工程流体力学自测题(3)

喷射流量Q?0.0334m3/s，试求射流沿平板两侧的分流流量Q1和Q2，以及射流对平板的作用力（不

计水头损失）。

4.8如图所示，水泵叶轮的内径d1=20cm，外径d2=40cm，叶片宽度b=4cm，水在叶轮入口处沿径向流入，在出口处与径向成30o角的方向流出，质量流量qm=81.58㎏/s。试求：（1）液体在叶轮入口与出口处的流速?1与?2；（2）液体对叶轮产生的扭矩；（3）单位重量液体获得的能量。

4.9如图所示，平板向着射流以等速ν运动，导出使平板运动所需功率的表达式。 4.10如图所示为一有对称臂的洒水器，设总体积流量为5.6×10-4m3/s，喷嘴面积为0.93cm2。不计摩擦。求它的角速度ω。如不让它转动，应施加多大扭矩。

第5章 粘性流体动力学自测题

一、思考题

1．运动中的理想流体与粘性流体所受的表面力有何不同？

2．试写出纳维—斯托克斯方程式，并说明此方程中每一项的意义及此方程的适用条件。 3．用应力表示的运动微分方程式是怎样导出的？适用条件是什么？ 4．根据斯托克斯假设，如何求层流流动中的正应力和剪应力？

5．叙述利用纳维—斯托克斯方程式求解不可压缩粘性流体在平行平板间作定常层流流动问题的基本思路。 6．降膜流动有何特点？叙述利用纳维—斯托克斯方程式求解不可压缩粘性流体在斜平面上作定常层流流动问题的基本思路。

7. 雷诺试验表明，粘性流体的流动可以分为哪两种流动状态？试判别流体的流动状态，为何不用上临界雷诺数，而用下临界雷诺数？工程中一般取圆管的临界雷诺数为多少？

8．粘性流体在圆管中作层流流动时，其速度分布与切应力分布有何规律？

9．何谓紊流流动的脉动现象？何谓时间平均化？引进时均概念的目的意义何在？

10．粘性流体作紊流流动时，其切向应力有何特点？根据普朗特混合长理论，如何求得紊流的附 加切向应力？

11．试从流动特点、速度分布、沿程损失，这三个方面来说明层流流动与紊流流动的区别？ 12．圆管中紊流流动可以分为哪三个区域？粘性底层的厚度对紊流流动有何影响？

二、选择题

8.1 圆管流动过流断面上的切应力分布为（ B ）。

（A）在过流断面上是常数 （B）管轴处是零且与半径成正比 （C）管壁处是零且向管轴线性增大 （D）按抛物线分布

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5.2 在圆管流动中，紊流的断面流速分布符合（ D ）。

（A）均匀规律 （B）直线变化规律 （C）抛物线规律 （D）对数曲线规律 5.3 在圆管流动中，层流的断面流速分布符合（ C ）

（A）均匀规律 （B）直线变化规律 （C）抛物线规律 （D）对数曲线规律 5.4 圆管层流，实测管轴线上流速为0.4m/s，则断面平均流速为（ C ）。

（A）0.4m/s （B）0.32m/s （C）0.2m/s （D）0.1m/s 5.5圆管内的流动状态为层流时，其断面的平均速度等于最大速度的（ A ）倍。 （A）0.5 （B）1.0 （C）1.5 （D）2.0 5.6圆管内的流动状态为层流时，其动能修正系数为（ A ）。

（A）0.5 （B）1.0 （C）1.5 （D）2.0 5.7液体在平行板间的流动状态为层流时，沿程阻力系数（ A ）。 （A）??64240.31640.221??0.0032? （B）?? （C）?? （D） 0.250.237ReReReRe5.8紊流附加切应力是由于（ D ）而产生的。

