流体力学习题集
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第1章 绪 论
习 题
1-1 从力学分析意义上说流体和固体有何不同? 1-2 量纲与单位是同一概念吗? 1-3 流体的容重和密度有何区别与联系?
1-4水的密度为1000 kg/m 3
,2升的水的质量和重量是多少? 1-5 体积为0.5m 3
的油料,重量为4410N ,该油料的密度是多少?
1-6 水的容重g = 9.71 kN/m 3
,m = 0.599 ´ 10-3
Pa×s,求它的运动粘滞系数。
1-7 如图所示为一0.8 ´ 0.2m 的平板,在油面上作水平运动,已知运动速度u = 1m/s ,
平板与固定边界的距离d = 1mm ,油的动力粘滞系数为m = 1.15 Pa×s,由平板所带动的油
的速度成直线分布,求平板所受的阻力。
1-8 旋转圆筒粘度计,悬挂着的内圆筒半径r = 20cm ,高度h = 40cm ,内筒不动,外
圆筒以角速度w = 10 rad/s 旋转,两筒间距d = 0.3cm ,内盛待测液体。
此时测得内筒所受力矩M = 4.905 N×m。
求油的动力粘滞系数。
(内筒底部与油的相互作用不计)
1-9 一圆锥体绕其中心轴作等角速度w = 16 rad/s 旋转,锥体与固定壁面的间隙d = 1mm ,其间充满m = 0.1 Pa×s 的润滑油,锥体半径R = 0.3m ,高R = 0.5m ,求作用于圆锥体的阻力矩。
1-10 如图所示为一水暖系统,为了防止水温升高时体积膨胀将水管胀裂,在系统顶部设一膨胀水箱。
若系统内水的总体积为8m 3
,加温前后温差为50°C,在其温度范围内水的膨胀系数为,求膨胀水箱的最小容积。
(水的膨胀系数为0.0005 /°C)
1-11 水在常温下,由5at 压强增加到10at 压强时,密度改变多少?
1-12 容积为4的水,当压强增加了5at 时容积减少1升,该水的体积弹性系数为多少?为了使水的体积相对压缩1/1000,需要增大多少压强?
题1-7图
u
题1-8图
第2章 流体运动学基础
习 题
2-1 给定速度场u x = x + y ,u y = x - y ,u z = 0,且令t = 0时x = a ,y = b ,z = c ,求质点空间分布。
2-2 已知拉格朗日速度分布u x = -b (a sin b t + b cos b t ) ,u y =b (a cos b t - b sin b
t ) ,u z =a 。
如t = 0时x = a ,y = b ,z = c ,试用欧拉变量表示上述流场速度分布,并求
流场加速度分布,式中a ,b ,a ,b ,c 为常数。
2-3 已知平面速度场u x = x + t ,u y = - y + t ,并令t = 0时x = a ,y = b ,求(1)流线方程及t = 0时过(-1,-1)点的流线;(2)迹线方程及t = 0时过(-1,-1)点的迹线。
2-4设0≠u
,说明以下三种导数
)(,0,0=∇⋅=∂∂=u u t
u dt
u d
的物理意义。
2-5 给定速度场u x = -k y ,u y = k x ,u z = 0,求通过x = a ,y = b ,z = c 点的流线,式中k 为常数。
2-6已知有旋流动的速度场为u x = 2y +3z ,u y = 2 z +3x ,u z = 2x +3y 。
试求旋转角速度,角变形速度和涡线方程。
2-7 求出下述流场的角变形速度,涡量和线变形速度。
并说明运动是否有旋?
