1、注册结构工程师（一级基础考试-上午-流体力学）模拟试卷 3 及答案与解析1 根据恒定流的定义，下列说法中正确的是( )。（A）各断面流速分布相同（B）各空间点上所有运动要素均不随时间变化（C）流线是相互平行的直线（D）流动随时间按一定规律变化2 有一变截面压力管道，断面 A 处管径 dA=100mm，断面平均流速 vA=81ms；断面 B 处平均流速 vB=10ms，则断面 B 处管径为( )mm。（A）80（B） 90（C） 110（D）1203 密度 =12kgm 3 的空气，经直径 d=1000mm 的风管流入下游二支管中，如图625 所示，支管 1 的直径 d1=500mm，支管 2
2、的直径 d2=300mm，支管的断面流速分别为 v1=6ms ，v 2=4ms ，则上游干管的质量流量为( )kgs 。（A）195（B） 175（C） 165（D）1454 输水管道的直径为 200mm，输水量为 1177kN h(重量流量)，则其断面平均流速为 ( )ms 。（A）106（B） 206（C） 306（D）4065 黏性流体总水头线沿程的变化是( )。（A）沿程下降（B）沿程上升（C）保持水平（D）前三种情况都有可能6 流体一维总流中，判别流动方向的正确表述是( )。（A）流体从高处向低处流动（B）流体从压力大的地方向压力小的地方流动（C）流体从单位机械能大的地方向单位机械能
3、小的地方流动（D）流体从流速快的地方向流速慢的地方流动7 如图 626 所示一流线夹角很小、曲率很小的渐变流管道，A A 为过流断面，BB 为水平面， 1、2 为过流断面上的点，3、4 为水平面上的点，则各点的运动物理量的关系为( ) 。（A）p 1=P2（B） Z1+(p1)=Z 2+(p2)（C） p3=P4（D）Z 3+(p3)=Z 4+(p4)8 如图 6-2-7 所示有压恒定流水管直径 d=50mm，末端阀门关闭时压力表读数为21kPa，阀门打开后读值降至 55kPa，如不计水头损失，则该管的通过流量 Q 为( )Ls。（A）1 8（B） 15（C） 109（D）99 如图 628
4、所示有一垂直放置的渐缩管，内径由 d1=300mm 渐缩至d2=150mm，水从下而上自粗管流入细管。测得水在粗管 11 断面和细管 2-_2 断面处的相对压强分别为 98kPa，和 60kPa，两断面间垂直距离为 15m ，若忽略摩擦阻力，则通过渐缩管的流量为( )m 3s。（A）0125（B） 025（C） 050（D）10010 如图 629 所示，消防管道直径 D=200mm，末端收缩形喷嘴出口直径d=50mm，喷嘴和管道用法兰盘连接，并用螺栓固定。当流量 Q=01 m 3s 时，螺栓所受的总拉力为( )kN。（A）478（B） 3583（C） 4059（D）456111 如图 621
5、0 所示，一倒置 U 形管，上部为油，其密度 cal=800kgm 3，用来测定水管中的 A 点流速 uA，若读数h=200mm，则该点流速 uA 为( )ms。（A）0885（B） 1980（C） 1770（D）200012 如图 62 一 11 所示文丘里管，已知管道直径 d1=100mm，喉道直径d2=50mm，文丘里流量计流量系数 =094，水银差压计读数 hp=25cm，则管道通过的水流流量 Q=( )m3s 。（A）0030（B） 0025（C） 0020（D）001 513 圆管层流中，下述错误的是( )。2014 年真题（A）水头损失与雷诺数有关（B）水头损失与管长度有关（C）
6、水头损失与流速有关（D）水头损失与粗糙度有关14 沿程水头损失 hf( )。2013 年真题（A）与流程长度成正比，与壁面切应力和水力半径成反比（B）与流程长度和壁面切应力成正比，与水力半径成反比（C）与水力半径成正比，与流程长度和壁面切应力成反比（D）与壁面切应力成正比，与流程长度和水力半径成反比15 水流经过变直径圆管，管中流量不变，已知前段直径 d1=30mm，雷诺数为5000，后段直径变为 d2=60mm，则后段圆管中的雷诺数为( )。2011 年真题（A）5000（B） 4000（C） 2500（D）125016 管道长度不变，管中流动为层流，允许的水头损失不变，当直径变为原来 2
