试卷代号：1123 座位■ 中央广播电视大学2008一2009学年度第一学期“开放本科”期末考试（半开卷） 流体力学 试题 2009年1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，其所受的外力：作用在该六面体上有()。 A.正压力 B.切向力、正压力 C.正压力、重力 D.正压力、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，若水箱内水面随时 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.总水头线与测压管水头线的基本规律之一，是：() A,总水头线总是沿程升高 B.总水头线总是在测压管水头线的上方 C.测压管水头线沿程升高 D.测压管水头线总是沿程下降的 786
试卷代号:1123 座位号巨口 中央广播电视大学2008-2009学年度第一学期“开放本科”期末考试(半开卷) 流体力学 试题 2009年 1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) 在明渠均匀流中取一六面体，其所受的外力:作用在该六面体上有 ( A.正压力 B.切向力、正压力 C.正压力、重力 D.正压力、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，着水箱内水面随时 间变化，当阀门开度一定时，管中水流为( )。 恒定均匀流 非恒定均匀流 B.恒定非均匀流 D.非恒定非均匀流 A C 3.按短管进行水力计算的管路是 A.虹吸管 C.支状管网 B.给水管路 D.环状管网 4.总水头线与测压管水头线的基本规律之一，是:( A.总水头线总是沿程升高 B.总水头线总是在测压管水头线的上方 C.测压管水头线沿程升高 D.测压管水头线总是沿程下降的 786
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 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，理想流体具有不可压缩性。 ( 2.相对压强的数值可为正值，也可以是负值。 3.对于短管，若管路（管径、管长及布置）完全相同、作用水头相等，自由出流与淹没出流 的流量是相同的。 4.动能修正系数与断面流速分布有关。 ( 5.恒定流一定是均匀流。 ( 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.进行水力计算时，“长管”和“短管”是如何定义的？ 2.能量损失有几种形式？产生能量损失的物理原因是什么？ 3.为什么对于孔口淹没出流无小孔口与大孔口之分？ 4.如图所示管路系统，【、Ⅲ段为均匀管，Ⅱ段为收缩管（收缩程度较大），试问： (1)当阀门开度一定时，若水箱中水面保持不变，各段管中是恒定流还是非恒定流？是均 匀流还是非均匀流？ (2)当阀门开度一定时，若水箱中水面随时间而下降，各段管中是恒定流还是非恒定流？ 阀门 11 0 787
5.水跃的形成条件是( A.从急流过渡到急流 C.从缓流过渡到急流 13.从急流过渡到缓流 D.从缓流过渡到缓 流 得 分 评卷人 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.理想流体与实际流体的区别仅在于 ，理想流体具有不可压缩性。 2、相对压强的数值可为正值，也可以是负值。 3.对于短管，若管路(管径、管长及布置)完全相同、作用水头相等， 的流量是相同的。 4.动能修正系数与断面流速分布有关。 5.恒定流一定是均匀流。 6.在进行水利计算时 ，短管是指管道几何长度较短的管道 。 ( ) 自由出流与淹没出流 ( ) ( ) 得 分 评卷人 三、简答题 (每题 5分 ，共 20分) 1.进行水力计算时，“长管”和“短管”是如何定义的? 2.能量损失有几种形式?产生能量损失的物理原 因是什么? 3.为什么对于孔口淹没出流无小孔口与大孔口之分? 4.如图所示管路系统，I . II段为均匀管，I段为收缩管(收缩程度较大)，试问: (1)当阀门开度一定时，若水箱中水面保持不变，各段管中是恒定流还是非恒定流?是均 匀流还是非均匀流? (2)当阀门开度一定时，若水箱中水面随时间而下降，各段管中是恒定流还是非恒定流? 787
