工程流体力学A第2次作业.docx

工程流体力学A第2次作业一 一、单项选择题在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1欲使水力最优梯形断面渠道的宽度和深度相等，则相应的渠道边坡系数m=( C )。 A 0.25 B 0.50 C 0.75 D 1.0 2静止液体作用在平面上的静水总压力P=pcA，这里pc=rghc为 A、受压面形心处的绝对压强 B、受压面形心处的相对压强 C、压力中心处的绝对压强 D、压力中心处的相对压强 3平衡流体的等压面方程为 A、fx-fy-fz=0 B、fx+fy+fz=0 C、fxdx-fydy-fzdz=0 D、fxdx+fydy+fzdz=0 4绝对压强的起量点为 A、绝对真空 B、当地大气压 C、液面压强 D、标准大气压 5渐变流过流断面近似为 A、旋转抛物面 B、双曲面 C、对数曲面 D、平面 6已知突然扩大管道突扩前后管段的直径之比d1/d2=0.5，则相应的断面平均流速之比v1/v2= A、8 B、4 C、2 D、1 7流速水头的表达式为 v2rv2gv2v2 A、 B、 C、 D、 2222g8已知动力黏度m的单位为Pa×s，则其量纲dimm= A、MLT-1 B、MLT C、MLT D、MLT -1-1-1-19下列各组物理量中，属于同一量纲的为 A、密度、重度、黏度 B、流量系数、流速系数、渗流系数 C、压强、切应力、质量力 D、水深、管径、测压管水头 10底宽为b、水深为h的矩形断面渠道的水力半径R= A、bhb+2h2(b+h)bh B、 C、 D、 b+2hbhbh2(b+h)11突然扩大管段的局部水头损失hj= 22v1-v2(v1-v2)2v12-v2v12+v2 A、 B、 C、 D、 2g2g2g2g12根据堰的分类可知，实用堰的相对堰厚 A、d/H<0.67 B、0.67<d/H<2.5 C、2.5<d/H<5 D、5.0<d/H<10 13下列各组力中，属于质量力的是 A、重力、惯性力 B、压力、黏性力 C、摩擦力、表面张力 D、拉力、剪力 14流速v、水深h和重力加速度g组成的无量纲量为 gvvhhv2 A、 B、 C、 D、 hgvggh15圆管层流运动的断面最大流速umax与平均流速v之比umax/v= A、1 B、2 C、3 D、4 16圆管流动的水力半径R与相应的管径d之比R/d= A、2.0 B、1.0 C、0.5 D、0.25 17从本质上讲，紊流应属于 A、恒定流 B、非恒定流 C、均匀流 D、恒定非均匀流 18工程流体力学中描述流体运动的方法一般采用 A、欧拉法 B、雷诺法 C、拉格朗日法 D、弗劳德法 19流体的运动黏度n与动力黏度m、重度g和重力加速度g之间的关系为n= A、mgggmg B、 C、 D、 ggmggm20理想流体是指 A、忽略密度变化的流体 B、忽略温度变化的流体 C、忽略黏性变化的流体 D、忽略黏性的流体 二、多项选择题在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选、少选或未选均无分。 21下列流体中，属于牛顿流体的有 A、水 B、汽油 C、新拌混凝土 D、酒精 E、泥石流 221个工程大气压= A、98kPa B、10mH2O C、1.0kgf/cm D、760mmHg E、101.3kPa 23根据尼古拉兹试验成果知， A、层流区l=f(Re) B、层、紊过渡区l=f(Re) C、紊流光滑区l=f(Re) D、紊流过渡区l=f(Re,D/d) E、紊流粗糙区l=f(D/d) 24下列关于长管水力计算的说法中，不正确的有 A、串联管路的总水头损失等于各支路的水头损失之和 2 B、串联管路的总流量等于各支路的流量之和 C、并联管路两节点间的总水头损失等于各支路的水头损失 D、并联管路各支路的水头损失相等 E、并联管路两节点间的总流量等于各支路的流量 25下列关于水流流向的说法中，不正确的有。 A、水一定是从高处向低处流 B、水一定是从流速大处向流速小处流 C、水一定是从压强大处向压强小处流 D、水一定是从测压管水头高处向测压管水头低处流 E、水一定是从机械能大处向机械能小处流 三、判断改错题判断正误，将正确的划上“”，错误的划上“×”，并改正错误。 26恒定总流的连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的数学表达式。 27紊流的沿程水头损失hf与流速v成正比。 28绝对压强可正可负。而相对压强和真空压强则恒为正值。 29已知某管流的雷诺数Re=rvR/m=500，则其相应的断面平均流速与最大流速之比v/umax=0.8。 