【考研类试卷】流体力学（流动状态及阻力损失）历年真题试卷汇编5及答案解析.doc

1、流体力学（流动状态及阻力损失）历年真题试卷汇编 5 及答案解析(总分：58.00，做题时间：90 分钟)一、多项选择题(总题数：3，分数：6.00)1.多项选择题下列各题的备选答案中，至少有一个是符合题意的，请选出所有符合题意的备选答案。（分数：2.00）_2.(西南交通大学 2003-2004 学年第 2 学期期末考试试题 B 卷)已知突然扩大管段前后管径之比 =05，则其局部水头损失 h m =( )。 （分数：2.00）A.B.C.D.3.(西南交通大学 20032004 学年第 2 学期期末考试试题 B 卷)根据尼古拉兹试验成果知，( )。（分数：2.00）A.层流区 =f(Re)B.

2、层、紊过渡区 =f(Re)C.紊流光滑区 =f(d)D.紊流过渡区 =(Re，d)二、单项选择题(总题数：5，分数：10.00)4.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。（分数：2.00）_5.(西南交通大学 2003-2004 学年第 2 学期期末考试试题 B 卷)圆管层流运动的动能修正系数 =( )。（分数：2.00）A.1B.2C.3D.46.(西南交通大学 2003-2004 学年第 2 学期期末考试试题 B 卷)圆管层流运动流体的最大流速与断面平均流速之比为( )（分数：2.00）A.2B.3C.4D.57.(西南交通大学 20032004 学年第 1 学期期末考试试

3、题 A 卷)水力最优梯形断面渠道的水力半径 R=( )。（分数：2.00）A.h4B.h3C.h2D.h8.(西南交通大学 20032004 学年第 1 学期期末考试试题 A 卷)从本质上讲，紊流应属于( )。（分数：2.00）A.恒定流B.非恒定流C.均匀流D.恒定非均匀流三、简答题(总题数：3，分数：6.00)9.(哈尔滨工业大学 2007 年秋季学期期末考试试题)解释层流、紊流。（分数：2.00）_10.(哈尔滨工业大学 2007 年秋季学期期末考试试题)解释沿程阻力、局部阻力。（分数：2.00）_11.(哈尔滨工业大学 2006 年秋季学期期末考试试题)什么是水力粗糙管。（分数：2.0

4、0）_四、填空题(总题数：6，分数：12.00)12.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）_13.(西安建筑科技大学 2008 年考研试题)某变径管两断面的雷诺数之比为 14，则其管径之比为_。（分数：2.00）_14.(西安建筑科技大学 2008 年考研试题)均匀流动中沿程水头损失与切应力成_关系。（分数：2.00）_15.(南京大学 2005-2006 学年第 2 学期期末考试试题)特征 Re 数的表示式是_，其物理含义是_。（分数：2.00）_16.(西北工业大学 2005-2006 学年第 1 学期期末考试试题)1883 年，英国科学家雷诺发现了通道内流

5、动存在两种流态：_和_。（分数：2.00）_17.(西北工业大学 2005-2006 学年第 1 学期期末考试试题)水力损失可分为_、_。（分数：2.00）_五、解答题(总题数：9，分数：18.00)18.(西安建筑科技大学 2008 年考研试题)如图 633 所示，两水池 A、B 水位差 z=3m，其间连接一铸铁管，长度 l=60m，管径 d=200mm，沿程阻力系数 =0026。弯头局部阻力系数 弯 =01 32，阀门局部阻力系数 阀 =206。求此管中的流量 Q。 （分数：2.00）_19.(西南交通大学 2003-2004 学年第 2 学期期末考试试题 B 卷)设半径为 r 0 的有压

6、圆管的流速分布u=a+br+cr，若过流断面上的最大流速为 u max ，试求系数 a、b、c。（分数：2.00）_20.(西南交通大学 2003-2004 学年第 2 学期期末考试试题 B 卷)某建筑工地用水，由水泵将河边井中水抽送至贮水池中，如图 634 所示。已知水泵工作流量 Q=50Ls，水泵最大吸水真空高度 =68m，吸水管长度 l=80m，管径 d=150mm，管道沿程阻力系数 A=0025，局部阻力系数： 底阀 =50， 弯道 =05，井中水面标高 z 1 =一 20m。试求水泵最大安装高度标高 z 2 。 （分数：2.00）_21.(哈尔滨工业大学 2007 年秋季学期期末考试

