试卷代号：1123 座位号 中央广播电视大学2011-一2012学年度第二学期“开放本科”期末考试（半开卷） 流体力学试题 2012年7月 题 号 二 三 四 总 分 分 数 得分 评卷人 一、选择题（每小题3分，共15分） 1.在明渠均匀流中取一六面体，其所受的外力：作用在该六面体上有()。 A.正压力 B.正压力、重力 C.切向力、正压力 D.正压力、切向力、重力 2.流体内部某点存在真空，是指( )。 A.该点的绝对压强为正值 B.该点的相对压强为正值 C.该点的绝对压强为负值 D.该点的相对压强为负值 3,按短管进行水力计算的管路是( A.虹吸管 B.给水管路 C.支状管网 D.环状管网 4.按长管进行水力计算的管路是( )。 A.虹吸管 B.倒虹吸管 C.给水管路 D.水泵吸水管 5.一梯形断面渠道，底宽b=2m,边坡系数m二1.0，明渠中的水深h=0.5m,则湿周X、水 力半径R分别为()。 A.3.414,0.366 B.3.5,0.30 C.3.414,0.30 D.3.5,0.366 767
试卷代号 1 1 2 3 座位号 中央广播电视大学 11 2012 年度第 开放本 期 末 半开 流体力学试题 2012 年7 题号 总分 分数 得分|评卷人 一、选择题{每小题 3分，共 5分} 1.在明渠均匀流中取一六面体，其所受的外力:作用在该六面体上有( )。 A. B. C. 正压力D. 2. 部某 )。 A. 强为正 B. c.该点的绝对压强为负值 .该点的相对压强为负值 3. 短管进行水 )。 A. c.支状管网 4. 按长管 行水 A. c.给水管路 B.给水管路 D. B. D. 水泵 水管 5. 梯形断面渠道 底 宽 边坡 m = l. 深h=0.5m 力半径 )。 A. 3.414 ,0.366 C. 3.414 ,0.30 B. 3.5 ,0.30 D. 3.5 ,0.366 767
得分 评卷人 二、判断题（每题2.5分，共15分；本题若全为/或全为×，或规律性 判断不给分) 6.理想流体与实际流体的区别仅在于，理想流体具有不可压缩性。（) 7.长管是指管道几何长度较长的管道。() 8.对于短管，若管路（管径、管长及布置）完全相同、作用水头相等，自由出流与淹没出流 的流量是相同的。() 9.恒定流一定是均匀流。() 10.壁面光滑的管道一定是水力光滑管。() 11.在恒定流情况下，流线与迹线重合。（) 得 分 评卷人 三、简答题（每题5分，共20分） 12.进行水力计算时，“长管”和“短管”是如何定义的？ 13.绘出下图平面ABCDE上相对压强分布图。 0 h3 14.为什么对于孔口淹没出流无小孔口与大孔口之分？ 15.如图所示管路系统，I、Ⅲ段为均匀管，Ⅱ段为收缩管（收缩程度较大），试问： (1)当阀门开度一定时，若水箱中水面保持不变，各段管中是恒定流还是非恒定流？是均 匀流还是非均匀流？ 768
得分|评卷人 二、判断题(每题 5分 5分;本题若金为 J或全为 X，或规律性 判断不给分) 60 与 实 际 体具 ( ) 70 指 管 较长 ) 8. 管径 的流量是相同的。( ) 9. 流一定 是 ) 1De 管道一 定 滑 管 ) 11. 恒定 ) 得分|评卷入 三、简答题(每题 12. 长 管 短 管 13~ AB ' h3 D IE 14. 对 于 大孔 15. ll 收缩 ，试问: (1) 当 阀 度 一 不 变 各 段 还 是 定 流 匀流还是非均匀流?
