工程流体力学习题
第一部分 流体及其物理性质
1、按连续介质的概念，流体质点是指：
A、流体的分子；B、流体内的固体颗粒； C、几何的点；
D、几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 2、与牛顿内摩擦定律有关的因素是：
A、压强、速度和粘度； B、流体的粘度、切应力与角变形率； C、切应力、温度、粘度和速度； D、压强、粘度和角变形。 3、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； B、可压缩流体与不可压缩流体； C、均质流体与非均质流体； D、理想流体与实际流体。 4、理想液体的特征是：
A、粘度为常数 B、无粘性 C、不可压缩 D、符合p??RT。
5、 流体运动黏度υ的国际单位是：
A、m2/s； B、N/m2； C、 kg/m； D、N·s/m2。 6、液体黏度随温度的升高而____，气体黏度随温度的升高而_____。
A、减小，升高； B、增大，减小； C、减小，不变； D、减小，减小 7、下列说法正确的是：
A、液体不能承受拉力，也不能承受压力 B、液体不能承受拉力，但能承受压力 C、液体能承受拉力，但不能承受压力 D、液体能承受拉力，也能承受压力。 8、下列流体哪个属牛顿流体：
A、汽油；B、纸浆；C、血液；D、沥青。 9、液体的黏性主要来自于液体：
A、分子热运动；B、分子间内聚力；C、易变形性；D、抗拒变形的能力。 10、 流体是 一种物质。
A、不断膨胀直到充满容器的；B、实际上是不可压缩的；
C、不能承受剪切力的； D、在任一剪切力的作用下不能保持静止的。 11、 简答题
（1） 连续介质假设 （2） 牛顿流体 （3） 流体微团
12、
如图所示为压力表校正器。器内充满压缩系数为βp＝4.75×10－10 1/Pa的
油液，器内压力为105Pa时油液的体积为200mL。现用手轮丝杆和活塞加压，活塞直径为1cm，丝杆螺距为2mm，当压力升高至20MPa时，问需将手轮摇多少转？
解：p0＝105Pa，p＝20MPa，βp＝4.75×10－10 1/Pa， V0＝200mL，d＝1cm，δ＝2mm。
dV?p??Vdp，得 由式
?V?V0(p?p0)?p?200?10?6?(20?0.1)?106?4.75?10?10?1.89?10?6m3
4?V4?1.89?10?6 n???12.04 22?d?3.14?0.01?0.002约需要将手轮摇12转。
13、 在相距1mm的两平行平板之间充有某种黏性液体，当其中一板以1.2m/s
的速度相对于另一板作等速移动时，作用于板上的切应力为3 500 Pa。试求该液体的黏度。
?3dvdy1?10???????3 500??2.917Pa?sdydv1.2解：由，
有一块30×40cm2的矩形平板，浮在油面上，其水平运动的速度为
14、
10cm/s，油层厚度δ＝10mm，油的动力粘度μ＝0.102Pa·s，求平板所受的阻力。
解：A＝30×40cm2，u＝10cm/s，δ＝10mm，μ＝0.102Pa·s。
根据牛顿内摩擦定律，得平板所受的阻力为 T??du0.1?0A?0.102??0.3?0.4?0.12Ndy0.01
第二部分 流体静力学
1、水力学中，单位质量力是指作用在单位_____液体上的质量力。 A、面积 B、体积 C、质量 D、重量
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； 3、压力表的读值是：
A、绝对压强；
B、绝对压强与当地大气压的差值； C、绝对压强加当地大气压； D、当地大气压与绝对压强的差值。 4、相对压强是指该点的绝对压强与 的差值。
B、相互连通；
D、同一种液体，相互连通。
。
A、标准大气压；B、当地大气压；C、工程大气压； D、真空压强。 5、图示容器内盛有两种不同的液体，密度分别为?1，?2，则有
pCpApApBz??z??zB?A、zA? B、A C?1g?2g?1g?1gC、zB?pBp?zD?D ?1g?2gD、zB?ppB?zC?C ?1g?2g?1?2A??BzC??DOO
6、图示盛水封闭容器中，1、2、3在同一水平面上，则：
A、p1?p2?p3
B、p1?p2?p3
空 气123· 水 C、p2?p1?p3 D、p1?p2?p3
汞 7、用U形水银测压计测A点压强，h1?500mm，h2?300mm，A点的压强是：
A、63700Nm2； B、66640Nm2
C、69580Nm2 D、 60760Nm2
水·Ah1h2
8、对于相对平衡液体，有：
A、等压面不一定是水平面；
汞 B、液体内部同一等压面上各点，处在自由液面下同一深度的面上； C、z1?p1p?z2?2（对于任意的z1,z2）； ?g?gD、dp??(Xdx?Ydy?Zdz)不成立。 9、对于相对平衡液体，说法正确的是：
A、等压面与质量力不正交； C、等压面的形状与液体密度有关；
10、 等压面与质量力关系是：
B、等压面不可能为水平面； D、两种液体的交界面为等压面。
A、平行 B、斜交 C、正交 D、无关 11、 露天水池，水深5m处的相对压强为：
A、5kPa、 B、49kPa C、147kPa D、205kPa 12、 流体处于平衡状态的必要条件是：
A、流体无粘性；B、流体粘度大；C、质量力有势；D、流体正压。 13、 液体在重力场中作加速直线运动时，其自由面与 处处正交。 A、重力；B、惯性力；C、重力和惯性力的合力；D、压力。 14、 简答题 （1） 压力的特性