7、试题)推导圆管层流 v、qv 和 h 的计算公式。（分数：2.00）_22.(哈尔滨工业大学 2006 年秋季学期期末考试试题)求如图 635 所示管路系统中的输水流量 qv，已知H=24，l 1 =l 2 =l 3 =l 4 =100m，d 1 =d 2 =d 4 =100mm，d 3 =200mm， 1 = 2 = 4 =0025， 3 =002， 阀 =30。 （分数：2.00）_23.(西北工业大学 2006-2007 学年第 1 学期期末考试试题)如图 636 所示，已知抽水机流量Q=100m。h，进水管直径 D=150mm，l=15m，沿程阻力系数 f=0025， 阀 =7， 弯头

8、 =03，如果抽水机在进口处 1 的最大允许真空为 h 真空 =7m，试求该抽水机的最大允许安装高度 H max 。 （分数：2.00）_24. (西北工业大学 2005-2006 学年第 1 学期期末考试试题)如图 637 所示虹吸管总长 l=21m，坝顶中心前管长l=8m，管内径 d=025m，坝顶中心与上游水面的高度差 h 1 =35m，二水面落差 h 2 =4m。设沿程阻力系数 =003。虹吸管进口局部阻力系数 1 =08，出口局部阻力系数 2 =1，三个 45折管的局部阻力系数均为 03，试求虹吸管的吸水量 Q。若当地的大气压强 p a =10 5 Pa，水温 t=20，所对应的水的

9、密度 =998kgm 3 ，水的饱和压强 p s =24210 3 Pa，试求最大吸水高度。 （分数：2.00）_25.(清华大学 2006-2007 学年春季学期期中考试试题)A fireboat-pump delivers water to a vertical nozzle with a 3：1 diameter ratio，as in Fig6-38If friction is neglected and the flow rate is 002 m 3 s，how high will the outlet water jet rise? （分数：2.00）_26.(清华大学 2006

10、-2007 学年春季学期期中考试试题)Consider incompressible flow in the entrance of a circular tube，as in Fig6-39The inlet flow is uniform，u 1 =U 0 The flow at section 2 is developed pipe flowFind the wall drag force F as a function of(p 1 ，p 2 ，U o ，R)if the flow at section 2 is： （分数：2.00）_六、判断题请判断下列各题正误(总题数：3，分数：6

11、.00)27.(西南交通大学 20032004 学年第 2 学期期末考试试题 B 卷)已知某管流的雷诺数 Re=vR=500，则其相应的沿程阻力系数 =64Re=0128。（分数：2.00）A.正确B.错误28.(中国农业大学 20072008 年度秋季学期期末考试试题)流体在水平圆管内流动，如果流量增大一倍而其他条件不变的话，沿程阻力也将增大一倍。（分数：2.00）A.正确B.错误29.(中国农业大学 20072008 年度秋季学期期末考试试题)沿程阻力系数 的大小只取决于流体的流动状态。（分数：2.00）A.正确B.错误流体力学（流动状态及阻力损失）历年真题试卷汇编 5 答案解析(总分：5

12、8.00，做题时间：90 分钟)一、多项选择题(总题数：3，分数：6.00)1.多项选择题下列各题的备选答案中，至少有一个是符合题意的，请选出所有符合题意的备选答案。（分数：2.00）_解析：2.(西南交通大学 2003-2004 学年第 2 学期期末考试试题 B 卷)已知突然扩大管段前后管径之比 =05，则其局部水头损失 h m =( )。 （分数：2.00）A.B. C.D. 解析：3.(西南交通大学 20032004 学年第 2 学期期末考试试题 B 卷)根据尼古拉兹试验成果知，( )。（分数：2.00）A.层流区 =f(Re) B.层、紊过渡区 =f(Re) C.紊流光滑区 =f(d)

13、D.紊流过渡区 =(Re，d) 解析：二、单项选择题(总题数：5，分数：10.00)4.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。（分数：2.00）_解析：5.(西南交通大学 2003-2004 学年第 2 学期期末考试试题 B 卷)圆管层流运动的动能修正系数 =( )。（分数：2.00）A.1B.2 C.3D.4解析：6.(西南交通大学 2003-2004 学年第 2 学期期末考试试题 B 卷)圆管层流运动流体的最大流速与断面平均流速之比为( )（分数：2.00）A.2 B.3C.4D.5解析：7.(西南交通大学 20032004 学年第 1 学期期末考试试题 A 卷)水力最优梯

