试卷代号：1123 座位号■■ 中央广播电视大学2007一2008学年度第二学期“开放本科”期末考试（半开卷） 流体力学 试题 2008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,在静水中取一六面体，分析其所受的外力：作用在该六面体上的表面力有()。 A.切向力、正压力 B.正压力 C.正压力、重力 D.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.对于实际流体，总水头线总是( )。 A.沿程下降 B.沿程升高 C.沿程可升可降 D.沿程不升不降 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=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 I).3.5,0.366 771
试卷代号:1123 座位号巨口 中央广播电视大学2007-2008学年度第二学期“开放本科”期末考试(半开卷) 流体力学 试题 2008年 7月 题 号 四 总 分 分 数 得 分 评卷人 一、选择题(每小题 3分，共 15分) 1.在静水中取一六面体，分析其所受的外力:作用在该六面体上的表面力有( )。 A.切向力、正压力 B.正压力 C.正压力 、重力 D.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 U.该点的相对压强为负值 3.对于实际流体 ，总水头线总是 ( )。 A.沿程下降 B.沿程升高 C.沿程可升可降 D.沿程不升不降 4.按长管进行水力计算的管路是 ( )。 A.虹吸管 }3.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 h=2m，边坡系数 ，n= l. 0，明渠中的水深 h=0. 5m，则湿周 X} 水力半径 尺分别为( )。 R. 3. 414，0. 366 }3. 3. 5，0. 30 C. 3. 414，0. 30 I}. 3. 5，0. 366 771
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)】 1.理想流体与实际流体的区别仅在于，理想流体不具有粘滞性。 () 2.应用总流伯努利能量方程时，过流断面只能取均匀流或渐变流断面。 () 3.真空压强是指没有大气存在时的压强。 () 4.两孔口形状、尺寸完全相同，作用水头相同，一个为自由出流，一个为淹没出流，二者的 流量是相同的。 5.临界雷诺数的大小仅与流体的流速有关，与流体的性质无关。 () 6.在进行水利计算时，长管是指管道几何长度较长的管道。 得分 评卷人 三、简答题（每题5分，共20分）】 1.为什么要建立连续介质模型？ 2.绘出下图平面ABCDE上相对压强分布图。 3.简述尼古拉兹实验中沿程阻力系数λ的变化规律。 4.图示的供水系统，已知λ，=入2，d1=d2,2l1=2,问哪条管道流量大？为什么？ ..2 772
得 分 评卷人 二、判断题 (每题 2. 5分 ，共 15分。本题若全为了或全为 X，或规律 性判 断不给分 ) 1.理想流体与实际流体的区别仅在于，理想流体不具有粘滞性 。 ( ) 2.应用总流伯努利能量方程时 ，过流断面只能取均匀流或渐变流断面。 ( ) 3.真空压强是指没有大气存在时的压强 。 ( ) 4.两孔 口形状 、尺寸完全相同 ，作用水头相同，一个为 自由出流，一个为淹没出流 ，二者的 流量是相 同的。 ( ) 5.临界雷诺数的大小仅与流体 的流速有关 ，与流体的性质无关 。 ( ) 6.在进行水利计算时，长管是指管道几何长度较长的管道。 ( ) 得 分 评卷人 三、简答题 (每题 5分 ，共 20分) 1.为什么要建立连续介质模型? 2.绘 出下图平面 ABCDE上相对压强分布图。 简述尼古拉兹实验中沿程阻力系数 久的变化规律 。 图示的供水系统，已知 }, =}lz , d, =dZ } 2l, = l2，问哪条管道流量大?为什么? 772
