一元气体动力学基础.doc

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1、一元气体动力学基础1.若要求小于0.05时，对20℃空气限定速度是多少？解：根据=知<0.05M<0.45，即对20℃空气限定速度为<153m/s，可按不压缩处理。2.有一收缩型喷嘴，已知p1=140kPa（abs），p2=100kPa（abs），v1=80m/s，T1=293K，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，可按等熵流动处理，应用结果：=，其中T1=293K==1.66kg/m3.=1.31kg/m3.T2==266K解得：=242m/s3.某一绝热气流的马赫数M=0.

2、8，并已知其滞止压力p0=5×98100N/m2，温度t0=20℃，试求滞止音速c0，当地音速c，气流速度v和气流绝对压强p各为多少？解：T0=273+20=293K，C0==343m/s根据知T=260K，，解得：4.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：，其中，∴由此可解得G5.空气在直径为10.16cm的管道中流动，其质量流量是1kg/s，滞止温度为38℃，在管路某断面处的静压为41

3、360N/m2，试求该断面处的马赫数，速度及滞止压强。解：由G=Av=T=282k又：∴p=58260N/m6.在管道中流动的空气，流量为0.227kg/s。某处绝对压强为N/m2，马赫数M=0.6，断面面积为6.45cm2。试求气流的滞止温度。解：和得G=和得，代入：∴T=269.6kT=289.1k7.毕托管测得静压为35850N/m2（r）（表压），驻点压强与静压差为65.861kPa，由气压计读得大气压为100.66kPa，而空气流的滞止温度为27℃。分别按不可压缩和可压缩情况计算空气流的速度。解：可按压缩处理：M，解得：解

4、得：解得：按不可压缩处理：即：∴8.空气管道某一断面上v=106m/s，p=7×98100N/m2（abs），t=16℃，管径D=1.03m。试计算该断面上的马赫数及雷诺数。（提示：设动力粘滞系数μ在通常压强下不变）解：=340.8m/s马赫数为：m==0.3119.16℃的空气在D=20cm的钢管中作等温流动，沿管长3600m压降为1at，假若初始压强为5at（abs），设λ=0.032，求质量流量。解：由G=其中：，解得G=1.34kg／s校核：，计算有效10.已知煤气管路的直径为20cm，长度为3000m，气流绝对压强p1=9

5、80kPa，t1=300K，阻力系数λ=0.012，煤气的R=490J/(kg·K)，绝对指数k=1.3，当出口的外界压力为490kPa时，求质量流量（煤气管路不保温）。解：按等温条件计算G==5.22kg验算管道出口马赫数c=／s=3.33kg／m=50m／s=M<=0.88，计算有效11.空气p0=1960kPa，温度为293K的气罐中流出，沿流长度为20m，直径为2cm的管道流入p2=392kPa的介质中，设流动为等温流动，阻力系数λ=0.015，不计局部阻力损失，求出口质量流量。解：由G==0.537kg/s=4.66kg/

6、m=367m/sM==0.845vc==290m/s由于v>v，则G==0.426kg/s12.空气在光滑水平管中输送，管长为200m，管径5cm，摩阻系数λ=0.016，进口处绝对压强为106N/m2，温度为20℃，流速为30m/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℃时，=1.205kg／m则p==3.47×10N/m（2）气体作可压缩等温流动=5.6×10N/mp==4.4×10N/m校核：，计算有效（3）气体作可

7、压缩绝热流动，又：，得：解得：∴