工程流體力學(xué)A第次作業(yè).doc

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. 網(wǎng)絡(luò)教育《工程流體力學(xué)》課程作業(yè) 第1章 緒論 一、 單項選擇題 1.理想流體是指忽略（ C ）的流體。 A.密度 B.密度變化 C.黏度 D.黏度變化 2.不可壓縮流體是指忽略（ B ）的流體。 A.密度 B.密度變化 C.黏度 D.黏度變化 3.下列各組流體中，屬于牛頓流體的是（ A ）。 A.水、汽油、酒精 B.水、新拌砼、新拌建筑砂漿 C.泥石流、泥漿、血漿 D.水、水石流、天然氣 4.下列各組力中，屬于質(zhì)量力的是（ C ）。 A.壓力、摩擦力 B.重力、壓力 C.重力、慣性力 D.黏性力、重力 5.在工程流體力學(xué)中，單位質(zhì)量力是指作用在單位（ C ）上的質(zhì)量力。 A．面積 B．體積 C．質(zhì)量 D．重量 二、 多項選擇題 1.下列關(guān)于流體黏性的說法中，正確的是（ ABCDE ）。 A.黏性是流體的固有屬性 B.流體的黏性具有傳遞運動和阻礙運動的雙重性 C.黏性是運動流體產(chǎn)生機械能損失的根源 D.液體的黏性隨著溫度的升高而減小 E．氣體的黏性隨著溫度的升高而增大 2. 牛頓內(nèi)摩擦定律中的（ BDE ）。 A. 為流體的運動黏度 B. 為流體的動力黏度 C. 為運動流體的剪切變形 D. 為運動流體的剪切變形速率 E.為運動流體的流速梯度 三、 判斷題 單位質(zhì)量力是指作用在單位體積流體上的質(zhì)量力。（ ） 四、 簡答題 簡述流體的形態(tài)特征和力學(xué)特征。 形態(tài)特征：流體隨容器而方圓，沒有固定的形狀。 力學(xué)特征：流體主要承受壓力，靜止流體不能承受拉力和剪力。 五、 計算題 1. 某流體的溫度從0℃增加至20℃時，其運動黏度增加了15%，密度減小了10%，試求其動力黏度將增加多少（百分數(shù)）？ 【解】設(shè)0℃時，流體的動力黏度、運動黏度、密度分別為；20℃時，各物理量將均產(chǎn)生一增量，即分別為。聯(lián)立 得 將代入上式，得 2. 若某流體的動力粘度=0.1N.s/m2,粘性切應(yīng)力 N/m2，試求該流體的流速梯度 。 【解】由牛頓內(nèi)摩擦定律，得 第2章 流體靜力學(xué) 一、單項選擇題 1．金屬壓力表的讀數(shù)為（ B ） A.絕對壓強 B.相對壓強 C.真空壓強 D.當?shù)卮髿鈮? 2. 重力作用下的流體靜壓強微分方程為（ A ） A. B. C. D. 3. 靜止液體作用在曲面上的靜水總壓力的水平分力，式中的（ D ） A. 為受壓面形心處的絕對壓強 B. 為壓力中心處的相對壓強 C. 為受壓曲面的面積 D. 為受壓曲面在鉛垂面上的投影面積 4. 重力作用下的流體靜力學(xué)基本方程為（ A ） A. B. C. D. 5.有一傾斜放置的平面閘門，如圖所示。當上下游水位都上升1m時（虛線位置）， 閘門上的靜水總壓力 ( A )。 A. 變大 B. 變小 C. 不變 D. 無法確定 6. 絕對壓強、相對壓強 、真空壓強及當?shù)卮髿鈮簭娭g的關(guān)系是（ A ） A. B. C. D. 7.下列關(guān)于壓力體的說法中，正確的是（ A ） A. 當壓力體和液體在曲面的同側(cè)時，為實壓力體， B. 當壓力體和液體在曲面的同側(cè)時，為虛壓力體， C. 當壓力體和液體在曲面的異側(cè)時，為實壓力體， D. 當壓力體和液體在曲面的異側(cè)時，為虛壓力體， 8. 