得分 评卷人 四、计算题（共50分） 1.在封闭水箱中，h=1.5m,z=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。(12分) 2.如图所示，左侧为密闭水箱，水通过一管道流入右侧水箱，已知左水箱内自由表面相对 压强p=29.4kPa,两水箱液面高差H=2.0m,管长l=5m,管径d=0.20m,管路沿程水头损 失系数λ=0.02，在恒定流情况下，求通过流量？(18分) 788
得 分 评卷人 四、计算题(共 50分) 1.在封闭水箱中，h=1. 5m,z=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。(12分) 2.如图所示，左侧为密闭水箱，水通过一管道流入右侧水箱，已知左水箱内自由表面相对 压强 p=29. 4kPa，两水箱液面高差 H=2. Om，管长 1=5m，管径 d=0. 20m，管路沿程水头损 失系数 A=0. 02，在恒定流情况下 ，求通过流量?(18分) 788
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41=10m,直径d1= 200mm,λ1=0.019；3-6管段长l2=10m,d2=100mm,λ2=0.018。已知：管道入口1,5=0.5； 90°弯头2和5,52=5=0.5；渐缩管(0=8)，53=0.024；闸阀4,5=0.5；管道出口6,5=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) 管道连通的水箱 789
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 l, = lom，直径 d，二 200mm,A, =0. 019;3-6管段长12 =10m,d2 =100mm,a2 =0. 018。已知:管道人口1,勺=0. 5; 900弯头2和5,条=奋=0. 5;渐缩管(B=80),弟=0. 024;闸阀4,价= 0. 5;管道出口6,参= 1. 0。若输送流量Q=20L/s，求水箱水面的高差 H应为多少?(2。分) 管道连通的水箱 789
试卷代号：1123 中央广播电视大学2008一2009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)》 2009年1月 一、选择题（每小题3分，共15分） 1.D 2.D 3.A 4.B 5.B 二、判断题（每题2.5分，共15分。本题若全为√或全为X,或规律性判断不给分） 1.(×) 2.(√) 3.(/)4.(/) 5.(×) 6.(X) 三、简答题（每题5分，共20分） 1.答：若沿程水头损失占主导地位，局部水头损失和流速水头可忽略不计，则按“长管” 进行水力计算，定义为“长管”；若沿程水头损失、局部水头损失和流速水头各占相当比重，都可 忽略不计，则按“短管”进行水力计算，定义为“短管”。 2.答：有沿程能量损失和局部能量损失两种。一是因为流体具有粘滞性，二是因为固体 边界条件的影响。 3.答：在划分小孔口与大孔口时，若号>10，视为孔口各点的压强近似相等，定义为小孔 口，对于孔口淹没出流其作用水头H为上下游水面差，孔口各点的压强相等，故对于孔口淹没 出流无小孔口与大孔口之分。 4,答：(1)各段管中都是恒定流；I、Ⅲ段为均匀流，Ⅱ段为非均匀流。 (2)各段管中水流都是非恒定流。 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：p。十pgh=pg之十p 。=pg2-pgh+p=1000X9.8×0.5-1000×9.8×1.5+1000X9.8×0.5 =一4.9kN=-0.5m水柱 (6分) (3)p.=0.5m水柱 (3分) 答：水箱中水面相对压强：po=一4.9kN/m2,其真空度ps=0.5m水柱。 790
