中国石油大学工程流体力学试题集
中国石油大学07工程流体力学试题2
《工程流体力学（Ⅱ）》考试试卷（第二套）一、填空题（本大题分8小题，1～6题每空1分，7～8题每空3分，共20分）1. 水力半径是和之比，当量直径等于倍水力半径。
2. 量纲用来表示物理量的，单位用来表示物理量的。
3. 由剪切应力τ和流体平均速度v、管径d及流体密度ρ所组成的无量纲数为。
4. 描述流体运动的方法有和。
5. 非牛顿流体中塑性流体流变方程为，假塑性及膨胀性流体流变方程为，屈服假塑性流体流变方程为。
6．20℃空气以350m/s运动，则声速在该气体中传播的大小为。
气体运动的马赫数值为，该流动属于流动。
7. 已知管内水流的速度为v=2m/s，水击的传播速度c=1000m/s。
则水击可能产生的最大压力为。
（水的密度为1000kg/m3）8. 一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下4.2m处的测压管高度为2.2m，设当地压强为9800Pa，则容器内液面的绝对压强为m水柱。
二、判断题（正确的划“√”，错误的划“ ”）（本大题分10小题，每小题2分，共20分）1. 根据尼古拉斯实验结果，管流湍流区沿程摩阻系数随雷诺数增大而呈现减小的趋势，因此实际工程中为了减小水头损失应该增大管道中流体速度。
（）2. 带泵管路系统中管路水力特性变化时，泵的水力特性必然随之发生变化。
（）3. 由连续性方程可知，流体运动过程中要实现加速，则其过流断面必然减小。
（）4. 气体运动速度小于当地声速时，气体中某点的微弱扰动理论上可以传播到气体内部任意位置。
（）5. 对于存在分流和汇流的管流，单位重量的伯努利方程仍然可以直接运用。
（）6. 气体不能在渐缩管内实现亚音速到超音速的转变。
（）7. 液体粘度随温度升高而降低；气体粘度随温度升高而升高。
（）8. 小孔口淹没出流的流量，在上下游水位差不变的条件下，与出口淹没深度的关系为：出口淹没越深则Q越大。
（）9. 进行模型试验，要实现明渠水流的动力相似，应保证模型和原型的欧拉数相同。
中国石油大学《工程流体力学(Ⅱ)》考试试卷(第二套)
《工程流体力学（Ⅱ）》考试试卷（第二套）一、填空题（本大题分11小题，每空1分，共20分）1．作用在流体上的力有和两大类。
2．动力粘度为0.1cP的液体在管中的速度分布为()2)05.0(5.0-⨯=yyu，则在y=0.02m处流体间的切应力大小为Pa。
3．含绝对静止水的容器中，水表面的绝对压强值为48.8kPa，则容器中水深1m 处的表压值为Pa，真空高度为m。
4．对工程中流动使用总流伯努利方程的条件有：流体不可压缩、只受重力作用、、。
5．圆管层流当中，速度呈分布，剪切应力呈分布。
6．输水管路水的流速为1m/s，突然关闭阀门后产生压力波的传播速度为1200m/s，则水击压力为Pa。
7．并联管路中，流量和水头损失的水力特性为和。
8．温度为27℃，速度为120m/s的空气经历绝热等熵过程进入储气箱内，则滞止温度为K。
（其中空气的绝热指数k值为1.4，气体常数R为287.06J/(kg•K)）9．20℃空气以350m/s运动，则声速在该气体中传播的大小为。
气体运动的马赫数值为，该流动属于流动。
10．非牛顿流体中塑性流体流变方程为，假塑性及膨胀性流体流变方程为，屈服假塑性流体流变方程为。
11．喷射泵的工作原理为。
二、判断题（正确的划“√”，错误的划“⨯”）（本大题分10小题，每小题2分，共20分）1．液体的粘度随温度升高而升高；气体的粘度随温度升高而降低。
（）2．对连通容器中的同一种静止液体而言，同一条水平线上各点的静压力值相同。
（）3．稳定的圆管层流当中，欧拉加速度中迁移加速度项为零。
（）4．对工程中有压管道流动进行实验模拟，需要保证模型和原型的弗劳德数相等。
