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中国计量学院200 ~ 200 学年第 学期 《工程流体力学》课程考试试卷（B）答案 开课二级学院： 计量技术工程学院 ，考试时间： 年____月____日 时 一、解释名词或写出公式（每题2分，共20分） 连续介质假设：假定组成流体的最小物理实体是流体质点而不是流体分子，假定流体是由无穷多个、无穷小的、紧密比邻、连绵不断的流体质点所组成的一种绝无间隙的连续介质。 流线：流线是流场中的瞬时光滑曲线，曲线上各点的切线方向与各该点的瞬时速度方向一致。 不可压缩流体：假设等温压缩率和体膨胀系数完全为零的流体叫作不可压缩流体。这种流体受压体积不减小，受热体积不膨胀，因而其密度、比体积、相对密度均为恒定常数。 (4) 牛顿(Newton)内摩擦定律：，其物理意义是切应力与速度梯度成正比。 (5) 压力体：压力体是由积分式所确定的纯几何体积。 (6) 哈根-伯肃叶（Hagen-Poiseuille）定律： (7) 边界层：当相当速度的流体绕物体流动时，在靠近物体表面的薄层内，速度梯度很大，此薄层称为边界层。 (8) 达西公式： (9) 声速：声速是指小扰动波在介质中传播的速度。 (10)马赫（Mach）角：当处于超声速流动时，扰动波传播范围只能充满一个锥形空间，这个锥形空间叫马赫锥，其半锥角叫马赫角，。 二、简算题（每题5分，共20分） 一平板在有液体层的第二块平板上以速度u = 4m／s,两板相距d = 0.05m,液体的动力粘性系数μ=O.0005Pa?s，上板面积为A = 50m2，求上板所受阻力F =__2N_______。 (2)不可压缩流体从截面为A1= 50cm2的管道突然扩大到从截面为A2= 150cm2的管道，求局部阻力系数ζ2 =_____4_______。 (3)气体在管道中作等熵流动，已知比热比γ=5／3，滞止压力 P0=32大气压，流动压力P=1大气压，求流动马赫数 M =_____3_____。 (4)流体在光滑管道中流动，已知摩擦系数λ=0.3164，管道直径d = 0.02m，运动粘性系数ν=1×10-6m2／s，求管流平均流动速度 u =_____0.5m/s_____。 三．计算题：（每题12分，共60分） (1)一平面闸门倾斜放置，已知α= 450，门宽B = 2m, 门重G = 19.6 kN，水深 h1 = 1 m，h2 = 2m，门可绕O点开启，求启门所必须的向上拉力T。 解: （2分） （2分） （2分） （2分） （2分） 答: 启门所必须的向上拉力为。 （2分） （2）一水平渐缩管段，已知d1=150mm，d2=75mm,测压管中高差Δh=600mm，假设管中流速是均匀分布的，水头损失不计，求管中通过的流量Q。 解: 设前后速度为，设前后压力为，连续性方程为： （2分） 由连续性方程得： （2分） 伯努利方程为： , （2分） 故有， （2分） （2分） 答: 管中通过的流量为。 （2分） （3） 式中；是平板层流边界层的来流速度；是边界层厚度。试用动量积分关系式计算边界层厚度以及长度为l的平板的单面的阻力系数，式中是板面上的粘性切应力；轴沿板面。 解： ， （2分） （2分） （2分） （2分） ， （2分） 答: 边界层厚度，平板的单面的阻力系数。 （2分） （4）一收缩形喷管，上游参数，，下游参数，求喷管出口的空气流速。 解： （2分） （2分） （2分）