试卷代号:1123 中央广播电视大学2008-2009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) 2009年 1月 一、选择砚(每小厄 3分.共 15分) 1.D 2. D 3. A 4. B 5. B 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.(X) 2.(丫 ) 3.(丫 ) 4.(丫 ) 5.(X) 6.(X) 三、简答题(每题 5分.共 20分) 1.答:若沿程水头损失占主导地位，局部水头损失和流速水头可忽略不计，则按“长管” 进行水力计算，定义为“长管”;若沿程水头损失、局部水头损失和流速水头各占相当比重，都可 忽略不计，则按“短管”进行水力计算，定义为“短管”。 2.答:有沿程能量损失和局部能量损失两种。一是因为流体具有粘滞性，二是因为固体 边界条件的影响。 3·答:在划分刁、孔口与大孔口时，若_Hd>工。，视为孔;各点的压强近似相等，定义为刁、孔 口，对于孔口淹没出流其作用水头 H为上下游水面差，孔口各点的压强相等，故对于孔口淹没 出流无小孔口与大孔口之分。 4.答:(”各段管中都是恒定流;I、m段为均匀流，I段为非均匀流。 (2)各段管中水流都是非恒定流。 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 (2)列方程:p。十pgh=pgz+p po = pgz一pgh+p=1000 X 9. 8 X 0. 5一1000 X9.8 X1.5 +1000 X9.8 X0.5 “一4. A N”一0. 5m 水柱 (3)pk=0. 5m 水柱 答:水箱中水面相对压强:po=-4.9kN/m2，其真空度 pk=0. 5m水柱。 790 (3分 ) (6分) (3分)
2.解：以右水箱水面为基准面，取α=1.0，管道进口局部损失51=0.5，管道出口局部损失 5e=1.0,管中流速u. (1)把左水箱内自由表面压强换算成液柱高度 卫 29400 Pg1000X9.8=3m(水柱) (6分) (2)列能量方程： H+号+0=0+0+0+(+A+5.)层 Pg 2+3=0.5+0.o2品2t1.o爱 气2g5=0m/s (6分) (3)流量：Q-号0=02.7=0.2198m/3=219.8L/6 4 答：通过流量Q=0.2198m3/s。 (6分) 3.解：两管段中的流速为=4织-4×20×10 rd3.14X0.2=0.64m/s =n(经)广=0.64(88) =2.56m/s 吃=2.562 速度水头为蓝=2×9.8=0,02m2g2X98=0.33m (10分) 由两水箱水面的能量方程得水面差为 H=hm-6=(h+∑hm)i-3+(hi十∑hm)3-6 =a经+5+5)暖+a金+5+++ 2g 已知：51=0.5；52=55=0.5,5=0.5；53=0.024,56=1.0 代入，得 hm-4=0.0109+0.5+0.5j0.02+0.0189+0.024+0.5+0.5+1.00.3 =0.039+1.262=1.301m 所以，两水箱水面高差为1.301m。 (10分) 791
2.解:以右水箱水面为基准面，取a=1. 0，管道进口局部损失 价=0. 5，管道出口局部损失 }=1.0，管中流速 v. (1)把左水箱内自由表面压强换算成液柱高度 p Pg _ 29400 1000 X 9. 8=3m(水柱) (6分) (2)列能量方程 : u} p土n - n.n.。:，。 .、1 ，_、v? ..·而下”一。下v下”了、“、万卞‘二’而 。:。_，八 尸:八 。。 5 。，_、v2 ‘下 。一 、U. a了 U.VG- 卞 l. V)- v.乙 乙9 v诗/ 2g "5一7 (3’流量:Q一7Cd42 .Om/s (6分) 7r·0. 22 v=- 4，一·7=0. 2198m' /s=219. 8L/s 答:通过流量Q=0. 2198m' /s, 3.解:两管段中的流速为v1一拐一拼景锐筹=0. 64m/s v2一。1 } "du l2 )1“一。.64(、2t10nV0nV )I’一2. 56m/s (6分) 、 一 ，_、.、，v? 还 厌 不 头 刀 n = 乙g 0.64 2X9. 2_。_。 砖 2. 562 8一v. vim,而今2X，9.8一。·-gym (10分) 由两水箱水面的能量方程得水面差为 H =hl,一6=(h,+Ehm)1一3+(h,+Ehm)3一。 _，， l,。。 .。、试 .，. 11._。 .… 、优 一、八，d,下“‘甲S2)2g个以，d2十肠十‘十;十;}2g_ 已知:}1= 0. 5 ;条=}6=0 .5,},=0.5;3=0.024,6=1.0 代人 ，得 _in八in 10上。[-_ n二\八。。.，__，_10 '111-6一t 、“·Via n .。 9“ ，“·‘一V.“/ I V. UL卞kV. U115 -V . ,1十U. UL4十0.5一0.5十1.0)0. 33 =0. 039+1. 262= 1. 301m 所以，两水箱水面高差为 1. 301m (10分) 791