试卷代号：1123 座位号■■ 中央广播电视大学2010一2011学年度第二学期“开放本科”期末考试（半开卷） 流体力学试题 2011年7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.在静水中取一六面体，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.切向力、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，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.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.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 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 782
试卷代号 2 3 座位号 I I B. 非 均 D. 恒定 B. D. 中央广播电视大学 1学年度第二学期"开放本科"期末考试(半开卷) 流体力学试题 2011 年7 |题号 - |分数 I I I I I 得分!评卷入 一、选择题(每小题 1. 静水 所受 )。 A. 正 压力B. c. 2. 条逐 收缩 管道 末 端 水 面 随 时 变化，当阀门开度一定时，管中水流为( )。 A. c. 恒定 3. )。 A. 降B.沿程 c. 沿程 4. 管水 )。 A. 总 水 是沿 程 高B. 压管 c. 是沿 5. 成条件是 )。 A. c. 过 渡 782
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.非均匀流一定是非恒定流。() 7.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。() 8.壁面光滑的管道一定是水力光滑管。() 9.两孔口形状、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。() 10.明渠水流，从急流过渡到缓流，发生跌水（水跌）。() 11.在进行水利计算时，长管是指管道几何长度较长的管道。() 分 得 评卷人 三、简答题（每题5分，共20分） 12.为什么要建立连续介质模型？ 13.能量损失有几种形式？产生能量损失的物理原因是什么？ 14.简述尼古拉兹实验中沿程阻力系数入的变化规律。 15.图示的供水系统，已知入1=入2，d1=d2,21=2,问哪条管道流量大？为什么？ 五，内，2 783
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 判断不给分) 6. 定是 恒定 ) 7. 过 流 断 ( ) 8. 一定 ) 9. 两 孔 流量是相同的。( ) 10. 0 ( ) 11. 长 管 ) 得分|评卷人 三、简答题(每题 5分，共 0分) 12. 续介质模 13. 量损 失 有 种 形 量损失 14. 古拉兹 15. = A2, d1 ==的 211 ==l2' 一一一三二Z一一一一一 口口 ___-=s;:z一 783
得 分 评卷人 四、计算题（共50分） 16.如图所示，容器中盛有水，右侧为一测压管；左侧为一U形测压管，管中为水银。已 知：h=0.5m,h2=0.2m,求右侧测压管中水面高度h1=？(10分) 容器 17.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， l1=l2=l3=10m,d1=0.25m,d2=0.1m,d3=0.2m,沿程损失系数入1=入2=入3=0.02，局部损 失：进口h1=0.5 12管段节点处：=0.3要23管段节点处=04装 求输水流 量？(20分) 784
得分|评卷人 四、计算题(共 16. 压 管 == 5m ,h2 ==0. 2m 右侧 面 高 度 == ? (10 特桥 17. 箱水 水 箱 行进 流 速 ~O) 组成 11 ===/ 2 ===/ 3 ===10m ,d1 ===0. 25m ,d2 ==0. 1m ,d3 ===0. 2m ===λ t..- 人===0.02 失:进口 ==0.5 2g 1~2 === O. ...~.....， 、3 J=t~ 节 点I-Jn '''J'>;) === O. '.J..... 2g0 输 水 量? (20 gm Al 主立+ A2 A3 784
18.如图所示的离心泵安装示意图，已知抽水流量Q=25m3/h。吸水管长l=5m,管径 d=75mm。沿程阻力系数入=0.0455，局部阻力系数为，有滤网的底阀6=8.5,90弯头 2=0.3,泵的允许吸人真空高度[h,]=6.0m。试确定水泵的最大安装高度。(20分) 2 2 hs 图6-11 水泵吸水管 785
18. 所示 泵 安 装 示 知 抽 == 25m3 /h 长l==5m 管 径 d==75mm 沿程 == O. 0455 == 8. 5, 90° ~2 ==0.3 允许 度[hvJ ==6. Om 水 泵 大安 (20 hs 7 1 I 11νν ?; / / / 1水泵吸水管 785