u x =U (h 2 - y 2),u y = u z = 0 。
第3章 流体静力学
习 题
3-1 某水塔,若z = 3m ,h = 2m ,p 0 = 2at
,以地面为基准面,求水塔底部的绝对压强、相对压强和测压管水头。
3-2 图示复式水银测压计,液面高程如图中所示,单位为m 。
试计算水箱表面的绝对压强值p 0。
3-3 密封容器内注有三种互不相混的液体,求压力表读数为多少时,测压管中液面可上升到容器顶部。
3-4 图示贮液容器左侧是比重为0.8的油,其上真空计读数为p v =3.0N/cm 2
;右侧为水,其上压力表读数p =2N/cm 2。
压差计中工作液体的比重为1.6,求A 点的高程。
图中高程以m
计。
3-5 盛同种液体的两容器,用两根U 形管连接。
上部压差计A 内盛重度为A
题3-1图
h 4
γ1
题3-2图
题3-3 图
题3-4 图
题3-5 图
的液体,读数为h A ;下部压差计B 内盛重度为B γ的液体,读数为h B 。
求容器内液体的重度γ。
3-6 一容器内盛有重度3
N/m 9114=γ的液体,该容器长度L 为1.5m ,宽为1.2m ,液
体深度h 为0.9m 。
试计算下述情况下液体作用于容器底部的总压力:(1)容器以等加速度9.8m/s 2
垂直向上运动;(2)容器以9.8m/s 2
的等加速度垂直向下运动。
3-7 一圆柱形容器静止时盛水深度H =0.225m ,筒深度为0.3m ,内径D =0.1m ,若把圆筒绕中心轴作等角速度旋转。
求:(1)不使水溢出容器的最大角速度;(2)不使器底中心露出的最大角速度。
3-8 圆柱筒盛有重度g = 11.7 KN/m 3
的液体,今绕铅垂中心轴作等角速度旋转,转速
n =200 rpm 。
已知液体内A 点压强p A = 19.61 KN/cm 2,至旋转轴的水平距离g A = 20cm ;B
点至旋转轴的水平距离为g B =30cm ,B 点高出A 点的铅垂距离为40cm 。
求B 点的压强。
3-9 直径D =2m 的圆柱筒容器内盛有不相混的两种液体:重度g 1 = 8 KN/m 3
,g 2 = 9
KN/m 3
,h 1=20cm ,h 2=30cm 。
容器运动时液体不溢出。
求:
(1)容器以等加速度a = 0.1g 沿水平方向直线运动,容器壁单宽所受的最大静水压力;
(2)容器以转速n = 30 rpm 绕铅直中心轴旋转运动,容器底的压强分布规律,并求出其最大和最小压强值。
3-10 某物体在空气中重G = 400N ,而在水中重
250='G N 。
求该物体的体积和它的比重。
3-11 图示平板闸门,已知水深H = 2m ,门宽b = 1.5m ,门重G = 2000 N 。
门与门槽
的摩擦系数为f = 0.25,求启门力F 。
3-12 图示矩形闸门,高a = 3m ,宽b = 2m ,其上端在水下的深度h = 1m ,求作用在闸门上的静水总压力及其作用点的位置。
3-13 某倾斜装置的矩形闸门,宽b = 2m ,倾角α= 60°,铰链o 点位于水面以上a = 1m 处,水深h = 3m 。
求开启闸门所需之拉力T (闸门自重为G = 19.61 kN ,摩擦阻力不计)。
题3-9
题
γ2
γ1
题3-11 图
题3-12 图
3-14 容器内注有互不相混的两种液体:h 1= 2m ,g 2 = 8 KN/m 3,;h 2 = 3m ,g 2 = 9 KN/m 3。
求作用在宽度b = 1.5m ,倾角a = 60°的斜平面壁ABC 上的静水总压力P 及其作用点。
3-15 已知弧形闸门上游水
深H 1 = 4m ,下游水深H 2 = 2m ,闸门轴心O 距地面H 1/2,求单位宽度闸门上所受静水总压力的大小、方向及作用点。
3-16 由两个空心半球组成的密封水箱,球直径d = 2.0m ,用螺栓固接。
在水箱进口的下方a = 20cm 处,压力表读数为5.1N/cm 2。
求螺栓所受总拉力T 。
