试卷代号：1123 座位号■■ 国家开放大学（中央广播电视大学）2015年春季学期“开放本科”期末考试 流体力学试题（半开卷） 2015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.按连续介质的概念，流体质点是指( A.流体的分子 B.流体内的固体颗粒 C.无大小的几何点 D.几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体 2.绝对压强P、相对压强p、真空值p,、当地大气压强p.之间的关系是( )。 A.Pe=p十p, B.p=Pbe十p C.p=p.-P.be 3.流线与流线通常情况下( )。 A.能相交也能相切 B.仅能相交不能相切 C.仅能相切不能相交 D.既不能相交也不能相切 4.粘性流体测压管水头线的沿程变化是( )。 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.谢齐（才）系数的单位是( ) A.无量纲 B.mi/s C.m是/s D.m2/s 451
试卷代号 :1123 座位号 国家开放大学(中央广播电视大学)2015 年春季学期"开放本科"期末考试 流体力学试题(半开卷) 2015 |题号 - 二|三|四|总分| |分数 . I |得分|评卷人| B 一、选择题{每小题 卦，共 15 分) | | | 阵可 1.按连续介质的概念，流体质点是指( )。 A. 流体的分子 B. 流体内的固体颗粒 c. 元大小的几何点 D.几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体 2. 绝对压强 p.bc 、相对压强 、真空值 、当地大气压强 ρa 之间的关系是 )。 A. p.bc =ρ+ B. p=p.bc+P. c. Pv = P. - p.bc 3. 流线与流线通常情况下( )。 A. 能相交也能相切 B. 仅能相交不能相切 c. 仅能相切不能相交 D. 既不能相交也不能相切 4. 帖性流体测压管水头线的沿程变化是( )。 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. 谢齐(才)系数的单位是( A. 无量纲 c. mt /s B.m÷/s D. m2 /s 451
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.在恒定流情况下，流线与迹线重合。（) 7.动能修正系数与断面流速分布有关。() 8.平衡流体中，某点上流体静压强的数值与作用面在空间的方位无关。() 9.当相对压强为零时，称为绝对真空。() 10.缓流一定是均匀流，急流一定不是均匀流。（) 11.相似条件包括边界条件、连续条件和光滑条件。() 得分 评卷人 三、简答题（每题5分，共20分）》 12.容器内盛有液体，求下述不同情况时该液体所受单位质量力？ (1)容器静止时； (2)容器以等加速度g垂直向上运动； (3)容器以等加速度g垂直向下运动： 13.绘出下图平面ABCD上相对压强分布图。 E D 14,试根据尼古拉兹试验，说明紊流各区沿程阻力系数入与Re和K/d的关系？ 15.简述明渠均匀流的水力特征及其形成条件。 452
二、判断题{本题着全为 或金为 ，或规律性判断不错分。每题 2.5 分，共 15 分} 6. 在恒定流情况下，流线与迹线重合。( ) 7. 动能修正系数与断面流速分布有关。( ) 8. 平衡流体中，某点上流体静压强的数值与作用面在空间的方位无关。( ) 9. 当相对压强为零时，称为绝对真空。( ) 10. 缓流一定是均匀流，急流一定不是均匀流。( ) 1.相似条件包括边界条件、连续条件和光滑条件。( ) |得分|评卷人| | 三、简答题{每题 分，共 20 分} 12. 容器内盛有液体，求下述不同情况时该液体所受单位质量力? (1)容器静止时 (2) 容器以等加速度 垂直向上运动 (3) 容器~等加速度 垂直向下运动 13. 绘出下图平面 ABCD 上相对压强分布图。 ρ 。、 h s:::! C E D 14. 试根据尼古拉兹试验，说明紊流各区沿程阻力系数 Re K/d 的关系? 15. 简述明渠均匀流的水力特征及其形成条件。 452
得分 评卷人 四、计算题（共50分】 16.宽为1m,长为AB的矩形闸门，倾角为45°，左侧水深h1=3m,右侧水深h2=2m。试 求作用于闸门上的水静压力及其作用点？(15分) l7.如图所示，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ha一hB= 1.0m,水银柱高差△h=0.5m,求A、B两点压强差？（水的密度p=1000kg/m3,水银的密度 pm=13.6×103kg/m3)(15分) 空气 水银 453
|得分|评卷人| | 四、计算题{共 50 分} 16. 宽为 1m. 长为 AB 的矩形闸门，倾角为 45 ，左侧水深 =3m ，右侧水深 =2m 求作用于闸门上的水静压力及其作用点 (1 分〉 17. 如图所示， 两条供水管道间装有一复式压差计测量管道压差，已知 =hB = 1. Om ，水银柱高差 .1 h=O. 5m ，求 两点压强差? (水的密度 ρ= 1000kg/m 水银的密度 PH = 13.6 X 103kg/m3) (1 分〉 ";1 453
18.两水池用虹吸管连通，上下游水位差H=2m,管长l1=3m,l2=5m,l3=4m,直径d= 200mm,上游水面至管顶高度h=1m。已知1=0.02，进口网5=10，弯头5=1.5（每个弯头）， 出口5=1.0，求： (1)虹吸管中的流量； (2)管中压强最低点的位置及其最大负压值。(20分) im 454
18. 两水池用虹吸管连通，上下游水位差 H=2m ，管长 II =3m ,lz =5m ,l3 =4m ，直径 d= 200mm ，上游水面至管顶高度 h=lm. 已知 ).=0.02 ，进口网 ~=10 ，弯头~=1. 5( 每个弯头) , 出口~=1. ，求 (1)虹吸管中的流量 (2) 管中压强最低点的位置及其最大负压值。 (20 分〉 454
