要特点是转速高、转动惯量小，便于启动和制动。（）
35. 压力控制阀的实际最高压力有时还与阀的调压范围有关。（）
36. 密度与压力和温度有关，压力增加时，密度增大，温度增加时，密度减小。（）
37. 由于压力为弹簧直接设定，直动式溢流阀一般当安全阀使用。（）
38. 齿轮泵和叶片泵多用于中、低压系统，柱塞泵多用于高压系统。（）
39. 一般定量泵因密封性较好，泄漏小，在高压时效率较高。（）
40. 当体积不变时，压力的变化与温度的变化成正比，当压力上升时，气体的温度随之上升。（）
答案：
一、判断题（100分，共 40 题，每小题 2.5 分）
1. ×
2. √
3. √
4. √
5. √
6. √
7. √
8. √
9. √ 10. √ 11. √ 12. √ 13. √ 14. √ 15. √ 16. √ 17. √ 18. √ 19. √ 20. √ 21. √ 22. √ 23. √ 24. √ 25. √ 26. √ 27. √ 28. √ 29. √ 30. √ 31. √ 32. √ 33. √ 34. √ 35. √ 36. √ 37. √ 38. √ 39. √ 40. √
流体力学期末考试作图
1、作出标有字母的平面压强分布图并注明各点相对压强的大小（3分） 2、作出下面的曲面上压力体图并标明垂直方向分力的方向（4分） h1 A B h2 γ γ1=2γ h1 h2 A B γ
3、请定性作出下图总水头线与测压管水头线（两段均为缓坡）（4分） 28．试定性画出图示等直径管路的总水头线和测压管水头线。 4、转速n=1500r/min 的离心风机，叶轮内径D 1=480mm 。叶片进口处空气相对速度ω1=25m/s， 与圆 周速度的夹角为 β1=60°，试绘制空气在叶片进口处的速度三角形。 题13图
5、画出两台性能相同的离心泵并联工作时的性能曲线，并指出并联工作时每台泵的工作点。 答案：两台性能相同的离心泵并联工作时的性能曲线如图所示，图中B点为并联工作时每台泵的工作点，A点为总的工作点。 1.绘出如图球体的压力体并标出力的方向。 2.试绘制图示AB壁面上的相对压强分布图，并注明大小。 28．试定性画出图示等直径管路的总水头线和测压管水头线。
试定性分析图中棱柱形长渠道中产生的水面曲线。假设流量、粗糙系数沿程不变。 28.有断面形状、尺寸相同的两段棱柱形渠道如图示，各段均足够长，且i1>i c，i2 h''，试绘出水面 01 曲线示意图，并标出曲线类型。 1．试做出下图中的AB壁面上的压强分布图。 1．画出如图示曲面ABC上的水平压强分布图与压力体图。
2．画出如图短管上的总水头线与测压管水头线。 3．有三段不同底坡的棱柱体渠道首尾相连，每段都很长，且断面形状、尺度及糙率均相同。试定性画出各段渠道中水面曲线可能的连接形式。 0≠上V 0≠下V i 1=i c i 2i c K K
最新中南大学流体力学试卷
---○---○ --- ………… 评卷密封线 ……………… 密封线内不要答题，密封线外不准填写考生信息，违者考试成绩按0分处理 ……………… 评卷密封线 ………… 中南大学考试试卷（A ） 2012~2013 学年二学期 流体力学课程 时间100分钟 32学时，2学分，闭卷，总分100分，占总评成绩 70 % 一、判断题（请在后面的括号中，正确的填√，错误的填×） （15分） 1. 在连续介质假设的条件下，液体中各物理量的变化是连续的。 （√） 2. 平衡流体不能抵抗剪切力。 （√） 3. 粘滞性是引起流体运动能量损失的根本原因。 （√） 4. 牛顿内摩擦定律只适用于管道中的层流。 （×） 5. 自由射流的流束上的流体压强处处为大气压。 （√） 6. 圆管流动中的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。 （×） 7. 只有在有势质量力的作用下流体才能平衡。 （√） 8. 串联长管道各管段的水头损失可能相等，也可能不相等。 （√） 9. 理想流体是不可压缩的流体。 （×） 10. 完全展开的层流是定常流动。 （√） 二、选择填空题（15分） 1. 已知水流的沿程阻力摩擦系数 只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于(4 ) 。 (1) 层流区 ； (2) 紊流光滑区 ； (3) 紊流过渡粗糙区 ； (4) 紊流粗糙区 。 2. 在平衡液体中，质量力与等压面 ( 3 ) 。 （1）重合； （2）平行 ； （3）正交； （4）都有可能。 3. 雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数。( 3 ) （1） 急流和缓流 ； （2）均匀流和非均匀流 ； （3） 层流和湍流 ； （4）恒定流和非恒定流。 4. 在流体力学建模中，当压强或压强降很重要时，会出现（2）。 （1）雷诺数 ； （2）欧拉数 ；
流体力学课后习题第四章作业答案
第四章作业答案 4-3水在变直径竖管中流动，已知粗管直径 d 1=300mm ，流速v 1=6m/s 。两断面相距3m,为使两断面的压力表读值相同。试求细管直径（水头损失不计）。 解： 221122122222 112222p v p v Z Z g 2g g 2g p v p v v 6 300 3 4.837m v 9.74m/s g 2g g 2g 2g 2g l h ρρρρ++=+++++=+++=+=?= 2 2 2211 21v d v d d 300235.5mm ==== 4—4变直径管段AB ，d A =0.2m,d B =0.4m ，高差△h=1.5m，测得p A =30kPa ，p B =40kPa ，B 点处断面平均流速v B =1.5m/s ，试判断水在管中的流动方向。 