30流线一般不能相交，且只能是一条光滑的折线。 四、简答题 31何谓渐变流？渐变流过流断面具有哪些重要性质？ 定义：流线近似为平行直线的流动称为渐变流； 性质：过流断面近似为平面，过流断面上的动压强近似按静压强分布，即z+p/g»C 五、计算题 32试设计一矩形断面小桥孔径B。已知设计流量Q=30m/s，桥下游水深h=1.1m，桥下铺砌的允许流速v¢=3.5m/s，桥前允许壅水水深H¢=1.5m，选定小桥进口形式后知e=y=0.85,j=0.90，取动能修正系数a=1.0。 3解题要点：从v=v¢出发进行设计： 判别流动状态 hk=ay2v¢2g=0.903m 因1.3hk=1.17m>h=1.1m，故小桥过流为自由式。 计算孔径 b=Q=13.14m eyhkv¢ 取标准孔径B=16m aQ2¢=3校核 hk=0.792m g(eB)2¢=1.03m<h，已转为淹没式过流。 1.3hk v=Q=2.01m/s eBhv2 H<+h=1.35m<H¢ 22gj33已知某市政长直输水管道的沿程阻力系数l=0.013，水力半径R=75mm，水流过l=1000m管长的水头损失hf=1.5m，试求该水管的通过流量Q。 8gRhflv2解题要点：由hf=l得 v=0.824m/s 4R2gll 故Q=p4(4R)2v=58.22L/s 34. 一密闭贮液罐，在罐壁8.0m和5.0m高度处的金属测压计的读数分别为57.4kPa和80.0kPa，试求该贮液罐内液体的重度g。 解题要点：据题意有p8+rg(8.0-5.0)=p4 故 g=p4-p880000-57400=7533N/m3） 3335. 某建筑小区欲修建一条混凝土抹面的矩形断面排洪渠道，已知设计3流量Q=1.0m/s，渠道底坡根据地形条件采用i=0.004，试按水力最优概念设计该排洪渠道的断面尺寸。 解题要点： 将水力最优条件bh=b/h=2,R=h/2代入 1 Q=Av=bhR2/3i1/2 nnQ得 h=(1/31/2)3/8=0.60m，b=2h=1.20m 2i36. 如图所示水流流经等径弯管，已知A、B两点高差40cm，U形水银差压管读数h=30cm，管流速度v=1.5m/s，若g水银/g水=13.6，试求： A、B两点测压管水头差(zA+pAg水)-(zB+pBg水)； A、B两断面间的能量损失hw。 解题要点： (zA+pA/g水)-(zB+pB/g水)=(hw=(zA+pA/g水)-(zB+pB/g水)=3.78m g水银-1)h=3.78m g水二 一、单项选择题在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1交通土建工程施工中的新拌建筑砂浆属于 A、牛顿流体 B、非牛顿流体 C、理想流体 D、无黏流体 2牛顿内摩擦定律t=mdudu中的为运动流体的 dydy A、拉伸变形 B、压缩变形 C、剪切变形 D、剪切变形速率 3重力作用下的流体静压强微分方程为dp= A、-rdz B、-gdz C、-gdz D、-4金属测压计的读数为 A、绝对压强p¢ B、相对压强p C、真空压强pv D、当地大气压pa 5在紊动切应力研究中，提出混合长度理论的科学家是 A、雷诺 B、欧拉 C、普兰特 D、尼古拉兹 6圆柱形外管嘴的正常工作条件是 A、l=(34)d,H0>9m B、l=(34)d,H0<9m C、l>(34)d,H0>9m D、l<(34)d,H0<9m ggdz 7完全潜水井的产水量Q与 A、渗流系数k成正比 B、井的半径r0成正比 C、含水层厚度H成正比 D、影响半径R成正比 8文丘里管可用来测量 A、点流速 B、点压强 C、断面平均流速 D、流量 9在水力学中，常取的基本量纲为 A、质量量纲M、长度量纲L、时间量纲T B、流量量纲Q、长度量纲L、时间量纲T C、流速量纲V、长度量纲L、时间量纲T D、加速度量纲A、长度量纲L、时间量纲T 10静止液体作用在曲面上的静水总压力的水平分力Px=pcAx=rghcAx，式中的 A、pc为受压面形心处的绝对压强 B、pc为压力中心处的相对压强 C、Ax为受压曲面的面积 D、Ax为受压曲面在铅垂面上的投影面积 11圆管层流运动的断面流速分布为 A、平面 B、抛物面 C、双曲面 D、对数曲面 12从本质上讲，紊流应属于 A、恒定流 B、非恒定流 C、均匀流 D、恒定非均匀流 13工程流体力学中描述流体运动的方法一般采用 A、欧拉法 B、雷诺法 C、拉格朗日法 D、弗劳德法 14已知不可压缩流体的流速场为ux=f(y,z),uy=f(x),uz=0，则该流动属于 A、一元流 B、二元流 C、三元流 D、非恒定流 15渐变流过流断面近似为 