1-3章练习试题-2013.doc

1、成绩土木类工程流体力学（水力学）试卷试卷号：1-3 章练习试题-2013校名_ 系名_ 专业_姓名_ 学号_ 日期_（请考生注意：本试卷共 页）大题 一 二 三 四 五成绩一、把正确答案的代码（一个或多个）填入题末的括号内(本大题共 2小题，总计 2分)1、(本小题 1分)欧 拉 运 动 微 分 方 程 各 项 的 单 位 是：duftp1（1） 单 位 质 量 力 （2） 单 位 重 能 量（3） 单 位 重 的 力 （4 上 述 回 答 都 不 对答（ ）2、(本小题 1分)方 程 常 数 ( 为 流 体 的 密 度，v 断 面 平 均 流 速，A 为 总 流 的 过 vA流 断 面 面

2、积) ， 成 立 的 条 件 是(1)理 想 流 体 (2) 恒 定 流 动 (3)流 体 不 可 压 缩 (4)流 动 无 旋。答 ( )二、在空格或题图上填写正确答案(本大题共 11小题，总计 19分)1、(本小题 1分)机械能转化与守恒定律可表示为： + + + =常数。2、(本小题 1分)某 种 液 体 当 所 受 压 强 从 增 加 到 时， 体 积 由 减 106Pa2106Pa10cm3少 为 ， 其 体 积 弹 性 模 量 K 为 。95cm33、(本小题 1分)流 体几乎不承受_ ，作 用 于 流 体 上 的 表 面 力常 见 的 有_ 和_ 等。4、(本小题 2分)试 绘

3、出 图 中 ABC 壁 面 上 的 相 对 压 强 分 布 图， 并 标 明 大 小 及 方 向。 hABC125、(本小题 3分)画 出 图 中 圆 柱 曲 面 上 的 压 力 体， 并 标 明 方 向。6、(本小题 3分)试 绘 下 图 容 器 中 锥 形 塞 子 的 压 力 体， 并 标 明 方 向。p12aa7、(本小题 1分)如 图 所 示 供 水 系 统， 两 液 面 绝 对 压 强 , p137 ,kNm2p39k2= = ， ,当 阀 门 E 关 闭 时， A 点 的 绝 对 压 强 为 ； B 点 的 z1205.mz32. Ho绝 对 压 强 为 ； C 点 的 相 对 压

4、 强 为 。( 已 知 当 地 mHO2 O2大 气 压 强 ) pa98kN力力ABCEzz1123 p8、(本小题 1分)伯 努 力 方 程 ， 对 于 理 想_ 流 体， 在 重 力 作 用 gzpuc2下 作_ 流 动 时， 沿 着_ 时 才 成 立。9、(本小题 3分)绘 出 如 图 球 体 的 压 力 体 并 标 出 力 的 方 向。10、(本小题 2分)绘 图 表 示 曲 面 上 水 平 方 向 的 压 强 分 布 图 和 垂 直 方 向 的 压 力 体。 并 用 箭 头 表 示 出 力 的 方 向。11、(本小题 1分)实 际 流 体 渐 变 流 动 中，_ 上 的 压 强 分

5、 布 近 似 地 按 静 压 强 规 律 分 布。三、回答下列各题(本大题共 7小题，总计 12分)1、(本小题 2分)何 谓 绝 对 压 强、 相 对 压 强 及 真 空 值？ 压 力 表 的 读 数 是 绝 对 压 强 还 是 相 对 压 强？2、(本小题 2分)如 图 所 示 两 种 液 体 盛 在 同 一 容 器 中， 其 中 。 试 分 析 下 21面 两 个 水 静 力 学 方 程 式gpzz21)(gpzz32)(哪 个 对？ 哪 个 错？ 说 明 其 原 因。OOz123123.3、(本小题 3分)描 述 流 体 运 动 有 哪 两 种 方 法？ 它 们 的 区 别 何 在？

6、写 出 它 们 的 x 方 向 的 速 度 和 加 速 度 表 达 式。4、(本小题 2分)流 场 的 速 度 分 布 为 ， 试 判 别 该 流 场 是 有 势 uxyuxy2244,的 还 是 有 旋 的？5、(本小题 1分)不 可 压 缩 等 密 度 流 体 的 连 续 性 微 分 方 程 式 一 般 式 的 物 理 意 义 是 什 么？6、(本小题 1分)假 定 动 能 修 正 系 数 为 1.0， 则 从 物 理 意 义 上 来 说， 相 当 于 假 设_。7、(本小题 1分)在 应 用 恒 定 总 流 动 量 方 程 解 题 时， 为 什 么 Q()021VFF不 包 括 惯 性

