1、流体力学（流动状态及阻力损失）历年真题试卷汇编 1 及答案解析(总分：56.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：6，分数：12.00)1.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）_2.(中国石油大学 20042005 学年第 2 学期期末考试试题)水力光滑区具有( )的性质。（分数：2.00）A.沿程水头损失与平均流速的二次方成正比B.沿程阻力系数与平均流速的平方成正比C.绝对粗糙度对紊流不起作用D.绝对粗糙度对紊流起作用3.(扬州大学 20052006 学年第 2 学期期末考试试题)某变径管的雷诺数之比 Re 1 ：Re 2 =1：2，则其管径
2、之比 d 1 ：d 2 为( )。（分数：2.00）A.2：1B.1：1C.1：2D.1：44.(扬州大学 2005-2006 学年第 2 学期期末考试试题)层流的沿程阻力系数( )。（分数：2.00）A.仅与雷诺数有关B.仅与相对粗糙度有关C.与雷诺数及相对粗糙度有关D.是常数5.(扬州大学 2004-2005 学年第 2 学期期末考试试题)一管径从大到小渐缩的管道中，雷诺数沿水流方向( )。（分数：2.00）A.增大B.减小C.不变D.不一定6.(扬州大学 2004-2005 学年第 2 学期期末考试试题)沿程水头损失与流速一次方成正比的水流为( )。（分数：2.00）A.层流B.紊流光滑
3、区C.紊流过渡D.紊流粗糙区二、判断题请判断下列各题正误(总题数：4，分数：8.00)7.(西安理工大学 2005 年秋季学期期末考试试题)紊流光滑区的沿程水头损失系数 随雷诺数的增大而增大。（分数：2.00）A.正确B.错误8.(西安理工大学 2005 年秋季学期期末考试试题)紊流粗糙区就是阻力平方区。（分数：2.00）A.正确B.错误9.(西安理工大学 2005 年秋季学期期末考试试题)如图 645 所示为管道流速分布图，从其对应部位取出水体 B，则水体 B 底面的切应力方向与水流流动方向相同。 （分数：2.00）A.正确B.错误10.(西安理工大学 2005 年秋季学期期末考试试题)输水
4、圆管由直径为 d 1 和 d 2 的两段管路串联而成，且 d 1 d 2 ，流量为 q v 时相应雷诺数为 Re 1 和 Re 2 ，则 Re 1 Re 2 。（分数：2.00）A.正确B.错误三、填空题(总题数：10，分数：20.00)11.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）_12.(中国石油大学 2004 一 2005 学年第 2 学期期末考试试题)边长分别为 a、b 的长方形过流断面，其水力半径为_，相当直径(当量直径)为_。（分数：2.00）_13.(中国石油大学 20042005 学年第 2 学期期末考试试题)任何实际流体的流动都存在_和_两种截然不
5、同的流态，这两种流态是通过_来划分的。（分数：2.00）_14.(中国石油大学 20042005 学年第 2 学期期末考试试题)圆管内层流运动的速度分布公式为_。（分数：2.00）_15.(扬州大学 20052006 学年第 2 学期期末考试试题)有一管径 d=4m 的管道，其糙率 n=0025，则谢才系数为_m 0.5 s，沿程阻力系数为_。（分数：2.00）_16.(扬州大学 20052006 学年第 2 学期期末考试试题)单位流程上的水头损失称为_。（分数：2.00）_17.(扬州大学 2004-2005 学年第 2 学期期末考试试题)有一管径 d=04m 的管道，其糙率 n=0025，
6、则水力半径为_m，其流量模数 K=_m 3 s。（分数：2.00）_18.(扬州大学 20042005 学年第 2 学期期末考试试题)已知谢才系数 C=40m 1/2 s，则沿程阻力系数=_。（分数：2.00）_19.(西安理工大学 2005 年秋季学期期末考试试题)圆管管径 d=12cm，水流在管中作层流运动。管中流速v=2cms，水温 t=10，=00131cm 2 s，则沿程水头损失系数 为_。（分数：2.00）_20.(西安理工大学 2005 年秋季学期期末考试试题)从紊流过渡到层流时的雷诺数称为_雷诺数。从层流过渡到紊流时的流速为_流速。（分数：2.00）_四、解答题(总题数：8，分
7、数：16.00)21.(中国农业大学 20072008 年度秋季学期期末考试试题)用工程单位制表示流体的速度、管径、运动粘性系数时，管流的雷诺数 Re=10 4 ，问采用国际单位制时，该条件下的雷诺数是多少?为什么?（分数：2.00）_22.(中国农业大学 20072008 年度秋季学期期末考试试题)如图 640 所示，两水池的水位差 H=6m，用一组管道连接，管道的第一段 BC 长 L 1 =3000m，直径 d 1 =600mm，C 点后分为两根长 L 2 =L 3 =3000m，直径 d 2 =d 3 =300mm 的并联管，各在 D 点及 E 点进入下水池。设管道的沿程阻力系数 =00
