06级《流体力学ⅰ》试卷(a)标准答案

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1、………………………………装………………………………订…………………………………线………………………………2007~2008学年第二学期期末考试《流体力学与流体机械》Ⅰ试卷(A)标准答案和评分标准﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉一、是非判断题：(对者打“√”，错者打“×”，每小题2.5分，计30分)1．在一定剪切力作用下，能够变形的物质都叫做流体。×2．流体之所以作为连续介质假设，是因为我们所研究的对象是由大量分子组成的宏观流体的机械运动。√3．流体的体积压缩系数βP是一个有因次的物理量，其单位与流体压强的单位相反。√p4．有势质量力的势函数与流体压强之间的

2、关系可以写成UC。√5．冷、热流体的相对压力沿高度方向的变化规律是不同的，位置越高的地方，冷气体的相对压力越大。×6．在稳定流场中，流体的当地加速度为零；在均匀流场中，流体的迁移加速度为零。√227．由速度分布式u5yi3xj9k可知，该速度场为三维的不稳定速度场。×8．若流场中流体质点的流线与迹线均为圆周线，那么该流场一定是有旋流场。×9．在不可压缩三维无旋流场中，流函数与速度势函数同时满足拉普拉斯方程。×p10．对于稳定的缓变流来说，在流道的某一过流截面上，各点的(gz)都相等。√11．由QuA可知，通过圆管内层流流动的流体，其体积流量与管径的平方成

3、正比。×12．在紊流附面层的层流底层区内，由于流体是分层流动的，所以该区域定为无旋流动。×二、解答题：(每小题6分，计36分)1、在一直径为200mm的圆筒内置一同心小圆筒，两筒之间的间隙为1.0mm，其间充满动力粘度为0.52Pa·s的油液，相对移动速度为0.5m/s，问每米长圆筒所受的摩擦力是多少？已知：d＝200mm，δ＝1.0mm，μ＝0.52Pa·s，u＝0.5m/s。解：因间隙δ很小，认为间隙内油液的速度分布为线性变化，因而其速度梯度为duu0.55001/s(2分)3dy110每米圆柱体与油液的接触面积为2Adl3.140.21.00.628m(

4、2分)将以上数据代入牛顿内摩擦定律公式，则得到每米长圆筒所受的摩擦力为duTA0.520.628500163.28N(2分)dy2、某密闭圆筒形容器内充满液体水，在以等角速度ω＝8.0rad/s旋转的同时，还以等加速度a＝2.2m/s2向上提升，试写出容器中液体水的等压面方程式。已知：ω＝8.0rad/s，a＝2.2m/s2，g＝9.8m/s2。解：取圆柱坐标系，坐标原点取在旋转抛物面顶点上。得等压面微分方程为2rdr(ag)dz0(2分)122积分上式得ωr(ag)zC(2分)22代入已知数据，得等压面方程为32r12zC(2分)23、已知流体质点沿流

5、线方向的速度分布式为u5s12，试写出流线方向的加速度表达式a。s解：流线方向的加速度表达式为A卷第1页共3页uu232au1210s(5s12)50s120s12m/s(6分)ss22224、已知平面流场的速度分布为uyxy，uxxy，问流场中（1，1）点处的角变形速度及体积膨胀率各为多少？xy解：角变形速度为1uyux122122()(2xy2yx)(xy)(xy)2.0rad/s(3分)z2xy22体积膨胀率为uxuy2xy2xy0(3分)xy5、已知某油嘴出口流量为3.92×10

6、－5m3/s，油嘴前压力表读数为0.25MPa，燃油密度为850kg/m3，油嘴流量系数取0.82。问油嘴的出口直径需要多大？－5m3/s，p3已知：Q＝3.92×10m＝0.25MPa，ρ＝850kg/m，μ＝0.82。2pm解：由管嘴出流计算式QA，有5Q3.921062A1.9710m(3分)2p6m20.25100.8285064A41.97103油嘴的出口直径为d1.5810m1.58mm(3分)3.146、某一煤粉颗粒的体积V－123－7230＝3.05×10m，表面积A0＝1.25×10m，密度ρs＝1200kg/m，在

7、静水中自由沉降，阻力系数CD＝0.45，问其自由沉降速度为多少？已知：V－123－7230＝3.05×10m，A0＝1.25×10m，ρs＝1200kg/m，CD＝0.45。解：由颗粒的自由沉降速度计算式，得煤粉颗粒自由沉降速度为128gV0s89.813.051012001000u0.029m/s29mm/s(6分)f7CDA00.451.25101000三、计算题：(第1、2小题、每小题12分，第3小题10分，计34分