（A）分子的内聚力 （B）分子间的动量交换

（C）重力 （D）紊流元脉动速度引起的动量交换。

第6章 压力管路的水力计算自测题

一、思考题

6.1何谓沿程损失和局部损失？试分析产生这两种损失的原因。

6.2试写出沿程损失和局部损失的计算公式，并说明公式中每一项的物理意义。

6.3流体在渐扩管道中从截面1流向截面2，若已知在截面1处流体作层流流动，试问流体在截面2处是否仍保持层流流动？

6.4何谓光滑管和粗糙管？对于一根确定的管子是否永远保持为光滑管或粗糙管？为什么？ 6.5尼古拉兹实验曲线图中，可以分为哪五个区域？在这五个区域中，λ与哪些因素有关？

6.6粘性流体在圆管中流动时，试分别讨论当雷诺数非常大与非常小的两种情况中，沿程阻力与速度的几次方成正比？

6.7流体流过管道截面突然扩大处，为何会产生局部能量损失？试写出局部损失的计算公式？管道的出口与进口处局部损失系数，一般情况各取多少？

6.8流体在弯管中流动时，产生的局部能量损失与哪些因素有关？ 6.9降低沿程损失和局部损失，可以采取哪些措施？

6.10工程中对于简单管道的水力计算主要有哪三类问题？其计算方法如何？ 6.11在串联管道和并联管道中，各管段的流量和能量损失分别满足什么关系？

6.12工程中，对于串联管道和并联管道的水力计算，分别有哪两类问题？其计算方法如何？ 6.13工程中，对于分支管道的水力计算，主要有哪类问题？

6.14表征孔口出流性能主要是哪三个系数?试述这三个系数的物理意义。

6.15何谓自由出流？何谓淹没出流？若两类型相同的孔口在水下位置不同，而上、下游水位差相同，其出流流量有何差异？

6.16在容器壁面上孔径相同的条件下，为什么圆柱形外管嘴的流量大于孔口出流的流量？ 二、选择题

6.1 变直径管流，小管直径d1，大管直径d2?2d1，两断面雷诺数的关系是（ D ）。

（A）Re1?0.5Re2 （B）Re1?Re2 （C）Re1?1.5Re2 （D）Re1?2.0Re2

6.2 圆管紊流过渡区的沿程阻力系数?（ C ）。

（A）与雷诺数有关 （B）与管壁相对粗糙有关 （C）与雷诺数及相对粗糙有关 （D）与雷诺数及管长有关 6.3圆管紊流粗糙区的沿程阻力系数?（ B ）。

（A）与雷诺数有关 （B）与管壁相对粗糙有关

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（C）与雷诺数及相对粗糙有关 （D）与雷诺数及管长l有关

6.4两根相同直径的圆管，以同样的速度输送水和空气，不会出现情况（ A ）。 （A）水管内为层流状态而气管内为紊流状态 （B）水管和气管内都为层流状态 （C）水管内为紊流状态而气管内为层流状态 （D）水管和气管内都为紊流状态 6.5沿程阻力系数?不受雷诺数数影响，一般发生在（ D ）。 （A）层流区 （B）水力光滑区 （C）粗糙度足够小时 （D）粗糙度足够大时

6.6圆管内的流动为层流时，沿程阻力与平均速度的（）次方成正比。

（A）1 B）1.5 （C）1.75 （D）2

6.7两根直径不同的圆管，在流动雷诺数相等时，它们的沿程阻力系数?（ B ）。 （A）一定不相等 （B）可能相等

（C）粗管的一定比细管的大 （D）粗管的一定比细管的小

6.8比较在正常工作条件下，作用水头H、孔口直径d相同时，薄壁小孔的流量Q和圆柱形外管嘴的Qn，结果是（ B ）。 （A）Q?Qn （B）Q?Qn （C）Q?Qn （D）不确定 6.9外管嘴的正常工作条件为（ B ）。 （A）l??3～4?d，H0?9m （B）l??3～4?d，H0?9m

～4?d，H0?9m （D）l??3～4?d，H0?9m （C）l??36.10图示两根完全相同的长管道，只是安装高度不同，两管的流量关系为（ C ）。 （A）Q1?Q2 （B）Q1?Q2 （C）Q1?Q2 （D）不确定