如圖所示圓柱體，其左半部在靜水作用下受到浮力，則圓柱體在該浮力作用下將（ D ）。 A. 勻速轉(zhuǎn)動 B. 加速轉(zhuǎn)動 C. 減速轉(zhuǎn)動 D. 固定不動 二、多項選擇題 1. 1個工程大氣壓=（ ABC ）。 A. 98kPa B. 10mH2O C. 1.0kgf/cm2 D. 101.3kN/m2 E. 760mmHg 2.下列關(guān)于流體壓強的說法中，正確的有（ ABE ）。 A.絕對壓強不能為負 B.相對壓強可正可負 C.相對壓強只能為正 D.真空壓強可正可負 E.真空壓強不能為負 3.如圖所示形狀各異的盛水容器的底面積和水深均相等，但盛水量各不相同，則作用在容器底面的靜水總壓力相等的有（ ABCDE ）。 4.圖示ab曲面的壓力體圖中，不正確的有（ ABCD ）。 三、判斷題 靜止流體的法向應(yīng)力等于零。（ ） 四、簡答題 簡述靜止流體中的應(yīng)力特征。 特征1：方向性，即靜止流體的應(yīng)力方向垂直指向作用面。 特征2：大小性，即靜止流體內(nèi)任一點的應(yīng)力大小與作用方位無關(guān)，只與改點的空間坐標有關(guān)，。 五、計算分析題 1.一封閉水箱如圖所示，已知金屬測壓計讀數(shù)Pa，金屬測壓計中心和容器內(nèi)液面分別比A點高0.5m和1.5m，試求液面的絕對壓強和相對壓強。 【解題要點】由得水箱液面的相對壓強 絕對壓強 或93.1kPa 2.如圖所示為測量容器中A點壓強的真空計。已知，試求A點的真空壓強及真空度。 【解題要點】真空計的測壓管中壓縮空氣內(nèi)壓強變化可忽略不計。由題意 得A點真空壓強 及真空度 3. 如圖所示繞鉸鏈C 轉(zhuǎn)動的自動開啟式矩形平板閘門。已知閘門傾角為，寬度為，閘門兩側(cè)水深分別為和，為避免閘門自動 開啟，試求轉(zhuǎn)軸C至閘門下端B的距離。 【解題要點】為避免閘門自動打開，由理論力學(xué)知必有關(guān)系 式中 故 4.利用檢查井作閉水試驗檢驗管徑的市政排水管道施工質(zhì)量。已知排水管堵頭形心高程為256.34m，檢查井中水面高程為259.04m，試求堵頭所受的靜水總壓力大小。 【解題要點】排水管堵頭形心處的相對壓強 堵頭所受的靜水總壓力 5．試繪制圖中AB壁面上的壓力體。 （a） (b) (c) 【解】圖（a）為實壓力體 圖(b)為虛壓力體 圖（c）為虛壓力體 6. 如圖所示盛水（重度為）容器由半徑為的兩個半球用個螺栓連接而成，已知測壓管水位高出球頂，試求每個螺栓所受的拉力。 壓力體圖 【解題要點】取上半球為隔離體，由，得 式中為靜止液體作用在上半球面上的總壓力的鉛垂分力，由上半球面的壓力體計算得 故每個螺栓所受的拉力為 第3章 流體動力學(xué)理論基礎(chǔ) 一、單項選擇題 1.在恒定流中，流線與跡線在幾何上（ D ）。 A.相交 B. 正交 C. 平行 D. 重合 2.均勻流過流斷面上各點的（ B ）等于常數(shù)。 A. B. C. D. 3.已知突然擴大管道突擴前后管段的管徑之比，則突擴前后斷面平均流速之比（ A ）。 A. 4 B. 2 C. 1 D. 0.5 4.皮托管測量測量（ A ）儀器。 A.點流速 B.點壓強 C.斷面平均流速 D.流量 5.文丘里管是測量（ D ）的儀器。 A.點流速 B.點壓強 C.斷面平均流速 D.流量 6.關(guān)于水流流向的正確說法是（ D ）。 A.水一定是從高處向低處流 B.水一定是從流速大處向流速小處流 C.水一定是從壓強大處向壓強小處流 D.水一定是從機械能大處向機械能小處流 7.流速水頭的表達式為（ B ） A. B. C. D. 8.