试卷代号：1123 国家开放大学（中央广播电视大学）2015年春季学期“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7月 一、选择题（每小题3分，共15分）】 1.D 2.C 3.C 4.D 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.X 10.× 11.× 三、简答题（每题5分，共20分）】 12.答题要点： (1)液体所受单位质量力仅有重力。 (2)液体所受单位质量力为2g。 (3)液体所受单位质量力为0。 13.答： h3 E R+埚州) 14.答题要点： (1)水力光滑区：λ=f(Re) (2)过液粗糙区：A=f(Re,) 455
试卷代号 :1123 国家开放大学(中央广播电视大学 )2015 年春季学期"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. D 2. C 3. C 4.D 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. .J 7. .J 三、简答题{每题 分，共 20 分} 12. 答题要点= 8. .J (1)液体所受单位质量力仅有重力。 (2) 液体所受单位质量力为 2g (3) 液体所受单位质量力为 13. 9. X ~寸tj E 帆悦，候， 14. 答题要点: (1)水力光滑区 :À= f(Re) 过渡粗糙区 :À= f(Re , ~) 10. X 11. X 455
(3)粗糙区：=f登) (3分) 15.答题要点：明渠均匀流的水力特征： (1)底坡线，水面线，总线头线三线平行，即i=J=J。, (2)水深h,过水断面面积A,断面平均流速及断面流速分布沿程不变。 四、计算题（共50分）】 16.解：压强分布图略，计算如下： p=P,-P:=2y·a2/sin45°-2y·h:2/sin45 =台×9.807x3'7合号×9.807×2/信 =62.3-27.65=34.65kN (8分) P·yb=P·y1-Pa·y2 b=B·4-P,·4 P 62.3×号×2交6-2765×W厄+号+2X6 h 34.65 62.3×2E-27.65×32 34.65 =176-91=2.46m 34.65 (7分) 17.解：画出U形管处等压面，空气密度不计， 设空气压强为p。 则，p=PghB十o (1) pA十pghA=PHg△h+po(2) (5分) 联立(1)(2)式，消掉0 得：pg一pgh:=pA十pghA一PHg△h pA-pB=p阳g△h-pg(ha+hg) pa-g=13.6×9.8×0.5-9.8(1+1)=47.04kN/m2 答：A、B两点压强差为47.04kp。 (10分) 456
粗糙区:).= φ 15. 答题要点 明渠均匀流的水力特征 (1)底坡线，水面线，总线头线三线平行，即 i=J=J (2) 水深 过水断面面积 ，断面平均流速及断面流速分布沿程不变。 四、计算题{共 50 分} 16. 压强分布图略，计算如下 P=P Pz= h1 2/ sin45 一卡 hz Z /sin45 ., 1 1 ,,_ ______. 9. 807X32 /τ 一一 X9. 807X2 2 /士 J2 2"----'''-'J2 =62.3-27. 65=34. 65kN P • YD = P 1 • Yl - P 2 • Y2 P1 • Yl - P2 • Y2 YD = P 2 __ h, __ __", =, 品。 62.3X 一×一._，丁一 27.65Xω2+ 一+一. -.飞〉 3 ' . 2) 45 ~， • VV' , 'Y ~ , λ45 34. 65 176-91 =一一一一一 =2.46m 34.65 34.65 17. 解:画出 形管处等压面，空气密度不计， 设空气压强为扣。 PB= gh Po (1) ρA +pghA ρHg.1 h+户。 (2) 联立(1) (2) 式，消掉 Po :PB-pghB=PA pgh -pHg.1 h PA ρB=ρHg.1 h-pg(hA +hB) PA - PB=13. 6X 9_ 8XO. 5-9.8(1 +1) =47. 04kN/m2 :A 两点压强差为 47.04kp. 456 (3 分〉 (8 分) (7 分) (5 分) (1 分)
18.解：写上、下游水面的能量方程： H=A…台号+23~后-装a…台+-若×@02品+10+2x1.5+1D- 15.2×若 2H2 2g=15.2=15.2=0.1315 v=√2g×0.1315=1.6m/s Q=A0=年×0.2×1.6=5×102m/s (10分) 压强最低点在2末端，则 0=A+号+最+生业+0+1后 d 2g 号=-1+若125+0.0282]=-[1+0.1315×13.3]=-275m (10分) 457
18. 写上、下游水面的能量方程 ,2 • ~飞 1} V 2 , • l. ,., V 2 , , '^ ^ ~ 12 H=λ. -.一+主~tø 一=一. O. .一 +Ç)= (0.02 一一 +10+2X 1. 5+1)= d 2g' ~~ 2g 2g d'~' 2g"'----0.2 15.2 2g zu-u V =";2g X O. 1315 = 1. 6m/8 Q=A-u=T 0.22 ×川 =5 X 10- (1 分) 2m3 /8 压强最低点在 l2 末端，则 Pn . V 2 . l.牛孔的 ~.2 O=h+ 巳+.:- +λ~::- +(1 十1. 5)':- y . 2g ." d 2g' ，~- , ~. -/ 2g (1 分〉 457 PO r. • v 2 .. ^ _ • _ _^ 8 号=一 [1+ 了(1 2.5+0.02 一一 )J= 一[1十 O. 1315 X 13. 3J =一 2. 75m y L.. -'2~'~-'-'-'--0.2