1、流体力学（流动状态及阻力损失）历年真题试卷汇编 3 及答案与解析1 (河海大学 2007 年考研试题)同一种管径和粗糙度的管道，雷诺数不同时，可以在管中形成紊流光滑区、粗糙区或过度粗糙区。（A）正确（B）错误2 河海大学 2007 年考研试题)因为各并联支管的长度、直径及粗糙度可能不同，因此在各支管上的水头损失也不相同。（A）正确（B）错误3 (河海大学 2007 年考研试题)当雷诺数 Re 很大时，在紊流核心区中，切应力中的粘滞切应力可以忽略。（A）正确（B）错误4 (河海大学 2006 年考研试题)紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。（A）正确（B）错误5 (河海大学 2006 年考研试题
2、)液体作层流运动时，相对粗糙度越大，沿程水头损失系数 也越大。（A）正确（B）错误6 (河海大学 2005 年考研试题)层流可以是渐变流也可以是急变流。（A）正确（B）错误7 (河海大学 2005 年考研试题)管壁光滑的管子一定是水力光滑管。（A）正确（B）错误8 (河海大学 2005 年考研试题)在并联管道中，若长管考虑，则支管长的沿程水头损失较大。（A）正确（B）错误二、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 (河海大学 2006 年考研试题)上临界雷诺数是( )。（A）从紊流转变为层流的判别数（B）从层流转变为紊流的判别数（C）从缓流转变为急流的判别数（D）从缓变流转变
3、为急变流的判别数10 (河海大学 2005 年考研试题)圆管流动的临界雷诺数(下临界雷诺数)( )。（A）随管径变化（B）随液体的密度变化（C）随流体的粘度变化（D）不随以上变量变化11 (河海大学 2005 年考研试题)圆管层流，实测管轴上流速 04ms，则断面平均流速为( )。（A）04ms（B） 032 ms（C） 02 ms（D）01 ms12 (河海大学 2005 年考研试题)紊流附加切应力产生的原因是流体中存在( )。（A）分子内聚力（B）分子运动产生动量变换（C）重力（D）质点脉动速度引起的动量交换13 (河海大学 2005 年考研试题)圆管流动时过水断面上的切应力分布为( )。
4、（A）在过水断面上是常数（B）管轴处是零，且与半径成正比（C）管壁处是零，向管轴线方向增大（D）按抛物线变化14 (重庆大学 2007 年考研试题)圆管流动过流断面上切应力为( )。（A）管轴处为零，且管壁处为最大（B）沿径向不变（C）管壁处为零，且管轴处为最大（D）管轴处为零，管壁处也为零15 (重庆大学 2007 年考研试题)圆管紊流光滑区的沿程阻力系数 ( )。（A）与雷诺数 Re 有关（B）与管壁相对粗糙度 Kd 有关（C）与 Re 和 Kd 有关（D）与 Re 和管长 Z 有关16 (重庆大学 2007 年考研试题)断面面积相等的圆管和方管，长度、作用水头和管壁相对粗糙度均相同，流动
5、处于阻力平方区，则通过过流断面的流量比 Q 方 Q 圆为( )。17 (重庆大学 2007 年考研试题)什么是过流断面? 在渐变流的过流断面上，压强的分布是什么?18 (重庆大学 2007 年考研试题)形成层流和紊流切应力的主要原因各是什么?19 (河海大学 2007 年考研试题)一泄洪管递直径 d=40m，长 l=20km ，出口中心高程为 50m，上游恒定水位为 30m，沿程水头损失系数 =002，局部水头损失不计。出口用锥形阀控制流量，锥形阀质角 =60，如图 617 所示，当锥表阀全开时，求水流对锥形阀的作用力。(取动能与动量校正系数为 1)20 (河海大学 2005 年考研试题)如图
