1、流体力学（流动状态及阻力损失）历年真题试卷汇编 2 及答案与解析1 (天津大学 2004 年考研试题)内表面几何光滑的管道一定是水力光滑管。（A）正确（B）错误2 (天津大学 2004 年考研试题)均匀流基本方程 0=RJ，既适用于层流也适用于紊流。（A）正确（B）错误3 (天津大学 2003 年考研试题)壁面光滑的管道不一定是水力光滑管。（A）正确（B）错误4 (天津大学 2004 年考研试题)圆管中层流与紊流，其流速分布有何不同?为什么有此区别?5 (天津大学 2003 年考研试题)层流与紊流的内部切应力有何不同?6 (天津大学 2004 年考研试题)某渠道建有一平板闸门排水闸，闸门与渠道
2、同宽，门宽 2m，当闸门在某一开度时，闸门前水深 H=25m，闸孑 L 后收缩断面水深hc=05m，闸孔出流局部水头损失为 c-c 断面流速水头的 12，即 hj=05 ，如图 6-12 所示，求此时作用于平板闸门上的动水总压力(不计摩擦力)?7 (天津大学 2003 年考研试题)如图 6-13 所示，嵌入支座内的一输水管，管径d1=1 5m，d 2=10m，当支座前的压强 p1=40 个大气压时(相对压强)，流量为18m 3s ，管轴线为水平，不及水头损失，求渐变段的支座所受的轴向力?8 (天津大学 2003 年考研试题)如图 614 所示，圆形有压涵管穿过路基，管长l=50m，管径 d=1
3、0m，上下游水位差 H=3m，管路沿程阻力系数 =003，局部阻力系数；进口 b=05，弯管 b=065，水下出口 st=10，求通过流量?9 (天津大学 2002 年考研试题)如图 6-15 所示，某一矩形段面平底渠道，宽度b=26m ，河床在某处拾高，坎高 a=03m，上游水深 H=18m ，上游水深h=138m ，局部水头损失为下游渠道流速水头的 12。求： (1)渠道的流量 Q=? (2)水流对坎的水平推力 R=?10 (天津大学 2002 年考研试题)有二渠道通过三段直径 D=01m 的混凝土管连成一条虹吸管跨过山丘取水，高水位渠道水面高程 1=100m，低水位渠道水而高程2=98m
4、，虹吸管长度 L1=8m，L 2=12m，L 3=15m，中间有二个弯头，每个弯头的局部损失系数 b=036，进口水头损失系数 e=05， 1=2=3=002，如图 6-16 所示。 (1)求虹吸管的输水能力。 (2) 当 z=60m 时，求虹吸管中最大真空值 hv=?四、填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。11 (河海大学 2007 年考研试题)紊流粗糙区的沿程水头损失 hf 与断面平均流速的_次方成正比，其沿程水头损失系数 与_有关。12 (河海大学 2007 年考研试题)水流经过一渐缩圆管，若已知直径比 d1d 2=2，其雷诺数之比 Re1Re 2_。13 (河海大学 20
5、06 年考研试题)水在直径为 1cm 的圆管中流动时，流速 v=1ms，运动粘滞系数 =001cm 2s。因雷诺数 Re=_，所以水流为_流。14 (河海大学 2006 年考研试题)一般来说，有压管道的水头损失分为_和_两类。对于长管，可以忽略_。五、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。15 (天津大学 2004 年考研试题)等直径圆管中的层流，其过流断面平均流速是圆管中最大流速的( ) 。（A）10 倍（B） 13 倍（C） 14 倍（D）12 倍16 (天津大学 2003 年考研试题)圆管的水力半径是( )。（A）d2（B） d3（C） d4（D）d517 (天津大学 2
6、003 年考研试题)等直径圆管中层流的过流断面流速分布是( )。（A）呈抛物线分布（B）呈对数线分布（C）呈椭圆曲线分布（D）呈双曲线分布18 (天津大学 2003 年考研试题)在尼古拉兹的沿程阻力系数实验中哪一个区的阻力系数与雷诺数无关( ) 。（A）紊流粗糙区（B）临界过渡区（C）紊流过渡区（D）紊流光滑区19 (清华大学 2005 年考研试题)球状泥沙颗粒在静水中沉降的流态分区，随着颗粒粒径由小到大，分别处于( )。（A）紊流区、过滤区、层流区（B）过渡区、层流区、紊流区（C）层流区、过渡区、紊流区20 (清华大学 2005 年考研试题)床面上泥沙颗粒间的粘结力( )。（A）当颗粒较大时
7、不可忽略（B）当颗粒较小时不可忽略（C）任何情况下都可以忽略21 (清华大学 2005 年考研试题)如果泥沙进入河道后一直保持悬移运动而输运入海，从不落淤到床面，则称其为( )。（A）床沙质（B）冲泻质（C）悬移床沙质22 (清华大学 2005 年考研试题)沿程河相关系是指( )。（A）河道断面几何形态与特征流量的关系（B）输沙率与流量的关系（C）某断面处实测的水位流量关系23 (河海大学 2007 年考研试题)按普朗特动量传递理论，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24 (河海大学 2007 年考研试题)若测得两根管道的下临界雷诺数相
