第七章气体和蒸汽的流动习题 习题 7-1在定熵流动中，当气流速度分别处于亚音速和超音速时，下列形状的管道宜作为 喷管还是扩压管？ 解： (1)亚音速时：1、3为喷管：2为扩压管。 (2)超音速时：2为喷管：1、3为扩压管。 7-2空气由输气管送来，管端接一出口面积A2=10cm2的渐缩喷管。空气在喷管前的压 力pl=2.5MPa,温度t1=80℃。求空气经喷管出口流速、流量，以及出口处空气状态参数， 喷管出口压力p2=1.5MPa。 解： 流体为空气，k=1.4,R=287J/(kg.K) (1)出口流速 渐缩喷管出口流速为亚声速，为 m/s (2)出口流量
第七章 气体和蒸汽的流动习题 习题 7-1 在定熵流动中，当气流速度分别处于亚音速和超音速时，下列形状的管道宜作为 喷管还是扩压管？ 解： （1）亚音速时：1、3 为喷管；2 为扩压管。 （2）超音速时：2 为喷管；1、3 为扩压管。 7-2 空气由输气管送来，管端接一出口面积 A2=10cm2 的渐缩喷管。空气在喷管前的压 力 p1=2.5MPa，温度 t1=80℃。求空气经喷管出口流速、流量，以及出口处空气状态参数， 喷管出口压力 p2=1.5MPa。 解： 流体为空气，k=1.4，R=287 J/(kg.K) （1）出口流速 渐缩喷管出口流速为亚声速，为 m/s 1 1 2 1 1 2 2 1 = − − = − k k f p p RT k k c （2）出口流量
4- 4-月 kg/s (3)出口温度 k-1 k-1 =K= 得 (4)出口比容 P2= m'/kg P 7-3氧气瓶中的氧气通过渐缩喷管进入大气(pb=0.1MPa),若氧气瓶内压力pl=2MPa, 温度t1=27℃，求出口截面压力p2以及射出气流速度。 解： (1)出口截面压力p2 出口为临界流动。 (2)射出气流速度 k cf2=Cf.ar= 20 RT =m/s 7-4压力为pl=1.4MPa、t1=400℃的过热水蒸汽在喷管内进行绝热膨胀至压力 p2=0.25MPa,若水蒸气流经喷管的质量流量m=4kg/s,试计算喷管的喉部直径和出口直径。 解： 由P1,乙查h-s图得：
kg/s 1 2 1 2 1 2 1 1 2 2 1 2 1 2 1 2 1 1 2 2 1 2 1 1 2 1 * 2 2 * 2 * * 2 = − − = − − = − − = + + + k k k k k k k k k m p p p p RT p k k A p p p p v p k k A p p p p v p k k q A （3）出口温度 k k p p T T 1 1 2 1 2 − = 得 = = = − K 1 1 2 2 1 k k p p T T ℃ （4）出口比容 k v v p p = 2 1 1 2 得 m /kg 3 1 2 1 1 1 1 2 1 2 1 = = = k k p p p RT p p v v 7-3 氧气瓶中的氧气通过渐缩喷管进入大气（pb=0.1MPa），若氧气瓶内压力 p1=2MPa， 温度 t1=27℃，求出口截面压力 p2 以及射出气流速度。 解： （1）出口截面压力 p2 出口为临界流动。 （2）射出气流速度 m/s 1 2 , 2 1 = + = = RT k k c c f f cr 7-4 压力为 p1=1.4MPa、t1=400℃的过热水蒸汽在喷管内进行绝热膨胀至压力 p2=0.25MPa，若水蒸气流经喷管的质量流量 m=4kg/s，试计算喷管的喉部直径和出口直径。 解： 由 1 p ， 1 t 查 h-s 图得：
h kJ/kg P=B·p1=0.546×1.4=MPa 由P2,P:从1状态定熵查h-s图得： h =kJ/kg h kJ/kg v2 =mlkg. vor =mlkg 出口： cr2=2(h-)mls 4=9业=m2 cn 44 d22Vπ =m=cm 喉部： crar=2(h-hg)=mls Amn 9aYa=m Cfer 4A2 =m=cm dmn=V元
h1 = kJ/kg 0.546 1.4 MPa pcr = B p1 = = 由 2 p ， pcr 从 1 状态定熵查 h-s 图得： h2 = kJ/kg ， hcr = kJ/kg ， v2 = m/ kg， vcr = m/ kg 出口： c h h m s f 2( ) / 2 = 1 − 2 = 2 2 2 2 m c q v A f m = = m cm A d = = = 2 2 4 喉部： c h h m s f cr cr 2( ) / , = 1 − = 2 , min m c q v A f cr m cr = = m cm A d = = = 2 min 4