7、倍时，若不计局部损失，流量将变为原来的多少倍?( )2010 年真题（A）2（B） 4（C） 8（D）1617 A、B 两根圆形输水管，管径相同，雷诺数相同， A 管为热水，B 管为冷水，则两管流量 qvA、q vB 的关系为( )。2008 年真题（A）q vAq vB（B） qvAq vB（C） qvA=qvB（D）不能确定18 尼古拉斯实验的曲线图中，在以下哪个区域里，不同相对粗糙度的试验点，分别落在一些与横轴平行的直线上，阻力系数 与雷诺数无关?( )2012 年真题（A）层流区（B）临界过渡（C）紊流光滑（D）紊流粗糙区19 边界层分离的必要条件是( )。2008 年真题（A）来流流
8、速分布均匀（B）有逆压梯度和物面粘性阻滞作用（C）物面开关不规则（D）物面粗糙20 变直径圆管流，细断面直径 d1，粗断面直径 d2=2d1，粗细断面雷诺数的关系是( )。（A）Re 1=05Re 2（B） Re1=Re2（C） Re1=1 5Re2（D）Re 1=2Re221 层流沿程阻力系数 ( )。（A）只与雷诺数有关（B）只与相对粗糙度有关（C）只与流程长度和水力半径有关（D）既与雷诺数有关又与相对粗糙度有关22 圆管直径 d=02m，管长 L=1000m，输送石油的流量 Q=004m 3s ，运动粘滞系数 =16cm 2s，则沿程损失系数 等于( )。（A）002（B） 004（C）
9、 04（D）不确定23 如图 63-1 所示一矩形断面通风管道，断面尺寸为 12m06m，空气密度=120kgm 3，流速 v=162ms，沿程阻力系数 =00145，流程长度 L=12m的沿程压强损失为( )N m 2。（A）2814（B） 31（C） 3425（D）455124 如图 632 所示某半开的阀门，阀门前后测压管水头差h=1m 水柱，管径不变，管中平均流速 v=2m s，则该阀门的局部阻力系数 为( )。（A）34（B） 42（C） 49（D）6125 某河道中有一圆柱形桥墩，圆柱直径 d=1m，水深 h=2m，河中流速 v=3ms，绕流阻力系数为 CD=085 ，则桥墩所受作
10、用力为( )N。（A）3004（B） 7650（C） 12017（D）2403326 长 500m，直径 20mm 的电缆线，在风速为 22ms 的大风中所受绕流阻力D=3821N，空气密度 =129kgm 3，则其绕流阻力系数 CD 为( )。（A）101（B） 122（C） 141（D）16227 如图 641 所示，当阀门的开度变小时，流量将( )。2010 年真题（A）增大（B）减小（C）不变（D）条件不足，无法确定28 圆柱形管嘴的长度为 l，直径为 d，管嘴作用水头为 H0，则其正常工作条件为( )。2010 年真题（A）l=(34)d，H 09m（B） l=(3 4)d，H 06
11、m（C） l=(7 8)d，H 09m（D）l=(78)d，H 06m29 正常工作条件下，若薄壁小孔口直径为 d1，圆柱形管嘴的直径为 d2，作用水头H 相等，要使得孔口与管嘴的流量相等，则直径 d1 与 d2 的关系是( )。2012 年真题（A）d 1d 2（B） d1d 2（C） d1=d2（D）条件不足无法确定30 两孔口形状、尺寸相同，一个是自由出流，出流流量为 Q1；另一个是淹没出流，出流流量为 Q2。若自由出流和淹没出流的作用水头相等，则 Q1 与 Q2 的关系是( )。2011 年真题（A）Q 1Q 2（B） Q1=Q2（C） Q1Q 2（D）不确定31 作用水头相同时，孔口
12、的过流量要比相同直径的管嘴过流量( )。2008 年真题（A）大（B）小（C）相同（D）无法确定32 主干管在 A、B 间是由两条支管组成的一个并联管路，两支管的长度和管径分别为 l1=1800m，d 1=150mm，l 2=3000m，d 2=200mm，两支管的沿程阻力系数入均为 001，若主干管流量 Q=39Ls，则两支管流量分别为 ( )。2014 年真题（A）Q 1=12Ls，Q 2=27Ls（B） Q1=15Ls ，Q 2=24Ls（C） Q1=24Ls ，Q 2=15Ls（D）Q 1=27Ls，Q 2=12Ls33 并联长管的流动特征是( )。2013 年真题（A）各分管流量相等