8、等，则必须两管的( )。（A）管径 d 相等（B）液体的粘性系数 相等（C）管径 d 和 均相等（D）以上答案均不对25 (河海大学 2006 年考研试题)粘滞底层厚度 0 比绝对粗糙度小得多的壁面称为( )。（A）光滑面（B）过渡粗糙面（C）粗糙面（D）以上答案均不对26 (河海大学 2006 年考研试题)达西定律适用于( )。（A）层流渗流（B）层紊流都适用（C）紊流渗流（D）急变渗流流体力学（流动状态及阻力损失）历年真题试卷汇编 2 答案与解析1 【正确答案】 B【知识模块】 流动状态及阻力损失2 【正确答案】 B【试题解析】 只适用于层流。【知识模块】 流动状态及阻力损失3 【正确答案
9、】 A【知识模块】 流动状态及阻力损失4 【正确答案】 层流时，过水断面流速按抛物线分布；紊流时，过水断面上流速按时数规律分布。因为紊流时由于液体质点的混掺作用，动量发生交换，使流速分布均匀化的结果。【知识模块】 流动状态及阻力损失5 【正确答案】 圆管均匀流 r= ，层流粘滞切应力由流层间的相对运动所引起，有 r= 。 紊流时均切应力。其中，第一部分为由相信两层流间时间平均流速相对运动所产生的粘滞切应力 ；第二部分为纯粹由脉动流速所产生的附加切应力 。【知识模块】 流动状态及阻力损失6 【正确答案】 对 1-1 断面及 c-c 断面列能量方程： 以渠底为基准面，z1=25m，z c=05m，
10、p 1=p2， 1=c=1 由连续性方程，设宽为 b，则： v 1bH=vcbhc 由、两式，解得： v 1=104(ms)，v c=518(ms) 则有： Q=51820 5=518(m 3s) 取控制体列动量方程，R 为闸门对水流的作用力： Q(2v2 一 1v1)=F1-F2-R 令 1=2=1，F 1= ，解得：R=37355kN，方向水平向左。 作用于平板闸门上的动水总压力等于 R，即亦为37355kN，方向水平向右。【知识模块】 流动状态及阻力损失7 【正确答案】 取左段管截面为 11 断面，右端管截面为 22 断面。(1)求断面11 及 22 处平均流速：(2)对 11 及 22
11、 断面列能量方程： 以管轴线为基准线，则： z 1=z2=0，h w=0 令 1=2=1，解得： p2=39789815Pa (3)取 11及 22 断面之间的水体为控制体列动量方程(以水平向右为正向)： Q( 2v2 一1v1)=p1A1 一 p2A2 一 R 其中，R 为渐变段对水流的作用力。 令 1=2=1，解得渐变段上所受到的轴向推力为： R=391704kN(方向水平向右 )【知识模块】 流动状态及阻力损失8 【正确答案】 对 11 及 22 断面列能量方程：【知识模块】 流动状态及阻力损失9 【正确答案】 取上游断面为 1-1 断面，下流断面为 2-2 断面。 (1)对 1-1 断
12、面及 2-2 断面列能量方程： 取垂直的方向的最低位置，即更低的那个河底为 0-0 线，并以 0-0 线为基准线，则： z1=0，z 2=a=03(m) 令 1=2=1，有： 又由连续性方程有：v1bH=v2bh 由式、式，解得： v 1=123(m s)，v 2=161(ms) 从而可得：Q=v1bH=1232 61 8=576(m 3s) (2)取控制体。上游水压力为 FP1x，下游水压力表 FP2x，坎对水流的作用力为 R1，则： 列动量方程： Q(v 2 一 v1)=FP1x 一 FP2x 一 R1 令 1=2=1，代入数值解得： R12074kN 则水流对坎的水平推力为：R=R 1=
13、2074kN(方向水平向右)【知识模块】 流动状态及阻力损失10 【正确答案】 (1)管道的流量系数为：(2)最大真空度发生在 BB 断面。以上游渠道自由面为基准面，令 BB 断面中心至上游渠道水面高差为 zs，对上游断面 00 及 BB 断面列能量方程：最大真空值hv=7 55(m)。【知识模块】 流动状态及阻力损失四、填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。11 【正确答案】 2 相对粗糙度【知识模块】 流动状态及阻力损失12 【正确答案】 1：2【知识模块】 流动状态及阻力损失13 【正确答案】 10000 紊【知识模块】 流动状态及阻力损失14 【正确答案】 沿程水头损失 局
14、部水头损失 局部水头损失【知识模块】 流动状态及阻力损失五、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。15 【正确答案】 D【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】 A【知识模块】 流动状态及阻力损失18 【正确答案】 A【知识模块】 流动状态及阻力损失19 【正确答案】 C【知识模块】 流动状态及阻力损失20 【正确答案】 B【知识模块】 流动状态及阻力损失21 【正确答案】 B【知识模块】 流动状态及阻力损失22 【正确答案】 A【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】 D【知识模块】 流动状态及阻力损失25 【正确答案】 C【知识模块】 流动状态及阻力损失26 【正确答案】 A【知识模块】 流动状态及阻力损失