應(yīng)用恒定總流的動量方程解題時，中不應(yīng)包括（ A ）。 A. 慣性力 B.壓力 C.摩擦力 D. 重力 二、簡答題 何謂漸變流？恒定漸變流過流斷面上具有哪兩個重要特性？ 答案要點：漸變流是指各流線接近于平行直線的流動 漸變流過流斷面近似為平面 恒定漸變流過流斷面上流體動壓強近似地按靜壓強分布，即同一過流斷面上z+p/γ=常數(shù) 三、計算分析題 1.某供水系統(tǒng)如圖所示，已知圓筒水箱直徑mm，水管直徑mm,若某時刻測得水管中斷面平均流速m/s，試求該時刻水箱中水面下降的速度。 【解題要點】據(jù)連續(xù)性方程 得 2.某輸水管路的過渡段如圖所示。已知管徑，相對壓強，斷面平均流速m/s，A、B兩點高差m。試判明管內(nèi)水流流向，并計算管路過渡段的水頭損失。 【解題要點】據(jù)連續(xù)性方程 得 取0-0基準面，則A、B兩斷面的機械能分別為 因，故知水流流向為A→B。 管路過渡段的水頭損失由伯努利方程 得 3. 如圖所示水流流經(jīng)等徑直角彎管。已知管徑mm，管軸上A、B兩點高差400mm，U形水銀差壓計讀數(shù)=300mm，管流速度m/s，相對壓強，，試求相對壓強 和 A、B兩斷面間的機械能損失。 【解題要點】由差壓計原理 得 由伯努利方程 考慮到,得A、B兩斷面間的機械能損失 4. 如圖所示，為測流需要，在寬度m的平底矩形斷面渠道的測流段，將渠底抬高0.3m。若測得抬高前的水深為1.8m，抬高后水面降低0.12m，水頭損失經(jīng)率定按抬高后流速水頭的一半計算，試求渠道流量。 【解題要點】上游水深，下游水深 據(jù)連續(xù)性方程 得 （1） 取圖示基準面（0-0）、過流斷面（1-1、2-2）和計算點（過流斷面與液面的交點），從1→2列伯努利方程（） 得 （2） 聯(lián)立（1）、（2）兩式，得 故渠道流量 第4章 量綱分析與相似理論 一、單項選擇題 1.下列各組物理量中，屬于同一量綱的是（ D ）。 A. 密度、運動黏度、動力黏度 B. 流速系數(shù)、流量系數(shù)、滲流系數(shù) C. 壓強、壓力、切應(yīng)力 D. 管徑、水深、水頭損失 2. 下列各組合量中，不屬于無量綱量的是（ D ）。 A. B. C. D. 3.已知壓力輸水管模型試驗的線性比尺，若原、模型采用同一流體，則其流量比尺和壓強比尺分別為（ A ）。 A. B. C. D. 4. 弗勞德數(shù)的物理意義在于反映了（ B ）之比。 A. 黏性力與慣性力 B. 慣性力與重力 C. 壓力與重力 D. 重力與黏性力 二、多項選擇題 1. 下列命題中，正確的有（ ABD ）。 A. 單位表征物理量的大小 B. 量綱表征物理量的類別 C. 基本物理量的選取具有唯一性 D. 基本量綱的選取具有獨立性 E. 表面張力系數(shù)是無量綱量 2. 水力相似一般應(yīng)包括（ ABCDE ）。 A. 幾何相似 B.運動相似 C. 動力相似 D. 邊界條件相似 E.初始條件相似 三、計算分析題 1.用石料進行某城市堆石防波堤模型實驗。已知模型石料每塊重N，當浪高cm時防波堤破壞。若原型中防波堤需承受浪高m，試求每塊石料的最小重量。 【解題要點】假定與其它各物理量之間呈指數(shù)形式的乘積組合，即 這里為無量綱系數(shù)。將上式寫成量綱方程 以基本量綱(M，L，T)表示式中各物理量量綱，有 由物理方程的量綱和諧原理可知，等式兩端同名量綱的指數(shù)應(yīng)相等，即 解此三元一次方程組，得，故臨界流速的公式結(jié)構(gòu)為 式中，無量綱系數(shù)由實驗確定。 2. 為研究某鐵路蓋板箱涵無壓過流的水力特征，擬取線性比尺進行水工模型實驗。