14、形断面渠道的水力半径 R=( )。（分数：2.00）A.h4B.h3C.h2 D.h解析：8.(西南交通大学 20032004 学年第 1 学期期末考试试题 A 卷)从本质上讲，紊流应属于( )。（分数：2.00）A.恒定流B.非恒定流 C.均匀流D.恒定非均匀流解析：三、简答题(总题数：3，分数：6.00)9.(哈尔滨工业大学 2007 年秋季学期期末考试试题)解释层流、紊流。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：层流是指定向的恒定流动；紊流是指不定向混杂的流动。)解析：10.(哈尔滨工业大学 2007 年秋季学期期末考试试题)解释沿程阻力、局部阻力。（分数：2.00）_正确答案：(正确

15、答案：流体沿流动路程所受的阻碍称为沿程阻力。局部阻力是流体流经各种局部障碍(如阀门、弯头、变截面管等)时，由于水流变形、方向变化、速度重新分布，质点间进行剧烈动量交换而产生的阻力。)解析：11.(哈尔滨工业大学 2006 年秋季学期期末考试试题)什么是水力粗糙管。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：水力粗糙管是指粘性底层小于壁面的绝对粗糙度()。)解析：四、填空题(总题数：6，分数：12.00)12.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）_解析：13.(西安建筑科技大学 2008 年考研试题)某变径管两断面的雷诺数之比为 14，则其管径之比为_。（分数：2.

16、00）_正确答案：(正确答案：4：1)解析：14.(西安建筑科技大学 2008 年考研试题)均匀流动中沿程水头损失与切应力成_关系。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：正比)解析：15.(南京大学 2005-2006 学年第 2 学期期末考试试题)特征 Re 数的表示式是_，其物理含义是_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：Re= )解析：16.(西北工业大学 2005-2006 学年第 1 学期期末考试试题)1883 年，英国科学家雷诺发现了通道内流动存在两种流态：_和_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：层流 湍流(紊流)解析：17.(西北工业大学 2005-2006

17、 学年第 1 学期期末考试试题)水力损失可分为_、_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：沿程(能量)损失 局部(能量)损失)解析：五、解答题(总题数：9，分数：18.00)18.(西安建筑科技大学 2008 年考研试题)如图 633 所示，两水池 A、B 水位差 z=3m，其间连接一铸铁管，长度 l=60m，管径 d=200mm，沿程阻力系数 =0026。弯头局部阻力系数 弯 =01 32，阀门局部阻力系数 阀 =206。求此管中的流量 Q。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：以 B 池水面为基准面，对 AA 断面与 BB 断面列伯努利方程： 3+0+0=0+0+0+h w 又

18、有： )解析：19.(西南交通大学 2003-2004 学年第 2 学期期末考试试题 B 卷)设半径为 r 0 的有压圆管的流速分布u=a+br+cr，若过流断面上的最大流速为 u max ，试求系数 a、b、c。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：考虑粘性流体的定解条件。 (1)由 r=0 时，u=u max ，可得：a=u max (2)由 r=0 时，=0，可得：b=0 (3)由 r=r 0 时，u=0，可得：c=一 )解析：20.(西南交通大学 2003-2004 学年第 2 学期期末考试试题 B 卷)某建筑工地用水，由水泵将河边井中水抽送至贮水池中，如图 634 所示。已知水泵

19、工作流量 Q=50Ls，水泵最大吸水真空高度 =68m，吸水管长度 l=80m，管径 d=150mm，管道沿程阻力系数 A=0025，局部阻力系数： 底阀 =50， 弯道 =05，井中水面标高 z 1 =一 20m。试求水泵最大安装高度标高 z 2 。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：取井中液面至水泵进口列伯努利方程： )解析：21.(哈尔滨工业大学 2007 年秋季学期期末考试试题)推导圆管层流 v、qv 和 h 的计算公式。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：与圆管同轴取微元柱体 r、l，受到切应力 r 和压力 p 1 、p 1 ，由均匀流动的力平衡方程：(p 1 一 p

