流体力学课后答案第九章一元气体动力学基础
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5.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41360N/m2，试求该断面处的马赫数，速度及滞止压强。
解：由G= A
v=
T=282k
又：
∴
p =58260N/m
6.在管道中流动的空气，流量为0.227kg/s。某处绝对压强为137900N/m2，马赫数M=0.6，断面面积为6.45cm2。试求气流的滞止温度。
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=980kPa，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）。
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= =3.47×10 N/m
（2）气体作可压缩等温流动
=5.6×10 N/m
p= =4.4×10 N/m
校核：
，计算有效
（3）气体作可压缩绝热流动
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：查表可以计算知
=340.8m/s
马赫数为：m= =0.311
9.16℃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：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= =266 K
解得： =242m/s
3.某一绝热气流的马赫数M=0.8，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：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。
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
<0.05 M<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： 和 得
G= 和 得
，代入：
∴ T=269.6k
T =289.1k
7.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：
解得：
解得：
解：由G= =0.537kg/s
=4.66kg/m
=367m/s
M= =0.845
vc= =290m/s
由于v >v ，则
G= =0.426kg/s
12.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？
，又： ，
得：
解得：
∴
校核：因为
故
又因为-
所以 ，因此计算有效
解：T0=273+20=293K，C0= =343源自文库/s
根据 知
T=260 K， ，
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G
解：由G= A
v=
T=282k
又：
∴
p =58260N/m
6.在管道中流动的空气，流量为0.227kg/s。某处绝对压强为137900N/m2，马赫数M=0.6，断面面积为6.45cm2。试求气流的滞止温度。
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=980kPa，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）。
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= =3.47×10 N/m
（2）气体作可压缩等温流动
=5.6×10 N/m
p= =4.4×10 N/m
校核：
，计算有效
（3）气体作可压缩绝热流动
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：查表可以计算知
=340.8m/s
马赫数为：m= =0.311
9.16℃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：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= =266 K
解得： =242m/s
3.某一绝热气流的马赫数M=0.8，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：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。
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
<0.05 M<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： 和 得
G= 和 得
，代入：
∴ T=269.6k
T =289.1k
7.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：
解得：
解得：
解：由G= =0.537kg/s
=4.66kg/m
=367m/s
M= =0.845
vc= =290m/s
由于v >v ，则
G= =0.426kg/s
12.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？
，又： ，
得：
解得：
∴
校核：因为
故
又因为-
所以 ，因此计算有效
解：T0=273+20=293K，C0= =343源自文库/s
根据 知
T=260 K， ，
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G