解： 222 2222 0.43061.5()6m/s 0 4.900.229.8240 1.51.5 5.69m 29.819.6 B A A A B A A A B B B B d p H z m d g g g p H Z g g υυυρυρ==?==++=++==++=++= H B >H A , 水由B 流向A; 水头损失5.69-4.90=0.79m 4—5用水银压差计测量水管中的点流速u ，如读值 △h=60mm ，（1）求该点流速；（2）若管中流体是30.8/kg m ρ=的油，△h 不变，不计水头损失，则该点的流速是多少？ 解： (1) 3.85m/s u === (2) 4.34m/s u === 4—6 利用文丘里管的喉管处负压抽吸基坑中的积水，已经知道管道直径1100d mm =， 喉管直径2 50d mm =，2h m =，能量损失忽略不计。试求管道中流量至少为多大， 才能抽出基坑中的积水？ 解：由题意知，只有当12 12()()p p z z h g g ρρ+-+=时，刚好才能把水吸上来，由文丘里流 量计原理有Q =， 其中211 d k π=， 代入数据，有12.7Q l s =。
流体力学课后习题答案
【2012年】《液压与气压传动》继海宋锦春高常识-第1-7章课后答案【最新经典版】 1.1 液体传动有哪两种形式？它们的主要区别是什么？ 答：用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。按照其工作 原理的不同，液体传动又可分为液压传动和液力传动，其中液压传动是利用在密封容器 液体的压力能来传递动力的；而液力传动则的利用液体的动能来传递动力的。 1.2 液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？ 答：（1）动力装置：动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置，它是 液压系统的动力源。 （2）控制调节装置：其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量，以 保证执行元件和工作机构的工作要求。 （3）执行装置：是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在工作介质的推动下输出 力和速度（或转矩和转速），输出一定的功率以驱动工作机构做功。 （4）辅助装置：除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置，如油箱、过滤器、蓄 能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作
用的元件，在系统中是必不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。（5）工作介质：工作介质指传动液体，在液压系统常使用液压油液作为工作介质。 1.3 液压传动的主要优缺点是什么？ 答：优点：（1）与电动机相比，在同等体积下，液压装置能产生出更大的动力，也就 是说，在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑，即：它具有大的功率密度 或力密度，力密度在这里指工作压力。 （2）液压传动容易做到对速度的无级调节，而且调速围大，并且对速度的调节还可 以在工作过程中进行。 （3）液压传动工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。 （4）液压传动易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长。 （5）液压传动易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调 节和控制，并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来，实现复杂的运动和 操作。 （6）液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造和推广使用。答：缺点：（1）由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格
(完整版)流体力学期末试题(答案)..
中北大学 《流体力学》 期末题
目录 第四模块期末试题 (3) 中北大学2013—2014学年第1学期期末考试 (3) 流体力学考试试题（A） (3) 流体力学考试试题（A）参考答案 (6) 中北大学2012—2013学年第1学期期末考试 (8) 流体力学考试试题（A） (8) 流体力学考试试题（A）参考答案 (11)
第四模块 期末试题 中北大学2013—2014学年第1学期期末考试 流体力学考试试题（A ） 所有答案必须做在答案题纸上，做在试题纸上无效！ 一、 单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符 合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．交通土建工程施工中的新拌建筑砂浆属于（ ） A 、牛顿流体 B 、非牛顿流体 C 、理想流体 D 、无黏流体 2．牛顿内摩擦定律y u d d μ τ =中的 y u d d 为运动流体的（ ） A 、拉伸变形 B 、压缩变形 C 、剪切变形 D 、剪切变形速率 3．平衡流体的等压面方程为（ ） A 、0=--z y x f f f B 、0=++z y x f f f C 、 0d d d =--z f y f x f z y x D 、0d d d =++z f y f x f z y x 4．金属测压计的读数为（ ） A 、绝对压强 p ' B 、相对压强p C 、真空压强v p D 、当地大气压a p 5．