试卷代号：1123 中央广播电视大学2010一2011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) 2011年7月 一、选择题（每小题3分，共15分）】 1.A 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×，或规律性判断不给分）】 6.× 7./ 8.× 9./ 10.× 11.× 三、简答题（每题5分，共20分） 12.答：液体（气体）是由分子组成的，分子间有空隙，不连续。工程上研究的流体，关心的 是流体宏观的物理性质。把流体看成为由质点组成的连续体一连续介质模型，目的是建立 描述流体运动的连续函数，便于应用数学工具，解决工程实际问题。 13.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滯性，二是因为固体 边界条件的影响。 14.答：尼古拉兹实验揭示了沿程阻力系数入的变化规律，文字表述或数学公式表述， 层流：A=f(Re);水力光滑区：A=了(Re):过渡粗糙区：A=f(Re,空)粗糙区（阻力平方 区)：=f登). 15.答：1管流量大。因为2号管比1号管长，局部水头损失相同的情况下，2号管的沿程 水头损失大，故1管流量大于2号管的流量。 四、计算题（共50分） 16.解：(1)画出两个等压面（通过A点画一个，通过U形测压管中水银液面画一个） (2)列方程： PA=pgh (1) pA十Pgh=PHgh2 (2) (3分) 将(1)式带入(2)整理得： h1=(prgh2-pgh)/Pg=13.6h2-h=13.6×0.2-05=2.22m 答：右侧测压管中水面高度h1=2.22m。 (7分) 786
试卷代号 1 1 2 3 中央广播电视大学 1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) 2011 年7 一、选择题(每小题 3分，共 5分) 1. A 2.0 3. A 4. B 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. X 7. 8. X 9. 10. X 11. X 三、简答题(每题 5分，共 0分) 12. 分子 工 程 是流体宏观的物理性质。把流体看成为由质点组成的连续体一一连续介质模型，目的是建立 描述流体运动的连续函数，便于应用数学工具，解决工程实际问题。 13. 能 量 粘滞 二是 边界条件的影响。 14. 数A 化规律 表述 K 层流 == f(Re); == f(Re) 区:A==f(Re 平 方 d 区) :刊号)。 15. 量 大 为2 比1 损 失 相 ，2 号 管 水头损失大，故 1管流量大于 2号管的流量。 四、计算题(共 0分) 16. (1) 过A 过U (2) ρA-ρ ρA == ( 1 带入 (1) (2) (3 hI == (PHgh ρgh)j == 13. 6h z- h == 13. 6X0.2 -05 ==2. 22m 答:右侧测压管中水面高度 == 2 2 786 (7
17.解：列方程： H=+(0.5+X 2g )正+（风 d1'2g +0.3》+a d, 2g +0.4) d g =1.3 装+23+2.4 2g (6分) 由连续性方程：= =0=0,64w = =83w=4代入上式 d (6分) H=1.306+2.342+24装39.73爱 2g _1√/2g×5=1.57m/s (6分) √39.73 流量：Q=A4=4.1.57=0.0493m/s 4 答：输水流量Q=0.0493m3/s。 (2分) 18.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P。,得 色=h,十经+3+h1-: (4分) Pg 2g 改写为九，=色二红-(+ht-2) pg 2g 25 2≤[h.]=6.0m,取a2=1,=8= 3600 式中 =1.57m/s, og =0.075×3.14 4 a2_1X1.57=0.126m, (8分) 2g2×9.8 h-=a7+28装=0.045×g.8丽+85+0.3)X0.126=1.49m (4分) 28 将上面数值代入上式，得水泵最大安装高度为： P2-(a2+h1-2)≤6-(0.126+0.149)=4 (4分) 787
17. 方程 H= 2g 十(0.5 I '" "." I ··1 d iJ- 十(A21L+0.3 fi 十0.4) 1 ' 2g I ，".~ d 2 I ..... 'OJ' 2gδ I". "'2g ?" + dA-u -- (6 U -- AU U U U U2= 〈42U3= 〉2U3=4U3 d z ' .... ., '0.1 (6 (6 1r 流量 = 一 • 1.57=0. 0493m3Is 4 答:输水流量 0 4 9 3 (2 18. 面1-1 泵进 面2-2 用 绝 对压强) ，忽略水池行进流速水头，池面为大气压强队，得 -In + 'h -- A-m (4 Pa-P2 改写为人= (乌兰十儿 ) £Jg 式中 25 人一们 3600 [hvJ L'&-v .J = 6. v. amVU~' 'lI' \.4-~ = 1.L, vz A 0.0752 5 7 X3.14 5 7 == .L~::~ V~ =0.126m, (8 £Jg h wl - 2= (λ4+~~) '--d I ~"'2g (0.0455 '~·~"'-''''''O.075 X5 十8.5 十0.3) XO.126=1. 49m (4 将上面数值代入上式，得水泵最大安装高度为: Pa-PZ /a2v~ 十h 2)<:6 126 十0.149) =4. 38m ρg zg (4 787