工程流体力学－试题及答案- 工程流体力学（2250）

工程流体力学－试题及答案- 工程流体力学（2250） 二O O二年上半年高等教育自学考试全国统一命题考试 工程流体力学(2250) (电厂热能动力工程专业) 本试题分两部分，第一部分为选择题，1页至4页，第二部分为非选择题，5页至12页，共12页;选择题20分，非选择题80分，满分100分，考试时间150分钟。 第一部分 选择题 一、单项选择题(本大题共20小题，每小题1分，共20分)在每小题烈出的四个选项中只有 一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1( 若流体的密度仅随___________变化而变化，则该流体称为正压性流体。( ) A( 质量 B(体积 C(温度 D(压强 2(亚声速流动，是指马赫数__________时的流动。( ) A( 等于1 B(等于临界马赫数 C(大于1 D(小于1 3(气体温度增加，气体粘度 A( 增加 B(减小 C(不变 D(增加或减小 4(混合气体的密度可按照各种气体_____________的百分比数来计算。( ) A( 总体积 B(总质量 C(总比容 D(总压强 5(某单位购买了一台提升汽车的油压升降机(如图一所示)，原 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 操纵方法是:从B秘进高压油，A管排油时平台上升(图一的左图);从A管进高压油，B管排油时平台下降。在安装现场工人不了解原设计意图，将A、B两管联在一起成为C管(图一的右图)。请你判断单靠一个C管通入高压油或排油，能操纵油压机升降吗,你的判断( ) A( 可以 B(不能动作 C(能升不能降 D(能降不能升 图一 图二 6(在一个储水箱的侧面上、下安装有两只水银U形管测压计(如图二)，当箱顶部压强Po,1个大气压时，两测压计水银柱高之差?h=h1-h2=760mm(Hg)，如果顶部再压入一部分空气，使Po,2个大气压时。则?h应为( ) A( ?h=,760mm(Hg) B(?h= 0mm(Hg) C(?h= 760mm(Hg) D(?h=1520mm(Hg) 7(流体流动时，流场各窨点的参数不随时间变化，仅随空间位置而变，这种流动称为( ) A(定常流 B(非定常流 C(非均匀流 D(均匀流 8(流体在流动时，根据流体微团________来判断流动是有旋流动还是无旋流动。( ) A( 运行轨迹是水平的 B(运行轨迹是曲线 C(运行轨迹是直线 D(是否绕自身轴旋转 9(在同一瞬时，流线上各个流体近质点的速度方向总是在该点与此线( ) A( 重合 B(相交 C(相切 D(平行 10(图示三个油动机的油缸的内径D相等，油压p也相等，而三缸所配的活塞结构不同，三个油机动的出力F1，F2，F3的大小关系是(忽略活塞重量)( ) A( F1,F2,F3 B(F1,F2,F3 C(F1,F2,F3 D(F1,F3,F2 11(三个容积完全相等的容器，联接如图示，先将阀门a,b关闭，阀门c开启，压强计p指示为0，将容器I充入压缩空气，绝对压强为300KPa，容器抽成真空度为30KPa。先关闭阀门c，再开启阀门a和b，这时，压强计p的读数应该是(设当地大气压是100KPa)( ) A(56.7 KPa B(76.7 KPa C(90.0 KPa D(110.0 KPa 12(下列说法中，正确的说法是( ) A( 理想不可压均质量重力流体作定常或非定常流动时，沿流线总机械能守恒 B( 理想不可压均质重力流体作定常流动时，沿流线总机械能守恒 C( 理想不可压均质重力流体作非定常流动时，沿迹线总机械能守恒 D( 理想可压缩重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒 13(在缓变流的同一有效截面中，流体的压强分布满足( ) pA( B(P,C ，Z,C,g 22ppvvC( D( ，,C，Z，,C,,g2gg2g 14.当圆管中流体作层流流动时，动能修正系统α等于( ) A( 1 B(2 C(3 D(2000 15(如图所示，容器若依次装着水与汽油，假定二者均为理想流体，且H,常数，液面压强为大气压，则从管口流出的水与汽油之间的速度关系是( ) A( V水,V油 B(V水,V油 C(V水,V油 D( 难以确定的 16(粘性流体绕流平板时，边界层内的流态由层流转变为紊流的临界雷诺数Rexcr值为( ) 2565A( 2000B(2000~13800C(~3D(~3 5，102，10，10，10 17(当某管路流动在紊流粗糙管平方阻力区范围内时，则随着雷诺数Re的增大，其沿程损失系数λ将( ) A( 增大 B(减小 C(不变 D(增大或减小 18(水自水箱经管路流出，如图所示，若把管路阀门再关小一些，阀门前后的测压管1与2的液面高度变化将是( ) A( h1升高，h2降低 B(h1降低，h2升高 C(h1与h2都降低 D(h1与h2都升高 19(流体在管内作层流流动时，其沿程损失hf值与断面平均流速v的__________次方成正比。