20、2 )r 一 T=0。 )解析：22.(哈尔滨工业大学 2006 年秋季学期期末考试试题)求如图 635 所示管路系统中的输水流量 qv，已知H=24，l 1 =l 2 =l 3 =l 4 =100m，d 1 =d 2 =d 4 =100mm，d 3 =200mm， 1 = 2 = 4 =0025， 3 =002， 阀 =30。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：列 11，2 一 2 断面能量方程： )解析：23.(西北工业大学 2006-2007 学年第 1 学期期末考试试题)如图 636 所示，已知抽水机流量Q=100m。h，进水管直径 D=150mm，l=15m，沿程阻力系数 f

21、=0025， 阀 =7， 弯头 =03，如果抽水机在进口处 1 的最大允许真空为 h 真空 =7m，试求该抽水机的最大允许安装高度 H max 。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：取缓变流断面 11，22，则： )解析：24. (西北工业大学 2005-2006 学年第 1 学期期末考试试题)如图 637 所示虹吸管总长 l=21m，坝顶中心前管长l=8m，管内径 d=025m，坝顶中心与上游水面的高度差 h 1 =35m，二水面落差 h 2 =4m。设沿程阻力系数 =003。虹吸管进口局部阻力系数 1 =08，出口局部阻力系数 2 =1，三个 45折管的局部阻力系数均为 03，试求

22、虹吸管的吸水量 Q。若当地的大气压强 p a =10 5 Pa，水温 t=20，所对应的水的密度 =998kgm 3 ，水的饱和压强 p s =24210 3 Pa，试求最大吸水高度。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：在两自由液面间应用总流伯努利方程： =(08+1+033) 联立上述两式，可得： V=3875(ms) 因此： Q= (025) 2 3875=019(m 3 s)=684(m 3 h) 对入口液面和坝顶中心截面间应用总流伯努利方程： )解析：25.(清华大学 2006-2007 学年春季学期期中考试试题)A fireboat-pump delivers water t

23、o a vertical nozzle with a 3：1 diameter ratio，as in Fig6-38If friction is neglected and the flow rate is 002 m 3 s，how high will the outlet water jet rise? （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：由题意知，根据质量守恒得： 或者： h=h+h“=129+07+12=148(m) 6129 (清华大学 2006-2007 学年春季学期期中考试试题)Consider incompressible flow in the entrance of

24、 a circular tube，as in Fig6-39The inlet flow is uniform，u 1 =U 0 The flow at section 2 is developed pipe flowFind the wall drag force F as a function of(p 1 ，p 2 ，U o ，R)if the flow at section 2 is： )解析：26.(清华大学 2006-2007 学年春季学期期中考试试题)Consider incompressible flow in the entrance of a circular tube，a

25、s in Fig6-39The inlet flow is uniform，u 1 =U 0 The flow at section 2 is developed pipe flowFind the wall drag force F as a function of(p 1 ，p 2 ，U o ，R)if the flow at section 2 is： （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：流体在进出口处体积守恒，在内管上断面处有：u 2,aV =U 0 。考虑到 x 方向合外力为： F x =(p 1 一 p 2 )R 2 一 F drag = 0 2 u 2 .u 2 .2rdr

26、U 0 (R 2 U 0 ) =R 2 U 0 2 ( 2 一 1) 此处存在关系 =*，则易知： (1)层流，=*，所以：F drag =(p 1 一 p 2 )R 2 一(13)R 2 U 0 2 (2)紊流，=1020，所以：F drag =(p 1 一 p 2 )R 2 一 002R 2 U 0 2)解析：六、判断题请判断下列各题正误(总题数：3，分数：6.00)27.(西南交通大学 20032004 学年第 2 学期期末考试试题 B 卷)已知某管流的雷诺数 Re=vR=500，则其相应的沿程阻力系数 =64Re=0128。（分数：2.00）A.正确B.错误 解析：解析：=0032。28.(中国农业大学 20072008 年度秋季学期期末考试试题)流体在水平圆管内流动，如果流量增大一倍而其他条件不变的话，沿程阻力也将增大一倍。（分数：2.00）A.正确B.错误 解析：29.(中国农业大学 20072008 年度秋季学期期末考试试题)沿程阻力系数 的大小只取决于流体的流动状态。（分数：2.00）A.正确B.错误 解析：