试卷代号：1123 座位号☐ 中央广播电视大学2009一2010学年度第二学期“开放本科”期末考试（半开卷） 流体力学试题 2010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.在明渠均匀流中取一六面体，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.在水箱上接出一条等直径圆管，末端设有阀门控制流量，若水箱内水面不随时间变化， 当阀门开度一定时，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.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.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 5.水跃的形成条件是() A.从急流过渡到急流 B.从急流过渡到缓流 C.从缓流过渡到急流 D.从缓流过渡到缓流 770
试卷代号 1 1 座位号 B. D. 非恒 非均 中央广播电视大学 0 0 2010 年度 二学 放本 未考 流体力学试题 2010 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，作用在该六面体上的表面力有( ) A. 正压力B. c.正压力、重力 .切向力、重力 2. 端设 当阀门开度一定时，管中水流为( ) A. c.非恒定均匀流 3. 按短 行水 ) A. 管B. 水管 'c.支状管网 .环状管网 4. 部某 压强 为2 高度 ) A. 10 水柱 B. 22 米水柱 C. 20 柱D. 25 米水 5. 成条件 ) A. 流过 渡 c.从缓流过渡到急流 770 B.从急流过搜到缓流 D. 缓流 缓流
得分 评卷人 二、判断题（每题2.5分，共15分） 1.流体内部切应力的大小不仅与流速梯度有关，还与流体的种类有关。() 2.相对压强的数值可为正值，也可以是负值。() 3.均匀流不一定是恒定流。() 4.动能修正系数与断面流速分布有关。（) 5.无论流体作何种运动，流体内任何一个水平面都是等压面。（) 6.在进行水利计算时，短管是指管道几何长度较短的管道。() 得分 评卷人 三、简答题（每题5分，共20分) 1.动力粘滞系数μ和运动粘滯系数v有什么区别？ 2.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。 u业 ☑A A A晚 77777X777777 N11777777777 (a) (b) (c) 3.简述明渠恒定非均匀流的水力特征。 4.简述明渠水流的三种流态及其四个判别方法及标准。 771
得分|评卷人 二、判断题(每题 5分，共 5分) 1.流体内部切应力的大小不仅与流速梯度有关，还与流体的种类有关。( ) 2. 相对 可 为 ) 3. 均匀 流不 是恒定 ) 4. 流速 布有 ) 5. 体作 任何 个水 等压 ) 6. 水利 指管道 长度较短 管道 ) 得分|评卷人 三、简答题{每题 5分，共 0分) 1.动力粘滞系数 μ和运动粘滞系数 ν有什么区别? 2. 试分 图 中 三种 下水体A 些表 力 和 (1)静止水池 )顺直渠道水 流(均匀流 )平面弯道水流。 U 」止 U \7 / 区Z'J //////// /////'////// ~A (a) (b) (el 3. 渠恒 匀 流 4. 水 流 三种流 方法 771
得 分 评卷人 四、计算题（共50分） 1.在封闭水箱中，h=1.5m,之=0.5m(如图)，压力表读数为4.9kN/m2,求水面相对压强 及其真空度。(10分) 0 2.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) Q 772
得分|评卷人 四、计算题(共 1.在封闭水箱中 1. 5m ,z=0. 5mC ，压力表读数为 9kN/m 求水 相对 及其真空度。(1 一.- A • 协心 Z. 平板 宽1 角α=45 左侧水 为3 右侧 水 为2 静水 总 压力及其作用点的位置? (ZO A 772 E rrJ • E 、4 '%
3.两水箱用两段不同直径的管道相连接如图所示，1-3管段长l1=10m,直径d1= 200mm,入1=0.019；3-6管段长l2=10m,d2=100mm,入2=0.018。管路中的管件局部水头损 失为：管道入口1,51=0.5；90°弯头2和5,52=55=0.5；渐缩管(0=8)，53=0.024；闸阀4,5 =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) 773
3. 两 水 箱 用 两 段 不 管 道 连 接 ，1-3 长II = 10m 径d = 200mm.AI =0.019;3-6 = 10m ,d2 = 100mm ,A2 =0. 018 管件 部水 头损 失为:管道人口 '~I = o. 5; 90 头2 和5 "2 =仨 ;渐缩管 "3 =0.024; 阅4 =0.5; 出 口6 1.0 输送 量Q=20L/s 箱水 (20 -- -- 一 2 ·、. ‘ ... 6 773
试卷代号：1123 中央广播电视大学2009一2010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) 2010年7月 一、选择题（每小题3分，共15分） 1.D 2.A 3.A 4.C 5.B 二、判断题（每题2.5分，共15分） 1.W 2./ 3.X 4./ 5.X 6.X 三、简答题（每题5分，共20分)】 1.答：两者都反映流体的粘滞性，4为动力量，v为运动量，4=p,量纲不同。 2.答：(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。 3.答：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≠J≠J。 4.答：明渠水流分为缓流、急流、临界流。判别方法有： ①干扰波：波速C=√ghm,o=C为临界流，rc为急流； ②弗劳德数：弗劳德数F,=”,F,=1临界流，F,1急流； √ghm ③临界水深hk:h>hk缓流，h=hk临界流，hik急流。 四、计算题（共50分）】 1.解： (1)将压力表读数换算为水柱高：p=4.9/9.8=0.5m (3分) (2)列方程：，十Pgh=Pgx十卫 p=pgz-pgh+p=1000×9.8×0.5-1000×9.8×1.5+1000×9.8×0.5 =-4.9kN=-0.5m水柱 (4分) (3)pk=0.5m水柱 (3分) 774
