试卷代号：1123 座位号■■ 国家开放大学（中央广播电视大学）2014年秋季学期“开放本科”期末考试 流体力学 试题（半开卷） 2015年1月 题号 二 四 总 分 分数 得分 评卷人 一、选择题（每小题3分，共15分） 1.与牛顿内摩擦定律有关的因素是()。 A.压强、速度和粘度 B.流体的粘度、切应力与角变形率 C.切应力、温度、粘度和速度 D.压强、粘度和角变形 2.弹簧管压力表的读数是()。 A.绝对压强 B.相对压强 C.绝对压强加当地大气压 D.相对压强加当地大气压 3.等压面与质量力关系是()。 A.平行 B.斜交 C.正交 D.无关 4,粘性流体总水头线沿程的变化是( )。 A.沿程下降 B.沿程上升 C.保持水平 D.前三种情况都有可能 5.各并管水头损失相等，只表明()。 A.各支管的水流单位时间内的总计械能损失相等 B.各支管道上单位重量液体机械能损失相等 C.各支管的水流单位时间内总位能损失相等 D.各支管道上单位重量液体动能损失相等 537
试卷代号 :1123 座位号仁口 国家开放大学(中央广播电视大学)2014 年秋季学期"开放本科"期末考试 流体力学试题(半开卷) 2015 li U -l | l |总斗 1.与牛顿内摩擦定律有关的因素是( A. 压强、速度和粘度 B. 流体的粘度、切应力与角变形率 C. 切应力、温度、粘度和速度 D.压强、粘度和角变形 2. 弹簧管压力表的读数是( A. 绝对压强 B. 相对压强 C. 绝对压强加当地大气压 D. 相对压强加当地大气压 3. 等压面与质量力关系是( A. 平行 B. 斜交 C. 正交 D.元关 4. 粘性流体总水头线沿程的变化是( A. 沿程下降 B. 沿程上升 c.保持水平 D. 前二种情况都有可能 5. 各并管水头损失相等，只表明( )。 A. 各支管的水流单位时间内的总计械能损失相等 B. 各支管道上单位重量液体机械能损失相等 C. 各支管的水流单位时间内总位能损失相等 D. 各支管道上单位重量液体动能损失相等 537
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.作用在流体上的力通常分为剪切力与弹性力两类。() 7.均匀流一定是恒定流。() 8.流速分布越不均匀，动能修正系数的值越小。() 9.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。() 10.圆形管的直径就是其水力半径。（) 11.在渐变渗流中水力坡度线和浸润线重合。() 得 分 评卷人 三、简答题（每题5分，共20分） 12.试分析图中三种情况下水体A受哪些表面力和质量力？(1)静止水池；(2)顺直渠道 水流（均匀流）：(3)平面弯道水流。 好- ☒A 77777 41 13.绘出下图中曲面上的压力体图。 A B 14伯努利方程x十平十号最=常数中各项的物理意义？ 15.管网水力计算遵循的原则是什么？ 538
|得分|评卷人| | 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. 作用在流体上的力通常分为剪切力与弹性力两类。( ) 7. 均匀流一定是恒定流。( ) 8. 流速分布越不均匀，动能修正系数的值越小。) 9. 理想流体与实际流体的区别仅在于，理想流体不具有帖滞性。( ) 10. 圆形管的直径就是其水力半径。( ) 1.在渐变渗流中水力坡度线和浸润线重合。( ) |得分|评卷人| | 三、简答题(每题 分，共 20 分) 12. 试分析图中三种情况下水体 受哪些表面力和质量力? (1)静止水池川 2) 顺直渠道 水流(均匀流);(3) 平面弯道水流。 =a, <--三7' ~， 13. 绘出下图中曲面上的压力体图。 14. 伯努利方程 十主十豆=常数中各项的物理意义? 2g 15. 管网水力计算遵循的原则是什么? 538 ι人4ζLLLLLL斗u-斗1- e:zz 一-一一「 巧开开开?汁 岳苇'-rrríríÍ (,)
得 分 评卷人 四、计算题（共50分）】 16.有一矩形底孔闸门，高h=3m,宽b=2m,上游水深h1=6m下游水深h2=5m。求作 用于闸门上的水静压力及作用点？(12分) 7777777777777 17.用水银比压计量测管中水流，过流断面中点流速u如图。测得A点的比压计读数 △h=60mm汞柱。(1)求该点的流速w;(2)若管中流体是密度为0.8g/cm3的油，△h仍不变， 该点流速为若干，不计损失。(18分) 539
|得分|评卷人 i 四、计算题(共 50 分) 16. 有一矩形底孔闸门，高 h=3m b=2m 上游水深 h}=6m 下游水深 =5m 求作 用于闸门上的水静压力及作用点 (1 2 分) 17. 用水银比压计量测管中水流，过流断面中点流速 如图。测得 点的比压计读数 él h=60mm 隶柱。(1)求该点的流速 U; (2) 若管中流体是密度为 O.8g/c旷的油， él 仍不变， 该点流速为若干，不计损失。(1 分) 539
18.如图所示平地渠道，断面为矩形，宽b=1.0m。渠道某处抬高P=0.5m,坎前渐变流 断面处水深H=1.8m,坎后水面跌落△z=0.3m,坎顶水流为渐变流，水头损失为0.5，求 2g 该渠道中的流量Q？(20分) b 540
18. 如图所示平地渠道，断面为矩形，宽 b= l. Om. 渠道某处抬高 P=0.5m ，坎前渐变流 断面处水深 H= l. 8m ，坎后水面跌落.ó z=O. 3m ，坎顶水流为渐变流，水头损失为 0.5 乏，求 该渠道中的流量 Q? (20 分〉 ßz 卡丛| 540