13、（B）总流量等于各分管的流量和，且各分管水头损失相等（C）总流量等于各分管的流量和，但各分管水头损失不等（D）各分管测压管水头差不等于各分管的总水头差34 孔口出流试验中测得孔口出流的局部阻力系数 =006，则其流速系数 为( )。（A）094（B） 095（C） 096（D）09735 如图 642 所示，水从 A 水箱通过直径为 200mm 的孔口流入 B 水箱，流量系数为 062，设上游水面高程 H1=3m，P 1=5kPa，下游水面高程 H2=2m，孔口恒定出流流量为( )L s。（A）6159（B） 8623（C） 1059（D）161636 当孔口(=062)、管嘴( n=082)
14、 出流的作用水头 H 和管(孔)径 d 分别相等时，则必有( ) 。（A）Q 孔口 Q 管嘴，v 孔口 v 管嘴（B） Q 孔口 Q 管嘴，v 孔口 v 管嘴（C） Q 孔口 Q 管嘴，v 孔口 v 管嘴（D）Q 孔口 Q 管嘴，v 孔口 v 管嘴注册结构工程师（一级基础考试-上午-流体力学）模拟试卷 3 答案与解析1 【正确答案】 B【试题解析】 各点运动要素不随时间而变化的流体运动称为恒定流。各断面流速分布相同的流动或者流线是相互平行直线的流动，属于均匀流。【知识模块】 流体力学2 【正确答案】 B【试题解析】 根据连续性方程 vAAA=vBAB，式中截面面积 。因此，连续性方程可以变为
15、vAdA2=vBdB2，从而可以求出【知识模块】 流体力学3 【正确答案】 B【试题解析】 根据连续性方程 vA=v1A1+v2A2，即 可得vd2=v1d12+v2d22，则干管断面空气流速为 上游干管的质量流量：Q=pvA=【知识模块】 流体力学4 【正确答案】 A【试题解析】 【知识模块】 流体力学5 【正确答案】 A【试题解析】 对实际流体元流，黏性切应力阻碍流体运动，为克服阻力，流体将损失机械能，对应的水柱高度差即水头损失。实际流体元流的总水头线是沿流程下降的斜坡线，又称水力坡度线。【知识模块】 流体力学6 【正确答案】 C【试题解析】 根据能量方程 由于 hw1-20，因此，位置
16、1 的能量大于位置 2 的能量，流体从单位机械能大的地方向单位机械能小的地方流动。【知识模块】 流体力学7 【正确答案】 B【试题解析】 渐变流性质为同一过流断面各点测压管水头相等。【知识模块】 流体力学8 【正确答案】 C【试题解析】 列水箱液面和管道阀门处断面的能量方程得：阀门关闭时，能量方程中 v1=v2=0，p 2=21kPa，则可以求出 z1 一 z2=2 143m。阀门打开时，能量方程中 p2=55kPa ，则可以求出管中流速 v2=557ms。所以，阀门打开时，该管道中的流量为 Q=v2A=109Ls。【知识模块】 流体力学9 【正确答案】 A【试题解析】 由连续方程和伯努利方程
17、得：解得：Q=0125m 3s。【知识模块】 流体力学10 【正确答案】 A【试题解析】 由流量公式 Q=v1A1=v2A2 得，两断面流速分别为：根据管道轴线方向的动量方程Q(2v2x 一 1v1x)=Rx， 1=2=10，可以求得螺栓所受的总拉力为：R x=Q(2v2x一 1v1x)=478kN。【知识模块】 流体力学11 【正确答案】 A【试题解析】 对 U 型管右侧水油接触面进行受力分析有：从而有将水油密度分别代入得：v=0885ms ，即uA=0885ms。【知识模块】 流体力学12 【正确答案】 D【试题解析】 文丘里管流量模数 管道通过的水流流量【知识模块】 流体力学13 【正确
18、答案】 D【试题解析】 圆管层流时，水头损失 hf 的计算公式为： 。式中，L 为流长；d 为管内径； v 为断面平均流速； 为沿程阻力系数，在圆管层流时可按下式计算： ，其中 Re 为雷诺数。圆管中层流的水头损失与雷诺数有关，而与管壁条件无关。【知识模块】 流体力学14 【正确答案】 B【试题解析】 综上各式得 可见hf 与流程长度和壁面切应力成正比，与水力半径成反比。【知识模块】 流体力学15 【正确答案】 C【试题解析】 根据雷诺数公式 及连续方程 v1A1=v2A2 联立求解可得：代入数据得：Re 后 =2500。【知识模块】 流体力学16 【正确答案】 A【试题解析】 圆管层流的断面
