考试试卷（a b卷）
学年第二学期。
课程名称：流体力学。
一、判断题（20分）
1. 物理方程等式两边的量纲或因次一定相等。（t）
2. 为了减小压差阻力，就应该设法推迟边界层分离现象的发生。（t）
3. 压力体的体积表示一个数学积分，与压力体内是否有气体无关。（t）
4. 流体静止时，切应力为零。（t）
5. 温度升高液体的表面张力系数增大。（f）
6. 液滴内的压强比大气压小。（f）
7. 声音传播过程是一个等熵过程。（t）
8. 气体的粘性随温度的升高而增大。（t）
9. 应用总流伯努利方程解题时，两个断面间一定是缓变流，方程才成立。（f）
10. 雷诺数是表征重力与惯性力的比值。（f）
11. 不可压缩流体只有在有势力的作用下才能保持平衡。（t）
12. 对流程是指海拔11km以上的高空。（f）
13. 静止的流体中任意一点的各个方向上的压强值均相等。（t）
14. 在拉格朗日法中，流体质点轨迹给定，因此加速度很容易求得。（t）
15. 对于定常流动的总流，任意两个截面上的流量都是相等的。（t）
16. 紊流水力粗糙管的沿程水头损失系数与雷诺数无关。（t）
17. 在研究水击现象时，一定要考虑流体的压缩性。（t）
18. 雷诺数是一个无量纲数，它反映流动的粘性力与重力的关系。（f）
19. 当马赫数小于一时，在收缩截面管道中作加速流动。（t）
20. 对于冷却流动dq小于0，亚音速流作减速运动，超音速流作加速运动。（t）
二、填空题（10分）
1. 流动相似指的是两个流动系统所有对应点的对应物理量之比相等，具体地说，就是要满足，几何相似、运动相似和动力相似。
2. 自由面上的压强的任何变化，都会等值地传递到液体中的任何一点，这就是由斯卡定律。
3. 流动相似的主导因素是动力相似，只有满足了这一点才能保证运动相似。
4. 从海平面到11km处是对流层 ，该层内温度随高度线性地降低 。
5. 马赫准则要求两种流动的惯性力与由于压缩性引起的弹性力成比例。
6. 水头损失可分为两种类型： 沿层损失和局部损失 。
7. 在工程实践中，通常认为，当管流的雷诺数超过 2320 ，流态属于紊流。
8. 在工程实际中，如果管道比较长，沿程损失远大于局部损失，局部损失可以忽略，这种管在水力学中称为长管 。
9. 紊流区的时均速度分布具有对数函数的形式，比旋转抛物面要均匀得多，这主要是因为脉动速度使流体质点之间发生强烈的动量交换 ，使速度分布趋于均匀。
10. 流体在运动中如果遇到因边界发生急剧变化的局部障碍（如阀门，截面积突变），流线会发生变形，并出现许多大小小的旋涡 ，耗散一部分机械能，这种在局部区域被耗散掉的机械能称为局部水头损失。
三、选择题（单选题，请正确的答案前字母下打“∨”
1. 流体的粘性与流体的__ 无关。
a) 分子内聚力 (b) 分子动量交换 (c) 温度 (d) ∨速度梯度
2. 表面张力系数的量纲是___
a) ∨b) (c) (d)
3. 下列四种液体中，接触角的液体不润湿固体。
a) ∨120o (b) 20o (c) 10o (d) 0o
4. 毛细液柱高度h与___成反比。
a) 表面张力系数 (b) 接触角 (c) ∨管径 (d) 粘性系数。
5. 用一块平板挡水，平板形心的淹深为 ，压力中心的淹深为 ，当增大时， 。
a)增大 (b)不变 (c) ∨减小。
6. 液体随容器作等角速度旋转时，重力和惯性力的合力总是与液体自由面。
a) ∨正交 (b) 斜交 (c) 相切。
7. 在___流动中，流线和迹线重合。
a) ∨定常 (b) 非定常 (c) 不可压缩 (d) 无粘。
8. 控制体是___
a) 包含一定质量的系统 (b) 位置、形状都变化的空间体
c) ∨固定的空间体d) 形状不变，位置移动的空间体
9. 连续性方程表示控制体的___守恒。
a) 能量 (b) 动量 (c) 流量 (d) ∨质量。
10. 流体微团的变形速度包括 。
a）线变形 （b）角变形 （c）旋转角速度 （d）∨前三者之和。
三、简答题(20分，每小题5分):
1. 简述先择循环量的一般原则。
答：循环量选取的一般原则是：为了保证几何相似，应选取一个长变变量；为了保证运动相似，应选一个速度变量；为了保证动力相似，应选一个与质量有关的物理量，如密度。
通常这m个循环量中包含了l,m,t这三个基本量纲。
2. 说明哪些情况可以近似为平面流动。
答：当物体一个方向的尺度比别两个方面尺度大得多时，可以近似地看作是截面形状不变的柱体，对于垂直于这个柱体母线的流动，除柱体边缘的区域外可以看作是平面流动。
3. 简述复位势的性质。
答：两点的复位势之差是个复数，其实部是两点连线上的速度环量，虚部是通过两点连线的流量；复位势允许加任一复常数而不改变所代表的流动；两个不可压缩平面势流叠加仍得到一个平面势流，其复位势是原来两个复位势之和。
五、(40分，每小题10分):
1. 若作用在圆球上的阻力f与球在流体中的运动速度v、球的直径d及流体的密度和动力粘度有关，试利用布金汉定理求无量纲数。（10分）
解：本问题的物理量共有5个，n=5,基本量纲为[m]、[l]、[t]，即m=3(2)
写出5个物理量的量纲（2分）
正确选取循环量（2分）
组合并求出无量纲数1（2分）
组合并求出无量纲数2（2分）
解：（2分）
冬季：4分）
夏季：（1分）
因为：所以应用勃拉修斯公式（2分）
1分）2. 长，直径的水平管道，出口压强为大气压，入口的表压强为，管内石油的密度为，其运动粘度，试求体积流量。
解：（4分）
假定流动为层流。
4分）故为层流，与假定相符，于是流量为。
2分）3. 如图所示，矩形平板将渠道上、下游的水隔开，平板为单位宽度，水平倾角为。此平板可绕一个固定铰轴转动。
上、下游水深为和，设铰轴至板底边之距为，求证：为保证平板在上下游水压力作用下不会自动开启，应使。
解：作用点在距板底：（3分）
作用点在距板底：（3分）
板不会自动开启应满足：
2分）整理得。
2分）4. 水泵装置如图。水泵安装高度h＝2.
5m，高低水池液面（面积足够大）高差z＝20m，吸水管管径d1＝0.2m，长度l1＝5m，沿程阻力系数为0.02，总局部水头损失系数为5；压水管的直径d2＝0.
15m，l2＝50m，沿程阻力系数为0.03，压管总的局部水头损失系数为6，测得水泵出口处的表压p－pa＝2×105pa.试求：
①水泵输水量q和②水泵的功率（水泵的功率系数为0.80）。（10分）
解：2-2和3-3应用总流的伯努力方程：
4分）解得，（1分）
3分）2分）
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