试卷代号：1123 座位号■ 中央广播电视大学2008一2009学年度第二学期“开放本科”期末考试（半开卷） 流体力学 试题 2009年7月 题 号 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，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.在水箱上接出一条逐渐收缩锥形管道，末端设有阀门已控制流量，当水箱内水面不变、 阀门开度一定时，管中水流为() A.恒定均匀流 B.恒定非均匀流 C.非恒定均匀流 D.非恒定非均匀流 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.外延管嘴的正常工作条件是() A.管长等于3一4倍的管径 B.作用水头小于9米水柱 C.管长1<(3一4)d,作用水头大于9米水柱 D.管长l=(3一4)d,作用水头小于9米水柱 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 D.3.5,0.366 755
试卷代号 :1123 座位号口口 中央广播电视大学2008-2009学年度第二学期“开放本科”期末考试(半开卷) 流体力学 试题 2009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 ，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.在水箱上接出一条逐渐收缩锥形管道，末端设有阀门已控制流量，当水箱内水面不变、 阀门开度一定时，管中水流为( ) A.恒定均匀流 B.恒定非均匀流 C.非恒定均匀流 D.非恒定非均匀流 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.外延管嘴的正常工作条件是 ( ) A.管长等于 3-4倍的管径 B.作用水头小于 9米水柱 C.管长 1<(3-4)d，作用水头大于 9米水柱 D.管长 l=(3-4)d，作用水头小于9米水柱 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 C.3-414 0.366 0.30 B. 3. 5，0. 30 D. 3. 5，0.366 755
得分 评卷人 二、判断题（每题2.5分，共15分） 1.非均匀流一定是非恒定流。() 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.壁面光滑的管道一定是水力光滑管。() 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.明渠水流，从急流过渡到缓流，发生跌水（水跌）。() 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.何种流动叫均匀流？ 2.绘出下图平面AB上相对压强分布图。 Q 756
得 分 评卷人 二、判断题(每题 2.5分，共 15分) 1.非均匀流一定是非恒定流。( 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.壁面光滑的管道一定是水力光滑管。( ) 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.明渠水流，从急流过渡到缓流 ，发生跌水(水跌)。( ) 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.何种流动叫均匀流? 2.绘出下图平面 AB上相对压强分布图。 756
3.雷诺数Re的物理意义？它为什么能用来判别流态？ 4.如图所示，平板闸门置于水中，当水位均上升1米时，试问： 图(a)(b)中闸门所受的静水总压力及作用点是否改变？ m A A I m B B 77777777777777 (a) (b) 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？(10分) 757
3.雷诺数 Re的物理意义?它为什么能用来判别流态? 4.如图所示，平板闸门置于水中，当水位均上升 1米时，试问: 图(a) (b)中闸门所受的静水总压力及作用点是否改变? 生 -l m -p 一口 1m / 一 (a) (b) 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?(10分) 日 口1 日 N 757
2.如图示，水箱水面不变，水箱面积足够大，不计行进流速（≈0），输水管由三段组成，1 =2=l3=10m,d1=0.25m,d2=0.1m,d3=0.2m,沿程损失系数1=2=λ3=0.02，局部损 失：进口h=0.5 品1.2管段节点处=03装23管段节点处=04嘉 求输水流 2g 量？(20分) 0 3.如图所示的离心泵安装示意图，已知抽水流量Q=25m2/h。吸水管长1=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51=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) 758
2.如图示，水箱水面不变，水箱面积足够大，不计行进流速(voti0)，输水管由三段组成，1, =12=13=10m,d1=0. 25m,d2- 0. lm,d3 =0. 2m，沿程损失系数 a1 =A2 =.13 =0. 02，局部损 失:进口h;,一。.5器,1,2管段节点处h;2一。.3霏,2,3管段节点处h;3一。.4釜。求输水流 量?(20分) 3.如图所示的离心泵安装示意图，已知抽水流量 Q= 25m' /h。吸水管长 1=5m，管径 d =75mm o沿程阻力系数A=0. 0455，局部阻力系数为，有滤网的底阀 },=8.5,900弯头 }2 = 0. 3。泵的允许 吸人真空高度[h,丑=6. Om。试确定水泵的最大安装高度。(20分) 758