19、平均流速其中 J 为沿程损失且 即沿程损失不变。所以当直径扩大 2 倍后，流量 Q 将变为原来的 24=16 倍。【知识模块】 流体力学17 【正确答案】 B【试题解析】 液体的运动粘性系数 v 随温度升高而减小，即 vAv B，雷诺数相同，得 vAv B。由流量公式： 且管径相同知 qvAq vB。【知识模块】 流体力学18 【正确答案】 D【试题解析】 由尼古拉兹阻力曲线图可知，在紊流粗糙区时阻力系数 只与相对粗糙度有关，与雷诺数无关。【知识模块】 流体力学19 【正确答案】 B【试题解析】 边界层分离的必要条件是：逆压梯度和物面粘性的阻滞作用。仅有粘性的阻滞作用而无逆压梯度，不会发生边界
20、层的分离。【知识模块】 流体力学20 【正确答案】 D【试题解析】 同一总流上，各断面平均流速 v 与断面面积成反比，故 v1=4v2，雷诺数 Re=vdv，对特定流体，v 一定，从而与 vd 成正比，故 Re1Re 2=(v1d1)(v 2d2)=(4v2d1) (2v 2d1)=2。【知识模块】 流体力学21 【正确答案】 A【试题解析】 层流沿程阻力系数入是雷诺数的函数，只与雷诺数有关，且与雷诺数成反比。【知识模块】 流体力学22 【正确答案】 B【试题解析】 由于 因此，圆管中水流为层流，则沿程损失系数 =64Re=0 04。【知识模块】 流体力学23 【正确答案】 C【试题解析】 水
21、力半径 压强损失【知识模块】 流体力学24 【正确答案】 C【试题解析】 在等径管中，测压管水头差即为总水头差，即 hm=h=1 m，则局部阻力系数 =【知识模块】 流体力学25 【正确答案】 B【试题解析】 桥墩所受作用力【知识模块】 流体力学26 【正确答案】 B【试题解析】 绕流阻力系数【知识模块】 流体力学27 【正确答案】 B【试题解析】 图示为短管淹没出流，短管流量 当阀门开度变小时，孔口面积 A 变小， c 变小，z 0 不变，因此流量 Q 减小。【知识模块】 流体力学28 【正确答案】 B【试题解析】 对于圆柱形管嘴出流，当收缩断面真空度超过 7m 水头时，空气将会从管嘴出口断
22、面吸入，使得收缩断面的真空被破坏，管嘴不能保持满管流出。因此为保证管嘴的正常出流，真空值必须控制在 7m 以下，则作用水头 H0 的极限值。此外，管嘴的长度也有一定限制。长度过短，流管收缩后来不及扩大到整个断面，而呈非满管流出，收缩断面不能形成真空，管嘴不能发挥作用；长度过长，沿程水头损失不能忽略，管嘴出流变成短管出流。因此，一般取管嘴长度 l=(34)d 。【知识模块】 流体力学29 【正确答案】 A【试题解析】 薄壁小孔口与圆柱形外管嘴流量公式均为：。由题设条件可知，Q 1=Q2，H 01=H02。代入式中可得： 1d12=2d22。又因为流量系数 2 1(082062)，所以d1d 2。
23、【知识模块】 流体力学30 【正确答案】 B【试题解析】 自由出流流量与淹没出流流量计算公式均为： ，其中流量系数 的取值在相同孔口条件下也相同，所以当自由出流孔口与淹没出流孔口的形状、尺寸相同，且作用水头相等时，出流流量应相等。【知识模块】 流体力学31 【正确答案】 B【试题解析】 在相同直径 d、相同作用水头日条件下，管嘴在收缩断面处存在真空，这就使管嘴比孔口的作用总水头增加，从而加大了出流量。【知识模块】 流体力学32 【正确答案】 B【试题解析】 对于并联管路，沿程水头损失相等，即 hf=S1L1Q12=S2L2Q22。，可得： 再由连续性可得 Q=Q1+Q2。两式联立求解，即可得到
24、支管流量：Q 1=15Ls ，Q 2=24Ls 。【知识模块】 流体力学33 【正确答案】 B【试题解析】 并联长管的流动特征是总流量等于各分管的流量和，且各分管水头损失相等。【知识模块】 流体力学34 【正确答案】 D【试题解析】 孔口出流流速系数为：【知识模块】 流体力学35 【正确答案】 C【试题解析】 选取 A、B 两水箱在孔口等液面处为研究对象，列能量方程可以求得：流速 则流量为：Q=1wA=105 9Ls。【知识模块】 流体力学36 【正确答案】 B【试题解析】 比较管嘴恒定出流流量公式 和孔口自由出流流量公式Q=A 可以看出，两式形式相同，但流量系数不同， n=082，=0 62。可见在作用水头和直径都相同时，Q 嘴 Q 孔 。比较小孔口恒定自由出流和管嘴恒定出流 的计算公式可以看出，两式形式相同，但系数 不同，=0 97-0 98， n=082。可见在作用水头、孔口、管嘴直径都相同的情况下，v 孔 v 嘴 。【知识模块】 流体力学