（）5．同作用水头、同孔径的管嘴泄漏与孔口泄流相比，其水头损失较大且流量也较大。
（）6. 在管道突然关闭阀门产生的直接水击中，前一个相长分别经历的是增压逆波和减压顺波。
（）7．飞机以Ma > 1的条件在大气中运动，大气中被扰动的区域将会形成一个马赫锥。
(完整版)工程流体力学习题集及答案
第1章 绪论选择题【1.1】 按连续介质的概念，流体质点是指：（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。
解：流体质点是指体积小到可以看作一个几何点，但它又含有大量的分子，且具有诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。
（d ） 【1.2】 与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是：（a ）切应力和压强；（b ）切应力和剪切变形速度；（c ）切应力和剪切变形；（d ）切应力和流速。
解：牛顿内摩擦定律是d d v y τμ=，而且速度梯度d d vy 是流体微团的剪切变形速度d d t γ，故d d t γτμ=。
（b ）【1.3】 流体运动黏度υ的国际单位是：（a ）m 2/s ；（b ）N/m 2；（c ）kg/m ；（d ）N·s/m 2。
解：流体的运动黏度υ的国际单位是/s m 2。
（a ）【1.4】 理想流体的特征是：（a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无黏性；（d ）符合RTp =ρ。
解：不考虑黏性的流体称为理想流体。
（c ）【1.5】当水的压强增加一个大气压时，水的密度增大约为：（a ）1/20 000；（b ）1/1 000；（c ）1/4 000；（d ）1/2 000。
解：当水的压强增加一个大气压时，其密度增大约95d 1d 0.51011020 000k p ρρ-==⨯⨯⨯=。
（a ）【1.6】 从力学的角度分析，一般流体和固体的区别在于流体：（a ）能承受拉力，平衡时不能承受切应力；（b ）不能承受拉力，平衡时能承受切应力；（c ）不能承受拉力，平衡时不能承受切应力；（d ）能承受拉力，平衡时也能承受切应力。
解：流体的特性是既不能承受拉力，同时具有很大的流动性，即平衡时不能承受切应力。
（c ）【1.7】下列流体哪个属牛顿流体：（a ）汽油；（b ）纸浆；（c ）血液；（d ）沥青。
2007-2008年--中国石油大学(北京)--工程流体力学--期末试卷B含详细答案
中国石油大学（北京）2007--2008学年第二学期 《流体力学》期末考试试卷标准答案B(闭卷考试)一 判断下列各项叙述，并在正确的叙述后标“√”,在错误的叙述后标“×”。
（10分） 1 平面流场v x =y x 221 , v y =-221xy 为无旋流场。
×（2分）2在稳定流场中，质点的迹线与初始时刻通过该质点所处位置的流线不重合。
×（2分） 3 液体的粘度随温度升高而变大。
×（2分）4计算圆管流动的沿程阻力系数λ时，需首先判断该流动的状态，并选用相应的经验计算公式进行计算。
√（2分）5雷诺数可作为判断依据用于判断流动的流态，当流动雷诺数小于临界雷诺数时，该流动状态为湍流。
×（2分）二 请从下列各题后四个选项中找出一个最佳选项。
（10分）1 圆管中水击压力的大小与下列因素无关的是__A______。
A 压力波频率B 流体运动速度C 流体的密度D 压力波传播速度 2 水银与玻璃是不湿润的，二者接触角是___B_________，玻璃管内水银液面呈_________。