3-17 容器内有一隔板,隔板下部为宽b =1.2m 的正方形孔,恰好被直径D = 1.2m 的
圆柱体堵塞。
隔板两侧注有两种液体:31KN/m 9=γ,h 1=1.8m ;3
2KN/m 8=γ,h 2=1.5m 。
求圆柱体所受静水总压力。
第4章 流体动力学基本方程
习 题
4-1 试证下述不可压流体的运动是可能存在的:
(1) u x = 2x 2
+ y ,u y = 2y 2
+ z ,u z = -4 (x + y ) z + xy ;
(2) ;,)()(,)(22
222222222y x y
u y x z y x u y x xyz u z y x +-=+--=+-=
(3) u x = yzt , u y = xzt , u z = xyt 。
4-2 试证不可压流体的运动 u x = x , u y = y , u z = z 不可能存在。
题3-16 图
题3-15 图
h h 题3-14 图
题3-17 图
4-3 求使下列速度场成为不可压缩流体流动的条件:
(1) u x = a 1x + b 1y + c 1z , u y = a 2x + b 2y + c 2z , u z = a 3x + b 3y + c 3z ; (2) u x = a xy , u y = b yz , u z = c yz + dz 2。
4-4 设某一流体流场:u x = 2y + 3z , u y = 3z + x , u z = 2x + 4y ,该流场的粘性系数
m = 0.008 Pa×s,求其切应力。
4-5 设两无限大平板之间的距离为2h ,其间充满不可压缩流体,如图所示,试给出其运动所满足的微分方程。
4-6 试述满足伯努利方程C g u p
z =++22
γ的条件。
第5章 相似原理与量纲分析
习 题
5-1 试将下列各组物理量组合成无量纲量:
(1)t 0 、u 、r ; (2)Dp 、u 、g 、 g ; (3)F 、r 、l 、u ; (4)u 、l 、r 、s ; (5)u 、l 、t ; (6)r 、u 、m 、l ; (7)g 、u 、r 、l 。
5-2 如果一个球通过流体时的运动阻力是流体的密度r 、粘度m 、球的半径r 及速度
u 的函数,试用量纲分析法证明阻力R 可由下式给出:
)
(2μρυρμr
F R =
5-3 假设流量Q 与管径D 、喉道直径d 、流体密度r 、压强差Dp 及流体的动力粘滞系数
m 有关,试用p 定理分析文丘里管的流量表达式。
5-4 若模型流动与原型流动同时满足Re 相似律和Fr 相似律,试确定两种流动介质运动粘性系数的关系。
5-5 一个圆球放在流速为1.6 m/s 的水中,受到的阻力为4.4N 。
另一个直径为其两倍的圆球置于一风洞中。
在动力相似条件下风速的大小及圆球所受到的阻力。
(v 空气/v 水 = 13,r = 1.28 kg/m 3
)
5-6 当水温为20°C,平均速度为4.5 m/s 时,直径为0.3m 水平管线某段的压强降68.95 kN/m 2
为。
如果用比例为6的模型管线,以空气为工作流体,当平均流速为30 m/s 时,要求在相应段产生题4-5图
2h x
y
55.2 kN/m2的压强降。
计算力学相似所要求的空气压强,设空气温度为20°C。
5-7 用水校验测量空气流量的孔板,孔板直径d = 100mm,管道直径D = 100mm,由试验得到孔板流量系数固定不变时的最小流量为Q = 1.6 l/s,水银压差计读数为h = 45mm。
试确定:
(1)当孔板用来测定空气流量时,最小流量是多少?
(2)相应该流量下的水银压差计的读数是多少?设水与空气的温度都是20°C。
5-8 为了决定吸风口附近的流速分布,取比例为10作模型设计。
模型吸风口的流速为13 m/s,距风口轴线0.2m处测得流速为0.5 m/s。
若实际风口速度为18 m/s,怎样换算为
题5-9图
题5-10图
原型流动的流速?
