气体动力学基础试题与答案.doc

此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除复习神器解释下列各对名词并说明它们之间的区别与联系1 轨线和流线2 马赫数M和速度系数5膨胀波和激波一、 回答下列问题1 膨胀波在自由表面上反射为什么波？为什么？4收敛喷管的三种流动状态分别是什么？各有何特点？三、（2分）已知压气机入口处的空气温度，压力=.bar，在经过压气机进行可逆绝热压缩以后，使其压力升高了倍，即增压比，试求压气机出口处温度和比容，压气机所需要的容积功。设比热容为常数，且比热比k=1.4。四、空气沿如图1所示的扩散管道流动，在截面1-1处空气的压强N/m2,温度C,速度米/秒，截面1-1的面积=10厘米2，在截面2-2处空气速度降低到=72.2米/秒。设空气在扩散管中的流动为绝能等熵流动，试求：（1）进、出口气流的马赫数和；（2）进、出口气流总温及总压；（3）气流作用于管道内壁的力。11V1V222六、(15分)在超声速风洞的前室中空气的滞止温度为T*=288K,在喷管出口处空气的速度V1=530米/秒，当流过试验段中的模型时产生正激波（如图1所示），求激波后空气的速度。V1 图1 第四题示意图 图2 第五题示意图一、解释下列各对名词并说明它们之间的区别与联系（共分，每题分）1 轨线和流线答：轨线是流体质点运动的轨迹；流线是一条空间曲线，该曲线上任一点的切线与流体在同一点的速度方向一致。 区别：轨线的是同一质点不同时刻的位置所连成的曲线；流线是同一时刻不同质点运动速度矢量所连成的曲线。 联系：在定常流动中轨迹线和流线重合。2 马赫数M和速度系数答：马赫数M是气体运动速度与当地声速的比值；速度系数是气体运动速度与临界声速的比值。区别：速度相同时气体的马赫数与静温有关，最大值为无限大，而速度系数于总温有关，其最大值为有限值。联系：已知马赫数可以计算速度系数，反之亦然。3 膨胀波和激波答：膨胀波是超声速绕外钝角偏转或加速时所产生的压力扰动波；激波是超音速气流流动方向向内偏转所产生强压缩波。区别：膨胀波是等熵波；激波是非等熵波。联系：激波在自由表面上反射为膨胀波。二、回答下列问题（共20分，每题5分）：4 膨胀波在自由表面上反射为什么波？为什么？答：膨胀波在自由表面上反射为压缩波。这是因为膨胀波在自由表面反射之前压力与自由表面一致，但经过膨胀波之后气流的压力下降，要使气流压力恢复到自由表面的压力，必须经过一道压缩波提高压力（见示意图）。p1=pap3pap1=pap4=pa5 收敛喷管的三种流动状态分别是什么？各有何特点？答：三种状态分别为亚临界状态、临界状态和超临界状态。亚临界状态下喷管内和喷管出口流动速度均为亚声速(M1)，喷管反压会影响喷管内流动流动；临界状态下喷管出口为声速流（M=1）,喷管反压与总压值比等于临界压比（0.528）; 超临界状态下喷管出口为声速流（M=1）, 喷管口之后有膨胀波存在，喷管反压不会影响喷管内流动流动。三、（2分）已知压气机入口处的空气温度，压力=.bar，在经过压气机进行可逆绝热压缩以后，使其压力升高了倍，即增压比，试求压气机出口处温度和比容，压气机所需要的容积功。设比热容为常数，且比热比k=1.4。解：压气机压缩过程为等熵过程因此,压强和比容分别为: (K) (kg/m3) 容积功 (kJ/kg)四、空气沿如图1所示的扩散管道流动，在截面1-1处空气的压强N/m2, 温度C,速度米/秒，截面1-1的面积=10厘米2，在截面2-2处空气速度降低到=72.2米/秒。设空气在扩散管中的流动为绝能等熵流动，试求：（1）进、出口气流的马赫数和；（2）进、出口气流总温及总压；（3）气流作用于管道内壁的力。 解：依题意。(1)进口1-1面上的声速和马赫数340.17(米/秒)K 由于总温保持不变，因此2-2界面的临界声速、速度因数和马赫数分别为 战胜；克服 (2)由滞止参数、静参数与马赫数的关系得到进出口的总温和总压为rough adj. 粗糙的；粗暴的Khammer n. 铁锤；锤子因循守旧的(3)根据冲量函数关系得到气流作用于管壁的力为technique n. 技术；方法；技能 vi. 融化；溶化；软化 impressionist adj. 印象派的 punctuation n. 标点符号in particular 尤其；特别五、在超声速风洞的前室中空气的滞止温度为T*=288K,在喷管出口处空气的速度V1=530米/秒，当流过试验段中的模型时产生正激波（如图1所示），求激波后