7、力？四、计算下列各题(本大题共 26小题，总计 66分)1、(本小题 1分)某 气 体 在 及 绝 对 压 强 时 的 容 积 为 ， 气 体 常 数20oC106.Pa 40l， 求 该 气 体 的 密 度 和 质 量。R=20mNkgK2、(本小题 1分)体 积 的 液 体 重 ， 求 它 的 密 度 和 质 量 m。5m3G392104.N3、(本小题 2分)一 底 面 积 为 ， 高 为 1cm 的 木 块， 质 量 为 ， 沿 涂 有 润 滑 405cm2 5kg油 的 斜 面 向 下 作 等 速 运 动， 木 块 运 动 速 度 ， 油 层 厚 度 ， u1ms1cm斜 坡 角 (

8、见 图 示)， 求 油 的 粘 度 。26.o u4、(本小题 1分)鉴 定 压 力 表 的 校 正 器 如 图 所 示， 器 内 充 满 油 液, 油 的 压 缩 系 数， 用 手 轮 旋 转 密 封 良 好 的 油 塞, 活 塞 直 径 ， 单 47510.mN2 D10m线 螺纹 的 螺 距（ 手 轮 每 转 一 圈， 螺 杆 前 进 的 距 离） ， 在 的 t298kPa大 气 压 时 的 充 油 体 积 ， 问 手 轮 应 旋 进 多 少 圈， 才 能 造 成V02cm3大 气 压 的 油 压。196kPa力 力 力力D5、(本小题 2分)一 底 面 积 为 ， 质 量 为 的 木

9、 块， 沿 涂 有 润 滑 油 的 斜 面 450cm26kg向 下 作 等 速 运 动， 木 块 运 动 速 度 ， 油 层 厚 度 ， 斜 面 角u12.ms1m（如 图 所 示） ， 求 油 的 动 力 粘 度 。20C u6、(本小题 4分)有 一 矩 形 平 板 垂 直 于 某 静 止 非 均 质 液 体 中 (如 图)。 该 液 2(m体 的 密 度 沿 深 度 作 直 线 分 布 变 化， 已 知 液 面 及 3m 深 处 的 密 度 分 别 为: 及 。 试 求： 01kg31846.kgm3(1)液 体 压 强 的 计 算 公 式：(2)作 用 于 平 板 上 的 液 体 总

10、 压 力( 单 面 受 压)；(3)压 力 中 心 距 液 面 的 距 离。12m7、(本小题 2分)AB 为 矩 形 闸 门， A 为 闸 门 的 转 轴， 闸 门 宽 b=2m， 闸 门 自 重 G=18kN，h =1m，h =2m，问： B 端 所 施 的 铅 直 力 T 至 少 为 何 值 时， 才 能 将 闸 门 打 开？ 45Bh12T8、(本小题 2分)如 图 所 示 封 闭 容 器 的 水 面 绝 对 压 强 ， 中 央 玻 璃 管 p085kNm2是 两 端 开 口 的， 求 玻 璃 管 应 伸 入 水 面 下 若 干 深 度， 才 既 无 空 气 通 过 玻 璃 管 进 入

11、 容 器， 又 无 水 进 入 玻 璃 管。0hpa9、(本小题 3分)将 U 型 测 压 计 的 两 末 端 部 分 的 直 径 扩 大 成 如 图 所 示 的 形 式，如 果 面 积 为 面 积 的 50 倍， 一 边 充 水， 另 一 边 充 密 度 比A1A2的 油，试 计 算 使 油 水 分 界 面 向 下 移 动 20mm 的 压 差 应 是 油095. P21多 少？p21A2力力 力力hxyhxy=20mz10、(本小题 3分)用 极 坐标 表 示 的 二 维 流 场 为urur,cos2求 其 加 速 度。11、(本小题 5分)图 示 收 缩 管 段 长 l= 60cm ，管

12、 径 D=300mm，d=150mm， 通 过 流 量。 今 逐 渐 关 闭 闸 门， 使 水 流 流 量 在 20 秒 内 直 线 地 变 为 零。02.ms3试 求： 在 关 闭 闸 门 的 第 10 秒 时， 点 1 和 点 2 的 速 度 和 任 意 点 A 的 加 速 度 是 多 少？（ 假 定 断 面 上 的 流 速 为 均 匀 分 布） 。dxDROx30c力1力2力A12、(本小题 2分)设 一 水 平 的 均 匀 流 场， 速 度 为 U= 常 数， 与 X 轴 的 夹 角 为 ，试 证 明 流 场 中 压 强 处 处 相 同。13oxy13、(本小题 3分)设 水 平 面

13、流 场 中 的 速 度 分 布 为 ， ， 是 沿 Z 轴 方 向 uqr2u0的 单 位 长 度 上 所 流 出 的 流 量， 称 流 源 强 度， 试 求 流 场 中 的 压 强 分 布。14、(本小题 3分)某 一 靠 近 壁 面 二 维 空 间 的 剪 切 流， x 方 向 的 速 度 分 量 为，a 为 常 数， 试 求 y 方 向 的 速 度 分 量 ，假 定 y= 0 时 uUyx()2 uxy(,)壁 面 处 。y015、(本小题 3分)有 一 盛 水 桶， 桶 底 有 一 圆 孔， 孔 径 孔 被 一 圆 台 形 塞 子 d08.m塞 住， 塞 子 顶 上 水 深 ， 其 它

