山东大学工程流体力学2005.2006试题参考答案及评分细则.doc

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2005年工程流体力学（A卷）参考答案及评分细则

一、选择题：1B  2D  3B  4C  5B  6C  7C  8D  9B  10D 
11A  12D  13C  14 A  15D  16B  17B  18C  19D  20A

二、计算题
1.  圆柱体表面的粘性切应力为。粘性力与重力在斜面上的分量相等。
即                                    （3分）
且                （1分）
则          （4分）
2. 设平衡时杯子液面与圆管内水、油界面的高度差为。
   取时圆管右边的水、油界面作为等压面，可得如下方程：
       （4分）
   由图中可以看出，                        （1分）
将上式代入等压面方程，化简后得
                       （3分）

3. 利用连续性方程可以求出面积比。
              （1分）
            （4分）
      （2分）        （1分）

 三、计算题
1. 取如图所示的控制体，截面1-1和2-2的平均流速分别为
            （2分）
   弯管水平放置，则根据伯努利方程，可得
      （3分）
   列方向的动量方程：
       得    （3分）
                  得     （3分）
则合力大小为，与y方向的夹角为。（1分）

2. 因为，满足连续性方程，故存在流函数。（1分）
   因为，为无旋流动，存在速度势。 （1分）
   ，故有，则
   ，所以
，C为积分常数。故有
                             （5分）
   ，故有，则
   ，所以
，C为积分常数。故有
                                   （5分）

3. 对水泵的出口截面2-2和高水池液面3-3应用伯努利方程，有
                         （2分）
   整理得  
先令，可得出                         （2分）
验证：，所以成立。
                                                       （1分）
                 （1分）
对低水池液面0-0和水泵的进水口截面1-1应用伯努利方程，有
                        （2分）
                         （1分）
，所以成立。（1分）
代入数据，可得 ，即  （2分）

2006年工程流体力学（A卷）参考答案及评分细则
一、选择题： 1C. 2B. 3A 4D 5A 6C 7A 8A 9C 10B 11D 12C 13A 14C 15A 16D 17B 18D 19A 20B
二、计算题（每题8分，共24分）
1. 间隙中的油液的速度呈线性分布，活塞表面的粘性切应力为
（1分）
粘性力与外力F相等，有下式成立：
（4分）
则可求得 （3分）
2. 选取等压面，列方程如下：
（5分）
代入数据，整理化简后得 （3分）
3. 空气 （2分）
（2分）
（1分）
（2分）
（1分）
三、计算题（每题12分，共36分）
1. 对截面0-0和2-2应用伯努利方程：
可得 （3分）
（2分）
假设截面1-1的相对压强为 ，则对截面1-1和2-2列伯努利方程，有
（3分）
取截面1-1和2-2之间的流体体积为控制体，应用动量方程：
（2分）
求得 （2分）
2. 因为 ，满足连续性方程，故存在流函数。（2分）
因为 ，存在速度势。 （2分）
，故有 ，则
，所以 ， ，C为积分常数。
（4分）
，故有 ，则
，所以 ， ，C为积分常数。
（4分）
3. 对水泵出口截面2-2和高水池液面3-3应用伯努利方程，有
（3分）
经整理，得

代入数据，得 （1分） （2分）
对低水池液面0-0和水泵进水截面1-1应用伯努利方程，有
（3分）
由此得到水泵进水口的真空压强的关系式

，将其它数据代入上式计算得 （1分）

水泵的有效功率为 （2分）
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