（2） 绝对压力、相对压力与真空度之间的关系 15、
图示封闭容器中有空气、油和水三种流体，压力表A读数为－1.47N/cm2。(1)试绘出容器侧壁上的静压力分布图；(2)求水银测压计中水银柱高度差。
2
解：h1=3m，h2=2m，h3=0.6m，pm0=－1.47N/cm，S油=0.7。
设油水分界面上的相对压力为pm1，容器底部的相对压力为pm2，U型管左侧汞水分界面上的相对压力为pm3，油深为h1，水深为h2，根据静力学方程，得
pm1?pm0??油h1??1.47?104?0.7?9810?3?5901Pa pm2?pm1??水h2?5901?9810?2?25521Pa pm3?pm2??水h3?25521?9810?0.6?31407Pa
(1) 根据以上数据即可绘出容器侧壁上的静压力分布图(上图)； (2) 水银测压计中水银柱高度差为 ?h?16、
pm331407?0.235m?235mm
13.6?9810?汞?试按复式水银测压计的读数算出锅炉中水面上蒸汽的绝对压强p。已知：
H=3m，h1=1.4m，h2=2.5m，h3=1.2m，h4=2.3m，水银的密度ρHg=13600kg/m3。
解：
p1??H2Og?H?h1??p p1??Hgg?h2?h1??p2
p3??H2Og?h2?h3??p2 p3??Hgg?h4?h3??pa
?HOg?H?h1??p??Hgg?h2?h1??p2
2?HOg?h2?h3??p2??Hgg?h4?h3??pa
2?HOg?H?h1?h2?h3??p??Hgg?h2?h1?h4?h3??pa
2p??Hgg?h4?h3?h2?h1???H2Og?H?h1?h2?h3??pa?13600?9.807??2.3?1.2?2.5?1.4??1000?9.807??3?1.4?2.5?1.2??101325 ?366310.14?Pa?p??Hgg?h4?h3?h2?h1???H2Og?H?h1?h2?h3??pa?13600?9.80665??2.3?1.2?2.5?1.4??1000?9.80665??3?1.4?2.5?1.2??101325?Pa??366300.683
17、 U形水银压差计中，已知h1＝0.3m，h2＝0.2m，h3＝0.25m。A点的相对
压力为pA＝24.5kPa，酒精的比重为0.8，试求B点空气的相对压力。
解：因为左右两侧的U型管，以及中部的倒U型管中1、2、3点所在的水平面
均为等压面，依据题意列静力学方程，得
p3?pB??汞h3， p2?p3??酒精h2， p1?p2??汞h2， pA??水(h1?h2)?p1 将以上各式整理后，可得到B点空气的相对压力为
pB?pA??水(h1?h2)??酒精h2??汞(h2?h3)
?24.5?103?9810?[(0.3?0.2)?0.8?0.2?13.6?(0.2?0.25)] ??2.906?104Pa以mH2O表示为 h?18、
pB?水?2.906?104???2.96mH2O
9810一矩形水箱长为l＝2.0m，箱中静水面比箱顶低h＝0.4m，问水箱运动的
直线加速度多大时，水将溢出水箱?
解：建立坐标系如图所示，水箱中水所受单位质量力分别为
fx??a， fy?0， fz??g
代入等压面微分方程(2－13)式，积分后得等压面方程为
ax?gz?C
1由边界条件：当x?0时，z?0，得C?0。将x??l，z?h代入上式得加速度
2为
z2gh2?9.81?0.4 a??g???3.924m/2s
xl2.019、 如图所示为绕铰链O转动的倾斜角α=60°的自动开启式水闸，当水闸一
侧的水位H=2m，另一侧的水位h=0.4m时，闸门自动开启，试求铰链至水闸下端的距离x。
解：设水闸宽度为b，水闸左侧水淹没的闸门长度为l1，水闸右侧水淹没的闸门长度为l2。
作用在水闸左侧压力为Fp1??ghc1A1 其中
hc1?则
HHH l1? A1?bl1?b 2sin?sin?HH?gH2bFp1??gb?
2sin?2sin?作用在水闸右侧压力为Fp2??ghc2A2
其中
hc2?则
hhh l2? A2?bl2?b 2sin?sin?hh?gh2b??gb?
2sin?2sin?Fp2由于矩形平面的压力中心的坐标为
bl3Icyl2xD?xc???12?l
xcA2lbl322H? 3sin?2H水闸右侧在闸门面上压力中心与水面距离为 xD2??
3sin?对通过O点垂直于图面的轴取矩，设水闸左侧的力臂为d1，则 所以，水闸左侧在闸门面上压力中心与水面距离为 xD1?d1??l1?xD1??x
得
2H?H?Hd1?x??l1?xD1??x???? ??x?3sin??sin?3sin??设水闸右侧的力臂为d2，则 d2??l2?xD2??x 得
2h?h?hd2?x??l2?xD2??x?????x? ?3sin??sin?3sin??当满足闸门自动开启条件时，对于通过O点垂直于图面的轴的合力矩应为零，因此 Fp1d1?Fp2d2?0
?gH2b?H??gh2b?h?则 ?x????x??
2sin??3sin??2sin??3sin??H?h??2?H2?x???h?x??
3sin??3sin?????H2?h2x??1H3?h3
3sin???1H3?h31H2?Hh?h2x??2?? 23sin?H?h3sin?H?h122?2?0.4?0.42x???0.795?m?