试卷代号：1123 国家开放大学（中央广播电视大学）2014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) 2015年1月 一、选择题（每小题3分，共15分）】 1.C 2.B 3.C 4.A 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.× 9.W 10.× 11./ 三、简答题（每题5分，共20分）】 12.答题要点： (1)水体A受哪些表面力为压应力（正压力），质量力为重力g。 (2)水体A受哪些表面力为压应力和切应力，质量力为重力g(均匀流)。 (3)水体A受哪些表面力为压应力和切应力，质量力为重力g和惯性力。 13.答： 14.答题要点： Z:断面对基准面高度，水力学中称位置水头，单位位能： 是：在断面压强作用下，流体沿测压管所能上升的高度，压强水头，单位位能； 541
试卷代号 :1123 国家开放大学(中央广播电视大学 )2014 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) 2015 一、选择题{每小题 分，共 15 分} 1. C 2. B 3. C 4.A 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. .J 三、筒答题{每题 分，共 20 分) 12. 答题要点: 8. X 9. .J 10. X (1)水体 受哪些表面力为压应力(正压力) ，质量力为重力 11. .J (2) 水体 受哪些表面力为压应力和切应力，质量力为重力 g( 均匀流)。 (3) 水体 受哪些表面力为压应力和切应力，质量力为重力 和惯性力。 13. 答: 14. 答题要点: z: 断面对基准面高度，水力学中称位置水头，单位位能 子:在断面压强作用下，流体沿测压管所能上升的高度，压强水头，单位位能 541
度·为初速度的铅直向上射流所能达到的理论的高度， 位能。 15.答题要点： ①一节点流人和流出的流量相等； ②任一闭合环路中，如规定顺时针方向流动的阻力损失为正，反之为负，则各管段阻力损 失的代数和必等于零。 四、计算题（共50分） 16.解：P=P上-Pr=y·h。·A-Y·he'·A =9.807×6(4.5-3.5) =59kN作用于闸门中心 (12分) 1解号+装今 茶--9=，之·ah (4分) 2g yY 当管中通水时： Y-Y.△h=12.6Xah u=√2×g×12.6×△h=√2X9.807×12.6X0.06=3.85m/s (8分) 当管中通油时： 4-Y.Ah=13.498X9,807=16XAh y 0.8×9.807 u=√2XgX16×△h=√2×9.807×16X0.06=4.31m/s (8分) 18.解：(1)画出过流断面1一1,2一2，选上游渠底为基准面。(2分) (2)列出能量方程，求断面平均流速： H+0+g=(P+A)+0+g+0.5 2g 2g 2g 由连续性方程：”，=A”=Hb 1.8 A2 =(H-4z-P)b1-1.8-0.3-0.5w=1.8w, 542
断面以速度 为初速度的铅直向上射流所能达到的理论的高度，流速水头，单位 <'g 位能。 15. 答题要点: ①一节点流入和流出的流量相等 ②任一闭合环路中，如规定顺时针方向流动的阻力损失为正，反之为负，则各管段阻力损 失的代数和必等于零。 四、计算题{共 50 分) 16. :P=P -Pr=γ hc • A - Y • hc. 0 A =9. 807X6(4. 5-3. 5) =59kN 作用于闸门中心 (1 分〉 PB I u2 PA 17. 解:一十一=← Y '2g Y A 'h d-K h-y h-y h-y (4 分) 当管中通水时 YI-Y 一一一一. fI h=12. 6X fI h Y u=.j2XgX12. 6X fI h =.j2X9. 807X12. 6XO. 06 =3. 85m/s (8 分) 当管中通油时 YI-Y _l 33.4 O. 8X9. 807 一一一 γO. oflh ~ ，~，.~~'n ~v:'~~'=16Xflh 8X9. 807 u=.v2XgxI6Xflh=.j2X1C807X16XO. 06 =4. 31m/s (8 分〉 18. 解:(1)画出过流断面 1.2 2. 选上游渠底为基准面。 (2 分) (2) 列出能量方程，求断面平均流速: H+O+ 旦旦2g i=(P+A ,-, - Z)-, ' -, 十旦旦2g i+0.5 ，~. - 2g U Aaz nL Hb 1.8 ^... ^ ...Vl= 1. 8vl (H-fI z-P)bV1 =f.8一 0.3 0.5
所以上式：H+2=(P+A+(,8)'+0.5 2g 2g 8 取a1=a2=1.0,代入数据， H-P-4x=1.74 2g a2aH-P-aE 1 √2×9.8(1.8-0.5-0.3)=3.356m/s(13分) 求流量： Q=A11=Hb1=1.8X1×3.356=6.04m3/s 答：该渠道中的流量Q为6.04m3/s。 (5分) 543
, vi ，~，. "a, (1 只啊.飞 nf 所以上式 :H+~~ ~l =(P+.1 z)+ 二一一一''''1/ O. 5 • 2g '4' - -, , 2g . ~. ~ 2g α1=α2= 1. ，代人数据， H-P-.1 z=1. 74 2g 1 v]= 王二d2g(H-P-.1 z) = τ二二ý'2X9. 8( 1. 8-0.5-0.3) =3. 356m/s (1 分) .J1. 74 .J1. 74 求流量 Q=A] v] = HbvI =1. 8 X 1 X3. 356=6. 04m3 /s 答:该渠道中的流量 6.04m /s (5 分〉 543