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文档简介
1、.一、简答题:(共20分,每小题4分)1、 何谓流线和迹线?各有何特点?答:流线是在某一瞬间,将流场中各点的流体微团的运动方向连接而成的一条光滑曲线。迹线是流体微团运动的轨迹线。流线具有以下特点: 流线上各点的切线方向为该点流体微团的速度方向; 一般情况下,流线彼此不相交; 流体微团不会跨越流线流动; 在不定常流中,流线和迹线一般不重合;在定常流中,二者必然重合。迹线只随流体微团的不同而不同,与时间无关。2、 说明不可压流的流速如何测量?写出所用公式。答:用先渐缩后渐扩的文特利管分别测量管道两个面积不同截面的压力,在已知流体密度和两个截面面积情况下,可以计算出流体在2-2截面处的速度为:3、
2、马赫波与激波的形成有何不同?气流穿过马赫波和激波的总参数及熵的变化有何特点?答:马赫波是微弱扰动在超音速气流中的传播形成的。激波是超音速气流中n道微弱压缩波叠加在一起形成的。 气流穿过马赫波后总温、总压不变,是等熵过程。气流穿过激波后总温不变,总压下降,是熵增过程。4、 何为范诺线?由范诺线可以得到摩擦管流的哪些特性? 答:范诺线是摩擦管流中给定总焓和密流情况下作出的等截面管流的焓-熵曲线。由范诺线可以得到Ma数在不同范围时焓和熵的变化关系:Ma数小于1时,焓随熵的增加而减小;Ma数大于1时,焓随熵的增加而增大。另外,由范诺线也可以看到,单纯的摩擦作用不可能使亚音速流变为超音速流,也不可能使超
3、音速流变为亚音速流。最终的趋势都是临界状态。5、 体流过管路的损失有几种?如何减小各种损失?答:有沿程损失和局部损失。减小摩擦、减小管长及加大管径可减少沿程损失;减缓管截面变化、弯管加导流片等可减少局部损失。二、多项判断题,将正确答案填在括号中:(共20分,每小题4分)1、流体的流线 ( b,d )(a) 只在采用拉格朗日法表示流体微团运动时才采用;(b) 只在采用欧拉法表示流体微团运动时才采用;(c) 只随流体微团不同而变化,与时间无关;(d) 随时间不断发生变化;2、贝努利方程 ( b,d )(a) 与能量方程无关;(b) 也称为机械能形式的能量方程;(c) 仅用于不可压缩流体;(d) 既
4、可用于不可压缩流体,也可用于可压缩流体;3、可压缩流体在收缩-扩张管道中流动,并出现壅塞时,( b,d )(a) 收缩段中的流动始终是超声速的;(b) 扩张段可能出现正激波;(c) 正激波的位置与反压无关;(d) 喉部压力与入口压力之比与流动的几何形状无关;4、等面积管道中,具有摩擦的绝热亚音速流动,沿流向 ( c,d )(a)温度将升高;(b)总温下降;(c)总压下降;(d)极限马赫数是1;5、理想气体在无摩擦等面积管道中作绝热流动, ( b,d )(a)沿流向压力一定减小;(b)速度将保持不变;(c)熵将增大;(d)马赫数将保持不变;三、计算题:(共60分)1、(15分)不可压流体流过水平
5、放置的180o弯管,管道进口截面积是出口截面积的2倍,若忽略流动过程的摩擦损失,且已知进口截面的面积A1、流速V1、压力P1、密度,求流体作用在弯管上的力。已知:A1=2A2,A1、V1、P1、求:F解:由连续性方程: 所以:由贝努力方程:得:设弯管对水流的作用力为R,由动量守恒方程:得:水流对弯管的作用力为: 方向与水流进口方向相同。2、(15分)一绝热管道在直径10cm处,空气流速为30m/s,压力为3atm。在下游某截面处压力为1.5atm,温度为200K。试求空气质量流量、两个截面的马赫数和管道下游截面处的直径。空气的=1.4,R=287J/Kg.K。已知:D1=10cm,V1=30m
6、/s,P1=3atm,P2=1.5atm,T2=200K求:qm、Ma1、Ma2、D2解:由绝热过程方程得:由 查表得: 计算得: 查表得:由流量关系得: 3、(20分)拉瓦尔喷管喉部最小截面积为4*10-4m2,出口截面的面积为6.76*10-4 m2,喷管周围的大气压力为1*105Pa,喷管进口气流总温为288K,求:当进口气流总压为1.5*105Pa时,喷管出口处气流的Ma数、空气流量以及管中有激波时激波的位置。流量公式中的系数K=0.0404,空气绝热指数为=1.4,气体常数R=287J/Kg。已知:At=4*10-4m2,Ae=6.76*10-4m2,Pb=1*105Pa,T1*=288K,P1*=1.5*105Pa求:Mae、qm、AS解:首先确定三个划界限反压:由:查表得:,所以:查表得: 所以:由于Pb1PbPb2,所以喷管内扩张段会产生激波,由流量关系: 得:查表得:下面确定激波位置:由流量关系:得:查表得激波前马赫数:再由流量关系:得:4、(10分)在管径D=1cm,管长L=5m的圆管中,冷冻机润滑油作层流运动,测得润滑油流量为80cm
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