5-9 溢水堰模型设计比例为20。
当在模型上测得模型流量为Q m = 300 l/s时,水流推力为P m = 300 N,求实际流量Q n和推力P n。
5-10 采用长度比尺为1:25的模型来研究弧形闸下出流,重力为主要作用力。
如在模型上量得出口流速为u m= 2.3 m/s,流量为Q m = 45 l/s,作用力为P m,求原型相应的流速u n、流量Q n和作用力P n。
5-11 一建筑物模型在风速为10 m/s时,迎风面压强为50 N/m2,背风面压强为-30 N/m2。
若气温不变,风速增至15 m/s时,试求建筑物迎风面和背风面的压强。
第6章理想流体的平面无旋运动
习题
6-1 给定平面流速度场u x = x2y + y2,u y = x2 - y2x,问:
(1)是否存在不可压缩流函数和速度势函数;
(2)如存在,给出它们的具体形式;
(3)写出微团变形速率各分量和旋转角速度各分量。
6-2 已知不可压缩流体平面流在y方向的速度分量为u y = y2 -2x + 2y,求速度在x方向的分量。
6-3 对平面不可压缩流体的运动,试证明:
(1) 如运动为无旋运动,则必满足Ñ2
u x = 0,Ñ2
u y = 0; (2) 满足Ñ2
u x = 0,Ñ2
u y = 0的流动不一定是无旋流。
6-4 已知平面流动的速度分布为2222,y x cx
u y x cy u y
x +=+=
其中c 为常数。
求流函数
并画出若干条的流线。
6-5 已知平面流动流函数
)(283
)22arctan 22(arctan 222y x x y x y Q ++-+++-=
πψ
判断是否是无旋流动。
6-6 已知速度势j ,求相应的流函数y : (1) j = xy ; (2) j = x 3
- 3xy 2
;
(3)
22y x x
+=
ϕ。
6-7 证明j = 1/2(x 2
- y 2
) + 2x - 3y 所表示的流场和y = xy + 3x + 2y 所表示的流场完全相同。
6-8 强度为60 m 2
/s 的源流和汇流位于x 轴,各距原点为
a=3m 。
计算坐标原点的流速,计算通过(0,4)点的流线的流
函数值,并求该点流速。
6-9 在速度为u = 0.5 m/s 的水平直线流中,在x 轴上方2单位处放一强度为Q = 5m 2
/s 的源流。
求此流动的流函数,并
绘出此半物体的形状。
6-10 如图所示,等强度两源流位于x 轴,距原点为a 。
求流函数,并确定滞止点位置。
第7章 粘性管流
第8章 边界层与绕流阻力
习题
8-1 设平板层流边界层中流速分布为线性关系,即δy U u x =
,用动量方程求边界层特性d /d 1,d 1/d 2 。
8-2 空气以30 m/s 的速度平行流过平板,温度为25°C,求离平板前缘200mm 处边界层的厚度d 。
8-3 光滑平板宽1.2m ,长3m ,潜没在静水中以速度u = 1.2m/s 沿水平方向拖曳,水温10°C,求:(1)层流边界层的长度;(2)平板末端的边界层的厚度;(3)所需水平拖曳力。
8-4 求平板绕流层流边界层的总阻力系数C D ,及d ,d 1,d 2。
设边界层中的速度分布
为 3
)()(δβδαy
y U
u x += 。
[提示:先根据速度分布边界条件决定a 、b 值] 8-5 一平行放置于流速为60m/s 的空气流中的薄平板,长1.5m ,宽3m ,空气绝对压强为105
N/m 2
,温度为25°C,求平板末端的边界层厚度及平板两侧的总阻力:
(1) 设为层流边界层; (2) 设为紊流边界层。
8-6 在Re 数相等的条件下,20°C 的水和30°C 的空气流过同一绕流体时,其绕流阻力之比为多少?
8-7 汽车以60 km/hr 的速度行驶,在运动方向的投影面积为2m 2
,绕流阻力系数为C D = 0.3,空气温度为0°C,求汽车克服空气阻力所消耗的功率。
8-8 球形尘粒的密度为2500 kg/m 3
,在温度为20°C 大气中等速沉降,可使用斯托克斯公式计算沉降速度的最大粒径为多少?
