中南大学消防11级试卷结果解析.docVIP

中南大学考试试卷 2012 -- 2013 学年 2 学期 时间110分钟 流体力学 课程 56 学时 3.5 学分 考试形式： 闭 卷 专业年级： 消防11级01，02班 总分100分，占总评成绩 70 % 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上 一、是非题（本题10分，每小题1分） 1. 对 2. 对 3. 错 4. 对 5. 错 6. 对 7. 错 8. 错 9. 错 10. 对 二、选择题（本题20分，每小题2分） 1. A 2. C 3. C 4. B 5. B 6. C 7. A 8. C 9. D 10. C 三、填空题（本题20个空，共35分，无说明处每空2分） 1. 0 ； 2. 三，非恒定，非均匀，1。（前3空每空1分，后1空2分） 3. p1p2p3（3分） 4. 层流，0.0402 5. 通过这两点连线的流量 6. 0.024，0.056或0.04（任写两个） 四、作图题（本题5分） 绘出图（3分），标明压强的大小（2分）。 五、实验题（本题10分） 实验中观察到的既是流线又是迹线：同一瞬时向整个流场观察看到的是流线（1分），盯住一个气泡看其运动轨迹是迹线（1分）。 通过观察各边壁突变处主流与固体边壁脱离的区域大小、脱离区内漩涡个数的多少、漩涡旋转速度的大小等可以直观的看出局部水头损失的大小（1分）。 在其它条件相同的情况下,以下各组边壁突变处局部水头损失大小的排序：（5分） （1）圆管突扩圆管突缩（此时） （2）直角型弯道圆弧形弯道 （3）30°转弯45°转弯90°转弯 （4）圆管渐扩圆管渐缩 （5）分叉水流汇合水流 同上观察，圆管渐扩的局部水头损失圆管渐缩的，所以文丘里流量计一般设计成进口渐缩段较短、出口渐扩段较长的形式，以利水流平顺，减小水头损失。（2分） 六、计算题（本题共4小题，共35分） 1．如图用U形水银测压计测量A点的静水压强，其读数为h，令A点压强保持不变，将U形管下降高度H，则水银测压计读数放大为，试证明（水银密度为13600kg/m3）。（本题6分） 下降前：假设A点至左侧U形管水银液面高差为h1，过左侧水银液面的1—1为等压面。 （1） （2分） 下降后：A点压强保持不变，造成U形管下降后水银面高差增大的原因是U形管内左支水柱高度的增加，水柱高度的增加值为（） （2分） 将（1）式代入得： ，得证。（2分） 2. 水流由直径d1=0.2m的大管经一渐缩的弯管流入直径d2=0.15m的小管，管轴中心线在同一水平面内，大管与小管之间的夹角θ=60°，已知通过的流量Q=0.1m3/s，转弯进口处大管中心压强p1=120kPa，若水头损失，求水流对弯管的动水压力。（本题14分） （1分） （1分） （1分） 对1－1和2－2列写能量方程： （1分） （1分） （1分） 假设弯管的反作用力F如图，对1－2之间的水体列写动量方程： x方向： （1分） （1分） y方向： （1分） （1分） 则：总作用力 （1分） 与水平方向夹角： （1分） 水流对弯管的动水压力为3.55kN，方向与图示方向相反。 （1分） 图正确（1分） 3. 证明势函数和流函数所表示的流场完全相同。（本题6分） 解： ， 所以表示的流场完全相同。 4. 流体通过孔板流量计的流量Q与孔板前后的压差Δp，管道的内径d1，管内流速v，孔板的孔径d，流体的密度ρ，动力粘度μ有关，试导出流量表达式。（本题9分） 解： 选其中的ρ，v，d为基本量，则有四个π无量纲量： 得 ， ， 其中