试卷代号：1123 座位号■ 中央广播电视大学2011-2012学年度第一学期“开放本科”期末考试（半开卷） 流体力学。 试题 2012年1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.在明渠均匀流中取一六面体，分析其所受的外力：作用在该六面体上的表面力有()。 A.正压力 B.重力、正压力 C.正压力、切向力 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.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.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<(3一4)d,作用水头大于9米水柱 D.管长1=(3-4)d,作用水头小于9米水柱 5.跌水的形成条件是()。 A.从急流过渡到急流 B.从急流过渡到缓流 C.从缓流过渡到缓流 D.从缓流过渡到急流 755
试卷代号 座位号 中央广播电视大学 11 2学年度第一学期"开放本科"期末考试(半开卷) 流体力学试题 2012 年1 |题号|一|二|三|四|总分| |分数 ·1 I I I I |得分|评卷人| I I 选择 每小题 :!t 15 f.)-) 1.在明渠均匀流中取一六面体，分析其所受的外力:作用在该六面体上的表面力有( )。 A. 力B. 正压 C. 力D. 2. 箱上 一条 锥形 末端 不 变 间门开度一定时，管中水流为( )。 A. 流B.恒定非 C. 匀 流 D. 非恒 匀 流 3. 行水 )。 A. 虹吸管B.给水 C. 网D. 4. 外延管 )。 A. 于3~4 B. 水头 于9 米水 <(3 D. =(3 头小于 水柱 5. 形成条件 )。 A.从急流过撞到急流 .从急流过渡到缓流 流D. 过被 755
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) 6.理想流体与实际流体的区别在于，理想流体不具有粘滞性。() 7.流体内部切应力的大小仅与流速梯度有关。() 8.真空压强是指没有大气存在时的压强。() 9,流体中某点的静压强大小与受压面方位无关。() 10.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。() 11.明渠水流的测压管水头线不可能沿程上升。() 得 分 评卷人 三、简答题（每题5分，共20分） 12.何种流动叫均匀流？ 13.绘出下图平面AB上相对压强分布图。 14.雷诺数Re的物理意义？它为什么能用来判别流态？ 756
得分|评卷人 二、判断题(每题 5分，共 5分;本题若全为 J或全为 X，或规律性 判断不错分} 6. 想流 的 区 想流 有粘滞 ) 7. 与流 梯度有 ) 8. 真空 强是指 在时 ) 9. 静压 大小 面方 无关 ) 10. 诺数 大小仅 流速 ) 1 1. 管水 不可能沿程上升 ) 得分|评卷人 三、简答题{每题 5分，共 0分} 12. 流动 13. AB 压强 A 4 p p~ 14. 数Re 判别 756 /
15.如图所示，平板闸门置于水中，当上游水位均上升1米（虚线位置）时，试问： 图()(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） m A B 777777777777 77777777777777 (a) (b) 得分 评卷人 四、计算题（共50分） 16.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。(14分) 757
15. 游水位均 升1 线位 (b) 所受 静水 及作 改变 (提示:画压强分布图分析〉 (a) |得分|评卷人| I I I 四、计算题{共 10 16. 在封 1. 5m ,z=0. 5m( ，压力表读数为 9kN/m 求水 及其真空度。(1 757
17.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hw=hg=1.0m,水 银柱高差△M=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 18.如图所示一虹吸管，上下有水位差为H=2.5m,虹吸管顶部与上游水面高差为 h1-2.0m,虹吸管顶部前，管长为5.0m,虹吸管顶部后，管长为10.0m,管径d=0.2m,管道沿 程阻力系数入=0.02，进口（带有莲蓬头）局部阻力系数5进=3.0，每个弯管局部阻力系数 5g=0.3,5=2.0,求： (1)流量Q=? (2)虹吸管最大真空值卫=？ pg (20分) 758
17. 、B 管道 一复式压差 管道压 知h =hB = 1. Om 银柱高差 t:Yt ，求 B两点压强差? (水的密度 0 00 3，水银的密度阳 103kg/ (16 空气 ";1 m 水银 18. 一 虹 吸 下 有 为H= 2. 5m 虹 吸 水 面 hi =2. Om 管顶部 Om 顶部 为10. Om 管径 程阻力系数 2，进口(带有莲蓬头〉局部阻力系数弘 0，每个弯管局部阻力系数 3，如 0，求: J~- A-wm 12 2 (20 ttl 758
