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公用设备工程师-专业基础暖通空调、动力-工程流体力学及泵与风机气体-
3.7动力学基础［单选题］已知空气的绝热指数气体常数则空
1.k=
1.4,R=278J/kg・K15℃气中江南博哥的音速为［年真题］2018A.300m/sB.310m/sC.340m/sD.350m/S正确答案C参考解析音速与气体绝热指数和气体常数有关，则在温度c kR T=15+273的空气中，音速为=288Kc=4kRT=714x287x288=340m/s［单选题］.在同一流动气流中，当地音速与滞止音速的关系为［2c c02014年真题1永远大于A.c Co永远小于B.c Co永远等于C.C Co与关系不确定D.c Co正确答案B参考解析当地音速是音速相对于滞止音速而言的称谓，不同的气体有不同的当地音速，同一气体的当地音速也不是固定不变的，它与气体的绝热温度平方根成正比由于当地气流速度的存在，同一气流中当地音速永远小于滞止音速v cCoo［单选题］空气中的音波传播可看作以下哪种过程？［年真题］
3.2017等温过程A.定压过程B.定容过程C.等端过程D.正确答案D参考解析等温过程中温度保持不变；定压过程中压力保持不变；定容过程中体积保持不变；等端过程中牖不变音波传播速度很快，在传播过程中与外界来不及进行热量交换，且忽略切应力作用，无能量损失，但是温度、压力、体积都会发生变化，因此，整个传播过程可作为等牖过程处理［单选题］音速是弱扰动在介质中的传播速度，也就是以下哪种微小变化以波的
4.形式在介质中的传播速度［年真题］2008压力A.速度B.密度C.上述三项D.正确答案A参考解析音速是指压力波在介质中的传播速度，即压力的微小变化以波的形式在介质中的传播速度，以符号表示气体动力学中的音速概念，不仅限于入耳c收听范围，实质上是指气体中压强、密度状态变化在介质中传播的速度可见，压力波在介质中传播速度的快慢即音速的大小，与流体内在性质即压缩性或弹性和密度有关，即c=f p,Po［单选题］在气体等端流动中，气体焰随气体速度减小的变化情况为
5.i v［年真题］02019沿程增大A.沿程减小B.沿程不变C.变化不定D.正确答案A参考解析在气体等端流动中，能量方程式为因此气体焰随气体速度di=-vdv io减小而沿程增大v［单选题］.在等牖流动中，若气体流速沿程增大，则气体温度将沿程［6T2013增大降低不变不定年真题］正确答案B参考解析等熠过程得能量方程为kRT/k-1+v2/2=consto式中，k为定熠指数，对于具体气体而言为定值；为气体常数；为流速；为温度因此从公式可以R v T看出，流速变大，气体温度将降低vT［单选题］.在有摩阻绝热气流流动中，滞止压强的沿程变化情况为［7P2012年真题］增大A.降低B.不变C.不定D.正确答案B参考解析在有摩阻的绝热气流中，各断面上滞止温度、滞止焰、滞止音速值不变，即总能量不变，但因摩阻消耗一部分机械能，机械能转化为热能，故滞止压A.B.CD.强沿程降低P［单选题］.空气的绝热指数气体常数则空气绝热流动时8k=
1.4,R=287J/kg-K,无摩擦损失，两个断面流速、与绝对温度「、丁的关系为V1V22［年真题］2013寸A60091Tmi*=占B091rL工C v=/009+T江”=J1900q-K}-vf正确答案B参考解析等焙过程的能量方程为kRT/k-14-v2/2=consto式中，k为定熠指数；为气体常数；为流速；为温度流经两个断面，则有方程R vT kRTl/k-1+v『/将2=kRT2/-l+v2up2p/2k=L4,R=287J/k s o代入式中可得kg-K广厝蒜v3F=20097；-D+v；［单选题］.关于气流与断面的关系，下列哪一说法是错的？［年真题］92009在超音流速中，流速随断面面积的增加而增加A.一股纯收缩的亚音速气流不可能达到超音速流动B.只有先收缩到临界流之后再逐渐扩大的气流才能达到超音流速C.所有亚音速气流通过拉伐尔喷管都能达到超音速D.Laval正确答案D参考解析在拉伐尔喷管中，可使亚音速气流流经收缩管，并在最小断面处达到音速，然后再进入扩张管，满足气流的进一步膨胀增速，便可获得超音速气流；在最小断面处，马赫数即气流速度与当地音速相等，这时气体处于临界状态，Ma=l,相应的过渡断面称为临界断面亚音速气流通过拉伐尔喷管，在其最小断Laval面处达到音速后进入扩展段，才能达到超音速亚音速气流通过拉伐尔管达到超音速是必要条件，不是充分条件，因此并不是所有亚音速气流通过拉伐尔Laval喷管都能达到超音速［单选题］喷管中空气的速度为温度为密度为若要进一步