得分 评卷人 四、计算题(50分) 1.水闸宽度b=2m,两侧都有水，左侧水深h,=3m,右侧水深h2=2m,试求作用在闸门上 的静水总压力及作用点的位置？(14分) 2.图所示，A、B两条供水管道间装有一复式压差计测量管道压差，已知hA=hg=1.0m, 水银柱高差△h=0.5m,求A、B两点压强差？（水的密度p=1000kg/m3,水银的密度pH= 13.6×103kg/m3)(16分) 空气 水银 3.如图所示的离心泵安装示意图，已知抽水流量Q=25m3/h。吸水管长l=5m,管径d= 75mm。沿程阻力系数1=0.0455，局部阻力系数为，有滤网的底阀6=8.5,90°弯头2=0.3。 泵的允许吸入真空高度[h,]=6.0m。试确定水泵的最大安装高度。(20分) 图611木泵吸水官 773
得 分 评卷人 四、计算题(50分) 1.水闸宽度 b=2m，两侧都有水，左侧水深 h, =3m，右侧水深 hZ=2m，试求作用在闸门上 的静水总压力及作用点的位置?(14分) 日 口 勺 N 2.图所示，A,B两条供水管道间装有一复式压差计测量管道压差，已知 hA=h}=1. 0m, 水银柱高差△h=0. 5m，求A,B两点压强差?(水的密度p= 1000kg/m3，水银的密度P。二 13. 6 X 103 kg/m3)(16分) 3.如图所示的离心泵安装示意图，已知抽水流量 Q=25m3/h。吸水管长 1=5m，管径 d= 75mm。沿程阻力系数a=0. 0455，局部阻力系数为，有滤网的底阀}, =8. 5}, 90“弯头}z =0. 3 0 泵的允许吸人真空高度[h}.]=6.Om。试确定水泵的最大安装高度。(20分) 自 U 、、 q ‘ 图f t1水泵吸水管 773
试卷代号：1123 中央广播电视大学2007一2008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) 2008年7月 一、选择题（每小题3分，共15分） 1.B 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）】 1.(/) 2.(/)3.(×) 4.(/) 5.(×) 6.(×) 三、简答题（每题5分，共20分） 1.答：液体（气体）是由分子组成的，分子间有空隙，不连续。工程上研究的流体，关心的是 流体宏观的物理性质。把流体看成为由质点组成的连续体一连续介质模型，目的是建立描 述流体运动的连续函数，便于应用数学工具，解决工程实际问题。 2.答： P8 g(hith 熟t) eghithath:) 3.答：尼古拉兹实验揭示了沿程阻力系数入的变化规律，文字表述或数学公式表述。 层流：以=fRe):水力光滑区：A=fR):过泼粗糙区：=R,) 粗糙区（阻力平方区）：A=f() 774
试卷代号:1123 中央广播电视大学2007--2008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) 2008年 7月 一、选择题 (每小题 3分 ，共 15分) 1.13 2.D 3.A 4.C 5.A 二、判断题 (每题 2. 5分，共 15分。本题若全为丫或全为X，或规律性判断不给分) 1.(丫) 2.(丫 ) 3.(X) 4.(丫) 5.(X) 6.(X) 三、简答题(每题 5分，共 20分) 1.答 :液体(气体)是由分子组成的，分子间有空隙，不连续。工程上研究的流体，关心的是 流体宏观的物理性质。把流体看成为 由质点组成的连续体— 连续介质模型 ，目的是建立描 述流体运动的连续函数 ，便于应用数学工具，解决工程实际问题 。 2.答 : 1 眺 f}z} 尸}}}!子从子}3} 3.答 :尼古拉兹实验揭示了沿程阻力系数 几的变化规律，文字表述或数学公式表述 。 层一流一’-:-}1=_.f’(Re);“水力一光~滑” 区一 :”}1’= f ‘，(‘R一e)”;过一 渡卜 粗’“糙~ 区一 :’、‘”一_f，(、R一e,’粤d ) 、‘。二‘，一，。r， ，~ 、_r一、 _ _/K 、 }H} Lx }阻 刀 -}力 L.):}= .1 I }。 \ 以 / 774