水力最优梯形断面渠道的水力半径=R （ ） A 、4/h B 、3/h C 、2/h D 、h 6．圆柱形外管嘴的正常工作条件是（ ） A 、m 9,)4~3(0>=H d l B 、m 9,)4~3(0<=H d l C 、m 9,)4~3(0>>H d l D 、m 9,)4~3(0< 中南大学考试试卷 2012 -- 2013 学年 2 学期 时间110分钟 流体力学 课程 56 学时 3.5 学分 考试形式： 闭 卷 专业年级： 消防11级01，02班 总分100分，占总评成绩 70 % 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上 一、是非题（本题10分，每小题1分） 1. 在连续介质假设的条件下，流体中各种物理量的变化是连续的。 2. 尽管实际流体静止时粘滞内摩擦切应力τ为零，但此时流体仍具有粘滞性。 3. 流体静止时，等压面是由压强相等的点所构成的平面。 4. 如图所示水箱下等直径管道出流，在恒定流情况下，管中各断面的流速相等。 4题图 7题图 5. 两根管道直径不等、流速不同，一管输油，另一管输水，所以临界雷诺数不相等。 6. 边壁是否水力光滑，不仅取决于其表面的粗糙突起程度，也取决于粘性底层的厚薄。 7. 图示两根完全相同的长管道，只是安装的高度不同，所以两管的流量相等。 8. 流体动压强分布规律和静压强分布规律是一样的。 9. 进行模型设计时，在几何相似的前提下，一定要保证原型和模型所有相似准数的相同即完全相似。 10. 沿封闭曲线L 的速度环量等于穿过以该曲线为周界的任意曲面的涡通量。 二、选择题（本题20分，每小题2分） 1. 下面关于流体粘性的说法中，不正确的是（ ）。 A. 粘性随着温度的升高而减小 B. 粘性是在运动状态下抵抗剪切变形速率能力的量度 C. 粘性是流体的固有属性 D. 粘性具有传递运动和阻碍运动的双重性 2. 图中三根等径管(其内径d 1=d 2=d 3)内的流量相同，二测压点间的距离也相同。差压计读数R 1，R 2，R 3间的关系为（ ）。 A. R 1＜R 2＜R 3 C. R 1=R 2=R 3 D. R 1＜R 2=R 3 2题图 3题图 3. 图示为一水平弯管，管中流量不变，在过水断面A -A 内外两侧的1、2两点处各装一根测压管， 5.1题 5.3题 解：按小孔出流计算出口流量为： 则每水面下降的微段需要的时间为： 故需要时间为： 5.4解：依据题意，为短管出流水力计算问题。 可以先计算短流量，则灌水时间可求。 2 0.62 1.218/4d Q L s πμ==? =20.82 1.612/4 N N d Q L s πμ==? =0.756 1.512p H m γ = =2 30.62/4 d Q s πμ==? =40bldH dH dT Q = = 2.8 0.5 04080 6900.1939 dH T H s === ? Q =253280.0768V T s Q == =230.0768/m s π== 5.5解：水面最终保持平衡，即说明自流管的流量最终将与两台水泵的抽水量相同。 5.14设并联前的流量为 Q1，并联后左管的流量为Q2 ，则并联后的右管流量为1/2Q2。 利用长管出流方程H=ALQ 平方 有： 5.17解：总扬程包括抬水高度及水头损失， .... 流入 吸出Q Q =A Q = 流入 161C R n == 221133889.80.0110.02580.2 ()4gn R λ???== =25023600d Q π?∴===流入 0.57H m ?=2222112222152()24H ALQ H ALQ AL Q ALQ ===+ = 22 1122520.794Q ALQ ALQ Q =?==2 2g f g l v H H h H d g λ =+=+22 40.07 1.42/0.254 Q v m s d ππ?===?221500 1.42200.02535.5620.2529.8g l v H H m d g λ ∴=+=+??=?98000.0735.56 443.50.55a a QH QH N kW N γγ η η ??=?=== 1、作用在流体的质量力包括 （ D ） Ａ压力Ｂ摩擦力Ｃ表面张力Ｄ 惯性力 2、层流与紊流的本质区别是： （ D ） A. 紊流流速>层流流速； B. 流道截面大的为湍流，截面小 的为层流； C. 层流的雷诺数<紊流的雷诺数； D. 层流无径向脉动，而紊流 有径向脉动 3、已知水流的沿程水力摩擦系数 只与边界粗糙度有关，可判断 该水流属于（ D ） A 层流区； B 紊流光滑区； C 紊流过渡粗糙区； D 紊流粗糙区。 4、一个工程大气压等于( B )Pa; ( C )Kgf.cm-2。 A 1.013×105 B 9.8×104 C 1 D 1.5 5、长管的总水头线与测压管水头线 （ A ） A相重合； B相平行，呈直线； C相平行，呈阶梯状； D以上答案都不对。 6、绝对压强p abs、相对压强p 、真空值p v、当地大气压强p a之间的 关系是（ C ） Ａ p abs=p+p v Ｂ p=p abs+p a Ｃ p v=p a-p abs Ｄ p = p a b s - p V 7、将管路上的阀门关小时,其阻力系数（ C ） A. 变小 B. 变大 C. 不变 8、如果忽略流体的重力效应，则不需要考虑哪一个相似性参数？( B ) A弗劳德数 B 雷诺数 C.欧拉数 D马赫数 9、水泵的扬程是指 （ C ） A 水泵提水高度； B 水泵提水高度+吸水管的水头损失； C 水泵提水高度 + 吸水管与压水管的水头损失。 10、紊流粗糙区的水头损失与流速成（ B ） A 一次方关系； B 二次方关系； C 1.75～2.0次方关系。 