2?0.43sin60?20、 如图所示，在蓄水容器垂直壁的下面有一1／4圆柱面的部件AB，该部
件的长度l=1.0m，半径R=0.4m，水深h=1.2m，试求作用在部件AB上的静水总压力，要求绘制水平分力的压强分布图和铅垂分力的压力体图。
21、
蓄水容器上有三个半球形的盖，容器中装满水，如图下所示。已知：液
面高H＝2.5m，容器高h＝1.5m，盖的半径R＝0.5m。求：作用于三个半球形盖的水静压力。
22、
矩形闸门AB宽为1.0m，左侧油深h1=1m ，水深h2=2m，油的比重为
0.795，闸门倾角α=60o，试求闸门上的液体总压力。
解：设油，水在闸门AB上的分界点为E，则油和水在闸门上静压力分布如图所示。现将压力图F分解成三部分F1，F2，F3，而F?F1?F2?F3，
AE?h11??1.155msin?sin60?
其中
EB?h22??2.31msin?sin60?
油
pE??h1?0.795?9 810?1?7 799Pa
pB?pE??水
h2?7 799?9 810?2?27 419Pa
F1?11pEAE?I??7 799?1.155?4 504N22
F2?pEEB?I?7 799?2.31?18 016N
11F3?(pB?pE)EB?I??(27 419?7 799)?2.31?22 661N22
故总压力F?F1?F2?F3?4 504?18 016?22 661?45.18kN
23、
一弧形闸门，宽2m，圆心角α＝30°，半径r＝3m，闸门转轴与水平面齐
平，求作用在闸门上的静水总压力的大小与方向(即合力与水平面的夹角)。
?h?rsin??3?sin30?1.5m 解：由图可知
弧形闸门所受的水平分力为
11Px??bh2??9810?2?1.52?2.207?104N22
弧形闸门所受的水平分力为
11Pz?VP??(?r2?hrcos?)b?122 11?(?3.14?32??1.5?3?cos30?)?2?9810?7.97?103N2 12
2222P?P?P?22.07?7.97?23.46kN xz总合力为
??tg?1Pz7.97?tg?1?19.86?总合力与水平面的夹角为 Px22.07
第三部分 流体动力学
1、用欧拉法表示流体质点的加速度a等于：
d2r?v?v?(v??)v2(v??)vA、dt；B、?t；C、；D、?t。
2、恒定流是：
A、流动随时间按一定规律变化；B、各空间点上的运动要素不随时间变化；C、各过流断面的速度分布相同；D、迁移加速度为零。 3、一元流动限于：
A、流线是直线；B、速度分布按直线变化； C、运动参数是一个空间坐标和时间变量的函数； D、运动参数不随时间变化的流动。 4、均匀流是：
A、当地加速度为零；B、迁移加速度为零；
C、向心加速度为零；D、合成加速度为零。
5、变直径管，直径D1=320mm，D2=160mm，流速v1=1.5m/s，v2为： A、3m/s B、4m/s C、6m/s D、9m/s 6、恒定流动中，流体质点的加速度：
A、等于零；B、等于常数；C、随时间变化而变化；D、与时间无关。 7、在 流动中，流线和迹线重合。 A、无旋；B、有旋；C、恒定；D、非恒定。 8、粘性流体总水头线沿程的变化是：
A、沿程下降 B、沿程上升 C、保持水平 D、前三种情况都有可能 9、粘性流体测压管水头线的沿程变化是：
A、沿程下降 B、沿程上升 C、保持水平 D、前三种情况都有可能 10、 流线与流线，在通常情况下：
A、能相交，也能相切； B、仅能相交，但不能相切； C、仅能相切，但不能相交； D、既不能相交，也不能相切。 11、 欧拉法研究 的变化情况。
A、每个质点的速度 B、每个质点的轨迹 C、每个空间点的流速 D、每个空间点的质点轨迹 12、
应用总流的伯努利方程时，两截面之间 。 A、必须都是急变流 B、必须都是缓变流 C、不能出现急变流 D、可以出现急变流 13、
欧拉法 描述流体质点的运动：
A、直接；B、间接；C、不能；D、只在恒定时能。 14、 一维流动中，“截面积大处速度小，截面积小处速度大”成立的必要条件是：
A、理想流体；B、粘性流体；C、可压缩流体；D、不可压缩流体。 15、
paV2z???g2g表示： 伯努利方程中
A、单位重量流体具有的机械能；B、单位质量流体具有的机械能； C、单位体积流体具有的机械能；D、通过过流断面流体的总机械能。
16、 水平放置的渐扩管，如忽略水头损失，断面中心的压强，有以下关系：
A、p1?p2；B、p1?p2；C、p1?p2；D、不定。 17、
文丘里管用于测量（ ）。
A．流体点流速； B．流体密度； C．流体流量； D．流体点压强。 18、 19、
虹吸管最高处的压强_________。
动能修正系数是反映过流断面上实际流速分布不均匀性的系数，流速分A、大于大气压 B、等于大气压 C、小于大气压 D、无法确定 布_____，系数值_______，当流速分布_____时，则动能修正系数的值接近于____。
