级流体力学试卷A标准答案样本.doc

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一、 选择填空题: (请将正确答案的序号填在括号内, 每小题2分, 共20分)
1、 在粘性流体中, 气体的粘性主要是由分子热运动的动量交换构成的, 因此随温度的升高而( B ) 。
A．减小; B．增大; C．不变。
2、 液体的表面张力是由分子的内聚力引起的, 因此随着温度的升高而( C ) 。
A．增大; B．不变; C．减小。
3、 在等加速运动的容器中, 液体内部任一点所受质量力的方向都与过该点的( A ) 相垂直。
A．等压面; B．等势面; C．水平面。
4、 在工程实际中经常会有
正压、 负压和零压的说法,
这些压力指的是( B ) 。
A．绝对压力; B．相对压力; C．真空压力。
5、 在( C ) 的流场中, 流体质点的总加速度等于其当地加速度。
A．三维流动; B．稳定流动; C．均匀流动。
6、 对于不可压缩流体来说, 无论是稳定流动还是非稳定流动, 其速度的( B ) 都等于零。
A．梯度; B．散度; C．旋度。
7、 对于同一根涡管来说, 其涡旋截面越小的地方, 流体的( A ) 越大。
A．涡量; B．涡通量; C．速度环量。
8、 在无旋流动的流场中, 流体的速度即为( C ) 的梯度。
A．流函数; B．力的势函数; C．速度势函数。
9、 流场中紊流附加切应力主要是由流体( B ) 造成的。
A．分子间的内聚力; B．质点的横向扩散与脉动; C．分子的扩散运动。
10、 粘性流体绕流平板运动时, 在附面层越厚的地方, 其板面上的摩擦切应力越( A ) 。
A．小; B．大; C．不确定。
二、 解答题: (每小题6分, 共30分)
三、 计算题: (每小题10分, 共50分)
( 2分)
4、 如图所示, 应用长度同为＝500 m的两根管道并行从水池A向水池B输水, 其中粗管直径为细管直径的两倍, 细管直径为d2＝250 mm, 已知粗管内水流的总压头损失为hW1＝6.5 mH2O, 两管的沿程阻力系数均为λ＝0.02, 局部阻力不计。试求两管中水流的体积流量及流量比。(10分)

已知: ＝500 m, d2＝250 mm, d1＝2d2＝500 mm, hW1＝hW2＝hW＝6.5 mH2O, λ＝0.02。
解: (1) 粗管及细管的阻抗分别为
, ( 3分)
(2) 列两水池液面间的伯努利方程, 基准面取在下水池液面上, 得
( 2分)
那么, 两管中的流量分别为
; ( 3分)
(3) 两管中的流量比 ( 2分)
5、 有一长度为9.6 m、 宽度为2.4 m、 高度为3.2 m的半圆顶箱形货车, 断面尺寸如图所示, 在大气空间 (ρ＝1.25 kg/m3、 ν＝1.42×10－5 m2/s) 以90 km/h的速度行驶, 试求: ( 1) 货车两边和顶部的总摩擦阻力; ( 2) 若箱形货车的总阻力系数CD＝0.45, 试确定施加在货车上的压差阻力。( 10分)

已知: L＝9.6 m, B＝2.4 m, H1＝2.0 m, H＝3.2 m, R＝1.2 m, u∞＝90 km/h＝25 m/s, ρ＝1.25 kg/m3, ν＝1.42×10－5 m2/s, CD＝0.45。
解: (1) 先确定层流到紊流临界转变点的位置, 取Rexc＝5×105。由 , 得
( 1分)
因xc/L＝0.284/9.6＝0.03＜5%, 故可认为货车外表面上全部为紊流附面层。货车表面末端处的雷诺数为
( 1分)
总摩擦阻力系数Cf可按施利希廷公式计算, 即
( 2分)
货车两边和顶部所受的总摩擦阻力为
( 2分)
当总阻力系数CD＝0.45时, 施加在货车上的总阻力为
( 2分)
因此, 施加在货车上的压差阻力为
( 2分)
可见在这种情况下, 压差阻力约占货车全部阻力的93.5%, 而摩擦阻力仅为总阻力的6.5%。
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