( ) A( 1 B(1.75 C(1.75~2 D(2 20(管路水力计算中的所谓长管是指( ) A( 长度很长的管路 B(总能量损失很大的管路 C(局部损失与沿程损失相比较可以忽略的管路 E( 局部损失与沿程损失均不能忽略的管路 第二部分 非选择题 二、名词解释 (本大题共5小题，每小题2分，共10分) 21(流体的密度 22(等压面 23(定常流动 24(水力光滑与水力粗糙管 25(气体一维定常等熵流动的极限状态 三、简答题(本大题共4小题，每小题5分，共20分) 26(混合气体密度如何计算，并列出计算公式。 27(对于静止液体，当作用在液体上的质量力仅有重力时，则液体中的哪些面是等压面, 28(什么是有效截面,流道中流线互相平行时，有效截面形式如何, 29(什么是紊流的时均速度,写出紊流时均速度轴向分量的定义式，指出式中各符号的含u 义。 四、计算题(本大题共6小题，共50分) 30((6分)飞机在10000m的高空(T,223.15K,p=0.264bar)以速度800km/h飞行，燃烧室的进口扩压通道朝向前方，设空气在扩压通道中可逆压缩，试确定相对于扩压通道的来流马赫数和出口压力。(空气的比热容为Cp=1006J/(kg?K)，等熵指数为k=1.4，空气的气体常数R为287J/(kg?K) 331((6分)一截面为圆形风道，风量为10000，最大允许平均流速为20m/s， m/h 求:(1)此时风道内径为多少, (2)若设计内径应取50mm的整倍数，这时设计内径为多少, (3)核算在设计内径时平均风速为多少, 32((7分)离心式风机可采用如图所示的集流器来测量流量，已知风机入口侧管道直径 3md=400mm，U形管读数h,100mmH2O,水与空气的密度分别为ρ水,1000kg/,ρ空,1.2 3mkg/,忽略流动的能量损失，求空气的体积流量qv。 33((7分)要为某容器底部设计一个带水封的疏水管，结构如图示，容器内部的压强值，最高时是 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 压强pe,1500Pa，最低时是真空值pv,1200Pa,要求疏水管最高水位应低于容器3m底部联接法兰下a=0.1m,最低水位应在疏水管口上b=0.2m(水密度ρ,1000kg/，重力加2速度g=9.8m/s) 求:(1)疏水管长度L。 (2)水封水面到疏水管口的深度H。 34((12分)有一水平放置的90º渐缩弯管，管内径d1=15cm,d2=7.5cm,入口处平均流速v14,若不计阻力损失，求水流对弯管的作用力，水的密度ρ,,2.5m/s,表面强p,6.86，10Pa131000kg/m 35((12分)用虹吸管输水，如图所示，已知:水位差H,2m，管顶高出上游水位h=1m,虹吸管内径d=200mm,管长为LAB,3m,LBC=5m,LCD=4m,管路沿程损失系数λ,0.026，局部损失系数有:管路进口滤网(带底阀)一个，ζ滤网,12，B，C两处90º圆弯两个，每个 3mζ弯头,0.5，管路出口ζ出口,1.0，水的密度ρ,1000kg/。试求: (1) 虹吸管的流量qv。 (2) 虹吸管中压强最低点的位置及其真空值。 二O O二年上半年高等教育自学考试全国统一命题考试 工程流体力学试题参考答案及评分 (电厂热能动力工程专业) 一、单项选择题(本大题共20小题，每小题1分，共20分) 1(D 2(D 3(A 4(A 5(A 6(C 7(A 8(D 9(C 10(A 11(A 12(B 13(A 14(B 15(C 16(C 17(C 18(A 19(A 20(C 二、名词解释(本大题共5小题，每小题2分，共10分) 21(【参考答案及评分 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 】 单位体积流体的质量(2分) 22(【参考答案及评分标准】 在液体中压强相等的点组成的面称为等压面。(2分) 23(【参考答案及评分标准】 流场中各空间点上所有物理参数均与时间变量t无关，称作定常流动(2分) 24(【参考答案及评分标准】 流体在管内作紊流流动时，用符号?表示管壁绝对粗糙度，δ0表示粘性底层的厚度，则 当δ0,?时，叫此时的管路为水力光滑管(1分) 当δ0,?