2016929_55_849 流体力学-2016.zip

第 1 页 共 6 页姓 名：报 考 专 业：准 考 证 号 码：密封线内不要写题2016 年攻读硕士学位研究生入学考试试题 答案2016 年攻读硕士学位研究生入学考试试题 答案科目名称：流体力学（A 卷 B 卷）科目代码：849考试时间：3 小时 满分 150 分可使用的常用工具：无 计算器 直尺 圆规（请在使用工具前打）注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。一、是非题(共 15 小题，每小题 1 分，共 15 分)1-5；6-10 ；11-15 二、选择题(共 15 小题，每小题 2 分，共 30 分)1-5 b c c d c；6-10 c b a c b；11-15 a c d c c三、简答题(5 小题，共 35 分)1、（8 分）图 3 所示的开敞容器盛有12 的两种液体，问 1、2 两测压管中的液面哪个高些？（2 分）（2 分）（2 分）（2 分）第 2 页 共 6 页2、（12 分）水箱中的水通过垂直管道向大气出流，设水箱水深为H，管道直径d，长度l，沿程阻力系数，局部阻力系数。试求：（1）在什么条件下流量Q不随管长l而变？（2）什么条件下流量Q随管长l的加大而增加？（3）什么条件下流量Q随管长l的加大而减小？3、（5 分）指出水击形成的四个阶段。采取哪些办法可减少水击压强？答：水击形成的四个阶段为：增压，复压，减压，复压。（2 分）采取以下措施可减少水击压强：（3 分）（1）在管路安装水击消除设备（缓闭阀，调压水池等）；（2）延长关闸时间，减少管路长度，尽量避免产生直接水击；（3）减少管内流速。4、（6 分）什么是流线？什么是迹线？流线与迹线的区别是什么？答：流线是某一瞬时在流场中画出的一条空间曲线，此瞬时在曲线上任一点的切线方向与该点的速度方向重合，这条曲线叫流线。（2 分）迹线是流场中流体质点在一段时间过程中所走过的轨迹线。（2 分）区别：流线是由无究多个质点组成的，它是表示这无究多个流体质点在某一固定瞬间运动方向的曲线。而迹线则是在时间过程中表示同一流体质点运动的曲线。(2 分)Hl（2 分）（3 分）（3 分）（3 分）（3 分）第 3 页 共 6 页5、（4 分）画出图中圆柱曲面上的压力体，并标明方向。答案：四、计算题(5 小题，共 70 分)1、（14 分）烟囱直径 d=1.2m，通过烟气流量 Q=6.068m3/s,烟气密度=0.7kg/m3,空气密度=1.2kg/m3,烟囱的压强损失gVdHPL203.02 ，为了保证进口断面的负压不小于 10mm 水柱，试计算烟囱的最小高度 H(设进口断面处的烟气速度0)。解：以进口为 11 断面，出口为 22 断面，过 11 形心的水平 面为基准面，列气体能量方程：由题意知：代入上式可得 HdHdHdHd212)()(222212211 LapVpZZgVp V10ZZHp2120,203.02)(22221VdHVgHpa 2103.0)(201.02103.0)(22222OH222212VdgVgVdgVpHaa sm368.5)2.1(4068.6,sm086.636007.081.9101502233 AQVgGQm25.237.02)368.5(2.1103.0)7.02.1(81.9)368.5(27.0981001.022 H1122（3 分）（3 分）（3 分）（2 分）（2 分）（1 分）第 4 页 共 6 页2、（14 分）用一平面射流将清洁空气喷入有害气体浓度 xe=0.05mg/l 的环境中，工作地点允许轴线浓度为 0.02mg/l，并要求射流宽度不小于 1.5m，求喷口宽度及喷口至工作地点的距离，设紊流系数 a=0.118。（注：）（注：）3、（16 分）有一理想流体的流动，其流速场为：，其中c 为常数，分别为 方向的速度分量，它们的单位为 ，而 (1)证明该流动为恒定流动，不可压缩，平面势流。(2)求流线方程，并画出流动图形。(3)已知 压强水头 ，试求 点的压强水头为多少？