A 锐角，凸面 B 钝角，凸面 C 锐角，凹面 D 钝角，凹面 3 在非牛顿流体的流变方程中不含有屈服应力的模型是___B___________A 宾汉模型B 幂律模型C 卡森模型D 赫谢尔—巴克利模4 圆管中粘性流体稳定不可压缩层流流动的截面平均流速v 与最大流速max v 的关系是__C________。
A v =max v /4 B v =max v /8 C v =max v /2 D v =max v /35 应变力张量S )(21ij j iij u u u u ∂∂+∂∂=中对角线上元素表示流体微团__C________ A 平移速度 B 角变形率 C 线变形率 D 旋转角速度三、简答题（共4题，每题5分） 1．流线、迹线的概念与性质答：流线是用来描述流场中各点流动方向的曲线，即矢量场的矢量线。
工程流体力学推导题、计算题集锦-中国石油大学(北京)微笑上传
工程流体力学计算题集锦一、说明静止流体对曲面壁总作用力的计算方法 作用在微分面积dA 上的压力：ghdA pdA dF p ρ==因作用在曲面上的总压力为空间力系问题，为便于分析，拟采用理论力学中的分解概念将其分解为水平分力和垂直分力求解。
1．水平分力因为x dA αdA =cosαρghdA αdF dF p px cos cos =⋅=x ghdA ρ=x C x C A x px A p p A gh hdA g F x)(0-===⎰⎰ρρ结论：作用在曲面上的水平分力等于受压面形心处的相对压强)(0p p C -与其在垂直坐标面oyz 的投影面积x A 的乘积。
2．垂直分力由z dA αdA =sinαρghdA αdF dF p pz sin sin =⋅=z ghdA ρ==p A z pz gV hdA g F zρρ==⎰⎰式中：⎰=z A z p A h V d 为曲面ab 上的液柱体积abcd 的体积，称为压力体。
结论：作用在曲面上的垂直分力等于压力体的液体重力。
二、一股水平方向上的射流冲击一斜置的光滑平板。
已知射流来流速度为0V ，流量为V q ，密度为ρ，平板倾角为θ。
不计重力及流动损失，求射流对平板的作用力及分流流量1V q ，2V q取控制体如图所示，设平板对液流的作用力为S F '，因忽略流动损失，即液流与平板间的摩擦力略去不计，则S F '必垂直于板面。
又由于不计重力和流动损失，由液流的能量关系式可知021V V V ==。
列平板法线方向上的动量方程可得θρθρsin )]sin (0[00V q V q F F V V S n =--='=∑平板受液流作用力S F 垂直指向平板，其大小为θρsin 0V q F V S ='沿平板方向列动量方程，可得0cos 01212=--θρρρV q V q V q V V V由021V V V ==得0cos 12=--θV V V q q q又V V V q q q =+12联立上两式得2/)cos 1(1ϑ-=V V q q ，2/)cos 1(2ϑ+=V V q q三、相对密度85.0=d 的油流过图示圆锥管嘴，其尺寸cm d 101=，cm d 42=，当管内流速为s m V /61=时，求联结螺栓受力为多少？由连续性方程得4/4/222121V d V d q V ππ== （a ）所以 22121)/(V d d V π= （b ）对缓变过流断面列伯努利方程，不计损失，且取112==αα，有gV g p z g V g p z 2222222111++=++ρρ 由于喷嘴水平放置，故21z z =。
中国石油大学2004-2005学年第1学期《工程流体力学》试卷(附带答案)
= 15.19 V 2 2g
评分标准：1分
hw吸
= hf
+ hj
= (1.3155 + 15.19)V 2
2g
= 16.5055× 0.9552 2g
= 0.768m
评分标准：2分
（3）列0－0、1－1两断面伯努利方程：