8、4，求总流量 Q=? （分数：2.00）_23.(中国科技大学 20062007 学年第 1 学期期末考试试题)如图 641 所示是某同学在圆柱压力分布实验中的实验结果，其中实线是理论值，点是测量值。请问： (1)测得的压力曲线为什么和理论曲线不同? (2)圆柱的驻点在什么位置? (3)曲线中表示分离点在什么位置? (4)边界层是层流还是湍流状态?为什么?（分数：2.00）_24.(中国石油大学 20042005 学年第 2 学期期末考试试题)如图 642 所示一输水系统，已知 d 1 =d 2 =02m，吸入段长度 l=15m，水的运动粘度 y=1810 -6 m 2 s，水池液面表压强 p
9、 0 =9800Pa，过滤器两端接汞一水压差计，h=005m，设流动状态在水力光滑区，Q=003m 3 s。求： (1)过滤器的局部阻力系数 3 =? (2)吸入段水头损失 h w 吸 =? (3)泵前真空表读数为多少? (4)设泵出口泵压 p 2 =0810 4 Pa，求泵的有效功率。 （分数：2.00）_25.(扬州大学 2005-2006 学年第 2 学期期末考试试题)如图 6-43 所示，有一长度为 L=10m 的有压管道连结两水池(不计水池中流速)，管径 d=01 m，两水池水位差 Z=35m，在 L2 处装一测压管，已知管道进口和出口的局部阻力系数分别为 05 和 10，管道沿程阻
10、力系数为 002；求： (1)管道中通过的流量。 (2)测压管水面比下游水池水面高多少。 （分数：2.00）_26.(扬州大学 20042005 学年第 2 学期期末考试试题)如图 644 所示，有一长度 L=10m 的有压管道，管径 d=01m，作用水头 H=25m，沿程阻力系数 =002，不计行进流速，管道进口及阀门的局部阻力系数分别为 1 =05、 2 =15。求： (1)阀门全开时管道中通过的流量。 (2)阀门由全开突然关闭时管道中的水击压强水头。(水击波波速为 1000ms) （分数：2.00）_27.(西安理工大学 2005 年秋季学期期末考试试题)如图 646 所示为一直径 d=
11、400mm 的钢管将水池 A 的水引到水池 B，水流为恒定流。已知管长 l=40m，流量 q v =2001s，糙率 n=0012。其中转弯局部水头损失系数 1 =06，阀门局部水头损失系数 2 =012，进口局部水头损失系数 3 =05。取动能校正系数为 1。求两水池水面高差 H。 （分数：2.00）_28.(西安理工大学 2005 年秋季学期期末考试试题)对管径为 300mm 的输水管进行实验，测得 v=300ms时，=0015，实验时水温为 15，相应密度 =9991kgm 3 ，求管壁切应力 0 及从管中心算起r=0，02r 0 ，05r 0 ，075r 0 处的切应力。（分数：2.0
12、0）_流体力学（流动状态及阻力损失）历年真题试卷汇编 1 答案解析(总分：56.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：6，分数：12.00)1.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：2.(中国石油大学 20042005 学年第 2 学期期末考试试题)水力光滑区具有( )的性质。（分数：2.00）A.沿程水头损失与平均流速的二次方成正比B.沿程阻力系数与平均流速的平方成正比C.绝对粗糙度对紊流不起作用 D.绝对粗糙度对紊流起作用解析：3.(扬州大学 20052006 学年第 2 学期期末考试试题)某变径管的雷诺数之比 Re 1 ：Re 2
13、=1：2，则其管径之比 d 1 ：d 2 为( )。（分数：2.00）A.2：1 B.1：1C.1：2D.1：4解析：4.(扬州大学 2005-2006 学年第 2 学期期末考试试题)层流的沿程阻力系数( )。（分数：2.00）A.仅与雷诺数有关 B.仅与相对粗糙度有关C.与雷诺数及相对粗糙度有关D.是常数解析：5.(扬州大学 2004-2005 学年第 2 学期期末考试试题)一管径从大到小渐缩的管道中，雷诺数沿水流方向( )。（分数：2.00）A.增大 B.减小C.不变D.不一定解析：6.(扬州大学 2004-2005 学年第 2 学期期末考试试题)沿程水头损失与流速一次方成正比的水流为(