试卷代号：1123 中央广播电视大学2011一2012学年度第一学期“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) 2012年1月 一、选择题（每小题3分，共15分） 1.A 2.D 3.A 4.C 5.B 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）】 6. 7.X 8.X 9./ 10.× 11.× 三、简答题（每题5分，共20分】 12.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。 13.答： hi h2 14.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。 759
试卷代号 2 3 中央广播电视大学 11 2学年度第-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) 2012 年1 一、选择题{每小题 3分，共 5分} LA 2.D 3.A 4.C 5. B 二、判断题{每题 5分，共 5分;本题若全为J或全为 X，或规律性判断不给分) 6. .J 7. X 8. X 9. .J 10. X 11. X 三、简答题{每题 5分，共 0分} 12. 流线 互平行 称之 位变加 为0 13. h L h2 j 14. 诺数实质 反映粘 惯性 层流时 主导 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。 759
15.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（共50分】 16.解：(1)将压力表读数换算为水柱高：p=4.9/9.8=0.5m (4分) (2)列方程：p,十pgh=pgz十p p=pg2-Pgh+p=1000×9.8×0.5-1000×9.8×1.5+1000×9.8×0.5 =-4.9kN=-0.5m水柱 (3)pk=0.5m水柱(8分) 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分) 17.解：画出U形管处等压面，空气密度不计， 设空气压强为 则，pB=PghB十o (1) pA十PghA=pHg△h十po (2) (6分) 联立(1)(2)式，消掉o 得：pB一pghB=pA十pghA一pHg△h pa一B=Prg△h-pg(hA十hB) 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) 18.解：(1)以上游水面为基准面，列能量方程： H+0+0=0+0+0+a号+z0爱 2.5=0.025+30+0.3×3+2.0+1.0 2 2g 8.4 28 u=12g2.5=2.415m/s √8.4 Q=nd2 dw=π·0.2.2.415=0.0758m3/。 4 (8分) 760
15. (1 图(a) 用点 静水 用点 (2) 图(b) 所受 四、计算题{共 0分) 16. (1 表读数换 9/9. 8=0. 5m (2) 户。 0 0 8XO. 5-1000X9. 8X l. 5+1000X9. 8XO. 5 =-4.9kN= 一0.5m (3)PK=0.5m 水柱 (4 答:水箱中水面相对压强 = -4. 9kN/m 水柱 。(2 17. 形管处等压 度不 设空气压强为 则，如 ρA +pghA =pHg/:::;.h+po 联立(1 +pghA -pHg/:::;.h - PB=pHg/:::;.h-pg(h 十hB) (1) (2) (6 PA- PB=13. 6 X 9. 8XO. 5-9. 8(1 +1) =47. 04kN/m2 0 4 18. (1 游水 基准 能量方程 H+O+O=O+O+O+O, d +' ~O~~/ 2g 5+10 2.5= (0.02 一一0.2一+3.0+0. ，-.~， -.-，，~， 3X3+2.-.-, 1.~·-/2g 0) 一=8.4~.' 2g u=-Ld·21=2.415m/s .J8. 4 rrd 2 rr • O. 22 Q=EF=iL• . 2.415=0.075 760 (1 (8
(2)以上游水面为基准面，列上游过流断面和顶部2一2段间的能量方程： 0+0+0+0=+0+装+a告+5+5)哈2 Pg 2g 色三-h,-(a+入2+5a+5m-2.0-1.0+0.0202+3.0+0.3)2415 pg 2g 2=-2.0-1.428=-3.428m(水柱) (8分) O 答：(1)流量Q=0.0758m3/s (2)虹吸管最大真空值发生在顶部，最大真空值为3.428m(水柱) (4分) 761
(2) 面为 准面 过流断 部2一2 能量 忡忡忡叫 v 2 /1 I ~~ 5 I n Inn'2.415 2 2=-Ma+Ah 生=一 1. 428= -3. 428m( pg 答:(1)流量 7 5 8 (2) 吸管最 发生在顶 最大 2 8 (8 (4 761