14、 尺 寸 如 图 所 示。 求 作 用 在 塞 子 上 H5m的 静 水 总 压 力。 注： 圆 台 体 积 VhRr32()Dhd=1.20.9m16、(本小题 3分)直 径 和 的 圆 柱 形 密 闭 容 器 固 定 于 支 承 上， 支 承 处 d0.mD08.于 储 水 池 中 水 面 上 处， 容 器 中 水 面 比 支 承 面 高 出 ， Ab15a04.m容 器 本 身 重 量 为 1000N， 试 确 定 支 承 所 承 受 的 合 力。dabDA 17、(本小题 2分)一 混 凝 土 坝 如 图 所 示， 长 ( 垂 直 于 纸 面 方 向 ) ，坝 前 水 深b1m，求 静

15、 水 总 压 力 的 水 平 分 力 和 铅 直 分 力 ， 并 分 析 它 ha405m,. PxPz们 对 坝 的 滑 动 稳 定 和 倾 覆 稳 定 所 起 的 作 用。 水 的 。g98.kN/3AahB18、(本小题 3分)半 圆 球 形 容 器， 直 径 。 装 满 水 盖 以 玻 璃 板,使之密封。 倒 过 D20cm来 平 放 在 桌 上。 问 容 器 至 少 应 重 多 少 才 足 以 不 使 容 器 被 水 压 所 顶 起。 力力19、(本小题 2分)已 知 圆 管 过 流 断 面 上 流 速 分 布 为：urFHGIKJLNMOQPmax102为 管 轴 处 最 大 流

16、速， 为 圆 管 半 径， r 为 某 点 距 管 轴 的 径 距。a r0试 求 断 面 平 均 速 度 v。20、(本小题 3分)已 知 圆 管 中 某 种 运 动 条 件 下 流 速 分 布 为 ， 其 中 、urm()120r0r 如 图 所 示， u 和 分 别 为 r 和 中 心 处 的 流 速， 在 该 条 件 下， 如 果m, ，试 求 轴 心 速 度 um。03.cmQ1Ls0r21、(本小题 1分)水 从 一 直 径 为 的 圆 管 下 端 流 出， 管 内 水 流 的 平 均 流 速 为 1.2m/s，射 流 冲 击 一 水 平 放 置 的 直 径 为 150mm 的 圆

17、 盘 后， 即 沿 圆 盘 径 向 流 出， 已 知 圆 盘 边 缘 的 水 层 厚 度 为 1mm。试 求 水 离 开 圆 盘 的 速 度。150m5022、(本小题 2分)有 一 矩 形 截 面 的 人 工 渠 道， 其 宽 度 B 等 于 2.5m， 测 得 断 面 1-1 与 2-2 处 水 深 h1 为 0.5m， h2 为 0.3m， 如 断 面 平 均 流 速 ， 求 通 过 此 v13ms渠 道 的 流 量 及 断 面 2-2 处 的 平 均 流 速 。Qv21v2hhQ23、(本小题 2分)用 压 力 水 箱 向 高 处 供 水， 要 求 供 水 量 ， 端 点 水 压 h2

18、0mQ01.ms3为 ， 管 道 直 径 ， 水 头 损 失 水 柱。水 的 密 度akP492pd1hw5c， 重 力 加 速 度 。试 求 水 箱 内 压 强 。10gm3g98.s2 0pp0h24、(本小题 3分)图 示 水 平 管 中 流 量 ， 其 末 端 接 一 弯 管， 使 水 垂 直 Q2103ms90向 上 喷 射， 在 喷 射 高 度 h=40cm 处 冲 击 一 平 板， 管 子 的 截 面 积 ，A4cm2若 忽 略 阻 力， 求 水 流 对 平 板 的 作 用 力。Q25、(本小题 3分)一 水 平 射 流 以 的 速 度 冲 击 一 斜 置 平 板。 射 流 与

19、平 板 之 V05ms间 夹 角 ， 射 流 出 口 过 水 断 面 面 积 ， 不 计 摩 擦 力， 试 求：60 A038.m（1） 垂 直 于 平 板 的 射 流 作 用 力；（2 ） 流 量 与 之 比。Q12A0V1Q2026、(本小题 5分)引 水 管 变 径 段 长 度 ， 管 轴 线 与 水 平 夹 角 ， 变 径 段 中 l10m30射 流 自 重 G=1.8kN。 流 入 断 面 管 径 ， 流 出 断 面 管 径 。 已 d102. d21.m知 ， 该 段 流 动 损 失 为 ， 当 流 量 支 墩 所 受 p140mHO2 5.HOQ21s作 用 力 、 各 是 多 大？（按 图 示 坐 标 系） 。Fxyd1d2PGRxyl五、证明（推导）下列各题(本大题 1分)试 由 流 体 平 衡 微 分 方 程 导 出 质 量 力 仅 为 重 力 时， 不 可 压 缩 流 体 静 压 强 的 计 算 公 式 。ghp0