(2)当阀门开度一定时，若水箱中水面随时间而下降，各段管中是恒定流还是非恒定流？ 阀门 得分 评卷人 四、计算题（共50分）】 16.如图所示，一封闭的容器中装有水，右侧安装一个U形管，U形管内水银PH=13.6× 103xg/m3,△h2=0.85m;△h1=0.4m,A点与水箱内水面高差为0.4m,求水箱内水面的相对压 强p。(10分) Pa Po OR 17,图示为一平板AB,宽1米，倾角α=45°，左侧水深为3米，右侧水深为2米，求静水总 压力及其作用点的位置？(20分) 565272022202665 769
(2) 当 阀 开度 水箱 还 是非 --曲- ..-.咀- -- 阀门 '国…_ _ ka -司咽. .,- ---_..……四国 .... - - - Q I H 得分|评卷人 四、计算题(共 16. 有水 右侧 形 管 _. 13. 6 X 103 kg/rn3 , 6 hz - O. 85m; 6h1 -=0. 4m 强户。 (10 Pa po ~唱…~...唱- _ … -唱... A: p 54 2 PH 17~图示为一平板 AB 压力及其作用点的位置 A E -帽圄• • EN 1 769
18.两水箱用两段不同直径的管道相连接如图所示，1一3管段长l1=10m,直径d1= 200mm,A1=0.019;3-6管段长l2=10m,d2=100mm,λ2=0.018。管路中的管件局部：1为 管水头损失为：管道人口1,51=0.5；90°弯头2和5,52=5；=0.5；渐缩管(0=8)，5= 0.024;闸阀4,54=0.5；管道出口6,56=1.0。若输送流量Q=20l/s,求水箱水面的高差H 应为多少？(20分) 管道连通的水箱 770
180 两 段 ，1 ' 段 长 - 10m 200mm ,Al 0.019;3 10m -0.018 管水头损失为:管道人口 , 1 0.. 5; 90 , ~2 ~5 O. 5 ;渐缩管«() 8°) ，已 o. 024 ;闸阀 ~4 O. 5 ;管道出口 1.0 若输 201/s 应为多少 0分) ' 8 a 管道连通的水箱 770
试卷代号：1123 中央广播电视大学2011一2012学年度第二学期“开放本科”期末考试（半开卷） 流体力学 试题答案及评分标准 (供参考) 2012年7月 一、选择题（每小题3分，共15分） 1.D 2.D 3.A 4.C 5.A 二、判断题（每题2.5分，共15分；本题若全为/或全为×，或规律性判断不给分）】 6.× 7.× 8./ 9.X 10.× 11./ 三、简答题（每题5分，共20分） 12.答：若沿程水头损失占主导地位，局部水头损失和流速水头可忽略不计，则按“长管”进 行水力计算，定义为“长管”：若沿程水头损失、局部水头损失和流速水头各占相当比重，都可忽 略不计，则按“短管”进行水力计算，定义为“短管”。 13.答： P子k 潮) Pu,t+z） 14.答：在划分小孔口与大孔口时，若兰>10，视为孔口各点的压强近似相等，定义为小孔 口，对于孔口淹没出流其作用水头H为上下游水面差，孔口各点的压强相等，故对于孔口淹没 出流无小孔口与大孔口之分。 771
试卷代号 中央广播电视大学 2学年度第二学期"开放本科"期末考试(半开卷) fJ学题答:东及 2012 、选择题(每小题 3分，共 5分) 1. D 2_ D 3. A 4. C 5. A 二、判断题{每题 共15 题若 60 X 7. X 8. 9. X 10. X 11. 三、简答题(每题 5分，共 0分) 12. 主导 失 和 水 头 略不 行水力计算，定义为"长管";若沿程水头损失、局部水头损失和流速水头各占相当比重，都可忽 略不计，则按"短管"进行水力计算，定义为"短管 13. A A '咱曲，四... -........... ...四.-.. 一，.--... ...... , h3 d‘ h2 ..; 口，对于孔口淹没出流其作用水头H为上下游水面差?孔口各点的压强相等，故对于孔口淹没 出流元小孔口与大孔口之分。 771 1
