试卷代号：1123 座位号■ 国家开放大学（中央广播电视大学）2015年秋季学期“开放本科”期末考试 流体力学试题（半开卷） 2016年1月 题 号 二 三 四 总。分 分 数 分 得 评卷人 一、选择题（每小题3分，共15分） 1.下列流体哪个属于牛顿流体( )。 A.汽油 B.纸浆 C.血液 D.沥青 2.流体内部某点压强为2个大气压，用液柱高度为()。 A.10米水柱 B.22米水柱 C.20米水柱 D.25米水柱 3.均匀流的( )。 A.当地加速度为零 B.迁移加速度为零 C.向心加速度为零 D.位变加速度为零 4.圆管层流，管轴心处的流速为1.8m/s。该断面的断面平均流速为( )。 A.2.4m/s B.1.8m/s C.1.35m/s D.0.9m/s 5.串联管路作为长管计算，忽略局部水头损失与流速水头则()。 A.测压管水头线与管轴线重合 B.测压管水头线与总水头线重合 C.测压管水头线是一条水平线 D.测压管水头线位于总水头线上方 452
试卷代号 ~1123 座位号rn 国家开放大学(中央广播电视大学 )2015 年秋季学期"开放本科"期末考试 流体力学试题(半开卷) |得分|叫一 c. 20 米水柱 3. 均匀流的( )。 A. 当地加速度为零 c.向心加速度为零 D. 25 米水柱 B. 迁移加速度为零 D.位变加速度为零 2016 4. 圆管层流，管轴心处的流速为1. 8m/s 。该断面的断面平均流速为( )。 A. 2.4m/s C. 1. 35m/s B. 1. 8m/s D. 0.9m/s 5. 串联管路作为长管计算，忽略局部水头损失与流速水头则)。 A. 测压管水头线与管轴线重合 B. 测压管水头线与总水头线重合 c.测压管水头线是一条水平线 D. 测压管水头线位于总水头线上方 452
得分 评卷人 二、判断题（本题若全为√或全为X,或规律性判断不给分。每题 2.5分，共15分) 6.牛顿内摩擦定律表明，粘性力与流层间的正压力成正比。() 7.连续性方程表示控制体的质量守恒。() 8.对于渐变流，过流断面上的动水压强分布符合静水压强分布规律。() 9.在进行水利计算时，短管是指管道几何长度较短的管道。() 10.明渠水流，从缓流过度到急流发生水跃。() 11.渗流模型中渗流流速与实际空隙中的平均流速是相等的。（) 得 分 评卷人 三、简答题（每题5分，共20分）】 12.什么叫流体的粘滞性？写出切应力的计算公式，并指出其物理意义？ 13.如图所示，平板闸门置于水中，当水位均上升1米（虚线位置）时，试问：图(a)(b)中闸 门所受的静水总压力及作用点是否改变？（提示：画压强分布图分析） A m 7777777777777777 7777777777777777 a) (b) 14.当输水管直径一定时，随流量增大，雷诺数是增大还是变小？当输水管流量一定时， 随管径加大，雷诺数是增大还是变小？ 15.简述明渠恒定非均匀流的水力特征。 453
二、判断题{本题若全为 或全为 ，或规律性判断不给分。每题 2.5 分，共 15 分) 6. 牛顿内摩擦定律表明，粘性力与流层间的正压力成正比。( ) 7. 连续性方程表示控制体的质量守恒。) 8. 对于渐变流，过流断面上的动水压强分布符合静水压强分布规律。( ) 9. 在进行水利计算时，短管是指管道几何长度较短的管道。( ) 10. 明渠水流，从缓流过度到急流发生水跃。( ) 1.渗流模型中渗流流速与实际空隙中的平均流速是相等的。( ) 三、简答题(每题 分，共 20 分) 12. 什么叫流体的帖滞性?写出切应力的计算公式，并指出其物理意义? 13. 如图所示，平板闸门置于水中，当水位均上升 米(虚线位置)时，试问:图 (a)(b) 中闸 门所受的静水总压力及作用点是否改变? (提示:画压强分布图分析) V J j /77777777 (a) (b) 14. 当输水管直径一定时，随流量增大，雷诺数是增大还是变小?当输水管流量一定时， 随管径加大，雷诺数是增大还是变小? 15. 简述明渠恒定非均匀流的水力特征。 453
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pm=13.6× 103kg/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。(18分) Pa Po OH 17.如图所示，左侧为密闭水箱，水通过一管道流人右侧水箱，已知左水箱内自由表面相 对压强p=29.4kp.,两水箱液面高差H=2.0m,管长l=5m,管径d=0.20m,管路沿程水头 损失系数λ=0.02，在恒定流情况下，求通过流量？(20分) 18.有一贮水容器所示，贮水深度H,=4.5m,在距底0.5m处，有一直径d=6mm的孔 口。假设容器内水位恒定，试确定一天经孔口的泄水量。(12分) 0.50m 图65 454
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 形管， 形管内水银 ρH = 13.6 X 103kg/m3 ,.1 h2 =0. 85m;.1 hj =0. 4m 点与水箱内水面高差为 0.4m ，求水箱内水面的相对 压强 PO 0 (1 8 分) Pa N44 2 ρH 17. 如图所示，左侧为密闭水箱，水通过一管道流入右侧水箱，已知左水箱内自由表面相 对压强 p=29. 4kp" 两水箱液面高差 H=2.0m 管长 l=5m 管径 d=0.20m 管路沿程水头 损失系数 λ=0.02 ，在恒定流情况下，求通过流量? (20 分) 18. 有一贮水容器所示，贮水深度 Hl =4. 5m ，在距底 0.5m 处，有一直径 d=6mm 的孔 口。假设容器内水位恒定，试确定一天经孔口的泄水量。(1 分) / 图6- 454