11、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数( C ) A 急流和缓流； B 均匀流和非均匀流； C 层流和紊流； D 恒定流和非恒定流。 12、离心泵的性能曲线中的H－Q线是在( B )情况下测定的。 A. 效率一定； B. 功率一定； C. 转速一定； D. 管路（ｌ＋∑ｌe）一定。 A卷 B卷 开卷闭卷 其他 ， 222 7.7kN()4 z H O H O D P V L πγγ=?=? ?=↑ 7.7kN()z P P ==↑过圆柱中心 2. 图示水泵给水系统，输水流量Q =100l/s ，水塔距与水池液面高差H=20m 水管长度l1=200m ，管径d1=250mm ，压力管长度l2=600m ，管径d2=200mm 空度为7.5m,吸水管与压力管沿程阻力系数分别为λ1=0.025，λ2=0.02，分别为： EMBED Equation.DSMT4 1 2.5ξ=, 20.5ξ= 2 f h g p z g p z ++ + =+ + 222 2 2 22 1 1 1υγ υγ 18 .908.96 .1902++=+ p p 2=9.8kN/m 2 （1分） 控制体，受力分析如图： （2分）615.06.194 2.04 2 12 1=??= = ππp d P kN 308.08.94 2.04 2 22 2=??= = ππp d P kN （5分） 列x 动量方程： ) 185.3185.3(1.01308.0615.0) (1221--??=-+--=-+=∑R Q R P P F x υυρ R=1.56kN 4. 已知：u x =-kx ， u y =ky ，求：1）加速度；2）流函数；3）问该流动是有 涡流还是无涡流，若为无涡流求其势函数。（15分） 解： 加速度 （4分） 22x y a k x a k y == 流函数ψ （4分） c kxy kydx dy kx dx u dy u y x +-=--=-=??ψ （4分） 000)( 5.0=-=??- ??=y u x u x y z ω 是无旋流 （3分） C ky kx kydy xdx k dy u dx u y x ++-=+-=+=??2 2 5.05.0? 5．一梯形断面明渠均匀流动，已知：粗糙系数n=0.025，边坡系数m=1，渠底宽为b=10m ，水深h=2m ，渠底过流能力76.12=Q m 3/s 。求渠道的底坡i 。（10分） 中南大学考试试卷 2010→2011学年（二）学期（流体力学）课程 时间100分钟 32学时2学分 闭卷 总分100分 占总评成绩70% 一、选择填空题（15分） 1、当管路流动在紊流粗糙管平方阻力区范围内时，则随着雷诺数Re 的增大，其沿程损失系数λ将（） A 增大 B 减小 C 不变 D 增大或减小 2、对于管路中，当流体流动为紊流时，局部阻力系数ζ与 无关。（） A 雷诺数Re ； B 流动的速度； C 几何形状； D 雷诺数Re 和几何形状 3、已知水流的沿程阻力摩擦系数λ 只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于( ) 。 A 层流区 ； B 紊流光滑区 ； C 紊流过渡粗糙区 ； D 紊流粗糙区 。 4、在同一瞬时，流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线（）。 A 重合 B 相交 C 相切 D 平行 5、在平衡液体中，质量力与等压面 ( ) 。 A 重合； B 平行 ； C 正交； D 都有可能。 6、管路水力计算中的所谓长管是指（） A 长度很长的管路； B 总能量损失很大的管路； C 局部损失与沿程损失相比较可以忽略的管路； D 局部损失与沿程损失均不能忽略的管路； 7、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数。( ) A 急流和缓流 ； B 均匀流和非均匀流 ； C 层流和湍流 ； D 恒定流和非恒定流。 8、流体在流动时，根据流体微团________来判断流动是有旋流动还是无旋流动。（） A 运行轨迹是否是圆周曲线 B 运行轨迹是否是曲线 C 运行轨迹是否是直线 D 是否绕自身轴旋转 9、在流体力学建模中，当压强或压强降很重要时，会出现（）。 A 雷诺数 ； B 欧拉数 ； C 韦伯数 ； D 弗劳德数 。 10、在缓变流的同一有效截面中，流体的压强分布满足（） A p Z C g ρ+= B p ＝C C 2p C g 2g υρ+= D 2 p Z C g 2g υρ++= 二、判断题（请在后面的括号中，正确的填√，错误的填×） 【2012年】《液压与气压传动》姜继海宋锦春高常识-第1-7章课后答案【最新经典版】 液体传动有哪两种形式？它们的主要区别是什么？ 答：用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。按照其工作 原理的不同，液体传动又可分为液压传动和液力传动，其中液压传动是利用在密封容器内 液体的压力能来传递动力的；而液力传动则的利用液体的动能来传递动力的。液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？ 答：（1）动力装置：动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置，它是 液压系统的动力源。 （2）控制调节装置：其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量，以 保证执行元件和工作机构的工作要求。 （3）执行装置：是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在工作介质的推动下输出 力和速度（或转矩和转速），输出一定的功率以驱动工作机构做功。 （4）辅助装置：除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置，如油箱、过滤器、蓄 能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作 用的元件，在系统中是必不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。（5）工作介质：工作介质指传动液体，在液压系统中通常使用液压油液作为工作介 质。 液压传动的主要优缺点是什么？ 答：优点：（1）与电动机相比，在同等体积下，液压装置能产生出更大的动力，也就 是说，在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑，即：它具有大的功率密度 或力密度，力密度在这里指工作压力。 （2）液压传动容易做到对速度的无级调节，而且调速范围大，并且对速度的调节还可 以在工作过程中进行。 （3）液压传动工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。 （4）液压传动易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长。 （5）液压传动易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调 节和控制，并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来，实现复杂的运动和 操作。 06级研究生高等流体力学期末考试试题 一、 概念题： 1． 什么是边界层厚度，位移厚度和动量损失厚度，并解释其物理意义。 边界层中速度为99％主流速度的位置到壁面的垂直距离。 位移厚度00 1 *u dy u δ∞ ? ? =? ??? ? ∫由于壁面存在，使得流量减少，相当于壁面向外推移了一定的厚度。 动量亏损厚度0 001 u u dy u u θ∞ ?? =????? ∫由于由于壁面存在， 使得动量通量减少，相当于壁面向外推移了一定的厚度。 2． 什么是牛顿传热定律，试解释自然对流不满足牛顿传热定律的原因。 单位时间单位面积的换热量正比于温差。 自然对流中温差不仅影响换热，而且影响速度场，从而改变换热系数，换热量与温差的关系不是线性的。 3． 分析Ekman 层和静止坐标系中壁面边界层的相同点与不同点。 相同点：Ekman 层和边界层都是自由流与固壁之间的运动，需要考虑粘性力的影响。Ekman 层坐标系是旋转的，边界层的坐标系是不旋转的。 不同点：Ekman 层中粘性力和科氏力平衡，U ,仅是的函数，与V z x,y 无关，Ekman 层厚度是常数。边界层中惯性力与粘性力平衡，速度沿流动方向是变化的，边界层的厚度是变化的。 4． 什么是Kelvin-Helmholtz 不稳定，举例说明哪些流动可以产生K-H 不稳定。 剪切流中，由于速度分布有拐点引起的不稳定性过程。平面混合层、自由射流，尾流中都可以产生K-H 不稳定。 5． 湍流粘性系数的定义，并说明它与分子粘性系数的区别。 湍流应力张量和平均流场应变率之间的线性关系，比例系数为湍流粘性系数。湍流粘性系数不是物性参数，与流场结构有关。分子粘性系数是物性参数。 二、 密度为ρ的不可压缩均质流体以均匀速度1u 进入半径为R 的水平直圆管， 出口处的速度分布为( )2 2 21r u C R =?，式中 C 为待定常数，r 是点到管轴的距离。 如果进口和出口处的压强分别为1P 和2P ，求管壁对流体的作用力。 一．名词解释（共10小题，每题3分，共30分） 粘滞性；量纲和谐；质量力；微元控制体；稳态流动；动量损失厚度；水力当量直径；逆压力梯度；连续介质假说；淹深 二．选择题（共10小题，每题2分，共20分） A1．液体粘度随温度的升高而___，气体粘度随温度的升高而___( )。 A.减小，增大； B.增大，减小； C.减小，不变； D.减小，减小 B2．等角速度ω旋转容器，半径为R，盛有密度为ρ的液体，则旋转前后容器底压强分布( )； A.相同； B.不相同； 底部所受总压力( ) 。 A.相等； B.不相等。 3．某点的真空度为65000 Pa，当地大气压为0.1MPa，该点的绝对压强为：A. 65000Pa； B. 55000Pa； C. 35000Pa； D. 165000Pa。 4．静止流体中任意形状平面壁上压力值等于___ 处静水压强与受压面积的乘积（）。 A.受压面的中心; B.受压面的重心; C.受压面的形心; D.受压面的垂心; 5．粘性流体静压水头线的沿流程变化的规律是( )。 A．沿程下降B．沿程上升C．保持水平D．前三种情况都有可能。 6．流动有势的充分必要条件是( )。 A．流动是无旋的；B．必须是平面流动； C．必须是无旋的平面流动；D．流线是直线的流动。 7．动力粘滞系数的单位是( )。 A N·s/m B. N·s/m2 C. m2/s D. m/s 8．雷诺实验中，由层流向紊流过渡的临界流速v cr'和由紊流向层流过渡的临界流速v cr之间的关系是( )。 A. v cr'＜v cr； B. v cr'＞v cr； C. v cr'＝v cr； D. 不确定 9．在如图所示的密闭容器上装有U形水银测压计,其中1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为： A. p1=p2=p3； B. p1>p2>p3； C. p1 消防10级中南大学流体力学试卷答案 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2 中南大学考试试卷 2011 -- 2012 学年 2 学期 时间110分钟 流体力学 课程 56 学时 3.5 学分 考试形式： 闭 卷 专业年级： 消防10级01，02班 总分100分，占总评成绩 70 % 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上 一、是非题（每题1分，共10分） 1.