15.答：(1)各段管中都是恒定流；I、Ⅲ段为均匀流，Ⅱ段为非均匀流。 (2)各段管中水流都是非恒定流。 四、计算题（共50分） 16.解：(1)画出1一2等压面。 (2分) (2)点压强计算式： p2=pa十pHg△h2 p1=p+PgX0.4+Pg△h: p1=p2 Po =prgA h2-pg (0.4+Ah) =13.6×9.8×0.85-9.8(0.4+0.4)=105.45kN/m 答：水箱内水面的相对压强。为105.45kN/m(1.076atm)。 (8分) 17.解：(1)求两侧静水压力及静水总压力： =2警A,=10X9,8X3·sn1=62,37kN(方向向右) 2 2 有侧静水压力作用点距B点的距离为二号=1.14m =6警A,-100X98X2·品s1=2.72N（方向南左) 2 2 左侧静水压力作用点距B点的距离为e2= 12 3sin45o=0.943m p=p1-p2=62.37-27.72=34.65kN（方向向右) (12分) (2)求作用点位置： (设静水总压力作用点距B点的距离为e) pe=pie-pzez e=ep2=62.37X1.414-27.72X0.943=1.79m 34.65 答：静水总压力p=34.65kN,作用点距B点的距离为e=1.79m (8分) 18.解：两管段中的流速为： w,=49=4×20X10 πd 3.14X0.2=0.64m/s 772
15. (1 各段 都是 为均 IT (2) 段管 都是非恒 四、计算题(共 16. (1)画出 2等压面。 (2) 点压 算式 Pa +pHgLih2 PI =P 十pg X O. 4 +pg Lih l P2 t1 -pg(0.4+t1h 1 ) = 13.6 X 9.8 X o. 85 - 9. 8(0. 4 + O. 105. 45kN/m2 7.K 水面 相对压 45kN/m2(1. 076atm) 17. (1)求两侧静水压力及静水总压力: (2 (8 ρ1=dELAI=1000X9.8X3. 立τ 。1=62.37kN 2 sin45 (方向向右) 右侧静水压力作用点距B点的距离为 ρ2= =1000 ×f-8 ×2.7L-1=27.7 左侧静水压力作用点距B点的距离为 ρ=ρI-P2=62.37一27.72=34.65kN (方向向右) (2) 位置 (设静水总压力作用点距B点的距离为 =ρ e=A==1.79m PI el 一ρ 62.37X 1.414-27.72XO.943 ρ34.65 答:静水总压力 3 4 65kN 1.79m 18. 管段 为z _4Q 4 X 20 X 103 一一πdf 3.14XO.2z 772 (1 (8
=m()=0.64(200)2=2.56m/3 d, 1001 2.562 速度水头为=0×9.8=0.02m2g2X9.8二0.33m (10分) 由两水箱水面的能量方程得水面差为： H=hu-6=(h:=∑hm)1-3+(hf=∑hm)3-6 =子++5)培+a经++i+5+是 已知：51=0.5；52=55=0.5,54=0.5；53=0.024,56=1.0 代入，得 h4=6.0192+0,5+0.50.02+a.o189+0.024+o.5+0a.5+1.ola.33 =0.039+1.262=1.301m 所以，两水箱水面高差为1.30lm。 (10分) 773
d , , • h.. ZOO , • 2 =Vl (工土 =0. 64( =Z. 56m/s d 2 ' -'-"100 V~ _ a. 642 ... n nn V~ _ 2. 562 速度水头为 3 3 由两水箱水面的能量方程得水面差为: H =hn- 6= (hr= 2:: = 2:: h m )3-6 =仙去 )三+仙去十川 已知: '1 =0. 5; ~2 = ~5 = a. 巳=0. 5;'3=0.024'~6= 1. 代人，得 (1 0 (_ .. _ 10 , _ , _ \. _ , (_ ~. n 10 hn- 6= {O. 019 5jO. OZ+ {a. 018 十0.024+0.5 1. 3 3 \"'. 'V........ 0.. 2 ' ......... , """' v /""....,... , \V. ...,.......... 0..1 I..... .......... . ......... . ......... . --..... J =0.039 1. 262 = 1. 301m 所以，两水箱水面高差为1. 301m (1 773