试卷代号：1123 国家开放大学（中央广播电视大学）2015年秋季学期“开放本科”期末考试 流体力学试题答案及评分标准（半开卷） (供参考) 2016年1月 一、选择题（每小题3分，共15分） 1.A 2.C 3.D 4.D 5.B 二、判断题（本题若全为√或全为×，或规律性判断不给分。每题2.5分，共15分） 6.× 7./ 8.J 9.× 10.× 11.× 二、简答题（每题5分，共20分） 12.答；流体的粘滞性是指流体具有抵抗剪切变形的特性。 切应力的计算公式：=r警，其物理意义是切应力的大小与流体的种类和流速梯度有关。 13.答：(1)图(a)中闸门所受的静水总压力及作用点改变。静水总压力变大，作用点 升高。 (2)图(b)中闸门所受的静水总压力及作用点不变。 14.答题要点：当输水管直径一定时，随流量增大，雷诺数增大；当输水管流量一定时，随 管径加大，雷诺数变小。 15.答题要点：①过水断面面积A,水深h,沿程改变。即h=f(s),A=f(s) ②底坡线，水面线，总线头线三线不再平行，即i≠J≠J,。 四、计算题（共50分）】 16.解：(1)画出1-2等压面 (3分) (2)点压强计算式： p:=p.+pug△h2 p1=po+pgx0.4pgA h (5分) ,p1=2 455
试卷代号 :1123 国家开放大学(中央广播电视大学 )2015 年秋季学期"开放本科"期末考试 流体力学 试题答案及评分标准(半开卷) (供参考) 2016 一、选择题(每小题 分，共 15 分) 1. A 2. C 3. D 4. D 5. B 二、判断题(本题若金为 或全为 ，或规律性判断不给分。每题 2.5 分，共 15 分} 6. X 7.-) 8.-) 9. X 10. X 11. X 二、简答题{每题 分，共 20 分) 12. 答;流体的粘滞性是指流体具有抵抗剪切变形的特'性。 切应力的计算公式:叫去，其物理意义是切应力的大小与流体的种类和流速梯度有关。 13. 答:(1)图 (a) 中闸门所受的静水总压力及作用点改变。静水总压力变大，作用点 升高。 (2) (b) 中闸门所受的静水总压力及作用点不变。 14. 答题要点:当输水管直径一定时，随流量增大，雷诺数增大;当输水管流量一定时，随 管径加大，雷诺数变小。 15. 答题要点:①过水断面面积八，水深 ，沿程改变。即 h= !(5) , A= !(5) ②底坡线，水面线，总线头线三线不再平行，即 p 0 四、计算题(共 50 分) 16. 解: (1)画出 1-2 等压面 (2) 点压强计算式: 2==ρa PH g !:l h2 Pl= +ρgXO.4+ρg!:l h 1 Pl= ρz (3 分) (5 分) 455
p,=ougA h2-pg(0.4十△h1) =13.6×9.8×0.85-9.8(0.4+0.4)=105.45kN/m2 (8分) 答：水箱内水面的相对压强p。为105.45kN/m2(1.076atm)。 (2分) 17.解：以右水箱水面为基准面，取α=1.0，管道进口局部损失5：=0.5，管道出口局部损 失5=1.0，管中流速v (1)把左水箱内自由表面压强换算成液柱高度 29400 pg10o0×9.8=3m(水柱) (6分) (2)列能量方程： H+品+0=0+0+0+(5+A日+)塔装 og 2+3=(0.5+0.020:2+1.0)2g 5 20s5-1.0m水 (8分) (3)流量： 4=102.7=0.2198m/s=219.8Ws Q=xd 4 答：通过流量Q=0.2198m3/s。 (6分) 18.解：贮水容器经孔口的泄水按薄壁小孔口自由出流计算。取流速系数4=0.62；忽略 行进流速水头，则 H=H。=4.5-0.5=4.0m Q=4·AV2gH=0.62×0.006×3.14×V2x9.8x4.0=1.5×10‘m/s (8分) 一天的泄水量V=Qt=1.55×104×24×60×60=13.4m3 (4分) 456
Po =PHgð. h 2 -pg(O. 4+ð. h 1 ) =13. 6X9. 8XO. 85-9. 8(0. 0.4) = 105. 45kN/m2 答:水箱内水面的相对压强 。为 105. 45kN/m2 (1. 076atm) (8 分) (2 分) 17. 解:以右水箱水面为基准面，取 α= 1. ，管道进口局部损失1;' =0. ，管道出口局部损 失弘=1. ，管中流速 (1)把左水箱内自由表面压强换算成液柱高度 m =m =: nd (6 分) 十二十时+m+(Cl+At+Ce) 2+3= (0.5 0.02 土+1. 0.2 ' .. 0)~/ 2g v=~τ=7.0m/s --1 2 (8 分) (3) 流量: Q==一7r~2-v=~一子←. ·??2 7=0. 2198m3 /s=219. 8l/s 答:通过流量 Q=0.2198 /s (6 分) 18. 解:贮水容器经孔口的泄水按薄壁小孔口自由出流计算。取流速系数 μ=0.62; 忽略 行进流速水头，则 H=Ho=4. 5-0. 5=4. Om ~寸~ ~ ~~，， 0.0062 Q=μ • AVZ-gH =0.62 X v. X3.14X';2X9.8X1.0= 1. 55XIO- /s (8 分) 一天的泄水量 V=Qt= l. 55X10 4 X24X60X60=13. 4m3 (4 分) 456