A、越不均匀；越小；均匀；1。 B、越均匀；越小；均匀；1。 C、越不均匀；越小；均匀；零。 D、越均匀；越小；均匀；零。 20、
动量方程式中流速和作用力 。
A．流速有方向，作用力没有方向。 B．流速没有方向，作用力有方向。 C．都没有方向。 D．都有方向。 21、
简答题
（1） 拉格朗日法与欧拉法的区别 （2） 流线与迹线 （3） 过流断面
（4） 伯努利方程的物理意义 （5） 气穴与气蚀 （6） 控制体 22、
图示一有压管道，小管直径dA=0.2m，大管直径dB=0.4m，A点压强水头为7mH2O，B点压强水头为4mH2O，已知大管断面平均流速vB=1m/s，B点比A点高1m。求管中水流的方向。
解：
23、
水管直径50mm，末端的阀门关闭时，压力表读数为21kN/m2，阀门打
开后读数降至5.5kN/m2，如不计管中的压头损失，求通过的流量。
24、
用水银压差计测量水管中的点速度u，如读数Δh＝60mm，求该点流速。
解：根据题意，由流体静力学方程，得
p0?p?(?汞??)?h?(?汞??)g?h
列伯努利方程，基准面取在管轴线上，得
1p0?p??u22
则
u?25、
2(p0?p)??2(?汞??)g?h?2?(13.6?1)?9.81?103?0.06??3.85m/s103
流量为0.06m3/s的水，流过如图所示的变直径管段，截面①处管径d1＝
250mm，截面②处管径d2＝150mm，①、②两截面高差为2m，①截面压力p1＝120kN/m2，压头损失不计。试求：水向下流动，②截面的压力及水银压
差计的读数。
解：(1) 由连续性方程，得 u1?4Q4?0.06??1.223m/s ?d123.14?0.252 u2?4Q4?0.06??3.397m/s ?d223.14?0.152
(2) 列出①、②两截面间的伯努利方程，基准面取在②截面上；同时列出U型管的静力学方程，
2u12p2u2?H??? ?2g?2gp1 (p1??H)?p2?(?汞??)?h
2u12u211p2?p1??H?????(120?9.81?2??1.2232??3.3972)?1032g2g22得
22?134.6?103N/m?13.46kN/mp1?p2??H(120?134.6?9.81?2)?103 ?h???0.0406m?40.6mm 3(?汞??)(13.6?1)?9.81?1026、
供水系统如图所示。已知水箱内压力P4为30米水柱，所有管道的直径100mm。泵前真空度为6米水柱，吸入管沿程损失不计，排出管沿程损失hL3-4=16m水柱，滤网处局部损失为4倍速度水头，每个弯头局部损失均为1倍速度水头，排出管进入上水箱的局部损失为1倍速度水头。求： 1）泵的排量Q； 2）泵的扬程Em； 3）3-3截面处压力p3； 4）若泵的效率??0.8，求泵的轴功率N轴。
4 4
2 2 1
3 3
1
27、
如图所示为离心式水泵抽水装置。已知流量Q=20 1/s，几何给水高度
Hg=18m。吸水管长度l1=8m，管径d1=150mm；压水管长度l2=20m，管径d2=100mm。沿程摩阻系数?=0.042，局部水头损失系数为：进口?e=5.0，弯头?b=0.17。水泵的安装高度Hs=5.45m，水泵进口的允许真空度[hv]=7mH2O。试校核水泵进口的真空度hv。
解：
28、
图示装置水管链连的喷嘴，管路直径D1=100mm，管嘴出口直径
D2=50mm，流量20L/S，不计算能量损失。试确定管道与喷嘴连接处（1-1截面）的轴向拉力。
29、 如图所示的分岔管水流射入大气，干管及分岔管的轴线处于同一水平面
上。已知?=30°，v2=v3=12m／s，d1=200mm，d2=d3=100mm，不计水头损失，求水流对分岔管的作用力。 解：
30、
?如图所示，水平放置的45弯管，入口直径d1?600mm，出口直径
3d2?300mm，入口压强p1?140kNm2，流量qV?0.425ms，若不计弯管
内的水头损失，试求水对弯管的作用力。
31、
如图所示，将一平板垂直探入水的自由射流中，设平板截去射流的部分
Q1?0.012m3/s流量
，并引起射流的剩余部分偏转一角度?。已知射流速度
，不计重量及水头损失。求射流加于平板上
为30m/s，总流量
的力和偏转角度? 。
Q0?0.036m3/s
第四部分 实际流体的流动阻力与能量损失
1、输水管道在流量和水温一定时，随着直径的增大，水流的雷诺数Re就( )
A、增大 A、300
vcr B、减小
RecrC、不变 为(
)
D、不定
2、圆管流动的下临界雷诺数
B、1200
C、3600 D、12000 E、这些都不是
v cr3、雷诺实验中，由层流向紊流过渡的临界流速速
之间的关系是(
)
和由紊流向层流过渡的临界流
(A)v cr?vcr(B)v cr?vcr(C)v cr?vcr (D)不确定
4、管流的雷诺数Re是( )
A、
vd? B、
vd?? C、
vd?? D、
vd?