（√） 2.（×） 3.（×） 4.（√） 5.（√） 6.（×） 7.（×） 8.（√） 9.（×） 10.（×） 二、单选题（每题2分，共20分） 1. B 2. C 3. B 4. D 5. D 6. B 7. C 8. A 9. A 10. B 三、填空题（除特别注明的外每空2分，共24分） 1. 0； 2. 0，pa ； 3. 19.87m （3分）； 4. 2,52,(5)4x y z x z y =-=-=（3分） 5. 0.0201（4分）； 6. K 字型，抛物线，对数或指数； 7. H t = z 1+ z 2+ h l 四、作图题（共6分） 上下各3分（阴影部分2分，方向1分） 五、计算题（本大题有4小题，共38分） 1.（本题10分）不可压缩流场的流函数为ψ = 5xy ，（1）证明流动有势，并求速度势函数；（2） 求（1,1）点的速度；（3）如果（1,1）点的压强为105Pa ，ρ = 1000kg/m 3，求流场中的驻点压 强。 解：（1） 5,5x y u x u y y x x y ψ?ψ?????====-==-????（2分） 0,0y x u u y x ??==??，即流动是有势的。（2分） 由u x 的表达式积分得 25()2 x f y ?=+ 而 '()f y y ??=?， 与y u 对比，所以 '()5f y y =-，积分得 25()2f y y =-， 代入得 225()2 x y ?=-（2分） 2．在现实生活中可视为牛顿流体的有水 和空气 等。 3．流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。它们的区别在于：前者是作用在某一面积上的总压力；而后者是作用在某一面积上的平均压强或某一点的压强。 4．均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。 5．和液体相比，固体存在着抗拉、抗压和抗切三方面的能力。 7．流体受压，体积缩小，密度增大 的性质，称为流体的压缩性 ；流体受热，体积膨胀，密度减少 的性质，称为流体的热胀性 。 8．压缩系数β的倒数称为流体的弹性模量 ，以E 来表示 12．液体静压强分布规律只适用于静止、同种、连续液体。 13．静止非均质流体的水平面是等压面，等密面和等温面。 14．测压管是一根玻璃直管或U 形管，一端连接在需要测定的容器孔口上，另一端开口，直接和大气相通。 16．作用于曲面上的水静压力P 的铅直分力z P 等于其压力体内的水重。 17．通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。 18． 流线不能相交（驻点处除外），也不能是折线，因为流场内任一固定点在同一瞬间只能有一个速度向量，流线只能是一条光滑的曲线或直线。 20．液体质点的运动是极不规则的，各部分流体相互剧烈掺混，这种流动状态称为紊流。 21．由紊流转变为层流的临界流速k v 小于 由层流转变为紊流的临界流速k v '，其中k v '称为上临界速度，k v 称为下临界速度。 23．圆管层流的沿程阻力系数仅与雷诺数有关，且成反比，而和管壁粗糙无关。 25．紊流过渡区的阿里特苏里公式为25.0)Re 68 (11.0+=d k λ。 26．速度的大小、方向或分布发生变化而引起的能量损失，称为局部损失。 29．湿周是指过流断面上流体和固体壁面接触的周界。 31．串联管路总的综合阻力系数S 等于各管段的阻抗叠加。 32．并联管路总的综合阻力系数S 与各分支管综合阻力系数的关系为 3 2 1 1111s s s s + + = 。管嘴与孔口比较,如果水头H 和直径d 相同，其流速比 V 孔口/V 管嘴等于 82.097.0,流量比Q 孔口/Q 管嘴等于82 .060 .0。 33．不可压缩流体的空间三维的连续性微分方程是0=??+??+??z u y u x u z y x 。 34．1=M 即气流速度与当地音速相等，此时称气体处于临界状态。 36．气体自孔口、管路或条缝向外喷射 所形成的流动，称为气体淹没射流。 37．有旋流动是指流体微团的旋转角速度在流场内不完全为零 的流动。 38．几何相似是指流动空间几何相似。即形成此空间任意相应两线段夹角相同，任意相应线段长度保持一定的比例 。 39．因次是指物理量的性质和类别。因次分析法就是通过对现象中物理量的因次以及因次之间相互联系的各种性质的分析来研究现象相似性的方法。他是一方程式的因次和谐性为基础的。 二、判 断 题 3．静止液体自由表面的压强，一定是大气压。错 4．静止液体的自由表面是一个水平面，也是等压面。对 6．当相对压强为零时，称为绝对真空。错 工程流体力学课后作业答案-莫乃榕版本 流体力学练习题 第一章 1-1解：设：柴油的密度为ρ，重度为γ；40C 水的密度为ρ0，重度为γ0。则在同一地点的相对密度和比重为： ρρ= d ，0 γγ=c 3 0/830100083.0m kg d =?=?=ρρ 3 0/81348.9100083.0m N c =??=?=γγ 1-2解：3 36 /1260101026.1m kg =??=-ρ 3 /123488.91260m N g =?==ργ 1-3 解 ：2 69/106.191096.101.0m N E V V V V p p V V p p p ?=??=?-=?-=????-=ββ 1-4解： N m p V V p /105.2104101000295 6 --?=?=??-=β 2 99 /104.0105.211m N E p p ?