14、)。（分数：2.00）A.层流 B.紊流光滑区C.紊流过渡D.紊流粗糙区解析：二、判断题请判断下列各题正误(总题数：4，分数：8.00)7.(西安理工大学 2005 年秋季学期期末考试试题)紊流光滑区的沿程水头损失系数 随雷诺数的增大而增大。（分数：2.00）A.正确B.错误 解析：8.(西安理工大学 2005 年秋季学期期末考试试题)紊流粗糙区就是阻力平方区。（分数：2.00）A.正确 B.错误解析：9.(西安理工大学 2005 年秋季学期期末考试试题)如图 645 所示为管道流速分布图，从其对应部位取出水体 B，则水体 B 底面的切应力方向与水流流动方向相同。 （分数：2.00）A.正确B
15、.错误 解析：10.(西安理工大学 2005 年秋季学期期末考试试题)输水圆管由直径为 d 1 和 d 2 的两段管路串联而成，且 d 1 d 2 ，流量为 q v 时相应雷诺数为 Re 1 和 Re 2 ，则 Re 1 Re 2 。（分数：2.00）A.正确B.错误 解析：三、填空题(总题数：10，分数：20.00)11.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：12.(中国石油大学 2004 一 2005 学年第 2 学期期末考试试题)边长分别为 a、b 的长方形过流断面，其水力半径为_，相当直径(当量直径)为_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：
16、 )解析：13.(中国石油大学 20042005 学年第 2 学期期末考试试题)任何实际流体的流动都存在_和_两种截然不同的流态，这两种流态是通过_来划分的。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：层流紊流(湍流) 雷诺数(Re)解析：14.(中国石油大学 20042005 学年第 2 学期期末考试试题)圆管内层流运动的速度分布公式为_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：u= )解析：15.(扬州大学 20052006 学年第 2 学期期末考试试题)有一管径 d=4m 的管道，其糙率 n=0025，则谢才系数为_m 0.5 s，沿程阻力系数为_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答
17、案：40 0049)解析：16.(扬州大学 20052006 学年第 2 学期期末考试试题)单位流程上的水头损失称为_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：水力坡度)解析：17.(扬州大学 2004-2005 学年第 2 学期期末考试试题)有一管径 d=04m 的管道，其糙率 n=0025，则水力半径为_m，其流量模数 K=_m 3 s。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：01 1601 2/3 =1083)解析：18.(扬州大学 20042005 学年第 2 学期期末考试试题)已知谢才系数 C=40m 1/2 s，则沿程阻力系数=_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：00
18、49)解析：19.(西安理工大学 2005 年秋季学期期末考试试题)圆管管径 d=12cm，水流在管中作层流运动。管中流速v=2cms，水温 t=10，=00131cm 2 s，则沿程水头损失系数 为_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：00349)解析：20.(西安理工大学 2005 年秋季学期期末考试试题)从紊流过渡到层流时的雷诺数称为_雷诺数。从层流过渡到紊流时的流速为_流速。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：下临界 上临界)解析：四、解答题(总题数：8，分数：16.00)21.(中国农业大学 20072008 年度秋季学期期末考试试题)用工程单位制表示流体的速度、管径、
19、运动粘性系数时，管流的雷诺数 Re=10 4 ，问采用国际单位制时，该条件下的雷诺数是多少?为什么?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：该条件下的雷诺数仍是 Re=10 4 ，因为雷诺数是无量纲准数，与单位制无关。)解析：22.(中国农业大学 20072008 年度秋季学期期末考试试题)如图 640 所示，两水池的水位差 H=6m，用一组管道连接，管道的第一段 BC 长 L 1 =3000m，直径 d 1 =600mm，C 点后分为两根长 L 2 =L 3 =3000m，直径 d 2 =d 3 =300mm 的并联管，各在 D 点及 E 点进入下水池。设管道的沿程阻力系数 =004，求总