5、雷诺数Re反映了( )的对比关系
A、粘滞力与重力 B、重力与惯性力 C、惯性力与粘滞力
D、粘滞力与动水压力
)
6、圆管层流流动中，过流断面上切应力分布为(
7、输送流体的管道，长度及两段的压强差不变，层流流态，欲使管径放大一倍，
Q2d2?2d1，则流量Q1应为（ ）
(a)(b)(c)(d)A、2；B、4；C、8；D、16 8、圆管层流流量变化与（ ）
A、粘度成正比；B、管道半径的平方成正比；C、压降成反比； D、粘度成反比；E、管道直径的立方成正比 9、管道中紊流运动，过水断面流速分布符合（ ）
A、均匀分布
B、直线变化规律
C、抛物线规律 D、对数曲线规律
10、 水流在管道直径、水温、沿程阻力系数都一定时，随着流量的增加，粘性底层的厚度就（ ） A、增加 B、减小 11、 在紊流粗糙管中，（ ）
C、不变
D、不定
A、与紊流光滑区的阻力系数相同； B、粘性底层覆盖粗糙凸起高度 ；
C、阻力系数只取决于雷诺数；D、水头损失与断面平均流速的平方成正比； E、阻力系数?与相对粗糙无关。 12、
圆管紊流过渡区的沿程摩阻因数?：
ks/dA、与雷诺数Re有关；B、与管壁相对粗糙C、与Re及13、
ks/d有关；
有关；D、与Re及管长l有关。
沿程摩阻因数不受Re数影响，一般发生在 。
A、层流区；B、水力光滑区；C、粗糙度足够小时；D、粗糙度足够大时。 14、 水力半径是（ ）
A、湿周除以过水断面积
B、过水断面积除以湿周的平方
C、过水断面积的平方根 D、过水断面积除以湿周 15、 圆管突然扩大的水头损失可表示为（ ）
2v12?v2A、2g
v1?v2B、2g
?v1?v2?2C、
2g
2v2?v12D、2g
v1v216、
两根相同直径的圆管，以同样的速度输送水和柴油，不会出现 情况。
A．水管内为层流状态，油管内为紊流状态； B．水管，油管内都为层流状态；
C．水管内为紊流状态，油管内为层流状态； D．水管，油管内都为紊流状态。
17、 简答题
（1） 湿周、水力半径和当量直径的关系 （2） 水力光滑和水力粗糙
（3） 产生沿程水头损失和局部水头损失的原因 （4） 上临界雷诺数和下临界雷诺数
（5） 水流经变截面管道，已知细管直径d1，粗管直径d2＝2d1，试问哪个截
面的雷诺数大?两截面雷诺数的比值Re1/Re2是多少？
18、 19、
铸铁输水管长l＝1000m，直径d＝300mm，管材的绝对粗糙度Δ＝1.2mm，做沿程水头损失实验的管道直径d?1.5cm，测量段长度l?4m，水的密水温10℃，通过流量Q＝100L/s，试求沿程压头损失。
?3度 ?=1000kg/m3，动力粘性系数?=1.518?10N?s/m2。试求：（1）当流量
Q?0.03l/s时，管中的流态? （2）为保持管中为层流，测量段最大水头差
?
20、 21、
推导圆管层流v、
qV和
h?的计算公式。
一段直径d = 100mm的管路长l?10m。其中有两个900的弯管（?900 =
0.294），管段的沿程阻力系数?= 0.037。如拆除这两个弯管而管段长度不变，作用于管段两端的总水头也维持不变，问管段中的流量能增加百分之几？ 22、
如图所示，两水池水位恒定，已知水池水面高差H?50m，管道直径
d?15cm，管长l?25m，沿程阻力系数λ?0.03，局部阻力系数ζ弯?0.8，
ζ阀?0.4，
ζ入?0.5，
ζ出?1。试求管道中通过的流量
qV。（公式：沿程损失
lV2V2hf??hj??d2g，局部损失2g）
23、
在如图所示的弯管中，水流量qv = 15m3/h，管径d = 50mm，沿程阻力系
数λ = 0.0285，AB段长度LAB = 0.8m，比压计中水银面高度差Δh = 20mm。求弯管的局部阻力系数。
24、
如图所示有压涵管穿过路基，管长l?50m，管径d?1.0m，上下游水位
??0.5，弯
差H?3m，管路沿程阻力系数??0.03，局部阻力系数：进口e管
?b?0.65，水下出口?se?1.0，求通过流量？
25、
如图所示一输水系统，已知
d1?d2?0.2m?62??1.8?10m/s，水池液面表压强p0?9800Pa ，过滤器两端接运动粘度
，吸入段长度l?15m，水的
m，设流动状态在水力光滑区，汞-水压差计，?h?0.05，
?Q?0.03m3/s。求：（1）过滤器的局部阻力系数3 ？（2）吸入段水头损失
hw吸？（3）泵前真空表读数为多少？（4）设泵出口泵压
p2?0.8?106Pa，求
泵的有效功率。
注：1——带保险活门
2——弯头
3——过滤器 4——闸门26、
l2＝5m，虹吸管将A池中的水输入B池，已知长度l1＝3m，直径d＝75mm，
两池水面高差H＝2m，最大超高h＝1.8m，沿程阻力系数λ＝0.02，局部阻力系数：进口Ke＝0.5，转弯Kb＝0.3，出口Ko＝1，试求流量及管道最大超高截面的真空度。
第五部分 有压流动、孔口和管嘴出流
1、在相同水头H0的作用下，管嘴出流量Q1与同样断面面积的孔口出流量Q2
的关系为 A、Q1?Q2 因是_______。 A、管嘴阻力增加；
B、管嘴收缩系数增大；
C、管嘴收缩断面处产生了真空；D、孔口收缩断面处产生了真空。
3、在并联管道上，因为流量不同，所以虽然各单位重量液体_____相同，但通过各管的水流所损失机械能总量却不相同。
A、表面张力； B、粘滞力；C、测压管水头线；D、水头损失。 4、在并联管路问题中，有 。
A、流经每一短管路的水头损失相加得总水头损失； B、流经所有管路的流量相同； C、流经管路的水头损失相同；
D、当总流量已知时，可直接解得各管的流量。
5、串联管路作为长管计算，忽略局部水头损失与流速水头则 。
A、测压管水头线与管轴线重合；B、测压管水头线与总水头线重合； C、测压管水头线是一条水平线；D、测压管水头线位于总水头线上方。 6、简答题
（1） 管路特性 （2） 并联管路特征 （3） 串联管路特征
7、今欲以长l?800m，内径d?50mm的水平光滑管道输油，问输油流量欲达
3135L/min，用以输油的油泵扬程为多大（设油的密度??920kg/m，粘度
B、Q1?Q2 C、Q1 ?Q2 D、Q1?Q2?2gH0
2、在孔口外接一管嘴，管嘴的出流量比同样断面积的孔口出流量大，其主要原
??0.056Pa?s）。
V?Q?4?135?10?360?解：平均流速
d2?4?1.146m?0.052?s
Re?Vd? 流动雷诺数 沿程水头损失
?