试卷代号 2 3 中央广播电视大学 0 0 2010 学年 度 第 二 学期 本科 末考 半开 流体力学试题答案及评分标准 (供参考) 2010 年7 一、选择题(每小题 3分，共 5分) 1. D 2. A 3. A 4. C 5. B 二、判断题(每题 共15 1. -J 2. .J 3. X 4. .J 5. X 6. X 三、简答题(每题 5分，共 0分) 1.答:两者都反映流体的粘滞性，μ为动力量， ν为运动量， =严，量纲不同。 2. (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) 体A 些表 力 为 均匀 (3) 体A 面力 为压应 和切 3. ①过 面面 沿程改 f(s) ,A = f(s) ②底坡线，水面钱，总线头线三线不再平行，即 =I= 4. 水流 界流 方法 ①干扰波:波速 流， 流， ②弗劳德数:弗劳德数 =一王一 1临界流 1缓流 f@ Jgh m II 界流 急 流 I I : i<i ik 四、计算题(共 1.解: (1)将压力表读数换算为水柱高 (3 (2) 户。 8XO. 5-1000X9. 8X 1. 8XO. 5 = -4. 9kN= -0. 5m (3) =0. Sm 774
答：水箱中水面相对压强：p。=一4.9kN/m2,其真空度k=0.5m水柱。 2.解：(1)求两侧静水压力及静水总压力： P,=84A,=1000×9.8X3.,3 2 2 sin45·1=62.37kN(方向向右) 石侧静水压力作用点距B点的距离为心三了sn=1,414m P2=8A2=1000X9.8X2.2 2 2 ·sin45·1=27.72kN(方向向左) 左侧静水压力作用点距B点的距离为e2=3sn45。=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-P2e2 e=PeP22=62.37X1.414-27.72×0.943=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) 3.解：两管段中的流速为 y÷4Q _4×20103 πd3.14X0.22 =0.64m/s =n经°=0.64(28=2.56m/5 =2.562 ，速度水头为=20×9.8=0.02m72g2X9.8=0.33m (10分) 由两水箱水面的能量方程得水面差为 H=hn-6=(h:+∑hm)1-3+(h:十∑hn)3-s =a,么-+)爱+a急++++) 2g 已知：51=0.5；52=55=0.5,54=0.5；53=0.024,56=1.0 代人，得 k-=a.0199+0.5+0.5ja.02+c.0189+0.024+0.5+0.5+1.o)a.3 =0.039+1.262=1.301m 所以，两水箱水面高差为1.301m。 (10分) 775
答:水箱中水面相对压强 ρ。= -4. 9kN/m 水柱 2. (1 力 及 0 0 0 j=ι 土AI=n-7 1=62. 37kN (方向向右) 1 3 右侧静水压力作用点距 B点的距离为 ?寸古=1. 414m 0 0 0 巳弓之 1=27. 72kN (方向向左) 1 2 左侧静水压力作用点距 B点的距离为 -._0=0. 943m P=Pj ~P2=62. 37-27. 72=34. 65kN (方向向右) (2) 求作用点位 (设静水总压力作用点距B点的距离为 Pe=Pjej - P2e2 e= - Pjej-P2e2 .1 -.1 T""IO - "-,, = 62.37X .......... ...... , '..... 1.414-27.72XO.943 .........."'.... ""....,..........,' v- '"' ........ = 1. 79m 34. 65 答:静水总压力 3 4 65kN 用点 距B 1. 79m 3. 两管 _4Q 4 X 20 X 103 Vj 古=n 、 / 川=0.64m/s d'd _ _./200d =Vj (二土 =0. 64( 一-Y=2.56m/s d 2 / ---"100 V~ O. 642 _ _ V; 2. 562 速度水头为→=一一一-;:: 0 2 一一一 3 3 2g 2 X 9. 8 v. v~uq 2g 2 X 9. 8 由两水箱水面的能量方程得水面差为 H =hn- 6 = (h r+ 十(h hm)36 • =仙去 + '2) 已知 =0.5; '5 = O. 5, '4 = O. 5; '3 = O. 024 ,'6 = 1. 0 代入，得 (1 (8 (1 0 I" "-O n 10 I ,.. .... I ...... ....\...... .......... I I.... ............. 10 I..... ............ I.... .... I..... ,... I ... .....\ hU- l1 - e = 10.019 一+0.5+0.510.02 2 I V. OJ I V. v J""- 十10.018 v .a- ....., 一一o. 1十0.024+0.5+0.5+ I V. VLJ .L , V. V I v. V I ...... 1. 010.33 V I =0.039 1. 262= 1. 301m 所以，两水箱水面高差为1.301m (1 775
