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。√4．有

2、势质量力的势函数与流体压强之间的关系可以写成。√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。√7．由速度分布式可知，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。×10．对于稳定的缓变流来说，在流道的某一过流截面上，各点的都相等。√11．由可知，通过圆管内层流流动的流体，其体积流量与管径的平方成正比。

3、×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(2分)每米圆柱体与油液的接触面积为(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

4、(2分)2、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分)积分上式得(2分)代入已知数据，得等压面方程为(2分)3、已知流体质点沿流线方向的速度分布式为，试写出流线方向的加速度表达式。解：流线方向的加速度表达式为(6分)4、已知平面流场的速度分布为，，问流场中（1，1）点处的角变形速度及体积膨胀率各为多少？解：

5、角变形速度为(3分)体积膨胀率为(3分)5、已知某油嘴出口流量为3.92×10－5m3/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？已知：Q＝3.92×10－5m3/s，pm＝0.25MPa，ρ＝850kg/m3，μ＝0.82。解：由管嘴出流计算式，有(3分)油嘴的出口直径为(3分)6、某一煤粉颗粒的体积V0＝3.05×10－12m3，表面积A0＝1.25×10－7m2，密度ρs＝1200kg/m3，在静水中自由沉降，阻力系数CD＝0.45，问其自由沉降速度为多少？已知：V0＝3

6、.05×10－12m3，A0＝1.25×10－7m2，ρs＝1200kg/m3，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(6分)三、计算题：(第1、2小题、每小题12分，第3小题10分，计34分)1、流量为0.065m3/s的水，流过如图所示的变直径管段，截面①处管径d1＝250mm，截面②处管径d2＝150mm，①、②两截面高差为2.0m，①截面压力p1＝125kN/m2，压头损失不计。试求②截面的压力及水银压差计的读数。(12分)已知：Q＝0.065m3/s，d1＝250mm，d2＝150mm，H＝2.0m，p1＝

7、125kN/m2。解：(1)由连续性方程，得(2分)(2)列出①、②两截面间的伯努利方程，基准面取在②截面上；同时列出U型管的静力学方程，(2分)(2分)得(3分)(3分)2、水从密闭容器A沿直径d＝25mm、长度＝30m的管道流入容器B，已知容器A水面的相对压力p1＝196.2kPa，水面高H1＝1.0m，H2＝5.0m，沿程阻力系数λ＝0.025，局部阻力系数：阀门Kv＝4.0，弯头Kb＝0.3，试求水的流量。(12分)已知：d＝25mm，＝30m，pm1＝196.2kPa，H1＝1.0m，H2＝5.0m，λ＝0.025，Kv＝4.0，Kb＝0.

8、3，Ke＝0.5，Ko＝1.0。解：(1)列两容器液面间的伯努利方程，基准面取在地面上，得(3分)则(3分)