《冶金传输原理》期末复习试题及答案4B气体动力学.docxVIP

考核方式

闭卷考试

备注

草纸一张、允许带计算器

题号

■

四

五

六

七

八

九

十

总分

分数

20

10

30

40

得分

气体动力学

得分

阅卷人

一、多选题（每题4分，共计20分）

.声速与（）有关。

A.气体热力学温度 B.气体的绝热指数

C.气体常数 D.以上都不是

.下列有关小扰动波（例如点声源）在不同来速流场内传播的描述中正确的是

（）o

A.在静止气体中的传播是无界的

B.在亚声速气流中的传播是无界的

C.在声速气流中的传播是有界的

D.在超声速气流中，扰动源以大于声速的速度向右运动，马赫锥的顶点就是扰动

源。

.下列有关等截面绝热摩擦管流的描述中不正确的有（）。

A.亚声速流的速度沿程增加，超声速流的速度沿程增加

B.亚声速流的速度沿程增加，超声速流的速度沿程减小

C.亚声速流的速度沿程减小，超声速流的速度沿程增加

D.亚声速流的速度沿程减小，超声速流的速度沿程减小

.下列关于有热交换的等截面无摩擦管流的描述中不正确的有（）o

A.加热使亚声速加速,

A.加热使亚声速加速,

使超声速加速

B.加热使亚声速加速，使超声速减速C.加热使亚声速减速，使超声速加速D.加热使亚声速减速，使超声速减速

.下列关于马赫数的描述中正确的有（）。

A.马赫数是惯性力与由压缩引起的弹性力之比

B.马赫数是流体运动的速度与当地声速之比

C.对于完全气体，马赫数是流体宏观运动动能和分子运动动能之比

D.在可压缩流动中，马赫数是一个重要的无量纲参数。

得分

阅卷人

二判断题，对的打J、错的打X（每题2分，共计10分）

.超音速流动中的微弱扰动不能向下游传播。（）

.Laval喷管出口压强总是和背压相等。（）

.收缩喷管加速的最大界限是出口达到声速，因此，收缩喷管主要用于亚声速范围的气流。（）

.亚声速气流进入收缩喷管后，在收缩喷管内不可能出现超声速流。（）

.绝热流动是流体与外界不发生热交换的流动；等嫡流动是绝热，而且没有摩擦损失的流动。（）

得分

阅卷人

三问答题（每题10分，共计30分）

.自由射流可分为几个主要区域？

.气液两相流动主要形式有哪些？各有什么特点?

.Laval管的工作原理。

得分

阅卷人

四、计算题(每题10分，共计40分)

1.空气在缩放管流动，进口的压强和温度为pi=L25xl()5pa,7|=290K,直径di=75mm,喉部压强为/?2=1,04x105Pa,直径力=25mm,试求质量流量。

2.空气在缩放管流动，进口处，pi=3xl()5pa,Ti=400K,面积AlZOch?，出口压强〃2=0.4xl()5pa,设计质量流量为O.8kg/s,求出口和喉部面积4、A*。

3,滞止压强po=3xlO5Pa,滞止温度7b=33OK的空气流经一个Laval喷管，出口

处温度为-13°C,求出口马赫数又若喉部面积为A*=10cm2,求喷管的质量

流量。

4-空气从Pi=10Pa,(=278K绝热的压缩为p2=2xl()5pa,(=388K,试求

PoJP02°

一、多选题（每题4分，共计20分）

1.ABC2.ABCD 3.ACD 4.ACD5.ABCD

二、判断题，对的打J、错的打X（每题1分，共计10分）

1.X2,V3.V4.J5.V

三、问答题（每题10分，共计30分）

.答：①初始段。指从喷出口截面到转折截面之间的区域。这一区域的特点是射流中心速度等于初始速度。②主段。射流中心速度沿流动方向不断降低。这一区域被射流边界层所充满。③射流核心区。对于原型喷嘴流出的轴对称射流，其射流核心区为等速圆锥区。④射流极点。射流外边界逆向延长线的交点称为射流极点，可理解为圆形喷嘴缩小为一点，流体的动量全从这一点喷出。

.答：①气体流过液体表面的流动。气体流过液体表面时，流动液体的流向可能与气体射流同相或反向。②气体喷入液体中的流动。气流喷入液体一定深度后将转向，其运动轨迹将与水平线呈一定角度。③气体垂直喷入液体中的流动。气流从容器底部垂直喷入液体内部时，需要确定所需的最低压力，否则无法形成气柱。④气体垂直喷向液体表面的流动。超声速射流中心线处的冲击力压力实际上全部为动压力，随马赫数的增加而增加；而且该压力随着距离喷口距离的增加而急剧下降，但其下降程度与马赫数无关。

.答：Laval管是先收缩后扩张的管，其作用是能使气流加速到超声速，Laval管广泛应用于蒸汽轮机，燃气轮机，超声速风洞，冲压式喷气发动机和火箭等动力装置上。假定Laval喷管内的气体做绝热等端流动，喷管进口的气流处在滞止状

，心、O

四、计算题（每题10分，共计40分）

.解：由等端关系求截面1和截面2的马赫数的关系：

二/且『1.05395J。