=?= = -β 1-5解：1）求体积膨涨量和桶内压强 受温度增加的影响，200升汽油的体积膨涨量为： ()l T V V T T 4.2202000006.00 =??=?=?β 由于容器封闭，体积不变，从而因体积膨涨量使容器内压强升高，体积压缩量等于体积膨涨量。 故： 2 6400/1027.16108.9140004 .22004 .2m N E V V V V V V p p T T p T T ?=???+=?+?- =?+?- =?β 2）在保证液面压强增量0.18个大气压下，求桶内最大能装的汽油质量。设装的汽油体积为V ，那么：体积膨涨量为： T V V T T ?=?β 体积压缩量为： ()()T V E p V V E p V T p T p p ?+?=?+?= ?β1 因此，温度升高和压强升高联合作用的结果，应满足： ()()? ??? ???- ?+=?-?+=p T p T E p T V V T V V 1110ββ ()()) (63.197108.9140001018.01200006.01200 1145 0l E p T V V p T =??? ? ?????-??+= ???? ? ??-?+= β () kg V m 34.1381063.19710007.03=???==-ρ 1-6解：石油的动力粘度：s pa .028.01.0100 28 =?=μ 石油的运动粘度：s m /1011.39 .01000028.025 -?=?==ρμ ν 1-7解：石油的运动粘度：s m St /1044.0100 40 25 -?===ν 第1章 绪 论 1.1 解：339005 .08.94410m kg m kg gV G V m =?===ρ 1.2 解： 3 132- ?? ? ??=h y h u dy du m 当 25.0=h y 时，此处的流速梯度为h u h u dy du m m 0583 .141323 1=?? ? ??=- 当50.0=h y 时，此处的流速梯度为h u h u dy du m m 8399 .021323 1 =??? ??=- 1.3 解： N N A dy du A T 1842.08.0001 .0115.1=???===μ τ 1.4 解： 充入内外筒间隙中的实验液体，在外筒的带动下做圆周运 动。因间隙很小，速度可视为近似直线分布，不计内筒端面的影响，内桶剪切应力由牛顿内摩擦定律推得： δ δωμδμμ τ)(0+===r u dy du 作用于内筒的扭矩： h r r Ar M 22) (πδ δωμ τ+== ()() s Pa s Pa h r r M ?=?+?????= += 3219.4003.02.04.02.060 102003 .09.4222πδπωδ μ 1.5 解： 体积压缩系数：dp V dV -=κ ml Pa ml N m Vdp dV 8905.1)1011020(2001075.456210-=?-????-=-=-κ（负号表示体积减少） 手轮转数：122.04 1 8905 .142 2≈??== πδπd dV n 1.6 解： νρμ=1 () ()νρρνμ035.1%101%1512=-+= 035.11 2 =μμ，即2μ比1μ增加了3.5％。 1.7 解： 测压管内液面超高：mm d h O H 98.28 .292== mm d h Hg 05.15.10-=-= 当测压管内液面标高为5.437m 时，若箱内盛水，水箱液面高程为： m m m 34402.51000 98 .2347.5=- 若箱内盛水银，水箱液面高程为： m m m 34805.5)1000 05 .1(347.5=- - 1.8 解： 当液体静止时，它所受到的单位质量力： {}}{g f f f f z y x -==,0,0,,? 。 当封闭容器自由下落时，它所受到质量力除向下的重力G ＝mg 外，还有与重力加速度方向相反 （即向上）的惯性力F ＝－mg ，所以 0=-=+= m mg mg m F G f z 其单位质量力为{}}{0,0,0,,==z y x f f f f ? 1.9 解： 2222y x m r m F +?=?=ωω离心 水平方向（法向）的单位质量力为： 2 222y x r m F f +?=?=?= ωω离心水平 x m y x x y x m F x 22 22 22 ωω ?=+? +?= x m x m f x 22ωω=??= 同理可求：y f y 2 ω= 2/8.9s m g m mg f z －－－==??= 流体力学课后习题答 案 第一章习题答案 选择题（单选题） 1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d ） （a ）流体的分子；（b ）流体内的固体颗粒；（c ）几何的点；（d ）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 1.2 作用于流体的质量力包括：（c ） （a ）压力；（b ）摩擦阻力；（c ）重力；（d ）表面张力。 1.3 单位质量力的国际单位是：（d ） （a ）N ；（b ）Pa ；（c ）kg N /；（d ）2/s m 。 1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b ） （a ）剪应力和压强；（b ）剪应力和剪应变率；（c ）剪应力和剪应变；（d ）剪应力和流速。 1.5 水的动力黏度μ随温度的升高：（b ） （a ）增大；（b ）减小；（c ）不变；（d ）不定。 1.6 流体运动黏度ν的国际单位是：（a ） （a ）2/s m ；（b ）2/m N ；（c ）m kg /；（d ）2/m s N ?。 