1.146?0.05?920?9410.056<2300为层流
lV264lV2648001.1462hf???????72.84md2gRed2g9410.052?9.81
因此输油油泵的扬程为
Hm?hf?72.84m （油柱）
8、长度L=1000m，内经d=200mm的普通镀锌钢管，用来输送运动粘度
??0.355?10?4m2s的重油，已经测得其流量q=0.038m3为多少。当4000时，λ=0.0032+
＜Re＜100000时，λ=
s。求沿程损失
0.3164，当100000＜Re＜3000000Re0.250.221。 Re0.237vd解: 圆管平均速度v?q/(?d2/4)?1.2096m/s, 流动的Re???6815,
??0.3164/Re0.25Lv2?12.997m ?0.0348, hf??d2g9、15℃的水流过内径d?0.3m的铜管。若已知在l?100m的长度内水头损失
hf?2m。试求管内的流量Q（设铜管的当量粗糙
ks?3mm）。
ks3??0.01300 解：管道相对粗糙度d
lV2hf??d2g， V?2gdhf2?9.81?0.3?2??1.76ms?l0.038?100
先假设管内流动为紊流阻力平方区，则由穆迪图查得：??0.038 由于
故 则流量
Q?V?4d2?1.76??4?0.32?0.124m3s
然后，再检验是否符合以上的假设
?＝1.146?10－6m水t?15C时，s
Vd1.76?0.3Re???460733?6?1.146?10 与原假设紊流阻力平方区相一致
?2故管内的流量
Q?0.124m3s
10、 并联管道的总流量为Q＝25L/s，其中一根管长l1＝50m、直径d1＝
100mm，沿程阻力系数λ1＝0.03，阀门的局部阻力系数K＝3.0；另一根管长l2＝30m，直径d2＝50mm，沿程阻力系数λ2＝0.04，试求各管段的流量及并联管道的压头损失。
解：(1) 各支管阻抗分别为
8(?1 SH1?l1??K)8?(0.03?50?3)d10.1??1.489?104s2/m5 2424?d1g3.14?0.1?9.81 SH2?8?2l28?0.04?30??3.176?105s2/m5 2525?d2g3.14?0.05?9.81由
111，得总阻抗为 ??SHSH1SH2SH1SH21.489?104?3.176?105 SH? 1??10062452(SH1?SH2)(1.489?10?3.176?10)那么，各管段的流量为
Q1?QSH10061?25?10?3??20.55?10?3m3/s 4SH11.489?10SH10061?33?25?10?3??4.45?10m/s 5SH23.176?10 Q2?Q(2) 并联管道的压头损失为
hw?SHQ2?10061?(25?10?3)2?6.3Pa 11、
水从密闭容器A沿直径d＝25mm、长度l＝10m的管道流入容器B，已知容器A水面的相对压力p1＝2at，水面高H1＝1m，H2＝5m，沿程阻力系数λ＝0.025，局部阻力系数：阀门Kv＝4.0，弯头Kb＝0.3，试求流量。
解：(1) 列两容器液面间的伯努利方程，基准面取在地面上，得
pm1 ??H1?H2?hw
则 阻抗为
hw?pm1??(H1?H2)?2?98100?(1.0?5.0)?16mH2O9810
8(?
