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1、一、简答题：（共 20 分，每小题 4 分） 1、何谓流线和迹线？各有何特点？ 答：流线是在某一瞬间， 将流场中各点的流体微团的运动方向连接而成的一条 光滑曲线。迹线是流体微团运动的轨迹线。 流线具有以下特点：流线上各点的切线方向为该点流体微团的速度方向； 一般情况下，流线彼此不相交；流体微团不会跨越流线流动；在不 定常流中，流线和迹线一般不重合；在定常流中，二者必然重合。 迹线只随流体微团的不同而不同，与时间无关。2、说明不可压流的流速如何测量？写出所用公式。 答：用先渐缩后渐扩的文特利管分别测量管道两个面积 不同截面的压力， 在已知流体密度和两个截面面积情况 下，可以计算出流体在2-2 截
2、面处的速度为：3、马赫波与激波的形成有何不同？气流穿过马赫波和激波的总参数及熵的变 化有何特点？ 答：马赫波是微弱扰动在超音速气流中的传播形成的。激波是超音速气流中n 道微弱压缩波叠加在一起形成的。 气流穿过马赫波后总温、 总压不变，是等熵过程。气流穿过激波后总温不变， 总压下降，是熵增过程。4、何为范诺线？由范诺线可以得到摩擦管流的哪些特性？ 答：范诺线是摩擦管流中给定总焓和密流情况下作出的等截面管流的焓- 熵曲 线。 由范诺线可以得到Ma数在不同范围时焓和熵的变化关系：Ma数小于 1 时， 焓随熵的增加而减小； Ma数大于 1 时，焓随熵的增加而增大。另外，由范诺 线也可以看到， 单纯的摩
3、擦作用不可能使亚音速流变为超音速流，也不可能使 超音速流变为亚音速流。最终的趋势都是临界状态。5、体流过管路的损失有几种？如何减小各种损失？ 答：有沿程损失和局部损失。 减小摩擦、减小管长及加大管径可减少沿程损失； 减缓管截面变化、弯管加导流片等可减少局部损失。)(122122AAPV二、多项判断题，将正确答案填在括号中：（共 20 分，每小题 4 分） 1、流体的流线（ b ，d ） （a） 只在采用拉格朗日法表示流体微团运动时才采用； （b） 只在采用欧拉法表示流体微团运动时才采用； （c） 只随流体微团不同而变化，与时间无关； （d） 随时间不断发生变化；2、贝努利方程（ b ，d ）
4、（a） 与能量方程无关； （b） 也称为机械能形式的能量方程； （c） 仅用于不可压缩流体； （d） 既可用于不可压缩流体，也可用于可压缩流体；3、可压缩流体在收缩 - 扩张管道中流动，并出现壅塞时， （ b ，d ） （a） 收缩段中的流动始终是超声速的； （b） 扩张段可能出现正激波； （c） 正激波的位置与反压无关； （d） 喉部压力与入口压力之比与流动的几何形状无关；4、等面积管道中， 具有摩擦的绝热亚音速流动， 沿流向（ c ，d ） （a）温度将升高； （b）总温下降； （c）总压下降； （d）极限马赫数是 1；5、理想气体在无摩擦等面积管道中作绝热流动，（ b ，d ） （a）沿
5、流向压力一定减小； （b）速度将保持不变； （c）熵将增大； （d）马赫数将保持不变；三、计算题：（共 60 分） 1、 （15 分）不可压流体流过水平放置的180o弯管，管道进口截面积是出口截 面积的 2 倍，若忽略流动过程的摩擦损失，且已知进口截面的面积A1、流速 V1、压力 P1、密度 ，求流体作用在弯管上的力。 已知： A1=2A2，A1、V1、P1、 求：F 解：由连续性方程：2211AVAV所以：1 21 122VAAVV由贝努力方程：0 212 12 212）（VVPP得：2 112 22 112232VPVVPP）（设弯管对水流的作用力为R，由动量守恒方程：）（12112211
6、VVAVAPRAP得：12 1111112 1111112112211492332321AVAPVAVVPAAPVVAVAPAPR）（）（）（水流对弯管的作用力为：12 1114923AVAPRF方向与水流进口方向相同。2、 （15 分）一绝热管道在直径10cm处，空气流速为 30m/s，压力为 3atm。在 下游某截面处压力为1.5atm，温度为 200K。试求空气质量流量、两个截面的 马赫数和管道下游截面处的直径。空气的=1.4，R=287J/Kg.K。 已知： D1=10cm ，V1=30m/s，P1=3atm，P2=1.5atm，T2=200K 求：qm、Ma1、Ma2、D2解：由绝热
7、过程方程得：K PPTT8.2435.132004 .14 .0121 21）（）（sKgRTDVPAVqm/023.18.243*287*41. 0*30*10*013.1*342512 111 1110959. 0 8.243*287*4 .13011 1RTVMa由0959.01Ma查表得：9935.0*1PP计算得：4968.09935.0* 35. 1*112 *2 PPPPPP查表得：051. 12Ma由流量关系得：）（）（2211qAqAcmqqDD06.4998. 01648.0*1. 0 21 12）（）（3、 （ 20 分）拉瓦尔喷管喉部最小截面积为4*10-4m2，出口截
8、面的面积为6.76*10-4m2，喷管周围的大气压力为1*105Pa，喷管进口气流总温为288K，求： 当进口气流总压为1.5*105Pa 时，喷管出口处气流的Ma数、空气流量以及管 中有激波时激波的位置。流量公式中的系数K=0.0404, 空气绝热指数为 =1.4，气体常数 R=287J/Kg。 已知： At=4*10-4m2，A e=6.76*10-4m2，P b=1*105Pa，T 1*=288K ，P1*=1.5*105Pa 求：Mae、qm、AS 解：首先确定三个划界限反压：由：）（e etqAA592.0 10*76. 610*444查表得：402. 0sube）（，63.1sup
9、）（e，9088.0sube）（，129.0sup）（e所以：PaPPsubeb55* 1110*36.19088. 0*10*5 .1）（PaPPeb55 sup* 1310*19.0129.0*10*5.1）（查表得：4693. 432bb PP所以：PaPb55 210*86.010*19. 0*4693.4由于 Pb1PbPb2，所以喷管内扩张段会产生激波，bePP由流量关系：）（eeee tmyA TPKA TPKq * 1* 1* 1eTT得：888.0592.0* 10*110*5. 1*55* 1eteeAAPPy）（查表得：5 .0eMasKgA TPRA TPKqttm/1
10、43. 010*4*28810*5. 1*4. 22*2874 .11245* 1* 111* 1* 14.04.2）（）（下面确定激波位置：由流量关系：）（eeee tmqA TPKA TPKq * 1* 1得：79.0 75.0*10*76.610*444* 1*）（eete qAAPP查表得激波前马赫数：8273.1SMa再由流量关系：）（SSeS tmqA TPKA TPKq * 1* 1得：244 10*88. 56806. 010*4*11mAqAt SS）（4、 （10 分）在管径 D=1cm ，管长 L=5m的圆管中，冷冻机润滑油作层流运动， 测得润滑油流量为80cm3/s ， 沿程阻力为 30m油柱高，试求油的运动粘性系数。已知： D=1cm ，L=5m ，qV=80cm3/s ，h=30m 求：解：润滑油的流速：scm AqVV/102 1*80*42由沿程阻力公式：2 214VDLfP得沿程阻力系数为：13.1 02.1*501.0*30*8 .9*222242222LVhDgVLhDgVLPDf又层流运动时： VDf64Re644所以运动粘性系数为：ScmfVD/8 .1641*102*13.16442