0+
p0 γ
+ 0 = 3+
p1 γ
+
V2 2g
+ hw吸
p1
=
p0
− γ ⎜⎜⎝⎛3 +
解： 将B点压力pB折算成油柱高度
3
pB γo
= γ Hg γo
Δh − γ γo
(h2
+ 0.1 + Δh) − h1
= 13.6 × 0.5 − 1 × (0.4 + 0.1 + 0.5) −1.9 = 5.35(m油柱)
0.8
0.8
评分标准：3分（压强关系式2分+计算1分）
AB曲面上的水平分力：
解：
Q1＝μ A 2gH1
Q2＝μ A 2g(H1 − H 2 )
Q3＝μ A 2gH 2
评分标准：3分
由定常流动得：
⎧Q ⎨ ⎩
=
Q1
+ Q3 Q3 =
= Q1 Q2
+
Q2
代入数据得：
评分标准：2分
⎧ ⎩⎨Q3
Q1 =
= 1.757L / Q2 = 1.242
s L
/
s
⎧ ⎨
H
1
⎩H 2
= =
4.86m 2.43m
Px
= γ o hc Ax
流体力学中国石油大学
硕士学位研究生入学考试试题考试科目:油气井工程综合（I ）一、填空题（共14小题，40分）1．流体与固体宏观特性不同，流体运动具有 ① 等运动形式。
（2分）2．水银与玻璃是不湿润的，二者接触角是_ ① _，玻璃管内水银液面呈_ ② _。
（2分） 3．应变力张量中S )(21ij j i ij u u u u ∂∂+∂∂=对角线上元素表示流体微团的_ ① _。
（2分） 4．两平行平板的间距mm h 1=，其中充满油，当两板间的相对运动速度s m v /2.1=时，作用于板上的切应力为2/3500m N ，求油的粘性系数μ为 ① 。
（2分）5．流体在静止与相对静止条件下满足流体静力学平衡方程为 ① 。
（2分）6．已知二维速度场22),2(x y y v x xy v y x -+=+-=，求速度场旋度 ① 。
（2分）7．已知速度场2222,y x cy v y x cx v y x +=+=，其中c 为常数，求流线方程 ① 。
（2分） 8．某输油管道内径mm d 50=，质量流量s kg q m /45.1=，密度为3/910m kg o =ρ，运动粘度为s m v /10424-⨯=，求管中流动雷诺数大小 ① 。
（2分）9．在流体力学管道流动阻力计算中，长管是指_ ① _的管道。
（2分）10．在非牛顿流体的流变方程中不含有屈服应力的模型是_ ① 。
（2分）11．图示铸铁圆轴受扭时，在_ ①_ 面上发生断裂，其破坏是由__②_应力引起。
（5分）12．已知各杆均铰接，B 端插入地内，P=1000N ，AE=BE=CE=DE=1m ，杆重不计。
求AC 杆内力__①__。
（5分）13．长为l 的均质细杆放置在两互相垂直的光滑斜面上，其中一个斜面的倾角为θ，求平衡时细杆的倾角ϕ为__① _。
（5分）14．作出图示刚架的弯矩图。
（5分）二、简答题（共4小题，20分）1．连续介质假设的含义？（5分）2．欧拉法与拉格朗日法的概念、区别和联系？（5分）3．串联与并联管路定义与特点？（5分）4．粘性流体管流流态分类、特点以及判据？（5分）三、计算题（共5小题，90分）1．如图所示，密度为ρ的理想流体定常通过一水平分叉管道。
中国石油大学北京工程流体力学1999-2005
泵45分、传热学+热力学45分，都是第一年考；流体力学60分，内容基本没有和往年真题重复的；考的都是基本概念和对基础知识的理解，还是请大家好好看书，好好体会。把书看全面，不一定非考每一门的重点，有可能恰恰是咱们忽视的哪一个名词和概念。G1tY)_-8[
t?&|8SId
一个计算题，很简单的，就是用伯努利方程解，给了高差，泵的扬程，管径，局部摩阻损失等参数，就是咱们最常见的那种常规题。KVaiugQ
问：火车开动时，会从窗边感觉到风，请解释原理。4(~L#}:r!