8-9 已知煤粉炉炉膛中上升烟气流的最小速度为0.5 m/s ,烟气密度为0.2 kg/m 3
,运动粘滞系数为230´10-6m 2
/s ,煤粉密度为1300 kg/m 3
,问直径为0.1mm 的煤粉将沉降还是被上升气流带走?
8-10 在气力输送管道中,为了输送一定量的悬浮砂粒,要求风速u 0为悬浮速度的5倍,已知砂粒粒径d = 0.3mm ,密度r m = 2650 kg/m 3
,空气温度为20°C,求风速u 0值。
9 明渠流动
习 题
9-1 梯形断面渠道,已知b=7m ,边坡系数m=1.5。
当测得流量Q=9.45m 3
/s ,水深h 0=1.2m 。
又知在200m 渠段内渠底落差0.16m 。
求粗糙系数n 。
9-2 有一浆砌块石的矩形断面长渠道,已知底宽b=3.2m ,渠中水深h 0=1.6m ,粗糙系数n=0.025,通过流量6m 3
/s 。
求渠道底坡i 。
9-3 坚实粘土的梯形断面渠道,b=8m ,h 0=2m ,n=0.0225,m=1.5,i=0.0002。
求流量Q 和断面平均流速v 。
9-4 混凝土排水管,直径d=1m ,糙率n =0.014,底坡i =0.004,试求 ①管道满流时的流速和流量; ②充满度7.0=α时的流速和流量。
9-5 梯形断面长渠道,流量Q=10m 3
/s ,底宽b=5m ,边坡系数m=1,糙率n=0.02,底坡i=0.0004。
分别用试算法和图算法求正常水深h 0。
9-6 今欲开挖一梯形断面土渠,已知流量Q=10m 3
/s ,边坡系数m=1.5,粗糙系数n=0.02,为防止冲刷取最大允许流速为1m/s ,求水力最优断面尺寸和底坡i 。
9-7 梯形断面渠道,Q=12m 3
/s ,m=1.5,n=0.0225,i=0.0004。
按宽深比5=β设计渠道
断面尺寸。
9-8 情况良好的梯形断面土渠,流量Q=35m 3
/s ,边坡m=1.5,糙率n=0.02,i =0.0001。
已知土壤的不冲允许流速[v ]max =0.80m/s ,设计断面尺寸。
9-9 一小河的断面形状
及尺寸如图示。
流动近似为均匀流,底坡i =0.0004,边滩糙率n 1=0.04,主槽糙率n 2=0.03,
求通过流量(边滩与主槽分别看成矩形断面)。
题
9-9 图
9-10 渠道某断面的过水面积2
m 84.35=A ,最大水深h =2.76m ,断面平均水深h m =1.56m ,通过流量Q =50m 3
/s ,求断面比能e 并判别流态。
9-11 等腰三角形断面的灌溉渠道,水深为H 时,流速gH v 2283.0=。
求临界水深和临界流速。
9-12 梯形断面长渠道,已知流量Q=20m 3
/s ,底宽b=10m ,边坡系数m=1.5,底坡
i =0.0004,粗糙系数n =0.0225,动能修正系数1.1=α。
用几种方法判别流态。
9-13 矩形断面棱柱形渠道,底宽b=8m ,底坡0≈i ,当流量Q=15m 3
/s 时,测得跃后水
深50.1=''h m 。
试计算跃前水深h '和水跃能量损失。
9-14 定性分析棱柱形长渠道中可能产生的水面曲线。
9-15 有一梯形断面渠道,长度s=500m ,底宽b=6m ,边坡系数m=2,底坡i =0.0016,粗
糙系数n =0.025。
当通过流量Q=10m 3
/s 时,闸前水深H=1.5m 。
用分段求和法计算并绘
制水面曲线。
第10章 孔口管嘴、堰流与闸孔出流
习 题
10-1 两水箱用一直径d 1=40mm 的薄壁孔口连通,下水箱底部又接一直径d 2=30mm 的圆柱形管嘴,长l =100mm ,若上游水深H 1=3m 保持恒定,求流动恒定后的流量Q 和下游水深H 2。
10-2 管道直径D=200mm,末端装一直径d=120mm薄壁孔板,用以测定管道中的流量。
已知压力计中心比管轴线高
h =1.5m ,读数p M =98 KN/m 2,求流量Q 。
10-3 应用描述气体的能量方程,求解厂房自然通风换气质量流量。
已知室内空气温度
为
8m 的窗口,量得窗口中心高程差为
7m ,窗口流量系数m 为0.64,气流在必然压头作用下流动。
10-4 矩形断面水槽宽B =2m ,末端设矩形薄壁堰,堰
宽b =1.2m ,堰高m 5.0='=p p ,求水头H =0.25m 时自由式堰的流量。
10-5 已知完全堰的堰宽b =1.5m ,堰高p =0.7m ,流量
Q =0.5m 3/s ,求水头H 。
10-6 直角三角堰自由出流,若堰顶水头增加一倍,
流量如何变化?