题6.10图 题6.11图

6.11图示并联长管1、2，两管的直径相同，沿程阻力系数相同，长度为l2（ C ）。 （A）Q1?3l1，通过两管的流量关系为

?Q2 （B）Q1?1.5Q2 （C）Q1?1.73Q2 （D）Q1?3Q2

6.12图示并联长管1、2、3，在A-B之间的水头损失为（ D ）。 （A）hfAB（C）hfAB?hf1?hf2?hf3 （B）hfAB?hf1?hf2 ?hf2?hf3 （D）hfAB?hf1?hf2?hf3

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6.13并联管道阀门K全开时各管段流量为Q1、Q2、Q3，现关小阀门K的开度，其它条件不变，流量变化为（ C ）。

（A）Q1、Q2、Q3都减小 （B）Q1减小、Q2不变、Q3减小 （C）Q1减小、Q2增加、Q3减小 （D）Q1不变、Q2增加、Q3减小

题6.12图 题6.13图

6.14长管并联管道，各并联管段（ A ）。

（A）水头损失相等 （B）水力坡度相等 （C）总能量损失相等 （D）通过的流量相等

6.15 水在垂直管内由上向下流动，相距l的两断面间，测压管水头差h，两断面间沿程水头损失hf为（A）。 （A）hf?h （B）hf?h?l （C）hf?l?h （D）hf?l

题6.15图

第7章 量纲分析与相似原理自测题

一、思考题

7.1什么是量纲？量纲和单位有什么不同？

7.2什么是基本量纲？力学问题中常用哪些基本量纲？ 7.3什么是无量纲量？无量纲量有何特点？ 7.4如何判别几个基本物理量是相互独立的？ 7.5什么是量纲和谐原理？

7.6何谓几何相似，运动相似和动力相似？试举例说明之。

7.7什么是相似指标？若两流动相似，相似指标应该满足什么条件？ 7.8试写出佛劳德数、雷诺数、欧拉数的定义式及其物理意义。 7.9什么是相似准则？模型试验方法如何选择相似准则

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7.10为什么工程中常常采用的近似模型试验方法？请举例说明之。 7.11对于有压的粘性管流或其它有压内流，又应该考虑什么准则数？ 二、选择题

7.1 速度?、长度l、重力加速度g的无量纲集合是（ D ）。

?l?2?l（A） （B） （C） （D）

gglg?gl7.2 速度?、密度?、压强p的无量纲集合是（ D ）。

?pp?2??p（A） （B） （C） （D） 2?p???7.3 速度?、长度l、时间t的无量纲集合是（ D ）。

?tll（A） （B） （C）2 （D）

tll?t?t?7.4 压强差?p、密度?、长度l、流量Q的无量纲集合是（ D ）。

?plQ?Q?Q?l（A） （B） （C） （D） 22??pl2?pl?pQ7.5 进行水力模型实验，要实现有压管流的动力相似，应选的相似准则是（ A ）。

（A）雷诺准则 （B）弗劳德准则 （C）欧拉准则 （D）其它 7.6 雷诺数的物理意义表示（ C ）

（A）粘性力与重力之比 （B）重力与惯性力之比 （C）惯性力与粘性力之比 （D）压力与粘性力之比

7.7 压力输水管模型实验，长度比尺为8，模型水管的流量应为原型输水管流量的（ C ）。 （A）1/2 （B）1/4 （C）1/8 （D）1/16 7.8 判断层流或紊流的无量纲量是（ B ）。 （A）弗劳德数Fr （B）雷诺数Re （C）欧拉数Eu （D）马赫数Ma 7.9 在水池中做船舶阻力试验时，首先考虑要满足的相似准则是（ A ）。 （A）弗劳德数Fr （B）雷诺数Re （C）欧拉数Eu （D）马赫数Ma 7.10弗劳德数Fr代表的是（ B ）之比。

（A）惯性力与压力 （B）惯性力与重力 （C）惯性力与表面张力 （D）惯性力与粘性力 7.11在管道阀门阻力试验时，首先考虑要满足的相似准则是（ A ）。

（A）弗劳德数Fr （B）雷诺数Re （C）欧拉数Eu （D）马赫数Ma 7.12欧拉数Eu代表的是（A）之比

（A）惯性力与压力 （B）惯性力与重力 （C）惯性力与表面张力 （D）惯性力与粘性力

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