SH?l10??K)8?(0.025??0.5?4.0?0.3?3?1.0)625d0.025??3.47?10s/m?2d4g3.142?0.0254?9.81
，得流量为
由
hw?SHQ2 Q?hw16??2.15?10?3m3/s 6SH3.47?1012、 工厂供水系统由水泵向A、B、C三处供水，管道均为铸铁管，已知流量
QC＝10L/s，qB＝5L/s，qA＝10L/s，各段管长l1＝350m，l2＝450m，l3＝100m，各段直径d1＝200mm，d2＝150mm，d3＝100mm，整个场地水平，试求水泵出口压力。
解析：水的运动粘度取ν=1.0×10-6m2/s，铸铁管管壁粗糙度取Δ=0.4mm。
各管段的流量分别为
Q3?QC?10?10?3m3/s
Q2?qB?QC?15?10?3m3/s?33Q?q?Q?25?10m/s 1A2
各管段的平均流速分别为
4Q14?25?10?3u1???0.796m/s22?d3.14?0.21
4Q24?15?10?3u2???0.849m/s?d223.14?0.152
?34Q34?10?10u3???1.274m/s22?d33.14?0.1
，
各管段的雷诺数及其相对应的分界点的雷诺数分别为 ud0.796?0.2Re1?11??1.592?105?6?1.0?10
2007Rea1?26.98()?26.98?()?3.28?104?0.4
d1878
Re2?Rea2u2d2??0.849?0.155?1.274?101.0?10?6
d28781507?26.98()?26.98?()?2.36?104?0.4
Re3?u3d3??1.274?0.15?1.274?101.0?10?6
d38781007Rea3?26.98()?26.98?()?1.48?104?0.4
根据以上数据可知，各管段的流动均在水力粗糙区内，运用阿尔特索里公式
计算各管段的沿程阻力系数，
?1?0.11(
?d1?680.250.4680.25)?0.11?(?)?0.0245Re12001.592?10 680.250.468)?0.11?(?)0.25?0.0265Re21501.274?10 680.250.468)?0.11?(?)0.25?0.0285Re31001.274?10
?2?0.11(
?d2??3?0.11(
?d3?各管段的阻抗分别为
Sp1?8??1l18?1000?0.024?350??2.13?107kg/m72525?d13.14?0.2 8??2l28?1000?0.026?45087??1.25?10kg/m5?2d23.142?0.155 8??3l38?1000?0.028?100??2.27?108kg/m72525?d33.14?0.1
Sp2?
Sp3?
列水泵出口至管道末端C点间的伯努利方程，基准面取在C点所在的水平面上，得水泵出口压力为
2p0?Sp1Q12?Sp2Q2?Sp3Q328?36?(0.213?25?1.25?15?2.27?10)?10?10?4.68?10Pa
13、 如图所示一密闭水箱，箱壁上连接一圆柱形外管嘴。已知液面压强
p0=14.7kPa，管嘴内径d=50mm，管嘴中心线到液面的高度H=1.5m，管嘴流量系数?=0.82，试求管嘴出流量Q。
解：
14、
有一薄壁圆形孔口，直径d为10mm，水头H为2m，现测得射流收缩断
面的直径dc为8mm，在32.8s时间内，经孔口流出的水量为0.01m3，试求该孔口的收缩系数?，流量系数μ，流速系数φ及孔口局部损失系数。
第六部分 明渠与堰流
1、有两条梯形断面渠道1和2，已知其流量、边坡系数、糙率和底坡相同，但底坡i1>i2，则其均匀流水深h1和h2的关系为（ ） A．h1>h2 B. h1
32、有一明渠均匀流，通过流量Q?55m/s，底坡i?0.0004，则其流量模数
K= 。
3、水力最优断面是：
A、造价最低的渠道断面 B、壁面粗糙系数最小断面 C、对一定的流量具有最大断面积的断面 D、对一定的面积具有最小湿周的断面 4、 明渠均匀流有那些特性？
5、堰流的类型有哪些？它们有哪些特点？
答：堰流分作薄壁堰流、实用堰流、宽顶堰流三种类型。
薄壁堰流的特点：当水流趋向堰壁时，堰顶下泄的水流形如舌状，不受堰顶厚度的影响，水舌下缘与堰顶只有线接触，水面呈单一的降落曲线。
实用堰流的特点：由于堰顶加厚，水舌下缘与堰顶呈面接触，水舌受到堰顶的约束和顶托，越过堰顶的水流主要还是在重力作用下自由跌落。
宽顶堰流的特点：堰顶厚度对水流的顶托作用已经非常明显。进入堰顶的水流，受到堰顶垂直方向的约束，过流断面逐渐减小，流速增大，在进口处形成水面跌落。此后，由于堰顶对水流的顶托作用，有一段水面与堰顶几乎平行。 6、一铅垂三角形薄壁堰，夹角??90°，通过流量Q?0.05m3/s，求堰上水头H。 (H=0.05~0.25m时, Q?1.4H；H=0.25~0.55m，Q?1.343H2.47) 解：假设堰上水头H=0.05~0.25m，由公式Q?1.4H?Q?H????0.26m,不满足假设条件。
1.4??255252，计算得到
由公式Q?1.343H2.47，计算得到H?0.26m，满足H=0.25~0.55m，所以堰上水头H?0.26m。
第七部分 气体的一元流动
1、在完全气体中，声速正比于气体的：
（a）密度；（b）压强；（c）热力学温度；（d）以上都不是。 2、马赫数Ma等于：
1pvc??。 ?；（a）c；（b）v；（c）（d）
3、 在变截面喷管内，亚声速等熵气流随截面面积沿程减小：
（a）v减小；（b）p增大；（c）?增大；（d）T下降。
4、 超声速气体在收缩管中的流动时，速度 。
（a）逐渐增大；（b）保持不变（c）逐渐减小； （d）无固定变化规律。 5、简答题
（1） 气流流速与密度变化的关系 （2） 气流流速与过流断面大小的关系
第八部分 相似原理与量纲分析
1、动力粘度的量纲是
A、ML?2T； B、ML?1T?1； C、MLT?2； D、MLT2
2、由功率P、流量Q、密度?、重力加速度g和作用水头H组成一个无量纲数是
P； A. Q?gHPQ； B.?gHC.QH； D. P?gHPQ?g3、流体运动粘度?的量纲是
A.[FL?2]； B.[ML?1T?1]； C.[L2T?2]； D.[L2T?1]
4、单位长电线杆受风吹的作用力F与风速v、电线杆直径D、、空气的密度?以及粘度?有关，F可表示为 A、
F222F??vdReF??vdf(Re)； ； B、； C、?f(Re)2?v???vd?vd?F??D、F?f(Re)； E、f? ??,?2??05、下面各种模型试验分别应采用哪一个准则，将其序号填入括号内：（1）雷诺准则；(2)欧拉准则；（3）佛劳德准则。
A、测定管路沿程阻力系数； （ ）
B、堰流模型实验； （ ） C、水库经水闸放水实验； （ ） D、气体从静压箱中流至同温大气中； （ ） E、船的波浪阻力实验。 （ ）
6、长度比尺λl =50的船舶模型，在水池中以1m/s的速度牵引前进，测得波浪阻力为0.02N，则原型中需要的功率Nn=_______。
A、2.17kw；B、32.4kw；C、17.8kw；D、13.8kw
7、设模型比尺为1：100，符合重力相似准则，如果模型流量为1000m/s，则原型流量为_____m/s.
