电大流体力学近三年期末考试试卷和答案.pdf

试卷代号 1123 座位号巨二 国家开放大学 中央广播电视大学 2016年春季学期 开放本科 期末考试 流体力学试题 半开卷 2016年7月 题号 四 总分 分数 得分 评卷人 一 选择题 每小题3分 共15分 I 在研究流体运动时 按照是否考虑流体的粘性 可将流体分为 A 牛顿流体及非牛顿流体 C 均质流体与非均质流体 B 可压缩流体与不可压缩流体 D 理想流体与实际流体 2 在重力作用下静止液体中 等压面是水平面的条件是 A 同一种液体 C 不连通 B 相互连通 D 同一种液体 相互连通 3 按短管进行水力在圆管流中 层流的断面流速分布符合 A 均匀规律 B 直线变化规律 C 抛物线规律 D 对数曲线规律 4 按短管进行水力计算的管路是 A 虹吸管 B 给水管路 C 支状管网 D 环状管网 5一梯形断面渠道 底宽b 2m 边坡系数m一1 0 明渠中的水深h 0 Sm 则湿周x 水力半径R分别为 A 3 414 0 366 C 3 414 0 30 B 3 5 0 30 D 3 5 0 366 454 得分 评卷人 三 判断题 本题若全为丫或全为x 或规律性判断不给分 每题 2 5分 共15分 6 牛顿内摩擦定律中 粘度系数 和 均与压力和温度有关 7 直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心 S 应用总流伯努利能量方程时 过流断面只能取均匀流或渐变流断面 9 大孔口与小孔口都可认为其断面上压强 流速分布均匀 各点作用水头是一常数 10 明渠中均匀流一定是恒定流 n 在无压渗流中 重力水的自由表面称为浸润线 三 简答题 每题5分 共20分 得分 评卷人 12 为什么要建立连续介质模型 13 如图所示 水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道 试问 1 当阀门开度一定 上游水位保持不变 各段管中 是恒定流还是非恒定流 是均匀流还 是非均匀流 2 当阀门开度一定 上游水位随时间下降 这时管中是恒定流还是非恒定流 3 恒定流情况下 当判别第II段管中是渐变流还是急变流时 与该段管长有无关系 阀门 一万 II一 I 一 ifi 14 简述尼古拉兹实验中沿程阻力系数A的变化规律 15 简述明渠水流的三种流态及其四个判别方法及标准 455 得分 l 评卷人 四 计算题 共50分 16 有一圆滚门 长度1 10m 直径 D 4m 上游水深H1一 4m 下游水深H2一2m 求作 用于圆滚门上的水平和铅直分压力 12 分 17 一隔板将水箱分为AM两格 隔板上有直径d 40mm的薄壁孔口 如题下图 B箱 底部有一直径的圆柱形管嘴 管嘴长1 0 lm A箱水深H1一 3m恒定不变 1 分析出流恒 定条件 H 不变的条件 2 在恒定出流时 B箱中水深H 等于多少 3 水箱流量Q 为 何值 18分 456 18 某渠道建有一排水闸 平板闸门 闸门与渠道同宽 门宽2m 当闸门在某一开度时 闸 门前水深H二2 5m 闸孔后收缩断面水深h O Sm 闸孔出流局部水头损失为 一 断面流 速水头的 邝 即 一 5露 求 1 此时该渠道通过流量 2 此时作用于平板闸门上的动水总压力 不计摩擦力 20分 457 试卷代号 1123 国家开放大学 中央广播电视大学 2016年春季学期 开放本科 期末考试 流体力学试题答案及评分标准 半开卷 供参考 2016年7月 一 选择题 每小题3分 共15分 LD 2 D 3 C 4 A 5 A 二 判断题 本题若全为了或全为x 或规律性判断不给分 每题2 5分 共15分 6 X 7 X 8 丫9 X 10 X 11 丫 三 简答题 每题5分 共20分 12 答题要点 液体 气体 是由分子组成的 分子间有空隙 不连续 工程上研究的流体 关心的是流体宏观的物理性质 把流体看成为由质点组成的连续体 连续介质模型 目的 是建立描述流体运动的连续函数 便于应用数学工具 解决工程实际问题 13 答 1 是恒定流 工 班是均匀流 n是非均匀流 2 管中为非恒定流 3 有 管段相当长为渐变流 管段较短为急变流 14 答 尼古拉兹实验揭示了沿程阻力系数A的变化规律 文字表述或数学公式表述 层流 A一f Re 水力光滑区 A f Re 过渡粗糙区 A一 f Re 井 粗糙区 阻力平方区 一了 鲁 15 答题要点 明渠水流分为缓流 急流 临界流 四个判别方法有 干扰波 波速2 召获 V C为临界流 v 为缓流 v 为急流 弗劳德数 弗劳德数F 石于F 二1临界流 Frczl缓流 F 1急流 临界水深hk h h 缓流 h h 临界流 h h 急流 临界底坡tk iik急流 458 459 合 H12一H22 四 计算题 共50分 16 解 P二 P 一P2 807X10X 42 22 万X9 12分 2分 P二一 v 7 一 子一RZ 一誓X9 807X4X10 920kN 17 解 1 Q1 Q 时 H 恒定不变 2 1 0 1m 3 4d2 为管嘴出流 d 为孔口出流 取f LI 0 6 严 A1 碑示H不H2 p A2 丫2g 弃百 0 62 A22 2g 3一H2 0 822 A22 2g H2 0 1 3一H 0 822 XA毛 0 62 XA爹 0 822 X0 34 0 62 X0 44 H2 0 1 H2 0 1 0 59X H2 0 1 3 0 059 H2 1十0 59 1 59H2 H2 2 941 1 59 1 85m 10分 3 Qi t A 再不万不育万 0 6X牛X0 042 X衬藉灭不丽 0 358X10一2m3 s 6分 18 解 1 以渠底为基准面 列能量方程 求通过流量 5 5 掣二 乙名 一 5 37 类 名 2 孚一 十1 类一 十 1 36 5石 2 0 vn 1 037m s v亡 S 0v0 S 18m s 流量 Q hBv0 2 5 2 Xl 037 5 18m3 s 6分 590kN 其一 依连续方程 v 乙g B Hv0 Bh 1 5v0代人 1 式得 4分 5 Hv0 h 5v00 5 V竺 0十二牛 0 2 选择控制体 分析外力 列动量方程求作用于平板闸门上的动水总压力 一合二 2 一 5X9 8X2 5 2 X2 61 25kN 方向向右 一合pgh 一 5X9 BXO 52 X2 2 45kN 方向向左 设闸门对水的作用力为R 方向向左 列动量方程 闪 月 v 一p 一P 一P R 取Pt fl 1 R P 一P 一闪 v 一vo 61 25 2 45一5 18 5 18一1 037 37 34kN 答 作用于平板闸门上的动水总压力为37 S4kN 方向向右 4分 6分 460 。