时，叫经时的管路为水力粗糙管(1分) 评分标准:若对符号?δ?不作解释，不扣分。 25(【参考答案及评分标准】 在绝热流动的过程中，气流的绝对压强与热力学温度为零，气流的总能量全部转化为 宏观运动的动能的状态。(2分) 三、简答题(本大题共4小题，每小题5分，共20分) 26(【参考答案及评分标准】 可按各种气体所占气体总体积的百分数来计算(3分)。 n(2分) ,,,,，？，,,,,i,,12nni-1 i,各组成气体所占混合气体总体积的百分数; , 3kgρi,各组成气体的密度，; 3kgρ,混合气体密度，。 27(【参考答案及评分标准】 属于等压面的是以下水平面(1分) (1) 自由表面(或气液分界面)(1分) (2) 两种不互溶液体的交界面(1分) (3) 液体内能互相连通(或不被隔断)的同一种液体内的各水平面。(2分) 28(【参考答案及评分标准】 (1) 在流场中(或流道中)存在这样的横截面，穿过该截面的每一条流线均与 该截面垂直。这样的横截面称为有效截面(又称过流截面)(3分) (2) 当流线互相平行时，有效截面为平面。(2分) 当流线互相不平行时，有效截面为曲面。 29(【参考答案及评分标准】 紊流真实速度在一定时间间隔内的统计平均值叫紊流的时均速度(2分) t，T1o (2分) u,udt,tT 式中:t?,初始时刻 T,时间间隔 u,瞬时速度 ,时均速度(1分) u四、计算题(本大题共6小题，共50分) 30(【参考答案及评分标准】 3800，1022T,T，v/2C,223.15，()/(2，1006),,0p3600 ,247.69K 3 v(800，10/3600),M,,0.74 (3分),a1.4，287，223.15, kk-12k-1P,P[1，M],,02 1.41.4-121.4-1 ,0.264[1，，0.74],0.38bar (3分)2 31(【参考答案及评分标准】 ,依连续方程(,C)　vA,vA,q1122v}(3分) ,10000，42(1)　vd,q d,,0.42m,420m11v 1,413600，20 (2) 设计内径应取450mm为50mm的9倍，且风速低于允许的20m/s(2分) (3) 在设计内径450mm时，风速为 q4，10000v } (1分) v,,,17.46m/s22,,3600，0.452d24 32(【参考答案及评分标准】 由伯努利方程 2pv0，0，0,，0，,g2g p得 v,,2　　(2分)p ,,由静力学方程　　p，gh,0,p,-gh (2分)　　代入水水 ,1000水得　 v,2gh,2，9.807，0.1，,40.43m/s,1.2 ,,223q,v,d,40.43，，(0.4),5.08m/s (3分)v44 33(【参考答案及评分标准】 根据流体静力学基本方程 pe表压强 ,,ghh,或,e,g 在最高压强时，管内水面应低于O,O面 p1500e h,,,0.153m (2分)1,g1000，9.8 在最低压强时，管内水面应高于O,O面 p1200v h,,,0.122m　(2分)2,g1000，9.8 故疏水管长度 L,a，h，h，b，0.1，0.122，0.152，0.2,0.574m (1分)21 水封水面到疏水管口深度 H,h，b,0.153，0.2,0.353m (1分) 1 答:疏水管长度应为0.574m，水封水面到疏水管口深度为0.353m(1分)。 34(【参考答案及评分标准】 Ad211由 vA,vA 可得v,v()v,4v,10m/s (3分)1122111Ad22 22pvpv1122由 ，,，,g2g,g2g 1000,22422得 p,p，(v-v),6.86，10，，(2.5-10),21725Pa (3分)211222pA-F,,g(0-v)由 11xv1 pA-F,,g(-v-0) 22Yv2 ,2243 F,A(p，v),，(0.15)，(6.86，10，10，2.5),1322N,x1114 ,2232F,A(p，v),，(0.075)，(21275，10，10),537.5N,X1114 2222F,F，F,(1322)，(537.5),1427.1N　　　(6分)YX 35(【参考答案及评分标准】 (1)求虹吸管的流量:列进、出口水池水面的伯努利方程: 2，，LLLvABBCCD ,,,,，H(,,)(3分)hwd2g 把已知参数代人:求得v=vA=1.59m/s (1分) 3q,vA,0.05m/s (2分) 所以 v (2)低压强点及其真空度 最低压强应是虹吸管内的C点 (见图) 列进水池水面及C断面的伯努利方程: 2Pvcv0,h,，，h (3分)wAC g2g, 得　Pvc,28200Pa,28.2KPa (3分)