10-7 直角进口无侧收缩宽顶堰,堰宽b =4m ,堰高m 6.0='=p p ,水头H =1.2m ,堰下游水深h =0.8m ,求过堰流量Q 。
当下游水深增大到h =1.7m 时,流量Q 是多少?
10-8 圆角进口无侧收缩宽顶堰,堰高m 4.3='=p p ,堰顶水头H =0.86m ,通过流量
Q =22m 3/s ,求堰宽b 及不使堰流淹没的下游最大水深。
10-9 圆角进口无侧收缩宽顶堰,流量Q =12m 3
/s ,堰宽b =1.8m ,堰高m 8.0='=p p ,
下游水深h =1.73m ,求堰前水头H 。
10-10 平底平板闸门。
已知水头H =4m ,闸孔宽b =5m ,闸门开启高度e =1m ,行近流速
u 0=1.2m/s 。
求自由出流时的流量。
10-11 某水利枢纽设平底冲沙闸,用弧形闸门控制流量,如图10-17。
闸孔宽b =10m ,弧门半径R =15m ,门轴高E =10m ,上游水深H =12m ,闸门开启度e =2m ,上游渠宽B =11m 。
试计算下游水深分别为2.5m 和8m 时,通过闸孔的流量。
10-12 实用堰顶部设平板闸门以调节上游水位。
闸门底缘的斜面朝向上游倾斜角为 60°,如图10-16。
试求所需的闸孔开度。
已知流量Q =30m 3
/s ,堰顶水头H =3.6m ,闸孔净宽
b =5m (下游水位低于堰顶,不计行近流速)。
10-13 一溢流坝为曲线型实用堰,今在坝顶设弧形闸门。
已知闸前水头H =3m ,闸孔净
题10-1图
题10-2图
∆p 2
∆p 1 7m
30︒C 20︒C
Q m 2
Q m 1 题10-3图
宽
b=5m,下游为自由出流,不计行近流速。
试求闸孔开度e=0.9m时的流量。
第12章紊流射流
习题
12-1 一直径D= 0.4m圆孔射流沿水平方向射入密度相同的静止水体中,出口流量Q0= 0.35m3/s,试求射流中心流速达到的距离。
12-2 某体育馆圆柱形送风口,d0 = 0.6m,风口至比赛区为60m。
要求比赛区风速(质量平均风速)不得超过0.3m/s。
求送风口的送风量应不超过多少m3/s
12-3 有一个两面收缩均匀的矩形孔口,截面面积0.05´2m2,出口速度u0 = 10m/s。
求距孔口2.0m处射流轴心速度u m,质量平均流速u2及流量Q。
12-4 已知空气淋浴喷口直径D = 0.3m,要求工作区的射流半径为1.2,质量平均流速为3m/s,设紊流系数a为0.08,求喷口和工作区的距离S,以及喷口流量Q。
12-5 车间高11.5m,宽30m,长70m,在端部布置圆形送风口,风口高为6m,直径为1m,紊流系数为0.08,若要求工作区最大回流速度为0.6m/s,求射流流量,并计算质量平均流速为0.2m/s的射流长度。
12-6 某锅炉喷燃气的圆形喷嘴,直径为500mm,喷嘴风速为30m/s,求离喷嘴2m,2.5m,和5m处的轴线流速。
若喷嘴为高500mm的平面射流,上述各点的轴线流速又为多大?设圆喷嘴的a为0.08,平面喷嘴的a为0.11。
