气体动力学基础试题与答案 .pdf

一、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λ 5．膨胀波和激波 二、 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、（１2分）已知压气机入口处的空气温度Ｔ ＝２８０Ｋ，压力Ｐ=１.０bar， １ １ 在经过压气机进行可逆绝热压缩以后，使其压力升高了２５倍，即增压比Ｐ ／ ２ Ｐ ＝２５，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 １ 为常数，且比热比k=。 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 5 2  V 272 A p 1.03310 N/m,温度t 15C,速度 米/秒，截面1-1的面积 =10 1 1 1 1 2 厘米 ，在截面2-2处空气速度降低到 =米/秒。设空气在扩散管中的流动 V 2 为绝能等熵流动，试求：（1）进、出口气流的马赫数M 和M ；（2）进、 1 2 出口气流总温及总压；（3）气流作用于管道内壁的力。 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V =530米/秒，当流过试验段中的模型时产生正激波（如图1所示）， 1 求激波后空气的速度。 2 1 V V V1 1 2 1 2 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２０分，每题４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λ 答：马赫数 M 是气体运动速度与当地声速的比值；速度系数λ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