流体力学课后答案第九章一元气体动力学基础

1、精品资料元气体动力学基础1.若要求vp/小于2解：根据Po= M2v2-2 40.05时，对20 c空气限定速度是多少?知可修改M 2< 0.05M<0.454v MC 0.45 343T 2=,C . kRT , 1.4 287 293 343m/s153m/s即对20 c空气限定速度为v<153m/s ，可按不压缩处理。2 .有一收缩型喷嘴， 已知 pi=140 kPa (abs), p2=100 kPa (abs), vi=80 m/s , Ti=293 K, 求2-2断面上的速度V2。解：因速度较高，气流来不及与外界进行热量交换，且当忽略能量损失时，可按等嫡流动处理，

2、应用结果：v2 = v'2010(T1 T2) v2 ,其中 T1=293K1 = "17 =1.66kg/mP 11( )k=1.31kg/m3PP2-=266 K2R解得：v2=242m/s3 .某一绝热气流的马赫数 M=0.8 ,并已知其滞止压力 po=5 X 98100 N/m 2,温度to=20 C, 试求滞止音速c。，当地音速c,气流速度v和气流绝对压强 p各为多少？解：To=273+20=293K, Co=KRT。=343m/s根据1 - M之知T 2T=260 K , C IkRT 323m/s , v MC 258.4m/skp。 五泊p T解得：p 3.2

3、8 98100N/m24.有一台风机进口的空气速度为v1 ,温度为T1 ,出口空气压力为 p2,温度为T2,出口断面面积为A2,若输入风机的轴功率为 N,试求风机质量流量 G (空气定压比热为 Cp)。解：由工程热力学知识：由此可解得cPT25.空气在直径为CpT GRTP PA2v1(cPT1210.16 cm的管道中流动，其质量流量是路某断面处的静压为41360 N/m解:由G=VAGRTpA1 kg/s ,滞止温度为38 C,在管2,试求该断面处的马赫数，速度及滞止压强。RTGRTv=PATo1 v2又:ToTM 0.7172 kRTk 11 M2T=282kv MC M . kRT24

4、1.4m /s6.在管道中流动的空气，流量为M=0.6 ,断面面积为 6.45 cm2。解:M v 和 c kRTT 得 cM kRTG=vA和E RT得GRT,代入：v M、, kRT pAT0TpM , kRT AGR1 k-M 22T=269.6kT0=289.1k7.毕托管测得静压为35850 N/m p 0=58260N/m0.227 kg/s 。某处绝对压强为137900 N/m 2,马赫数试求气流的滞止温度。 (r)(表压)，驻点压强与静压差为 65.861 kPa ,由气压计读得大气压为100.66 kPa,而空气流的滞止温度为 27 Co分别按不可压缩和可压缩情况 计算空气流

5、的速度。解：可按压缩处理：p 35850 100660 136510pap0 P 65861 202371Pap0k 12 0 (1 M1 2)p 2解得：M 0.77包 300 i Um2T T 2按不可压缩处理:解得：T 268.2k解得：v 252.8m/sPi _Pi1.013 1.006627g-1.29N/mk2358501.29236.2m/s8.空气管道某一断面上 v=106 m/s , P=7X 98100 N/m 亍,计算有效 (abs), t=16 ,管径 D=1.03 m。试计算该断面上的马赫数及雷诺数。(提示：设动力粘滞系数在通常压强下不变)解：查表可以计算知0.01

6、81 10 3Pa sc KRT 1.4 287 289 =340.8m/s马赫数为：m = - =0.311cvd vdRe9.16 C的空气在 D=20cm 的钢管中作等温流动, 强为5at (abs),设 入 =0.032 ,求质量流量。上里5 107RT沿管长 3600m压降为1at，假若初始压2D解：由G=.16 lRT22(P1P2 )其中：P1 5 9.807 104 Pa,P29.807104Pa解得 G=1.34kg /s校核：C 一 kRT 340.8m/sP2RT_34.73kg/m3V2 9m/ s 24D2M2v2C0.0265M210.已知煤气管路的直径为20cm

7、,长度为3000 m ,气流绝对压强 pi=980 kPa, ti=300 K,阻力系数 a0.012 ,煤气的 R=490 J/(kg K),绝对指数 k=1.3 ,当出口的外界压力为 490 kPa时，求质量流量(煤气管路不保温)。解：按等温条件计算G二2D5,16 1RT/ 2 (Pl2、p2 ) =5.22kg / S验算管道出口马赫数c= v'kRT 437.1m/sP2RT=3.33kg /V2V20.11M 2 <=0.88 ,计算有效.k11.空气p0=1960 kPa,温度为293 K的气罐中流出，沿流长度为20m,直径为2cm的管道流入P2=392 kPa的介

8、质中，设流动为等温流动，阻力系数心0.015，不计局部阻力损失， 求出口质量流量。解:由G=2D5 /22、化 lRT (p1p2 ) =0.537kg/sjp2；=4.66kg/m3V24G 2 =367m/s2 D2M=6=0.845Vc= MC =290m/s由于V2>Vc,贝UG= 2VcA=0.426kg/s12.空气在光滑水平管中输送，管长为 200 m,管径5cm ,摩阻系数 /=0.016 ,进口处绝对压弓虽为106N/m温度为20 C,流速为30 m/s ,求沿此管压降为多少？若(1)气体作为不可压缩流体；(2)可压缩等温流动；(3)可压缩绝热流动；试分别计算之。解：(1 )若气体作为不可压缩流体，查表得 t 20 c时， =1.205kg /m3则4G2- =50m /s2 D2p二5 N/ml v2 =3. 47X1 0D 2气体作可压缩等温流动P2Pi .12 .V1 l =5. 6 X RT D10N/m 2Plp2 =4. 4X 10 5 N/m校核:V2P1V1 一P253.6m/sC . kRT 343m/sM2V20.16气体作可压缩绝热流动得:解得:12DA2 k2V12rt1P211P1kk10.597 106k 1P1kp2(2)P1