发布时间 : 星期日 文章2012-2013年第二学期工程流体力学期中试题（答案）更新完毕开始阅读c167add3d5bbfd0a795673b4
2012-2013第二学期工程流体力学期中试题参考答案
一、 此螺旋水流既不是迹线也不是流线，因为迹线的定义为流体微团走过的轨迹，而流线
定义为任意时刻各出的切线代表流动方向。螺旋水流是由不同流体为团构成的，这些微团因不受力矩作用，都应是沿径向流动的，因此不符合迹线和流线的定义。实际上螺旋水流构成的线是脉线（未学过）。
二、 压力沿流动方向下降。原因如下：取直管内的一段流体为控制体，流体与管壁之间存
在摩擦力，与运动方向相反，但由一维定常连续方程，进出口的流速相同，因此控制体所受合力必为零，因此进口的压力一定比出口的压力大。
三、
ABAB
(1) 倾斜放置的匀直管道(2) 水平放置的收缩管道
四、
?a
解： 设加速度为沿斜面向下，以水箱为静止建立相对坐标系，水箱受到沿斜面向上的惯性力作用，此惯性力与重力的合力即体积力的合力，该合力与自由液面垂直。 (1) 重力加速度沿斜面的分量为gsin30°，垂直于斜面的分量为gcos30°。
自由液面与斜面的夹角为：tan?1[(32?15)/80]=12°
可知a=gsin30°-gcos30°tan12°=3.096m/s2
(2) 由(1)可知该加速度是沿斜面向下。
(3) pA??ah???gcos30?0.32=1000*9.8cos30°*0.32=2716Pa 或者：pA???gcos30?0.15???(gsin30?a)?0.8
=1000*9.8*cos30°*0.15+1000*(9.8*sin30°-3.096)*0.8 =2716Pa
??? 五、
解：
1). 根据伯努利方程：
p0??V022??gz0?p2??V222??gz2，
其中0代表自由液面，2代表圆盘中心处。
已知：p0?pa，V0?V2?0，z0?z2?h 则：p2?p0??g(z0?z2)?pa??gh
p2g??gh
2). 如图，取控制体，规定向右为x正向，根据动量方程：
???(V2x?V1x) F?m2
?????AV，V2x?0，V1x?V F??F，m根据伯努利方程：p1?
?V122??gz1?p0??V022??gz0
已知：p1?pa，z0?z1?h
?V122??gh，V1?2gh
带入动量方程中：
?F??A2gh(0?2gh)，F?2?ghA，方向向左。
六、
解：(1) 瓶内都是空气，表压力为3个大气压，设出口处的速度为V，根据伯努利方程则有：
p1??V122?p2??V222
其中1代表瓶内，2代表出口处，则有：
V1?0，p1?p2?3?101325Pa
于是有：
?V222?p1?p2
V2?2(p1?p2)??2?3?1013251.225?704m/s
(2) 瓶口处是水：
V2?2(p1?p2)??2?3?1013251000?25m/s
(3) 取控制体包含火箭：
???(V2x?V1x) F?m2(p1?p2)?V2??AV2??A?T?m2??2A(p1?p2)
可见推力跟介质无关，用水还是用空气，最大推力是相同的。
(4) 虽然瞬时推力相同，但是相同体积水的总质量大，可利用的总动量要大得多，或者
说因为速度小，推力作用时间长得多，所以用水做推进剂火箭可以飞得更高。
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