1、流体力学（流动状态及阻力损失）历年真题试卷汇编 1 及答案与解析一、填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。1 (武汉大学 2009 年考研试题)紊流附加切应力 r=一 ，等号右端取负号的原因是_。2 (武汉大学 2009 年考研试题)某种液体在圆管中做层流运动，如果雷诺数为 400，则沿程损失系数 =_。3 (武汉大学 2008 年考研试题)紊流切应力由_和_组成(写出名称和表达式)。4 (武汉大学 2008 年考研试题)紊流光滑区的沿程水头损失系数与_有关，紊流粗糙区的沿程水头损失系数 y 与_有关。5 (武汉大学 2008 年考研试题)达西定律的表达式为_，符合达西定律的渗流其
2、沿程水头损失 hf 与流速 v 的_次方成正比。6 (武汉大学 2007 年考研试题)恒定总流的能量方程中，包含有动能修正系数 ，这是因为_，层流的 值比紊流的 值_。7 (武汉大学 2007 年考研试题)紊流切应力由_和_组成。(写出名称和表达式)8 (武汉大学 2007 年考研试题)层流流速分布为_分布，紊流流速分布为_分布。二、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。9 (武汉大学 2009 年考研试题)谢：才系数 C 的量纲是( )。（A）L（B） L-1T1/2（C） L1/2T-1（D）1无量纲量10 (武汉大学 2009 年考研试题)粘性底层厚度 0 随 Re 的增
3、大而( )。（A）不定（B）不变（C）增大（D）减小11 (武汉大学 2009 年考研试题)水力润滑油紊流是指粘滞底层厚度 t 与管壁绝对粗糙度有下列关系( )。（A） t（B） t（C） t 与 同数量级（D）以上答案均不对12 (武汉大学 2009 年考研试题)若两管道的管长 L、管径 d、流量 Q 及水温 t 均相同，但在相同长度管段上的糙率 n1n 2，则两管测压管水面差h 1 与 h2 的关系为( )。（A）h 1h 2（B） h1h 2（C） h1=h2（D）无法确定13 (武汉大学 2008 年考研试题)粘性底层厚度随着雷诺数的增大而( )。（A）增大（B）减小（C）不变（D）不
4、确定14 (武汉大学 2007 年考研试题)谢才系数 C 的量纲是( )。（A）L（B） L-1T1/2（C） L1/2T-1（D）1无量纲量15 (武汉大学 2007 年考研试题)圆管均匀层流与圆管均匀紊流的( )。（A）断面流速分布规律相同（B）断面上切应力分布规律相同（C）断面上压强平均值相同（D）水力坡度相同16 (武汉大学 2007 年考研试题)流量一定，管径沿程减小时，测压管水头线( )。（A）可能沿程上升也可能沿程下降的（B）总是与总水头线平行（C）只能沿程下降（D）不可能低于管轴线17 (武汉大学 2007 年考研试题)简述雷诺实验内容及成果。18 (武汉大学 2008 年考研
5、试题)在有压管流中，临界雷诺数与管径和流速无关，仅与液体种类有关。（A）正确（B）错误19 (武汉大学 2009 年考研试题)在恒定均匀流中，沿程水头损失与流速的平方成正比。（A）正确（B）错误20 (武汉大学 2009 年考研试题)上游面垂直的高 WES 实用堰，当水头 H 大于设计水头 Hd 时，其流量系数 m 大于设计流量系数 md。（A）正确（B）错误21 (武汉大学 2007 年考研试题)在粘性流体的流动中，测压管水头(即单位重量流体所具有的势能)只能沿程减小。（A）正确（B）错误22 (武汉大学 2007 年考研试题)在圆管有压水流中，临界雷诺数为一常数，与管径及流速无关。（A）正
6、确（B）错误23 (天津大学 2005 年考研试题)管道中紊流时过水断面上的流速分布比层流时流速分布均匀。（A）正确（B）错误24 (东南大学 2005 年考研试题)油在管中以 v=1ms 的速度流动，如图 67 所示。油的密度 =920kgm 3，l=3m，d=25mm，水银压差计测得 h=9cm。圆管均匀层流运动过流断面上流速分布为 u= (r02r2)，=1332810 3Nm 3。试求： (1)油在管中流动的流态。 (2)油的运动粘度 v。 (3) 若保持相同的平均流速反向流动，压强计的读数有何变化。25 (东南大学 2005 年考研试题)在长为 2L，直径为 d 的管道上，并联一根直
7、径相同，长度为 L 的支管。如图 68 中虚线所示。若水头不变，求并管前后的流量之比。(管道均为长管，沿程阻力系数均为 )。26 (武汉大学 2007 年考研试题)为测定一阀门的局部损失系数及所受水流作用力，在门的上下游等直径管道上装设了 3 个测压管，如图 6-10 所示，其间距l1=1m，l 2=2m。已知管道内径 d=50mm，管中流过的水流量 Q=68710 -3m3s，实测 1=150cm， 2=92cm， 3=40cm，求：(1)阀门的局部损失系数 值。(2)水流作用于阀门上的力。27 (天津大学 2005 年考研试题)在射流技术中，把两股速度相等、直径不等的同轴射流互相冲击，如图