设质量力只有重力，A、B 在同一平面上，重力方向为 Z 方向。解：（1）由流速场推导41.0833.000 basxxm0,2222 zyxuyxcyuyxcyuzyxuuu,zyx,sms1m2 c)0,m1(A)m(H2o2 Ap)m2,0(B（2 分）（2 分）（1 分）（1 分）（2 分）（2 分）（2 分）0,2222 zyxuyxcyuyxcyu（2 分）第 5 页 共 6 页4、（16 分）为测定 90o弯头的局部阻力系数，可采用如图 6 所示的装置。已知 AB 段管长L=10m，管径 d=50mm，=0.03。实测数据为（1）AB 两断面测压管水头差h=0.629m；（2）经 2min 流入水箱的水量为 0.329m3。求弯头的局部阻力系数。（2 分）（2 分）（2 分）（2 分）（2 分）（2 分）（2 分）（2 分）第 6 页 共 6 页 5、（10 分）为了决定吸风口附近的流速分布，取长度比例为 10 作模型设计。模型吸风口的流速为 13m/s，轴线上距风口 0.2m 处测得流速为 0.5m/s。若实际风口速度为 18m/s，怎样换算为原型流动的流速？（1 分）（2 分）（3 分）（2 分）（2 分）（2 分）（3 分）（1 分）（2 分）（2 分）（2 分）（2 分）（2 分）第 1 页 共 6 页姓 名：报 考 专 业：准 考 证 号 码：密封线内不要写题2016 年攻读硕士学位研究生入学考试试题2016 年攻读硕士学位研究生入学考试试题科目名称：流体力学（A 卷 B 卷）科目代码：849考试时间：3 小时 满分 150 分可使用的常用工具：无 计算器 直尺 圆规（请在使用工具前打）注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。一、是非题(共 15 小题，每小题 1 分，共 15 分)1、理想流体与实际流体的区别仅在于：理想流体具有不可压缩性。（）2、两流体几何相似、运动相似、动力相似，则其力学相似。（）3、粘性流体绕流曲面物体时，在没有形成紊流附面层以前，随雷诺数的增大，附面层的分离点将向前移动。（）4、流量是衡量断面过水能力大小的物理量。（）5、研究流体静力学时可将流体视为无黏性流体。（）6、圆形管的直径就是其水力半径。（）7、混合边界层是指层流与紊流同时存在的边界层。（）8、表面力是作用于液体表面、与受力作用的表面面积大小无关的力。（）9、实际流体中总水头线是沿程下降的，而测压管水头线在一定条件下会沿程上升。（）10、渐变流动过流断面上的压强分布可认为服从流体静力学规律。（）11、体积弹性系数 E 愈小的流体就愈难被压缩。（）12、静水压强相同的点所构成的平面或曲面称为等压面。（）13、动量修正系数是表示单位时间内通过断面的实际动量与单位时间内以相应的断面平均流速通过的动量的比值。（）14、在 恒定流前提下，断面平均流速与过水断面面积 成正比。（）15、能量方程中，压强标准可任意选取，可采用相对压强也可采用绝对压强，对同一问题亦可采用不同标准。（）第 2 页 共 6 页二、选择题(共 15 小题，每小题 2 分，共 30 分)1、等加速直线运动容器内液体的等压面为（）。(a)水平面 (b)斜平面 (c)抛物面(d)双曲面 2、若流动是一个坐标量的函数，又是时间 t 的函数，则流动为（）。(a)一元流动 (b)二元流动 (c)一元非恒定流动 (d)一元恒定流动 3、雷诺数的物理意义表示（）。(a)粘滞力与重力之比 (b)重力与惯性力之比 (c)惯性力与粘滞力之比 (d)压力与粘滞力之比4、流体运动粘度的量纲是（）。（a）FL-2 （b）ML-1T-1（c）L2T-2 （d）L2T-15、气体在管道内作超音速流动，当沿流动方向截面面积增加时，()。(a)V,P 增加,减小 (b)V,减小,P 增加(c),P 减小,V 增大 (d)V,P 减小,增大6、附面层产生分离是由于（）。(a)压强降低至蒸气压 (b)压强梯度减低至零 (c)负的压强梯度 (d)附面层厚度减小到零7、并联管路的一支管上装有阀门（如图1所示），已知阀门全开时流量为QQQ123,，今将阀门开度关小，其它条件不变，流量变化为（）。