冶金传输原理第六章课后习题及解答.doc

第六章 可压缩气体的流动 例6-1 空气缸中的绝对压强℃，通过一喉部直径的拉瓦喷管向大气中喷射，大气压强，求： 质量流量G； 喷管出口断面直径d2; 喷管出口的马赫数M2。 解：由于，喷管喉部可达到音速，由已知喉部条件，决定质量流量。 （1） 由公式（6-19） （2）由公式（6-19）计算喷管出口断面直径： （3） 例6-2 空气（K=1.4，R=287J/kg·k）在400K条件下以声速流动，试确定：（1）气流速度；（2）对应的滞止音速；（3）对应的最大可能速度；（4）滞止焓；（5）克罗克数。 解： （1） （2）由 （3）由知 由知 （5） 例6-3 某气体管流，其进口状态为℃，，若出口状态为，已知管流绝热，试确定（1）滞止温度；（2）进口截面上单位面积上的流量；（3）出口温度及速度。（已知K=1.3，R=0.469kJ/kg·K） 解： （1）对于绝热管流有T01=T02=T0 由式得 （2）由式，得 由式得 由式，得 于是得： （3）由式得 所以 例6-4 空气管流（）在管道进口处，在管道出口处，，试求进、出口处气流的各种状态参数：，。 解： （1）进口状态 =30.01 kg/s （2）出口状态： =310.60K =3.073 bar = 例6-5 空气在容器中的状态为℃，经喷管流到压力为的空间，已知流量为，流动为等熵，试确定：（1）出口段截面面积及马赫数。 （2）喉部截面压力及速度。 解：已知 出口状态（令） 临界状态（） 例6-6 如图，空气（K=1.4）在喷管中均熵流动，在上游截面 上的，在下游截面A2要求达到，试确定： 喷管的喉部截面积At； 出口截面A2； 压比； 温比。 例6-11题图 解： （1）喷管中的流动由亚音速逐渐加速为超音速，因此必然经过喉部At，在此截面上Mt=1，由附录查出，在时，，因此喉部截面为 在处，，因此 式中 由附录查出 式中由附录查出。 6-7 氢气温度为45℃，求其音???。 (答：1354m/s) 6-8 已知标准大气层沿高程的空气温度递减率为0.0065℃/m，若地面温度为20℃，求高程为2000，5000，10000m处的音速。 （答：335，323，302m/s） 6-9 飞机在20000m的高空飞行，航速2400km/h，空气温度-56.5℃，求飞行的马赫数。 （答：2.25） 6-10 计算氦气（K=1.67），空气（K=1.4）和燃气（K=1.33）三种不同气流的临界压强与总压强的比值。 答： 6-11 发射子弹时摄取到的纹影图上显示有40°的马赫角。如静止空气的温度为10℃，问子弹尖端的温度是多少？K=1.4 （答：提示由马赫角得到马赫数M=1.56，℃）