工程流体力学模拟试卷(2013答案).doc

一、选择题
1.C, 2.B, 3.B, 4.A, 5.C
二、简答题
1. A-A、D-D是等压面，因为同种流体且相互贯通；而B-B、C-C不是等压面，因B-B是同种流体，但不贯通，C-C不是同种流体。
2.

1. 不同管径的两管道的连接处出现截面突然扩大。管道1的管径d1＝0.2m，管道2的管径d2＝0.3m。为了测量管2的沿程阻力系数λ以及截面突然扩大的局部阻力系数ξ，在突扩处前面装一个测压管，在其它地方再装两测压管，如图所示。已知l1＝1.2m，l2＝3m，测压管水柱高度h1＝80mm，h2＝162mm，h3＝152mm，水流量Q=0.06m3/s，试求λ和ξ。

[解] 在长l2的管段内，没有局部水头损失，只有沿程水头损失，因此

将数据代入，可得λ＝0.02722
在长l1的管段内，既有局部水头损失，也有沿程水头损失，列出截面1和2的伯努利方程：

因此：

V1＝Q/A1＝1.91m/s，代入其它数据，有：

得：

2. 一矩形闸门铅直放置，如图所示，闸门顶水深h1=1m，闸门高h=2m，宽b=1.5m，试求静水总压力P的大小及作用点。
D
b
hC
C
图a

解： 求静水总压力。由图a知，矩形闸门几何形心由图a知，矩形闸门几何形心

面积：
代入公式：

得：

求压力中心
因：
面积矩：

代入公式：

得：

压力中心D在矩形的对称轴上。

3. 如图所示，水从水头为的大容器通过小孔流出(大容器中的水位可以认为是不变的)。射流冲击在一块大平板上，它盖住了第二个大容器的小孔，该容器水平面到小孔的距离为，设两个小孔的面积都一样。若给定，求射流作用在平板上的力刚好与板后的力平衡时为多少? (不计能量损失) 。
解：水射流的速度和流量分别是：

射流对平板的冲击力等于右水箱的静水施加给平板的总压力，即

将V，Q的表达式代如上式，得

于是，得

4. 有一文丘里管如图所示，若水银差压计的指示为360mmHg，并设从截面A流到截面B的水头损失为0.2mH2O，=300mm，=150mm，试求此时通过文丘里管的流量是多少?

解： 以截面A为基准面列出截面A和B的伯努利方程由此得：
由连续性方程：
所以
以水银差压计1—1为等压面，则有：

由上式可得：
将式（b）和式（c）代入（a）中有

解得：

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