流体力学试卷2009年1月a

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华南理工大学期末考试

《 流体力学》试卷A（2009年1月）

注意事项：1. 考前请将密封线内各项信息填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上； 3．考试形式：闭卷；

4. 本试卷共五大题，满分100分，考试时间150分钟。 题 号 一 得 分 评卷人 二 三 四 五 总分 姓名 学号 ( 密 封 线 内 不 答 题 ) 一、是非题（每小题1分，共10分）

说明：根据每小题内容的对或错，在小题后的括号中填入“√”或“×”。 1．不计粘性时，流体静压对某物面的作用力总是垂直作用于该物面。( )

2．流体力学中通常采用欧拉法（即场的方法）来描述和分析连续介质流体的运动。( ) 3．流体流动边界层分离的主要原因之一是存在沿流动方向的正压强梯度。( ) 4．润滑油的动力粘度随其温度的升高而增大。( )

5．气体在等截面圆管中的流动不可能有局部的加速或减速。( )

6．压力管路中若局部流量发生了突然的变化则有可能引发水击。( )

7．液泵中产生空蚀现象的原因是泵内局部液体的静压低于其汽化压强。( )

8．应用动量矩积分方程而划分控制体时，控制面必须包含整个流场的边界。( ) 9．用应力表示的流体运动微分方程适用于任何流体的流动。( )

10．由静止流体力学平衡微分方程可推得，大气压力随海拔高度的增加线性地下降。( ) 《流体力学与传热学》试卷第 1 页 共 6 页

二、单项选择题（每小题2分，共20分）

说明：每小题只有一个正确的答案。选择时将相应的字母A, B, C或D涂黑。

1．边界层流动分析中常用到边界层的厚度?、排挤厚度?1、动量厚度?2和动能厚度?3，根据它们的定义，恒有 A) ??>??1>??2 >??3 B) ??>??1>??3 >??2 C) ??>??2>??3 >??1 D) ?3 >??2>??1 >??

2．对于空气压缩机，设空气的进出口压力p1和p2、进口温度T1和气体常熟R，以及压缩机的直径D、转速n和体积流量qV之间可用隐函数F(p1, T1, R, D, p2, n, qV) = 0表示；则以p1, T1, R, D为基本变量将F表达为量纲1形式时，下面的量不应出现在量纲1形式的函数式中

A)

p2p1 B)

nDRT1 C)

DqV2 D)

qVDp12

RT1

3．假定三峡水库大坝蓄水高度为175 m，则在库底处大坝受到的水压（表压）约为 A) 0.017 MPa B) 0.17 MPa C) 1.7 MPa D) 17 MPa

4．某轿车的风阻系数为0.4，迎风面积为3 m；若该轿车以108 km/h的速度匀速行驶，则克服风阻所需的功率约为（设空气密度为1.1 kg/ m3）

A) 18 kW B) 28 kW C) 38 kW D) 48 kW

5. 凝汽式汽轮机冷凝器中的绝对压强低达4 kPa，与此对应的真空度为（设当地大气压强为100 kPa）

A) 4 kPa B) 96 kPa C) 100 kPa D) 104 kPa

6．设某二维不可压流动的流函数为??ln（0, 2）的两流线之间的流量为 A) ln2 B) ln(5/2)

7．设平板层流边界层内流速分布为厚度和动量厚度）： A) 1

uU?y2

x?y22（x, y不同时为0），则过流场中点（3, 4）和点

C) ln3 D) ln(7/2)

?，则边界层形状因子H为（H = ??????，??、??为分别位移

B) 2 C) 3 D) 4

8. 设水在常温常压下的体积模量为2.25?109 N/m2，则声音在水中的传播速度为

A) 750 m/s B) 1000 m/s C) 1250 m/s D) 1500 m/s

9．一架小型飞机在海拔高度3000 m的空域以600 km/h的速度飞行，若该空域的温度为3.5 Co，则该飞机的飞行马赫数为 A) 0.2 B) 0.3 C) 0.4 D) 0.5

3

10．在由直径为100 mm和200 mm两圆管段串联的管路中测得流体的体积流量为0.11 m/s，则两管段中平均流速分别为

A) 10 m/s和2.0 m/s

B) 12 m/s 和2.5 m/s

C) 14 m/s和3.5 m/s

D) 16 m/s和4.0 m/s

《流体力学与传热学》试卷第 2 页 共 6 页

三、填空题（每小题1分，共10分）

1．边界层流动的普朗特微分方程仅适用于 、卡门动量积分方程对 都适用。

2．常用的控制边界层分离的方法包括 和 。

3．对于不可压流体的圆管内流动，其流速沿半径方向在层流时呈 分布，湍流时则呈 分布。

4．管内不可压流动的主要相似数为 ，无粘气体一维流动的主要相似数为 。

5．莫迪图中沿程损失系数仅与圆管内表面相对粗糙度有关的雷诺数范围称为 ，也称 。

6．平面势流的势函数与分速度之间的关系在直角坐标系可表示为 。

7．液柱式测压计常用的工作流体包括 和 。

8．运动流体的变形率包括 和 。

9．匀质流体在静力平衡时有关的主要分布量为 、总效量为 。

10．质点导数是流体力学的重要概念之一，若用欧拉法在直角坐标系描述质点温度随时间变化的速率，则有 。

四、简答题（共10分）

1．说明微元流体和微元控制体的不同（2分）

《流体力学与传热学》试卷第 3 页 共 6 页

2．试用气体流动的边界层微分方程和伯努利方程说明为什么边界层流动的机械能小于同一流通截面势流的机械能。（3分）

3．写出非圆截面管等效直径的定义式并说明为何如此定义。（2分）

4．在推导流体运动的动力学基本方程过程中，为何要采用系统的观点、控制体的方法。（3分）

五、计算题（共50分）

题1(15分) 已知某二维不可压流动的速度场

ux?4t?1?xy，uy?24t?1?xy

2（x, y不同时为零）

求在t = 1时刻流体在流场中点(2, 3)处的加速度。

《流体力学与传热学》试卷第 4 页 共 6 页

题2(10分) 如图所示大容器内液体的小孔泄流，求容器受到的与出流方向相反的作用力。不计液面下降速度、流动损失以及液流在出口的截面收缩，容器置于大气环境。

题3(15分) 如下图示意的冷空气（密度为?、动力粘度为?）分支管路，已知空气的流量qV、主管入口压力p、支管末端压力pa、管段长度和直径，求节点处压力pb和支管中流量。设各管段中流动均处于湍流光滑区，沿程损失系数可用??0.3164Re0.25计算。

《流体力学与传热学》试卷第 5 页 共 6 页

题4(10分) 假设流动空气的密度相对变化量不超过3%时可视为不可压流动，试计算30C的空气作不可压流动所允许的最大流速。

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