4.答：1管流量大。因为2号管比1号管长，局部水头损失相同的情况下，2号管的沿程 水头损失大，故1管流量大于2号管的流量。 四、计算题(50分) 1.(1)画出静压强分布图。 (2)计算两侧静水压力及静水总压力： P,=A1=1000X9.8X3.3×2=88.2kN 2 P:=eA=100X98X2.2X2=39.2kN P=P1-P2=88.2-39.2=49.2kN (7分) (3)求静水总压力的作用点。（设作用点距渠底的距离为e) 4==3-1.0m62=4=g=0.67m 33 -3-3 Pe=Pie-P2e2 e=P1e4P-88.2X1-30,2X0.67-1,26m 49.2 答：静水总压力P=39.2kN,方向向右。 静水总压力的作用点在闸门的对称轴上，距渠底的距离e=1.26m。 (7分) 2.解：画出U形管处等压面，空气密度不计，设空气压强为p0。 则，s=pghu十o (1) pA十pghA=pHg△h十po (2) (6分) 联立(1)(2)式，消掉p 得：pB一pghu=pn十pghA一p阳g△h pa-pg=13.6×9.8×0.5-9.8(1+1)=47.04kN/m2 答：A、B两点压强差为47.04kPa。 (10分) 3.解：取水池的水面为基准面，列断面1-1和水泵进口断面2-2的能量方程（采用绝对压 强)，忽略水池行进流速水头，池面为大气压强力。，得 色=h.+2+g+h1- (4分) 25 改写为九，=色二严-(“+h1) 2g 775
4.答 :1管流量大。因.为 2号管 比 1号管长 ，局部水头损失相同的情况下 ，2号管的沿程 水头损失大 ，故 1管流量大于 2号管的流量 。 四、计算题(50分) 1. (1)画出静压强分布图。 <2)计算两侧静水压力及静水总压力 一呼Ai = 1000警8X3 一}oghZ AZ = 1000 X} . 8 X 2 ·3 X 2= 88. 2kN ·2X2=39. 2kN P=P;一PZ =88. 2一39.2=49. 2kN (3)求静水总压力的作用点 。(设作用点距渠底的距离为 。) (7分) =h 3, 立3 =1 h, 2 e}= 二二= - = u 3 3 67m Pe= P, e,一PZ e2 P,e，一PZ e2 “=一一万D一一= 88. 2X 1一 39. 2义0. 67 49. 2 26m 答:静水总压力 P=39. 2kN，方向向右。 静水总压力的作用点在闸门的对称轴上，距渠底的距离 e=1. 26mo (7分) 2.解:画出U形管处等压面，空气密度不计，设空气压强为 pa a 则，pa =pb'hu +}o (1) pp十p}hn =pH gOh十p0 (2) C6分) 联立(1)(2)式 ，消掉 }o 得:p。一pgh}=pn +p}h、一pH g}h pn一p}=13.6X9.8X0.5一9.8(1-f-1)=47.04kN/m2 答:A,B两点压强差为 47.04kPao (10分) 3.解 :取水池的水面为基准面 ，列断面 1-1和水泵进 口断面 2-2的能量方程(采用绝对压 强)，忽略水池行进流速水头，池面为大气压强 pa，得 刃 一 9 九 一 + Pg + 鱼=h pg W (4分) + .力 改写为 h= p。一 p} 户g 一(u Z zgv?+、1_，) 775
25 3600 -=1.57m/s, 武中2二2≤h,]=6.0m,取aa1.w-0.0西×8.14 Pg 吃_=1×1.572 =0.126m, (8分) 2g 2X9.8 =Q7+2e装-(0.0455xa55+85+0.3)X0.,125=1.49n (4分) 2g 将上面数值代入上式，得水泵最大安装高度为 h.=2--(g+h1-2)≤6-(0.126+0.149)=4.38m。 (4分) 776
式中1}a P-g hz\队`.} 、 _ ， _ Q_ = o, um ，jtX az一 1 } TJz一 n一一 了飞 25 3600 0. 0752 4 57m/s， X 3. 14 a-二. 一v2 ‘ = 一1 二X 二犷，1二. ，5一二7~Z= _v, ，l八oo，m ， 艺9 L入y, t5 1 .。 _、诱 __ _，、 5 .。，._ 。、、_ ，。。 ， ‘八 h介w，}一-z·二(、几“舟d+}一})拼2g=(、0一.’0一4‘5一5X’厂0. 关0不7下5 x’-8一.’5一-1’-0一.’3一)‘X0一.’1一26=1.49m 将上面数值代入上式，得水泵最大安装高度为 (8分 ) <4分 ) n;}_-— 夕}一}。a一`pZz — ，}、a一下Zz一vz一 T ，/;Lu,7一，、//} 。V _，\。V. 、1。G。U 上I 。V . 1}`ntnJ}/ -— `n Y. }JoV_l.l.la Pg 乙9 <4分 ) 776