试卷代号：1123 中央广播电视大学2008一2009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) 2009年7月 一、选择题（每小题3分，共15分】 1.B 2.D 3.A 4.D 5.A 二、判断题（每题2.5分，共15分） 1.X 2./ 3.X 4./ 5.X 6.X 三、简答题（每题5分，共20分） 1.答：流线为相互平行的直线称之为均匀流，既位变加速度为0。 2.答： B 3.答：雷诺数实质是反映粘性力与惯性力之比。层流时惯性力不大，而粘性力占主导， 受粘性力的约束，流体质点做规则运动。紊流时惯性力占主导，受到干扰形成涡体，当粘性力 约束不了涡体时，流体质点互相掺混，所以用雷诺数可以来判别流态。 4.答：(1)图()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。 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=eA1=100X98X 2 .3×2=88.2kN 759
试卷代号:1123 中央广播电视大学2008-2009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) 2009年 7月 一 、选择题 (每小题 3分 ，共 15分) l. B 2. D 3.A 4. D 5.A 二、判断题(每题 2.5分，共 15分) 1.X 2.了 3.X 4.丫 5.X 6.X 三、简答题 (每题 5分.共 20分 ) 1.答 :流线为相互平行的直线称之为均匀流 ，既位变加速度为 0, 2.答 : 3.答 :雷诺数实质是反映粘性力与惯性力之 比。层流时惯性力不大，而粘性力 占主导， 受粘性力的约束，流体质点做规则运动。紊流时惯性力占主导，受到干扰形成祸体，当粘性力 约束不了涡体时，流体质点互相掺混，所以用雷诺数可以来判别流态。 4.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。 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 : 尸，一些 乙 A,一1000只 9.8又3 2 ·3 X 2= 88. 2kN 759
B,=e2A=100X98X2.2X2=39.2kN 2 P=P1-P2=88.2-39.2=49.2kN (8分) 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。 (2分) 2.解：列方程： 2+0.4) H=+(0.5+x4+a:2+0.30+a 2g 2g 2g =1.3+2.3+2.4 (6 2g 2g' 2g 由连续桂方程：一票，=（务r=0,64 =经r=导=4w, 代人上式 dz H=1.36+2.32+24装-0.为爱 2g 2g 2g =√39.73 √2gX5=1.57m/s 流量：Q=A=45.1.57=0.0493m/5 (6分) 4 答：输水流量Q=0.0493m3/s。 (2分) 3.解：取水池的水面为基准面，列断面1一1和水泵进口断面2一2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，得色=h.++没+h-2 (4分) pg 2g 改写为h,=色二色-(+h1-) 2g 25 式中D2≤[h.]=6.0m,取a=1,=是= 3600 —=1.57m/s, og =0.075×3.14 4 a2吃-1×1.57 (8分) 2g 2×9.8=0.126m, h=a台+∑2=(0.045×o.8n+8.5+0.3)x0.126=1.49m (4分) 将上面数值代入上式，得水泵最大安装高度为 h,=-色-(+ht-2)≤6-(0.126+0.149)=4.38m。 (4分) 2g 760
尸，一Pg 艺h2 A，一1000 X9.8 X 2 2 ·2 X 2=39. 2kN P=P,一P2=88. 2一39. 2=49. 2kN 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 。=1. 26m. 2.解 :列方程 : H·‘一一蝉2g +’(、。叭.5“十’、A1' 车d,)l其2g+ ’(、A八2‘车d2+’。一.’3一)‘葬2g +’(、A”3‘今d3+’。一.’4一)’英2g (8分 ) (2分) 一1. 3矗+2.3噩+2.‘露 (6分) 由连续性方程:v, V 一(粽) 2 V3一。 ·64v3 礴 -武 ， d,、， ,0. 2,， J ，.、: ，-t> 刃，片 L.于 )‘v，= C7--,-)一vV3今= 住4vVs3 1ti /} L a2 v. I (6分) H 二 1. 3 (0. 64v,)' 2g +2.3 (4 乙'9 3)2+2.4草乙9一39. 73葬乙9 VI一吕=勺2gX5一1. 57m/s 丫39.73 一 二成 流U川量导 :’Q气=A‘一3 “v一3。 4 ·1-. -5一7=0. 0493m'/s 答:输水流量Q=O. 0493m3/s, 3.解:取水池的水面为基准面，列断面 1-1和水泵进口断面 <6分) <2分) 2-2的能量方程(采用绝对 ____ t，、 ，_、.、二_ ，、， 、_._ 、，，、 ，，口 ，。Pe ， ;t' 2 压强)，忽略水他仃进侃迷水头 ，m回刀7Q}庄5% P 、e，仔二N石 = n. -r二Ns +奥a2 vi + 二丢共 乙g +hw,_2 (4分) 改写“hsP.黔一‘错+hwl-2 ) 式中P瓮 jn -(YPz_[h,1=6. Om，取·2=1,vz一另- 25 3600 0.07全X 3. 14 4 =1. 57m/s, a-q. 任州v; 二= -1 二X 六户1丁二. -5一7:，'= u_。，土。乙o，m ， 29 LA，.8 (8分) hwi-z=(又 LI。露一(0. 0455 X赢+8. 5+0.3) X0. 126=1. 49m (4分) 1 一 十d 将上面数值代人上式，得水泵最大安装高度为 、一p二鱼一(噢 +、，卜z)簇6一(。.126+0. 149)一4. 38m. pg cg (4分) 760