已知原型涵洞的寬度m ，高度m ，洞內(nèi)設(shè)計水深m和設(shè)計流速m/s 。試確定模型的幾何尺寸和模型流量。 【解題要點】線性比尺為 因原、模型采用同一材料，所以 故 第5章 流動阻力與水頭損失 一、單項選擇題 1．邊長為的有壓方管與直徑為的有壓圓管的水力半徑之比（ B ）。 A .>1 B．=1 C．<1 D．無法確定 2.已知邊長為的有壓方管與直徑為的有壓圓管的管長、流量、沿程阻力系數(shù)均相等，則其相應(yīng)的沿程水頭損失之比（ C ）。 A．>1 B．=1 C．<1 D．無法確定 3.已知某變徑有壓管段的管徑之比，則相應(yīng)的雷諾數(shù)之比（ B ）。 A.1 B.2 C.3 D.4 4.水深等于半徑的半圓形明渠的水力半徑（ A ）。 A.1/2 B.1/3 C.1/4 D.1/5 5.圓管層流運動過流斷面上的最大流速與平均流速之比（ C ）。 A.4 B.3 C.2 D.1 6.下列關(guān)于沿程水頭損失與斷面平均流速的關(guān)系，不正確的是（ C ）。 A.層流區(qū)， B. 紊流光滑區(qū)， C. 紊流過渡區(qū)， D. 紊流粗糙區(qū)， 7. 下列關(guān)于流體切應(yīng)力的說法中，不正確的為（ C ） A.靜止流體， B. 理想流體， C.層流運動流體， D.紊流運動流體， 二、計算分析題 1．有一長、管徑的輸油管道，已知油的運動，流量，試求該管段的沿程水頭損。 【解題要點】流速 雷諾數(shù) 管流為層流 沿程水頭損失 2.已知鋼筋混凝土輸水管道的水力半徑，水以均勻流流過1km長度上的水頭損失，管壁粗糙系數(shù)，試求管中的流速和流量。 【解題要點】由謝才公式和曼寧公式,得流速 流量 3.水從封閉容器A經(jīng)直徑、長度的管道流入容器B。已知容器A內(nèi)水面上的相對壓強，沿程阻力系數(shù)；局部阻力系數(shù)，進口、閥門、彎道、出口，試求管路的通過流量。 【解題要點】取圖示基準面（0-0）、過流斷面（1-1、2-2）及計算點，從1→2列伯努利方程 得 管路流量 第6章有壓管道恒定流動 一、單項選擇題 1.已知某并聯(lián)管路的兩支路的比阻之比，管長之比，則相應(yīng)的流量 之比（ B ）。 A. 2 B. C. D. 2.已知某并聯(lián)管路的兩支路的沿程阻力系數(shù)之比，管長之比，管徑 之比，則相應(yīng)的流量之比（ B ）。 A. B. C. D. 3.下列關(guān)于長管水力計算的說法中，不正確的是（ B ）。 A. 串聯(lián)管路的總水頭損失等于各支路的水頭損失之和 B. 串聯(lián)管路的總流量等于各支路的流量之和 C. 并聯(lián)管路兩節(jié)點間的總水頭損失等于各支路的水頭損失 D. 并聯(lián)管路各支路的水頭損失相等 二、計算分析題 1.用虹吸管自鉆井輸水至集水井，如圖所示。已知虹吸管徑，長度，沿程阻力系數(shù)，管道進口、彎頭和出口的局部阻力系數(shù)分別為，鉆井與集水井間的恒定水位差，試求流經(jīng)虹吸管的流量。 【解題要點】取圖示基準面（0-0）、過流斷面（1-1、2-2）及計算點（液面），從1→2列伯努利方程 得 流量 2.一城市排污渠道采用倒虹吸管穿過河流，如圖所示。已知污水流量，管道沿程阻力系數(shù)，管道進口、彎頭和出口的局部阻力系數(shù)分別為，管長，上、下游渠道的流速均為。為避免污物在管中沉積，要求管中流速不得小于，試確定倒虹吸管的管徑及倒虹吸管兩端的水位差。 【解題要點】據(jù)題意 得 取標準管徑。