A、0.01；B、108；C、10；D、10000
8、速度v、长度l、重力加速度g的无量纲集合是：
v2lvvl（a）g；（b）gl；（c）gv；（d）gl。
9、 速度v、密度?、压强p的无量纲集合是：
p2?v?pv（a）；（b）；（c）；（d）。
?p?vpv210、 速度v、长度l、时间t的无量纲集合是：
tlvl2（a）lt；（b）vl；（c）vt；（d）vt。
11、
压强差?p、密度?、长度l、流量Q的无量纲集合是：
?Q12、
?l?plQ?Q22?pl?pQ（a）；（b）；（c）2?；（d）?pl。
雷诺数的物理意义表示：
（a）粘性力与重力之比； （b）重力与惯性力之比；
（c）惯性力与粘性力之比； （d）压力与粘性力之比。
13、 压力输水管模型实验，长度比尺为8，模型水管的流量应为原型输水管流量的：
（a）1/2；（b）1/4；（c）1/8；（d）1/16。 14、 判断层流或紊流的无量纲量是：
（a）弗劳德数Fr；（b）雷诺数Re；（c）欧拉数Eu；（d）斯特劳哈尔数Sr。 15、
弗劳德数Fr代表的是 之比：
（a）惯性力与压力；（b）惯性力与重力； （c）惯性力与表面张力；（d）惯性力与粘性力。 16、 欧拉数Eu代表的是 之比：
（a）惯性力与压力；（b）惯性力与重力；
（c）惯性力与表面张力；（d）惯性力与粘性力。
17、 如图溢流坝泄流实验，模型长度比尺为60，溢流坝的泄流量为500m3/s。试求：（1）模型的泄流量；（2）模型的堰上水头Hm?6cm，原型对应的堰上水头是多少？
解:（1）溢流坝泄流实验，取相似准数Fr相等，
VpVmVpHp????lgHpgHmVHm 即 ，m
Qp
泄流量之比 Qm 故 Qm?Qp?l?52?VpApVmAm??l?l2??l52
?500?60?2.5?0.017 9m3/s
（2）按几何相似
Hp 18、
Hm??l，故 Hp?Hm?l?0.06?60?3.6m
新设计的汽车高1.5m，最大行驶速度为108km/h，拟在风洞中进行模型
试验。已知风洞试验段的最大风速为45m/s，试求模型的高度。在该风速下测得模型的风阻力为1500N，试求原型在最大行驶速度时的风阻。 解：
v45 kv?m??1.5108vp 3.6 k??1
根据粘性力相似准则，
Rem?Rep
?kvkl?1
h11 kl???mkv1.5hp
hp
hm??1(m) 1.5 又 F?kF?k?kv2kl2?m Fp
Fm1500?F???1500(N) p221k?kvkl
19、 模型水管的出口喷嘴直径为50mm，喷射流量为15L/s，模型喷嘴的受力为100N，对于直径扩大10倍的原型风管喷嘴，在流量10000m3/h时，其受力值为多少？设水和空气的温度均为20℃。 20、
一贮水箱通过一直径为d的底部小孔排水，设排放时间t与液面高度h，重力加速度g，流体密度?，粘度?等参数有关，试用?定理： （1）取h，g，?为基本量，求包含时间的无量纲量?1 （2）取d，g，?为基本量，求包含粘度的无量纲量?2
解：（1）设
t?f?h,d,g,?,??
取h,g,?为基本量
t??1x1y1z1 hg?
x1y1z1dimt?dimhg???? 对于1：
M: 0?z
L: 0?x?y?3z T: 1??2y
11x1?,y1??,z1?022 得 t?1?hg
（2）取d,g,?为基本量
??2x2y2z2dg?
x2y2z2 对于?2：dim??dim(dg?)
T?Lx?LT?2??ML?3?yz? M: 1?z2
2 L: ?1?x2?y2?3z
T: ?1??2y2
31x2?,y2?,z2?122 得 ??2?3?d2g
21、 如图所示，圆形孔口出流的流速V与作用水头H、孔口直径d、水的密度?、粘度?、重力加速度g有关，试用?定理推导孔口流量公式。
ML?1T?1?Lx2?LT?2?y2?ML?3?z2