8、 611 所示。冲击区系在大气包围之中。冲击后射流成一锥形。忽略冲击的损失，求锥形角 与 d2d 1 关系。流体力学（流动状态及阻力损失）历年真题试卷汇编 1 答案与解析一、填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。1 【正确答案】 u x、u y 符号相反的几率很大，而 取正值【知识模块】 流动状态及阻力损失2 【正确答案】 016【知识模块】 流动状态及阻力损失3 【正确答案】 粘性切应力 =【知识模块】 流动状态及阻力损失4 【正确答案】 雷诺数 相对粗糙度【知识模块】 流动状态及阻力损失5 【正确答案】 u=kJ【知识模块】 流动状态及阻力损失6 【正确答案】 计算动能时采用断
9、面平均速度代替了不均匀的断面速度分布 大【知识模块】 流动状态及阻力损失7 【正确答案】 粘性切应力 =【知识模块】 流动状态及阻力损失8 【正确答案】 二次抛物线 近似对数或指数【知识模块】 流动状态及阻力损失二、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。9 【正确答案】 C【知识模块】 流动状态及阻力损失10 【正确答案】 D【知识模块】 流动状态及阻力损失11 【正确答案】 B【知识模块】 流动状态及阻力损失12 【正确答案】 A【知识模块】 流动状态及阻力损失13 【正确答案】 B【知识模块】 流动状态及阻力损失14 【正确答案】 C【知识模块】 流动状态及阻力损失15 【
10、正确答案】 C【知识模块】 流动状态及阻力损失16 【正确答案】 C【知识模块】 流动状态及阻力损失17 【正确答案】 雷诺实验装置图如图 6-9 所示。雷诺实验装置由能保持恒定水位的水箱、试验管道及能注入有色液体的部分等组成。实验时，只要微微开启出水阀，并打开有色液体盒连接管上的小阀，色液即可流入圆管中，显示出层流或紊流状态。 雷诺实验揭示了重要的流体流动机理，即根据流速的大小，流体有两种不同的形态。当流体流速较小时，流体质点只沿流动方向作一维的运动，与其周围的流体间无宏观的混合即分层流动这种流动形态称为层流。流体流速增大到某个值后，流体质点除流动方向上的流动外，还向其他方向作随机的运动，即
11、存在流体质点的不规则脉动，这种流体形态称为紊流。 雷诺数 Re=Vdv，液流型态开始变化时的雷诺数叫做临界雷诺数。【知识模块】 流动状态及阻力损失18 【正确答案】 B【试题解析】 临界雷诺数不仅与管径和流速无关，也与液体种类无关。【知识模块】 流动状态及阻力损失19 【正确答案】 B【试题解析】 和流态有关，如在层流情况下沿程水头损失应与流速的一次放成正比。【知识模块】 流动状态及阻力损失20 【正确答案】 A【知识模块】 流动状态及阻力损失21 【正确答案】 B【试题解析】 在粘性流体的流动中，测压管水头可能沿程增大也可能沿程减小，比如当流体从小口径管道进入大口径管道时，速度水头减少，有可
12、能时测压管水头增大，当然当管径沿程不变或减小时，测压管水头只能沿程减小。【知识模块】 流动状态及阻力损失22 【正确答案】 A【试题解析】 在圆管有压水流中，临界雷诺数为一常数，与管径、流速及流体的粘性大小均无关，只是有的认为常数是 2000，也有的认为常数是 2300，同时还存在上限和下限，但是由于上限不稳定，一般只采用下限。【知识模块】 流动状态及阻力损失23 【正确答案】 A【知识模块】 流动状态及阻力损失24 【正确答案】 (1)在 11 与 22 截面列能量方程，可得：v=07915(m 2s) (3)有变化，虽然 Re 不变，但 hf 的方向改变了，压强计的读数变为左边比右边高出
13、9cm。【知识模块】 流动状态及阻力损失25 【正确答案】 由于上水位和下水位的位置总是不变，故水头损失相同。 并管前：hf=2ALQ12 并管后：h f=ALQ22+AL( )2 联立上述两式，可得： =0791【知识模块】 流动状态及阻力损失26 【正确答案】 (1)由于管道等径，即有相同的流速，则由 2、3 断面间的能量方程可得水头损失： h f2-3= 2 一 3=05m 故水力坡度 J=hf2-3l 2=052=025，易知边壁切应力： 0=RJ=025R 同理由 1、2 断面间的能量方程可得： h f1-2+hj= 1 一 2=06m 同一管道的水利坡度 J 相同，因此： h j=06 一 hf1-22=06 一 Jl1=06025=035m (2)因为速度不变，由 1、2 断面间的动量方程可得：p 1 一 p2FT 一 R=0。因此有： R=p 1 一 p2 一FT=A( 1 一 2)一 0l1=A( 1 一 2)一 025Rl 1 =A( 1 一 2)一 025Al 1 =9800 0251 =6 73(N) 式中，F T 为边壁切力，R 为阀门对水流的作用力。则由牛顿第三定律知，水流作用于阀门上的力与 R 大小相等、方向相反。【知识模块】 流动状态及阻力损失27 【正确答案】 【知识模块】 流动状态及阻力损失