(a)Q1减小，Q2减小，Q3减小(b)Q1减小，Q2变大，Q3减小(c)Q1减小，Q2不变，Q3减小 图1 (d)不变 8、某变径管的Re之比Re1：Re2=1:2，则管径之比d1：d2=（）。(a)2：1 (b)1：2 (c)1:1(d)1:4 9、绝对压强 pabs与相对压强 p、真空度 pv、当地 大 气压 pa之间的关系是()。(a)pabs=p+pv (b)p=pabs+pa .(c)pv=pa-pab (d)p=pv+pa 10、理想流体是假定流体为（）第 3 页 共 6 页(a)不可压缩 (b)无黏性 (c)连续 (d)无旋11、紊流的断面流速分布规律符合()。a 对数分布 b 椭圆分布 c 抛物线分布 d 直线分布 12、平面势流流网网格密集的部位是（）(a)流速小、压强大 (b)流速大、压强大 (c)流速大、压强小 (d)流速小、压强小13、水力半径是（）。(a)湿周除以过水断面积 (b)过水断面积除以湿周的平方 (c)过水断面积的平方根 (d)过水断面积除以湿周 14、管路水力计算中的所谓长管是指（）(a)总能量损失很大的管路(b)局部损失与沿程损失相比较可以忽略的管路(c)局部损失与沿程损失均不能忽略的管路(d)长度很长的管路15、图 2 中圆管突然扩大的水头损失可表示为（）(a)vvg12222 (b)vvg122(c)vvg1222 (d)vvg22122 图 2三、简答题(5 小题，共 35 分)1、（8 分）图 3 所示的开敞容器盛有12 的两种液体，问 1、2 两测压管中的液面哪个高些？第 4 页 共 6 页 图 32、（12 分）图 4 水箱中的水通过垂直管道向大气出流，设水箱水深为H，管道直径d，长度l，沿程阻力系数，局部阻力系数。试求：（1）在什么条件下流量Q不随管长l而变？（2）什么条件下流量Q随管长l的加大而增加？（3）什么条件下流量Q随管长l的加大而减小？3、（5 分）指出水击形成的四个阶段，采取哪些办法可减少水击压强？4、（6 分）什么是流线？什么是迹线？流线与迹线的区别是什么？5、（4 分）画出图 5 中圆柱曲面上的压力体，并标明方向。图 5四、计算题(5 小题，共 70 分)1、（14 分）烟囱直径 d=1.2m，通过烟气流量 Q=6.068m3/s,烟气密度=0.7kg/m3,空气密度=1.2kg/m3,烟囱的压强损失gVdHPL203.02，为了保证进口断面的负压不小于 10mm 水柱，试计算烟囱的最小高度 H(设进口断面处的烟气速度0)。2、（14 分）用一平面射流将清洁空气喷入有害气体浓度 xe=0.05mg/l 的环境中，工作地点允许轴线浓度为 0.02mg/l，并要求射流宽度不小于 1.5m，求喷口宽度及喷口至工作地点的距离，设紊流系数 a=0.118。（注：）3、（16 分）有一理想流体的流动，其流速场为：，其中 c为常数，分别为 方向的速度分量，它们的单位为 ，而 (1)证明该流动为恒定流动，不可压缩，平面势流。(2)求流线方程，并画出流动图形。41.0833.000 basxxmzyxuuu,zyx,sms1m2 c0,2222 zyxuyxcyuyxcyu第 5 页 共 6 页(3)已知 压强水头 ，试求 点的压强水头为多少？设质量力只有重力，A、B 在同一平面上，重力方向为 Z 方向。4、（16 分）为测定 90o弯头的局部阻力系数，可采用如图 6 所示的装置。已知 AB 段管长L=10m，管径 d=50mm，=0.03。实测数据为（1）AB 两断面测压管水头差h=0.629m；（2）经 2min 流入水箱的水量为 0.329m3。求弯头的局部阻力系数。图 65、（10 分）为了决定吸风口附近的流速分布，取长度比例为 10 作模型设计。模型吸风口的流速为 13m/s，轴线上距风口 0.2m 处测得流速为 0.5m/s。若实际风口速度为 18m/s，怎样换算为原型流动的流速？)0,m1(A)m(H2o2 Ap)m2,0(B第 6 页 共 6 页