贵州大学能源动力工程《工程流力》期末试题及答案.docx

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1、贵州大学2018-2019学年第二学期考试试卷A工程流体力学注意事项：1 .请考生按要求在试卷装订线内填写姓名、学号和年级专业。2 .请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写答案。3 .不要在试卷上乱写乱画，不要在装订线内填写无关的内容。4 .满分100分，考试时间为120分钟。题号一二三四总分统分人得分得分一、名词解释（共20分，每小题5分）评分人1 .计示压强2 .等压面3 .流线4 .当量直径二、简答题（共24分，每小题6分）评分人1 .如果流体的密度表示为夕=p（x,y,z）,分别写出它的当地导数和迁移导数的表达式。2 .简述粘性流体绕流物体时产生阻力的原因。如何减少阻力？3 .

2、流体力学中的系统是什么意思？它有哪些特点？4 .发生边界层分离的必要条件是什么？为什么边界层分离要产生压差阻力？-三.分析证明题（共24分，每小题12分）评分人1 .不可压缩流体无旋流动的速度分布为=Ar+8），v=+Z,W=O,若此流场满足连续性方程，试导出A、8、C、。所需满足的条件。（不计重力影响）得分评分人2 .无限空间的液体中压力波的传播速度C取决于液体的弹性模量E、密度P,试用量纲分析法求波速C的表达式。四.计算题（共32分，第1、2小题10分，第3小题12分）1 .如图所示为一贮水设备，在C点测得绝对压强p=196120Pa,h=2m,R=Im,求作用于半球AB的总压力。2 .有

3、一超声速飞机在距离地面18km的空中以马赫数Ma=2.2的速度水平飞行，设空气为标准状态，问飞机越过地面观察者多长时间，才能听到声音？3 .有一变直径弯管，轴线位于同一水平面，转角=60,直径dA=200mm,dB=150mm,当流量qv=0.1m3s时，表压强pA=28kPa,若弯管AB段的水头损失hvv=lm,水的密度P=100OkgZm3,求水流对弯管的作用力。贵州大学2018-2019学年第二学期考试试卷A工程流体力学参考答案及评分标准注意事项：1 .请考生按要求在试卷装订线内填写姓名、学号和年级专业。2 .请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写答案。3 .不要在试卷上乱写乱画

4、，不要在装订线内填写无关的内容。4 .满分100分，考试时间为120分钟。得分评分人三、名词解释（共20分，每小题5分）题号二四总分统分人得分1 .计示压强：以当地大气压强为基准计量的压强P,=P-p2 .等压面：在液体中压强相等的点组成的面称为等压面。3 .流线：速度场的矢量线,任一时刻t,曲线上每一点处的切向量都与该点的速度向量相切。流线微分方程:小XV=O4 .当量直径：非圆形截面管道截面积的4倍与湿周之比,或等于4倍水力半径,得分评分人四、简答题（共24分，每小题6分）1.如果流体的密度表示为夕=p（x,y,z）,分别写出它的当地导数和迁移导数的表达式。当地导数:农（2分）迁移导数:a

5、N）P（3分）xyz_-其中7=Ni+7-A:（I分）2 .简述粘性流体绕流物体时产生阻力的原因。如何减少阻力？（1）限力有两部分,一部分是由于粘性产生切向应力形成的摩擦阻力；另一部分是由于边界层分离产生压强差形成的压差限力。（3分）（2）把物体作成流线型,使分离点后移,甚至不发生分离,可减少绕流阻力。（3分）3 .流体力学中的系统是什么意思？它有哪些特点？由确定的流体质点组成的流体团或流体体积Va）H分，系统边界而Sm在流体的运动过程中不断发生变化（3分）。4 .发生边界层分离的必要条件是什么？为什么边界层分离要产生压差阻力？粘性流体绕流曲而物体,在压强升高的区域（减速流动）,有可能出现边界

6、层的分离,形成尾涡区（3分）。从分离点开始的物体后部所受到的流体压强,大致接近分离点的压强,而不能恢复到理想流体绕流时的压强,使绕流物体后部的压强比无摩擦时低,所以在物体前后产生一个净压差,产生与来流方向的一致的净力从而形成压差阻力（3分）。三.分析证明题（共24分，每小题12分）评分人5 .不可压缩流体无旋流动的速度分布为=Ar+约，U=Cr+0y,W=O,若此流场满足连续性方程，试导出A、B、C、。所需满足的条件。（不计重力影响）根据连续性方程uvw/八、+=A+0=0（4分）xyz根据无旋流动条件:（4分）（4分）A、8、C、D所满足得条件为:A=-D:C=B2.无限空间的液体中压力波的

7、传播速度C取决于液体的弹性模量E、密度P,试用量纲分析法求波速C的表达式。C=f（E,p）,C=kElph（4分）K为常数,写出量纲式（4分）1.T-1=fM1.,T2aM1.-3b由量纲和谐原理,求指数得（4分）四.计算题供32分，第1、2小题10分，第3小题12分）评分人1 .如图所示为一贮水设备，在C点测得绝对压强p=196120Pa,h=2m,R=Im,求作用于半球AB的总压力。C点的测压管到水面的距离196120-1013259800=9.673（5分）F=F*=出=Pgt2（-）-R3J=9800314x13（9.673-1）=246.37kN（5分）2 .有一超声速飞机在距离地面

8、18km的空中以马赫数Ma=2.2的速度水平飞行，设空气为标准状态，问飞机越过地面观察者多长时间，才能听到声音？设飞机飞过地面观察着的水平距离为X时,才能听到声音=0454522P=MrC=必而F=22xJl4x287*273=7286（4分）IOX=35274奶ga=051tgcrn(2分)=484故时间为：V7286S(2分)3 .有一变直径弯管，轴线位于同一水平面，转角Q=60,直径dA=200mm,dB=150mm,当流量qv=O.l11s时，表压强pA=28kPa,若弯管AB段的水头损失hw=lm,水的密度P=100OkgZm3,求水流对弯管的作用力。=5.66m/s根据能量方程pg

9、2gpg2g将Z=Z?和已知数值代入,求得p2=p1+y(vf-v)+pghw=2.8IO4+(3.182-5.662)+10009.81=26838Pa(4分)由FX+p1A1-p2A2cos=qv(v2cosa-v1)Fy-p2A2sina=pqv(v2sina-0)FX=-pA1+p,A-pq(v,cos-v1)=-28IO3-0.22+26838-0.15244+10000.1(5.66cos60q-3.18)=-440.38NFv=26838-0.152sin6010000.1(5.66sin60o-0)=900.90NyF=FFy?=(40.38)2+(900.90)2=985.86N(4分)F-44038与X轴的夹角为8=arctan=arctan=-26.05(2分)Fy900.90