6、 618 所示，有两条矩形断面渡槽，其中一条渠道的 b1=5m，h 1=1m。另一条渠道的 b2=25m，h 2=2m。此外，n 1=n2=0014，底坡 i1=i2=0 004，问这两条渡槽中水流作均匀流时，其通过的流量是否相等?如不等，流量各为多少? 并判断两条渠道的水流是急流还是缓流。21 (河海大学 2005 年考研试题 1)如图 619 所示，用一个 U 形压差计测量一个垂直放置的弯管的局部水头损失系数 。已知弯管的直径 d=025m 流量Q=004m 3 s，U 形压差计的工作流体是四氯化碳，其密度为 1=1600kgm 3，测得 U 形管左右两侧的液面高差为h=70mm ，求 。
7、22 (重庆大学 2008 年考研试题)如图 620 所示，长 L=50m、直径 D=021m 的自流管，将水自水池引至吸水井中，然后用水泵送至水塔。已知泵的吸水管直径d=02m ，管长 l=6m，泵的抽水量 Q=0064m 3s，滤水网的局部阻力系数1=2=60，弯头的局部阻力系数 =03，自流管和吸水管的沿程阻力系数=002。假定自流管中通过的流量等于泵的抽水量。试求： (1)水池水面与吸水井的水面高差 h； (2)水泵的安装高度 Hs=2m 时，水泵进口断面的真空度。23 (重庆大学 2008 年考研试题)如图 621 所示，油在管中以 v=1ms 的速度向下流动，油的密度 =920kg
8、m 3，管长 l=3m，管径 d=25mm，水银压差计测得h=9cm。试求： (1)油在管中的流态。 (2)油的运动粘度 。 (3) 若保持相同的平均速度反方向运动时，压差计的读数有何变化?(水银密度 =13600kgm 3)24 (重庆大学 2007 年考研试题)不同管径的两管道的连接处出现截面突然扩大。管道 1 的管径 d1=02m，管道 2 的管径 d2=03m。为了测量管 2 的沿程阻力系数 以及截面突然扩大的局部阻力系数 ，在突扩处前面装一个测压管，在其他地方再装两测压管，如图 622 所示。已知 l1=12m，l 2=3m，测压管水柱高度h1=80mm，h 2=162mm，h 3=
9、152mm，水流量 Q=006ms，试求 和 。25 (湖南大学 2007 年考研试题)直径 Dp=12m 的输气管，其三通部件的水头损失为 ，试用温度 20(密度为 =1000kgm 3，=100910 -3N.sm 2)，流量为75Ls 的水进行试验来决定模型比尺。已知气体的密度=40kgm 3，=00002N.sm 2，v=25ms。试确定模型试验的比例尺。26 (浙江大学 2004 年考研试题)如图 623 所示的送水系统中，两支管路上各装一个阀门 k1 和 k2，管段的长度为 10m(包括局部阻力的当量长度在内 )，B 点为泵出口处。各管路的内径均为 38mm。阀门 k1 和 k2
10、适当开启时，泵只向槽 1 送水而不向槽 2 送水，槽 2 的水也不向下流，此时泵入口 e 处真空表读数为 234kPa。已知摩擦因数 均为 0025，水的密度为 1000kgm 3，两水槽中液位恒定，且与大气相通。忽略 e、B 间高差。试求： (1)管段 BC(包括所有局部阻力)的总长度为多少m? (2)若要泵同时向槽 1、槽 2 输送水，应如何调节两个阀门 ?流体力学（流动状态及阻力损失）历年真题试卷汇编 3 答案与解析1 【正确答案】 A【知识模块】 流动状态及阻力损失2 【正确答案】 B【试题解析】 几条管道在同一点分又，然后又在另一点汇合的管道称为并联管道，其特点为：各条管道在分叉点和
11、汇合点之间的水头损失相等；管道系统中的总流量等于各并联管道中的流量之和。【知识模块】 流动状态及阻力损失3 【正确答案】 B【试题解析】 在紊流运动中，可划分：为三个区( 为粘滞切应力， Re 为附加切应力)。粘性底层 0：紧靠壁面处的极薄液层，由于壁面限制，紊动受到抑制，即Re0，粘制切应力占主导； 过渡层 1：介于粘性底层与紊流核心区之间的过渡层；紊流核心区：紊动占主导， Re 占主导地位。【知识模块】 流动状态及阻力损失4 【正确答案】 A【知识模块】 流动状态及阻力损失5 【正确答案】 B【试题解析】 液体作层流运动时，= ，即沿程水头损失 仅仅与 Re 有关，而与相对粗糙度 无关。【