20、流量 Q=? （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：对上水池自由表面的 A 点和下水池自由表面的 F 点列能量方程(不计局部阻力)。)解析：23.(中国科技大学 20062007 学年第 1 学期期末考试试题)如图 641 所示是某同学在圆柱压力分布实验中的实验结果，其中实线是理论值，点是测量值。请问： (1)测得的压力曲线为什么和理论曲线不同? (2)圆柱的驻点在什么位置? (3)曲线中表示分离点在什么位置? (4)边界层是层流还是湍流状态?为什么?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：这是圆柱表面压力分布实验中测量的结果，实线是理论计算的结果。 (1)因为理论值是用无粘理论计算的，
21、在无粘流理论计算中不考虑沿圆柱表面边界层的分离，也就是达朗伯尔佯谬。因此圆柱前后压力分布对称。而在实际流动中总存在粘性，沿圆柱表面有边界层存在，而边界层在逆压梯度下发生分离，因此实验中测量的压力与无粘流计算的结果有较大的区别。 (2)圆柱的前驻点在 =0位置，后驻点在 =180位置。 (3)曲线中表示分离点在 =70附近。 (4)边界层是层流状态。)解析：24.(中国石油大学 20042005 学年第 2 学期期末考试试题)如图 642 所示一输水系统，已知 d 1 =d 2 =02m，吸入段长度 l=15m，水的运动粘度 y=1810 -6 m 2 s，水池液面表压强 p 0 =9800Pa
22、，过滤器两端接汞一水压差计，h=005m，设流动状态在水力光滑区，Q=003m 3 s。求： (1)过滤器的局部阻力系数 3 =? (2)吸入段水头损失 h w 吸 =? (3)泵前真空表读数为多少? (4)设泵出口泵压 p 2 =0810 4 Pa，求泵的有效功率。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：令 0 一 0 为水池液面，11 为泵前，2 一 2 为泵后。可知： )解析：25.(扬州大学 2005-2006 学年第 2 学期期末考试试题)如图 6-43 所示，有一长度为 L=10m 的有压管道连结两水池(不计水池中流速)，管径 d=01 m，两水池水位差 Z=35m，在 L2
23、处装一测压管，已知管道进口和出口的局部阻力系数分别为 05 和 10，管道沿程阻力系数为 002；求： (1)管道中通过的流量。 (2)测压管水面比下游水池水面高多少。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：(1)列上下游水池断面的能量方程(基准面取下游水池水面)： )解析：26.(扬州大学 20042005 学年第 2 学期期末考试试题)如图 644 所示，有一长度 L=10m 的有压管道，管径 d=01m，作用水头 H=25m，沿程阻力系数 =002，不计行进流速，管道进口及阀门的局部阻力系数分别为 1 =05、 2 =15。求： (1)阀门全开时管道中通过的流量。 (2)阀门由全开突
24、然关闭时管道中的水击压强水头。(水击波波速为 1000ms) （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：(1)列水箱断面和出口断面的能量方程(出口断面中心所在平面为基准面)，得：)解析：27.(西安理工大学 2005 年秋季学期期末考试试题)如图 646 所示为一直径 d=400mm 的钢管将水池 A 的水引到水池 B，水流为恒定流。已知管长 l=40m，流量 q v =2001s，糙率 n=0012。其中转弯局部水头损失系数 1 =06，阀门局部水头损失系数 2 =012，进口局部水头损失系数 3 =05。取动能校正系数为 1。求两水池水面高差 H。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：28.(西安理工大学 2005 年秋季学期期末考试试题)对管径为 300mm 的输水管进行实验，测得 v=300ms时，=0015，实验时水温为 15，相应密度 =9991kgm 3 ，求管壁切应力 0 及从管中心算起r=0，02r 0 ，05r 0 ，075r 0 处的切应力。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：根据均匀流切应力公式，可得： )解析：
