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

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