12、知识模块】 流动状态及阻力损失6 【正确答案】 A【知识模块】 流动状态及阻力损失7 【正确答案】 B【试题解析】 根据粘性底层厚度 0 与绝对粗糙度的对比可将紊流壁面分为以下三类： 0，紊流光滑面； 0 0+1，紊流过渡粗糙面； 0+1，紊流粗糙面。而光滑管道不一定是水利光滑管。【知识模块】 流动状态及阻力损失8 【正确答案】 B【试题解析】 各条管道在分叉点和汇合点之间的水头损失相等，都等于此时分叉点和汇合点的总水头之差【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】 B【知识模块】 流动状态及阻力损失10 【正确答案】 D【知识模
13、块】 流动状态及阻力损失11 【正确答案】 C【知识模块】 流动状态及阻力损失12 【正确答案】 D【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】 A【试题解析】 根据 可知 A 正确。【知识模块】 流动状态及阻力损失15 【正确答案】 A【知识模块】 流动状态及阻力损失16 【正确答案】 C【试题解析】 设圆管直径为 d 圆 ，方管当量直径为 d 方 。因此，正确答案为C。【知识模块】 流动状态及阻力损失17 【正确答案】 过流断面是指处处与流线垂直的断面。在渐变流的过流断面上，压强分布服从水力学规律。【知识模块】 流动状态及阻力损失
14、18 【正确答案】 形成层流切应力的主要原因粘滞切应力；形成紊流切应力的主要原因，粘性切应力和惯性切应力。【知识模块】 流动状态及阻力损失19 【正确答案】 分析过水断面 11、2 一 2，列 1 一 1、22 的能量方程：因此，水流对锥形阀的作用力为：F=75110 4N(方向向右)【知识模块】 流动状态及阻力损失20 【正确答案】 由题意可知，水力半径为：【知识模块】 流动状态及阻力损失21 【正确答案】 对于 1，2 断面静水压强平衡，有： p 1+g(x+y)+gh=p2+gy+gh+hm p1+g(x+h)一 gh=p2 因此有： p 2=p1+gx+gh 一 16gh 则 p2=p
15、1+gx 一 06g007，因此有： p 1 一 p2=(0042 一 x)g 列 1 一 122 能量方程：【知识模块】 流动状态及阻力损失22 【正确答案】 即水泵进口断面真空度为 347m 的水柱。【知识模块】 流动状态及阻力损失23 【正确答案】 (1)p 1、p 2 的压强关系： p 2=p1+r 水 (l+h+h)-rHgh-r 水 h p2=p1=r水 (l+h)一 rHgh 列 11 至 22 截面的能量方程： (3)若以相同流速反向时，由于延迟损失的方向发牛改变，则压善计液面府该是左低右高，p 1、p 2 的压强关系为： p 2=p1+r 水 (l+h+h)+rHgh-r 水
16、 (h+h) p2-p1=r 水 (l-h)+rHgh 列 22 至 11 截面的能量方程： 由、式解得： h=h=9(cm) 即读数没有改变，只是左侧液面低于右侧液面。【知识模块】 流动状态及阻力损失24 【正确答案】 【知识模块】 流动状态及阻力损失25 【正确答案】 【知识模块】 流动状态及阻力损失26 【正确答案】 (1)在 e 点与 AA 处列伯努利方程：代入数据，解得管段 BC 的总长度为：l BC=43(m)。 (2)根据系统机械能守恒，同时向槽 1、2 供水，则应减小 k2，以使 B 点机械能增大，而增大 k1，使得 B 点机械能增大以用于输水。【知识模块】 流动状态及阻力损失
