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1、四、计算题(50 分)30.(6分)飞机在10000m高空(T=223.15K,p=0.264bar)以速度800km/h飞行，燃烧室的进口 扩压通道朝向前方，设空气在扩压通道中可逆压缩，试确定相对于扩压通道的来流马赫 数和出口压力。(空气的比热容为Cp=1006J/(kg K),等熵指数为k=1.4，空气的气体常 数R为287J/(kgK)卩31. (6分)一截面为圆形风道，风量为10000m3/h，最大允许平均流速为20m/s，求： (1)此时风道内径为多少?(2) 若设计内径应取50mm的整倍数，这时设计内径为多少？(3) 核算在设计内径时平均风速为多少?32. (7 分)离心式风机可采
2、用如图所示的集流器来测量流量，已知风机入口侧管道直径d=400mm,U形管读数 h=100mmH2O,水与空气的密度分别为 p水=1000kg/m3， p =1.2kg/m3，忽略流动的能量损失，求空气的体积流量q。水工33.(7 分)要为某容器底部设计一个带水封的疏水管，结构如图示：容器内部的压强值，最高时是表压强pe=1500Pa，最低时是真空值pv=1200Pa，要求疏水管最高水位应低于容器底部 联接法兰下a=0.1m,最低水位应在疏水管口上b=0.2m(水密度p =1000kg/m3,重力加速 度 g=9.8m/s2)求：(1)疏水管长度L。(2)水封水面到疏水管口的深度H。34.(1
3、2分)有一水平放置的90。渐缩弯管，管内径 d=15cm,d2=7.5cm,入口处平均流速 v1=2.5m/s,表压强p1=6.86X104Pa，若不计阻力损失，求水流对弯管的作用力。水的密度 p =1000kg/m3。35.(12分)用虹吸管输水，如图所示，已知：水位差H=2m,管顶高出上游水位h=1m，虹吸管内径d=200mm,管长为LAB=3m,LBC=5m,LCD=4m,管路沿程损失系数入=0.026，局部损失系数有：管路进口滤网(带底阀)一个，z滤网=12,B、C两处90圆弯两个，每个Z弯头=0.5, 管路出口z m =1.0，水的密度p =1000kg/m3。出口试求：(1) 虹吸
4、管的流量 qv。(2) 虹吸管中压强最低点的位置及其真空值。四、计算题(共50分)800 X 10330. T0=T + v2 /2C = 223.15 + ()2 /(2x 1006)0P3600=247.69K=0.74M = v= (800 x 103 /3600) a 耳1.4 x 287 x 22315kP =p 1 + k_1M2 k-10 co2g1414 一 1 =0.264 1 +1x 0.742 14-1 = 0.38bar_ 2 _31. 依连续方程(p =C) vA=vA=q1122 v(1) v d2 = q d = J 10000 X 4 =0.42m=420mm(
5、2) 设计内径应取450mm为50mm的9倍，且风速低于允许的20m/s(3) 在设计内径 450mm 时，风速为d24 x 100003600 x 0.452=17.46m/s32. 由伯努利方程0+0+0= R +0+Pgv22g得v= ,-2卫P由静力学方程p+p水gh=0n p=-p水gh代入得严严十X曳807 X01 X罟=40皿q =v d2 = 40.43 x x (0.4)2 = 5.08m3 / sv 4433. 根据流体静力学基本方程表压强p =p gh或h=peePg在最高压强时，管内水面应低于O-O面hl = e=1500= 0153m1 pg 1000 X 9.8在最
6、低压强时，管内水面应高于 0-0 面 打=企=1200= 0122 m2 pg 1000 X 9.8故疏水管长度 L=a+h2+h1+b=0.1+0.122+0.152+0.2=0.574m 水封水面到疏水管口深度H=h1+b=0.153+0.2=0.353m答：疏水管长度应为0.574m,水封水面到疏水管口深度为0.353m。 34.dr/A d由 ViAi = v2A 可得 v2 = Vi -=(才)* = 4vs = IChn/sd2得 fh = Pi + 2 (vf - vl) = 6.86 X 104 + xEPiAi - Fx - pq,(0 - vjPjA? - Fy = pqT
7、 ( v2 0)(2.52 IO1) =21725PaFAi (pi+pvf) = ” (0J5)2x (6.86x 1O4 + itfxS2)二 1322NFy = A2(P2 + PV；) h扌 X (0.075)2x (21275+W x l(y)=537.5Nf f- - - - 一一一 -.F、/玮 + 代=-/(1322)1 +(537.5尸二35(1)求虹吸管的流量：列进、出口水池水面的伯努利方程H=工 h =(工 g +九 Lab + Lbc + Lcd )v2wd2g把已知参数代入：求得 v=1.59m/s 所以 q =vA=0.05m3/sv(2)求最低压强点及其真空度：最低压强应是虹吸管内的C点(见图)列进水池水面及C断面的伯努利方程：0=h-PVcpg+v2+h2gwAC得 p =28200Pa=28.2KPa vc