12-7 温度为40°C的空气,以速度u0= 3m/s从直径d0= 100mm的圆喷口沿水平射出,周围空气的温度为18°C,求射流轴线的轨迹方程。
12-8 高出地面5m处设一孔口d0为0.1m,以速度2m/s向房间水平送风。
送风温度-10°C,室内温度27°C,求距出口3m处的质量平均流速u2、温度t2及弯曲轴心坐标。
12-9 喷出清洁空气的平面射流,射入含尘浓度为0.12 mg/l的静止空气中。
要求距喷口2m处造成宽度为2b= 1.2m的射流区。
试设计喷口尺寸b0,并求工作区轴心处灰尘浓度。
12-10 试求距R0 = 0.5m的圆断面射流出口断面为20m,距轴心距离为y =1m处射流速度与出口速度之比。
第13章一元气体动力学基础
习题
13-1 空气的压强为101.3kPa ,温度为15°C,若通过某装置将其等熵地加速至M =1时,气流的速度和密度为多少?理论上所能达到的最大速度为多少?
13-2 空气从储气罐出流,气罐内压力1.5´105
Pa ,温度为15°C,已知出口为亚音速流动,大气压力为1´105
,求气流出口速度及温度。
13-3 某一绝热气流的马赫数M = 0.8,并已知其滞止压力p 0 = 5´98100Pa,温度t 0 = 20°C,试求滞止音速a 0,当地音速a ,气流速度u ,和气体绝对压强p 。
13-4喷管中空气流的速度为500m/s ,温度为300°K,密度为2 kg/m 3
,若要进一步加速气流,喷管面积应如何变化?
13-5设某储气箱在抽风机作用下保持箱内压强p =99 kPa ,外部大气(p 0=101.3 kPa ,
T 0=300 K ,R =287.06 J/kg × K)通过d =13cm 的圆断面喷嘴进入气箱,流量系数m =0.82,
求喷嘴进气质量流量。
13-6空气通过等截面短管被吸入容器内,流动条件如图所示,求短管与容器的交接面
上的马赫数,密度,质量流量。
13-7 压缩空气从气罐进入管道,已知气罐中的绝对压强p 0=7个大气压,t 0=70°C,气罐出口处M =0.6,试求气罐出口处的速度、温度、压强和密度。
13-8一收缩形喷管用来使容器内空气等熵地膨胀到大气压。
容器内的压强和温度分别为147 kPa 和5°C,且保持为定值。
若要求得到质量流量为0.5kg/s ,求喷管出口面积为多大?(设大气压为101 kPa)
13-9 16°C 的空气在D = 20cm 的钢管中作等温流动,沿管长3600m 压降为1at ,假如初始绝对压强为5at ,设l =0.032,求质量流量。
13-10 空气温度为16°C,在1at 压力下,从内径为D = 10cm 的保温绝热管道中流出。
上游马赫数为M = 1,压强比p 1/ p 2 = 3.0,求管长,并判断是否可能的最大管长。
13-11 空气在水平管中流动,管长200m ,管径5cm ,阻力系数l = 0.016,进口处绝对压强106
N/m 2
,温度20°C,流速30m/s ,试分别用气体作为不可压缩流、可压缩等温流、可压缩绝热流,求沿此管压降为多少?
(注:可编辑下载,若有不当之处,请指正,谢谢!)。