气体动力学试题【精选文档】

1、气体动力学试题【精选文档】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、2截面处的速度为:3、 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

3、超音速流，也不可能使超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

4、可压缩流体；（d) 既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

5、分）不可压流体流过水平放置的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=

6、10cm，V1=30m/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4104m2，出口截面的面积为6。7610-4 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=4104m2，Ae=6。76104m2，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Pb1Pb>Pb2，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80cm3/s，沿程阻力为30m油柱