消防10級中南大學 流體力學試卷答案

1、中南大學考試試卷2011 - 2012 學年 2 學期 時間110分鐘 流體力學 課程 56 學時 3.5 學分 考試形式： 閉 卷 專業(yè)年級： 消防10級01，02班 總分100分，占總評成績 70 %注：此頁不作答題紙，請將答案寫在答題紙上一、是非題（每題1分，共10分）1.（） 2.（×） 3.（×） 4.（） 5.（）6.（×） 7.（×） 8.（） 9.（×） 10.（×）二、單選題（每題2分，共20分）1. B 2. C 3. B 4. D 5. D 6. B 7. C 8. A 9. A 10. B 三、填空題（除特別注

2、明的外每空2分，共24分）1. 0； 2. 0，pa； 3. 19.87m（3分）； 4. （3分）5. 0.0201（4分）； 6. K字型，拋物線，對數(shù)或指數(shù)； 7. Ht = z1+ z2+ hl 四、作圖題（共6分）上下各3分（陰影部分2分，方向1分）五、計算題（本大題有4小題，共38分）1.（本題10分）不可壓縮流場的流函數(shù)為 = 5xy，（1）證明流動有勢，并求速度勢函數(shù)；（2）求（1,1）點的速度；（3）如果（1,1）點的壓強為105Pa， = 1000kg/m3，求流場中的駐點壓強。解：（1） （2分），即流動是有勢的。（2分）由ux的表達式積分得 而 ， 與對比，所以 ，積分

3、得， 代入得 （2分）（2）（1,1）點的速度為 ，速度矢量為 （2分）（3）設p0為駐點（u0=0）的壓強，則由不可壓縮理想流體的能量方程得 （2分）2.（本題7分）在拖曳池中做船模試驗，船模比例尺為1/50，實船的航速為25km/h，假設流動重力或粘性力起主導作用，試計算船模速度應為多少才能保證動力相似，方案是否可行？解：重力起主導作用：Frn=Frm，g相同，（1分）則（2分）粘性力起主導作用：Ren=Rem，、相同，（1分）則（2分）這樣高的速度實際上難以實現(xiàn)，所以此方案不可行，第一個方案可行。（1分）3.（本題6分）流體通過水平毛細管的流量QV與管徑d、動力粘度、壓強梯度p/l有關，

4、試用瑞利法導出流量的表達式。解： 令 （1分） （1分） （1分）M：0=x1+x3， L：3=-x1+x2-2*x3， T：-1=-x1-2*x3（1分）x1=-1；x2=4；x3=1（1分）（1分）4. （本題13分）如圖從水箱接一橡膠管道及噴嘴，橡膠管直徑D=7.5cm，噴嘴出口直徑d=2.0cm，水頭H=5.5m，由水箱至噴嘴出口的水頭損失hl=0.5m。用壓力表測得橡膠管與噴嘴接頭處的壓強p=4.9N/cm2。行近流速v00，取動能、動量修正系數(shù)均為1。（1）計算通過管道的流量Q；（2）如用手握住噴嘴，需要多大的水平力？方向如何？ 223113解：對1-1、2-2列能量方程 得 v2=9.9m/s （3分）由連續(xù)方程 v3= v2(d/D)2=0.704m/s （2分）Q=d2v2/4=0.0031m3/s （1分）列動力方程 （2分）其中 （2分） P20 （1分） 則 （2分）用手握住噴嘴，需要187.9N的水平力，方向水平向左。（2分）六、實驗問答題（共4分）醫(yī)院里打點滴的吊瓶為什么液位從滿到淺變化，但供液滴數(shù)卻始終不隨時間變化。靜壓強實驗儀也是使用該原理來實現(xiàn)正壓和負壓時的壓強測試。解：原因是利用進氣的作用，使進氣管出口處始終保持