管中流速 取圖示基準面（0-0）、過流斷面（1-1、2-2）及計算點（與液面交點），從1→2列伯努利方程 考慮到，得 第7章 明渠恒定流動 一、單項選擇題 1.明渠中不可能出現(xiàn)的流動為（ C ）。 A.恒定均勻流 B. 恒定非均勻流 C.非恒定均勻流 D.非恒定非均勻流 2.對于有壓管道均勻流，必有（ C ）。 A. B. C. D. 3.梯形斷面渠道的正常水深（ D ）。 A. B. C. D. 4.水力最優(yōu)斷面是指（ D ）的渠道斷面。 A.造價最低 B. 糙率最小 C. 在一定時，過流面積最大 D.在一定時，通過流量最大 5.欲使水力最優(yōu)梯形斷面渠道的水深和底寬相等，則渠道的邊坡系數(shù)應(yīng)為（ C ）。 A. 1.5 B. 1.0 C. 0.75 D. 0.5 6.有過水斷面面積、糙率、底坡均相同的四條矩形斷面棱柱形長直渠道，其 底寬b與均勻流水深h。有以下幾種情況，則通過流量最大的渠道是( C )。 A. b1= 4.0 m，h01 =1.0m B. b2 =2.0m，h02 = 2.0m C. b3= 2.8 m，h03 = 1.4m D. b4 = 2.6m，h04 = 1.5m 二、計算分析題 1.某鐵路路基排水采用梯形斷面渠道，已知底寬，邊坡系數(shù)，粗糙 系數(shù)，渠底坡度，設(shè)計水深，試求渠道的通過能力。 【解題要點】過流面積 水力半徑 流速 流量 2.試按水力最優(yōu)條件設(shè)計一路基排水溝的斷面尺寸。設(shè)計流量，溝底 坡度依地形條件采用，斷面采用邊坡系數(shù)的梯形，并用小片石干砌護面（粗 糙系數(shù)）。 【解題要點】將和代入明渠均勻流基本公式，得 取渠道斷面尺寸。 3.已知某矩形斷面排水暗渠的設(shè)計流量，渠寬，磚砌護面的 粗糙系數(shù)，若要求渠道水深，試決定渠道底坡。 【解題要點】過流面積 水力半徑 據(jù)明渠均勻流基本公式 得 4.某山區(qū)河流在一跌坎處形成瀑布，過流斷面近似為的矩形。水文勘測 時測得山洪暴發(fā)時跌坎頂上的洪痕深度（認為），試估算山洪流量。 【解題要點】由矩形斷面臨界水深公式 得 第8章 堰流 一、單項選擇題 1. 某堰厚，堰頂水頭，則據(jù)堰的分類可知，該堰屬于（ A ）。 A. 薄壁堰 B. 實用堰 C. 寬頂堰 D. 駝峰堰 2. 根據(jù)堰的分類可知，寬頂堰的相對堰厚（ C ）。 A. B. C. D. 二、簡答題 簡述堰流的定義及堰的分類。 答案要點：無壓緩流經(jīng)流障壁溢流時，上游發(fā)生壅水，然后水面跌落 薄壁堰、實用斷面堰、寬頂堰 三、計算分析題 1.試設(shè)計一跨越矩形過流斷面的小橋孔徑。已知河道設(shè)計流量（據(jù)水文計算得）m3/s,橋前允許壅水水深m，橋下鋪砌允許流速m/s，橋下游水深m，選定小橋進口形式后知，取動能修正系數(shù)。 【解題要點】從出發(fā)進行設(shè)計： ①判別流動狀態(tài) 因，故小橋過流為自由式。 ②計算孔徑 取標準孔徑 ③校核 ，已轉(zhuǎn)為淹沒式過流。 （可以） 第9章 滲流 一、單項選擇題 1. 流體在（ A ）中的流動稱為滲流。 A．多孔介質(zhì) B. 地下河道 C. 集水廊道 D. 盲溝 2. 滲流力學(xué)主要研究（ B ）在多孔介質(zhì)中的運動規(guī)律。 A.汽態(tài)水 B. 毛細水 C. 重力水 D. 薄膜水 3. 完全潛水井的產(chǎn)水量與（ A ）成正比。 A.滲流系數(shù) B.含水層厚度 C.井中水深 D. 影響半徑 二、簡答題 簡述滲流系數(shù)的確定方法。 答案要點：經(jīng)驗公式法、實驗室方法、現(xiàn)場方法 精選word范本！