问：离心压缩机、往复压缩机各自的特点以及在储运中的应用。（最后一道大题）3yY}04[9<
问：理论循环和实际循环的区别，并画出理论循环的示意图。6BHXp# #z
问：第二定律可以表述为?d>&,9c%
问：机械密封的原理。]^'Kd*x
问：活塞压缩排气量调节有哪几种方式。Uh4%}-;
储运题（一部分，供参考）_j/<{vSy
名词解释1、汽蚀余量2、比转数3、量纲以及量纲和谐原理4、沿程阻力、局部阻力5、标准排气量w/S%YW3*
判断题：哪一个是错误的A、AiXij=AjXji B、X可以等于1 C、X与温度无关D、X12是1到2吸收的辐射Agg<tM{yB
问：Pr的意义，Pr>>1，Pr=1，Pr<<1时边界层厚度的比较。Ym{tR,g7
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中国石油大学工程流体力学试题集
简答题
1. 水击现象及产生的原因
2. 雷诺数、富劳得数、欧拉数的物理意义
3. 什么是流线、迹线，其主要区别
4. 压力管路的主要特点
5. 什么是压力体
6. 流体静压力的两个重要特性
7. 串联、并联管路的主要特点
8. 系统、控制体（系统和控制体的异同点）
9. 气体和液体粘度随温度变化有何不同
10. 欧拉平衡关系式及其适用条件
11. 质量力、表面力的作用面及大小
12. 研究流体运动的两种方法及其它们的主要区别
解答题
13. 矩形闸门AB 可绕其顶端的A 轴旋转，由固定在闸门上的一个重物来保持闸门的关闭。
已知闸门宽120cm ，长90cm ，整个闸门和重物共重1000kg ，重心在G 点处，G 点与A 点的水平距离为30cm ，闸 门与水平面的夹角ο
θ60=，求水深为多少时闸门刚好打开?
14. 设流场的速度分布为
2
222y x 2x v ,y x 2y -4t u +=+= 试确定（1）流场的当地加速度；（2）0t ＝时，在1y 1,x =＝
点上流体质点的加速度。
15. 高速水流在浅水明渠中流动，当遇到障碍物时会发生水跃现象，其水位将急剧上升（如图中(a)所示），其简化模型如图(b)所示。
设水跃前后流速在截面上分布为均匀的，压力
沿水深的变化与静水相同。
如果流动是定常的，壁面上的摩阻可以不考虑。
求证：
（1）⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛++-=1211281121gh V h h ； （2）水跃只有在11gh V ≥时才有可能发生；
（3）水跃过程中单位质量流体的机械能损失为()g h h h h 2
13124-。
(a) (b)
16. 有一粘度为μ、密度为ρ的流体在两块平板内作充分发展的层流流动，平板宽度为h ，
两块平板之间的距离为δ，在L 长度上的压降为P ∆，上下两块平板均静止。
求：（1）流体的速度分布；
（2）流速等于平均流速的位置。
17. 已知0w y
x x v ,y x y u 2222=+=+=，－，检查此流动是否是势流？并求该流动的势函数，流函数，迹线方程。
18. 有一串并联管路，连接两个水池，两水池的水面差为6m ，管路直径d 1=100cm ，
d 2=d 3=50cm,，每段管长均为200m ，沿程阻力系数为：λ1＝0.016，λ2＝0.01，λ3＝0.02。
忽略局部阻力，如图所示，求l 1管段的流量Q 。
19. 如图所示，一圆柱体放在不同液体中，已知其长度L=10m ，D ＝2m ，油的相对密度为
0.8，深度为
2D ，求作用在圆柱上的各分力大小和方向。
20. 已知流场中速度分量分别为：32t
yt u +=，xt v 2=，求时刻t=2，过点（0，1）的流
线。
21. 如图所示，溢流坝内外水位高度分别为h 1、h 2，水的密度为ρ，求水流对坝体的作用力。
22. 如图所示，运动平板与固定平板间的缝隙为h ＝0.1mm ，中间液体的动力粘度
=μ0.1Pa ·
s ，上板长L ＝10cm ，宽b ＝10cm 。
上板运动速度为u ＝1.0m/s ，相对压强=1p 0 Pa ，=2p 106 Pa ，求维持平板运动所需的拉力
23. 不可压缩流体的速度分量为：22y x u -=，xy v 2-=，0=w 。
流动是否连续？是否
无旋？求速度势函数。
24. 图所示，已知H ＝20m ，l 1＝150m ，l 2＝80m ，l 3＝80m ，l 4＝200m ，d 1＝100mm ，d 2＝100mm ，
d 3＝80mm ，d 4＝120mm ，λ=0.025，求管路系统的水流量。