六、气体的一维流动

气体的一维流动

6-1 飞机在20000m 高空（-56.5℃）中以2400km/h 的速度飞行，试求气流相对于飞机的马赫数。 [2.25]

6-2 过热水蒸气（33.1=γ，)/(462K kg J R ⋅=）在管道中作等熵流动，在截面１上的参数

为：501=t ℃，

Pa p 5110=，s m v /501=。如果截面２上的速度为s m v /1002=，求该处的压强p 2。 [Pa 5109753.0⨯]

6-3 空气（4.1=γ，)/(287K kg J R ⋅=）在400K 条件下以声速流动，试确定（1）气流速度。（2）对应的滞止声速。（3）对应的最大可能速度。 [400.899m/s,439.163m/s,981.998m/s] 6-4 输送氩气的管路中装置一皮托管，测得某点的总压为Pa 51058.1⨯，静压为Pa 5

1004.1⨯，管中气体温度为２０℃，求流速：（１）不及气体的可压缩性；（２）按绝热压缩计算。 [252m/s,235m/s]

6-5 某气体管流，其进口状态为Pa p 511045.2⨯=，5.261=t ℃，4.11=Ma ，若出口状态为5.22=Ma ，已知管流绝热，试确定（1）滞止温度。（2）进口截面上单位面积的流量。（3）出口温度及速度（已知3.1=γ，)/(469.0K kg kJ R ⋅=）。

[387.55K,1043.35kg/s •m 2,200.03K,873.05m/s]

6-6 空气管流（4.1=γ，)/(43.287K kg J R ⋅=）在管道进口处K T 3001=，Pa p 511045.3⨯=，s m v /1501=，2

1500cm A =，在管道出口处K T 2772=，

Pa p 5210058.2⨯=，s m v /2602=，试求进出口处气流的各种状态参数：。T 0 ，p 0，ρ０，T cr ，p cr ，ρcr ，λ，V ma x 。[进口:311.18K,Pa 51058.3⨯,5.67kg/m 3,259.32K,Pa 5

1089.1⨯,3.59kg/m 3, 0.464,791.26m/s;出

口:310.6K,Pa 510073.3⨯,3.44kg/m 3,258.83K,Pa 51062.1⨯,2.18kg/m 3,0.75,790.53m/s]

6-7 过热水蒸汽（33.1=γ，)/(462K kg J R ⋅=）的温度为430℃，压强为Pa 6105⨯，速

度为525m/s ，求水蒸汽的滞止参数。 [770K,Pa 6

104848.7⨯,21.04kg/m 3]

6-8 飞机在10000m 高空（K T 15.223=，Pa p 510264.0⨯=）以速度800km/h 飞行，燃烧室的进口扩压通道朝向前方，设空气在扩压通道中可逆压缩，若相对于扩压器的出口马赫数为36.0=Ma 。试确定：（１）相对于扩压器的来流马赫数。（２）相对于扩压器的出口速度、压强、温度。 [(1)0.74;(2)230.7m/s,Pa 510374.0⨯,241.43K]

6-9 4.1=γ的空气在一渐缩管道中流动，在进口1处的平均流速为152.4m/s ，气温为333.3K ，

气压为Pa 510086.2⨯，在出口2处达到临界状态。如不计摩擦，试求出口气流的平均流速、

气温、气压和密度。 [339.9m/s,287.4K,Pa 5

10231.1⨯,1.492kg/m 3]

6-10 空气罐中的绝对压强Pa p 50

107⨯=，400=t ℃，通过一喉部直径mm d 25=的拉伐尔喷管向大气中喷射，大气压强Pa p 5210981.0⨯=，求：（１）质量流量m q ；（２）喷管出口截面直径2d ；（３）喷管出口的马赫数2Ma 。 [0.785kg/s,31.7mm,1.914]

6-11 空气气流在收缩喷管截面１上的参数为

Pa p 51103⨯=，K T 3401=，s m v /1501=，mm d 461=，在出口截面2上马赫数为1=Ma ，试求出口的压强，温度和直

径。 [

Pa 510775.1⨯,292.66K36.7mm] 6-12空气流过收缩喷管，其进口条件为：s m v /84.2431=；60=t t ℃；

Pa p 51109.6⨯=。出口压力为Pa p a

51073.3⨯=。试确定在出口截面上的压强、温度、速度和马赫数。 [Pa 51091.4⨯,302.26K,348.5m/s,1]

6-13 如图6－9所示收缩喷管从大气中吸气，其出口的环境背压由真空泵抽气形成，当背压Pa p am b 8000=时，通过收缩喷管的流量s kg q m /18.0=。已知大气压强

Pa p a 51001325.1⨯=，大气温度K T a 293=。试分析喷管内气流处于何种流动状态，并求喷管出口截面直径。 [超临界流动状态,0.03095m]

图 6－9 6-14 已知大容器内的过热蒸汽参数为

Pa p 601094.2⨯=，K T 7730=，3.1=γ，)/(462K kg J ⋅=，拟用喷管使过热蒸汽的热能转换成高速气流的动能。如果喷管出口的环境

背压

Pa p am b 5108.9⨯=，试分析应采用何种形式的喷管？若不计蒸汽流过喷管的损失，试求蒸汽的临界流速、出口流速和马赫数。 [缩放喷管,635.4m/s,832.5m/s,1.387] 6-15 31=Ma 的空气超声速气流进入一条沿程损失系数02.0=λ的绝热管道，其直径mm d 200=，如果要求出口马赫数22=Ma ，试求管长l 。 [2.1716m]

6-16 气流参数为

Pa p 51102⨯=，K T 3231=，s m v /2001=的空气进入一条等截面管道作绝热摩擦流动，已知管径mm d 100=，沿程损失系数025.0=λ，试求最大管长m l 及其出口

的压强和温度。 [2.7976m,Pa 5

109239.0⨯,285.76K]