A、平面 B、双曲面 C、对数曲面 D、抛物面 16水力最优矩形断面渠道的水力半径R= A、h/4 B、h/3 C、h/2 D、h 17水力最优梯形断面渠道的水力半径R= A、h/4 B、h/3 C、h/2 D、h 18小桥淹没过流的充分必要条件是桥下游水深h A、0.8hk B、hk C、1.1hk D、1.3hk 19渗流系数比尺lk= A、ll B、lv C、lQ D、lt 20理想流体是指 A、忽略密度变化的流体 B、忽略温度变化的流体 C、忽略黏性变化的流体 D、忽略黏性的流体 二、多项选择题在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选、少选或未选均无分。 211个工程大气压= A、98kPa B、10mH2O C、1.0kgf/cm2 D、760mmHg E、101.3kPa 22下列关于长管水力计算的说法中，正确的有 A、串联管路的总水头损失等于各支路的水头损失之和 B、串联管路的总流量等于各支路的流量之和 C、并联管路两节点间的总水头损失等于各支路的水头损失 D、并联管路各支路的水头损失相等 E、并联管路两节点间的总流量等于各支路的流量之和 23下列关于压力体的说法中，正确的有 A、当压力体和液体在曲面的同侧时，为实压力体，Pz¯ B、当压力体和液体在曲面的同侧时，为虚压力体，Pz­ C、当压力体和液体在曲面的异侧时，为实压力体，Pz¯ D、当压力体和液体在曲面的异侧时，为虚压力体，Pz­ E、当压力体和液体在曲面的异侧时，为虚压力体，Pz® 24水在土壤中存在的形式主要有 A、气态水 B、重力水 C、毛细水 D、薄膜水 E、吸附水 25水力相似一般应包括 A、几何相似 B、运动相似 C、动力相似 D、初始条件相似 E、边界条件相似 三、判断改错题判断正误，将正确的划上“”，错误的划上“×”，并改正错误。 26流体的黏性随着温度的增加而减小。 27流线愈密，流速愈小。 28明渠均匀流的渠底坡度、水面线坡度和总水头线坡度恒相等。 29在短管水力计算中，只计沿程水头损失，而局部水头损失可忽略不计。 30在工程流体力学中，单位质量力是指作用在单位重量流体上的质量力。 四、简答题 31简述平衡流体中的应力特征。 方向性：平衡流体中的应力垂直指向受压面； 大小性：平衡流体中任一点的压强大小与作用方位无关，即p=f(x,y,z)。 五、计算题 32已知并联管路两支路的比阻之比S1/S2=1，管长之比l1/l2=2，则其相应的流量之比Q1/Q2。 解题要点：据题意有 hf1hf2Q1S1l1Q12= 故 =12QS2l2Q22S2l2=0.707 S1l1233已知某高层建筑在风速为8m/s时，其迎风面和背风面测点的压强分别为40N/m 和2-20N/m，试求当风速为16m/s时，迎风面和背风面相应测点的压强。 ppvp2lp2解题要点：由欧拉准则=lrlv= =1 得 lp=pvmlrl2mv故原型迎风面 p1p=(vpvm)2p1m=160Pa 背风面 p2p=(vpvm)2p2m=-80Pa 34. 试设计一矩形断面小桥孔径B。已知设计流量Q=12m3/s，桥下游水深h=1.0m，桥下铺砌的允许流速v¢=3.5m/s，桥前允许壅水水深H¢=1.2m，选定小桥进口形式后知e=0.85,j=0.95,y=0.80，取动能修正系数a=1.0。 解题要点： 从v=v¢出发进行设计： 判别流动状态 hk=ay2v¢2g=0.80m 因1.3hk=1.04m>h=1.0m，故小桥过流为自由式。 计算孔径 b=Q=6.3m eyhkv¢ 取标准孔径B=8m aQ2¢=3校核 hk=0.682m g(eB)2¢=0.887m<h，已转为淹没式过流。 1.3hk v=Q=1.76m/s eBhv2 H<+h=1.17m<H¢ 22gj35. 某长直矩形断面棱柱形渠道形成均匀流动。已知设计流量Q=3.0m3/s，粗糙系数n=0.020，渠底坡度i=0.001。试按水力最优概念设计渠道的断面尺寸。解题要点：将水力最优条件bh=b/h=2,R=h/2代入 1 Q=Av=bhR2/3i1/2 nnQ得 h=(1/31/2)3/8=1.17m，b=2h=2.33m 2i36. 如图所示为绕铰链C 转动的自动开启式矩形平板闸门。已知闸门倾角为q=600，宽度为b=5m，闸门两侧水深分别为H=4m和h=2m，为避免闸门自动开启，试求转轴C至闸门下端B的距离x。 解题要点：为避免闸门自动打开，由理论力学知必有关系 HhP左(x-)³P右(x-)3sinq3sinq 11H3-h322式中 P左=gbH,P右=gbh 故 x³=1.796m 22223(H-h)sinq