1.7 无黏性流体的特征是：（c ） （a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无黏性；（d ）符合RT p =ρ 。 1.8 当水的压强增加1个大气压时，水的密度增大约为：（a ） （a ）1/20000；（b ）1/10000；（c ）1/4000；（d ）1/2000。 1.9 水的密度为10003kg/m ，2L 水的质量和重量是多少？ 解： 10000.0022m V ρ==?=（kg ） 29.80719.614G mg ==?=（N ） 答：2L 水的质量是2 kg ，重量是19.614N 。 1.10 体积为0.53m 的油料，重量为4410N ，试求该油料的密度是多少？ 解： 44109.807 899.3580.5 m G g V V ρ====（kg/m 3） 《流体力学》试题 一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．流体在叶轮内的流动是轴对称流动，即认为在同一半径的圆周上（） A．流体质点有越来越大的速度 B．流体质点有越来越小的速度 C．流体质点有不均匀的速度 D．流体质点有相同大小的速度 2．流体的比容表示（） A．单位流体的质量 B．单位质量流体所占据的体积 C．单位温度的压强 D．单位压强的温度 3．对于不可压缩流体，可认为其密度在流场中（） A．随压强增加而增加 B．随压强减小而增加 C．随体积增加而减小 D．与压强变化无关 4．流管是在流场里取作管状假想表面，流体流动应是（） A．流体能穿过管侧壁由管内向管外流动 B．流体能穿过管侧壁由管外向管内流动 C．不能穿过侧壁流动 D．不确定 5．在同一瞬时，位于流线上各个流体质点的速度方向总是在该点，与此流线（）A．相切 B．重合 C．平行 D．相交 6．判定流体流动是有旋流动的关键是看（） A．流体微团运动轨迹的形状是圆周曲线 B．流体微团运动轨迹是曲线 C．流体微团运动轨迹是直线 D．流体微团自身有旋转运动 7．工程计算流体在圆管内流动时，由层流变为紊流采用的临界雷诺数取为（）A．13800 B．2320 C．2000 D．1000 8．动量方程是个矢量方程，要考虑力和速度的方向，与所选坐标方向一致为正，反之为负。如果力的计算结果为负值时（） A．说明方程列错了 B．说明力的实际方向与假设方向相反 C．说明力的实际方向与假设方向相同 D．说明计算结果一定是错误的 9．动量方程（） A．仅适用于理想流体的流动 B．仅适用于粘性流体的流动 C．理想流体与粘性流体的流动均适用 D．仅适用于紊流 10．如图所示，有一沿垂直设置的等截面弯管，截面积为A，弯头转角为90°，进口截面1－1与出口截面在2－2之间的轴线长度为L，两截面之间的高度差为△Z，水的密度为ρ，则作用在弯管中水流的合外力分别为（） A． B． C． 中南大学考试试卷 2010 -- 2011 学年 2 学期 时间110分钟 流体力学 课程 56 学时 3.5 学分 考试形式： 闭 卷 专业年级： 消防09级01，02班 总分100分，占总评成绩 70 % 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上 一、是非题（每题1分，共10分） 1. 含有气泡的液体可以视为连续介质。 （ ） 2. 平衡微分方程既适用于绝对静止流体，又适用于相对静止流体。 （ ） 3. 理想流体恒定流的固定边界是一条等势线。 （ ） 4. 渐变流过流断面上各点的测压管高度等于常数。 （ ） 5. 两个流动局部相似是指可以只考虑几何相似和运动相似，而不需要考虑动力相似。（ ） 6. 如果某流动区域中的流线是直线，则流动不可能是有旋运动。 ( ) 7. 不可压缩液体连续性微分方程0=??+??+??z u y u x u z y x 只适用于恒定流。 ( ) 8. 水管流在管道直径、水温、沿程阻力系数都一定时，随着流量的增加，层流底层的厚度就 减小。 ( ) 9. 当管流的直径由小变大时，其下临界雷诺数也由小变大。 （ ） 10. 边界层内可以是层流，也可以是紊流。 （ ） 二、单选题（每题2分，共20分） 1. 理想流体是指 。 (A) 无粘性流体 (B) 完全不可压缩流体 (C) 无粘性完全不可压缩流体 (D) 符合牛顿内摩擦阻力定律的流体 2. 质量力只有重力作用时平衡流体的等压面是 。 (A) 倾斜面 (B) 旋转抛物面 (C) 水平面 (D) 竖直面 3. 下列针对流网的描述不正确的是 。 (A) 流线簇与等势线簇处处正交 (B) 流网是不可压缩流体在做空间运动时构成的网格 (C) 流网是在流体质点没有旋转角速度的条件下绘制的 (D) 流网中每个网格的边长之比等于φ和ψ的增值之比 4. 一水平放置扩散管，内有忽略损失的压力流，其测压管水头线沿程变化规律是 。 (A) 下降 (B) 水平 (C) 上升 (D) 不确定 5. 溢水坝泄流模型设计比例为60，若溢水坝泄流量为500 m 3/s ，则模型泄流量为 。 (A) 83.3 L/s (B) 17.9 m 3/s (C) 83.3 m 3/s (D) 17.9 L/s 6. 下述中不是管嘴正常工作条件的是 。 (A) 管嘴内必须出现收缩断面 (B) 管嘴必须安装在容器侧壁 (C) 作用水头H 0≤9m (D) 管嘴长度l = (3~4)d 7. 如图所示两恒定管流，作用水头H 、管长l 、管径d 、沿程损失系数λ及进口形式均相同， 则两管中的流量，两管中各相应点的压强关系为 。 (A) Q va =Q vb , p a =p b (B) Q va =Q vb , p a Q vb , p a >p b (D) Q va 中南大学消防11级 流体力学试卷
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