10.500ni/s,300K,Zkg/n,加速气流，则喷管面积需［年真题］2018缩小A.扩大B.不变C.不定D.正确答案参考解析音速与气体的绝热指数和气体常数有关对于空B kR气，k=L4,R=7^7=
71.4x2x300=
347.2ms喷管断面与气流速度之间的关系公A v则当地音速为:=287J/kg-K,c式为dA/A=Ma2-1dv/vo马赫数Ma为将当地速度v与该点当地音速c的比值，则Ma=v/c=500/
347.21因此，该气流属于超音速流动，Ma2-10,与d,,正负号相同，说明速度随断面的增大而加快，随断面的减小而减慢因此要想进一v A步加速，则喷管面积需要扩大A［单选题］空气从压气罐口通过一拉伐尔喷管输出，已知喷管的出口压强
11.P=14kN/m2,马赫数Ma=
2.8,压气罐中温度to=20℃则喷管出口的温度和速度分别为［年真题］2019A.114K,500m/sB.114K,600m/sC.134K,700m/sD.124K,800m/s正确答案B参考解析金过程为等牖过程，将压气罐的参数看成是滞止参数，所以公式为T/T=l+［k-1/2］Ma20式中，为滞止温度，为绝热指数，对于空气，为马赫T T°=293K；k k=
1.4；Ma数,Ma=
2.8则代入数据得T=To/［l+Ml k-1/2］=293/［l+
2.
821.4-1/2］=
114.音速的公式为:IKo c-^1x
114.1V29马赫数贝与答=214w sMa=v/c,U v=MaX c=
2.8X214=
599.2m/s案最接近的是项B［单选题］.设空气进入喷管的初始压力为初始温度背压为
121.2MPa,L=350K,空气采用渐缩喷管时可以达到的最大流速为
0.IMPa,Rg=287J/kg-K,［年真题］2018A.313m/sB.597m/sC.650m/sD.725m/s正确答案A参考解析由题意可得，空气的绝热系数理想空气常数k=L4,Rg=287J/kg当初始压力】背压则临界压比为■K op=l.2MPa,p2=
0.lMPa,cP22—=0528B L一十」临界压力由于Pcr=B crPi=
0.634MPa p2则该渐缩喷管出口截面的压力在渐缩喷管的出口截面上达Per,Pb=Pcr=
0.634MPa到最大流速为Cmax，=
342.33m s由于背压则实际最大流P2Pb,速比计算值稍小，因此答案选择［单选题］某工程对一风口进行实验，实A
13.验测得圆断面射流轴心速度在某断面处质量平均流速v°=32m/s,Q=O.28m3/s,V2o=4m/s,则Q为［2016年真题］A.
0.035m3/s B.
2.24m3/s C.
22.4m3/s D.
3.54m3/s正确答案B参考解析射流各断面处动量相等，根据断面质量平均流速的定义，断面平均流速是一个假想的流速，假设过流断面上各点的流速均等于这时通过该断面的流v,V Q=V2Q,量应等于实际流速通过该断面的流量，则O OQ=32X
0.28/4=
2.24m3/so［单选题］.喷气式发动机尾喷管出口处，燃气流的温度为流速为14873K,560m/s,蒸汽的等端指数气体常数则出口燃气流的马赫数为K=
1.33,R=
287.4J/kg-K,［年真题］2010A.
0.97B.
1.03C.
0.94D.
1.06正确答案A参考解析出口处的当地音速计算公式为:c=y/kRT=7133x
287.4x873飞马赫数为当地速度与音速的比值，即=5r Ma=u/c=560/
577.7=
0.97［单选题］.对于喷管气体流动，在马赫数的情况下，气流速度随断面增大15M1变化情况为［年真题］02011加快A.减慢B.不变C.先加快后减慢D.正确答案A参考解析气流速度v与断面面积A的关系式为dA/A=Ma2-1dv/v由公式可知，当即气流属于超音速流动，Ma2-l0,dv与dA符号相同，说明气流速度v随断面面积的增大而加快A［单选题］.空气从压气罐口通过一拉伐尔喷管缩放喷管输出，已知喷管出口16压强马赫数压气罐中温度如=空气的比热容比则p=14kN/m2,Ma=
2.8,20℃,k=
1.4,压气罐的压强为［年真题］2012A.180kN/m2B.280kN/m2C.380kN/m2D.480kN/m2正确答案C参考解析压力罐的压强可看做滞止压强，由滞止压强与断面压强的绝热过程p关系式因此，压气罐压强=2U p°=14X
27.14=380kPa=380kN/m2o［单选题］.有一气流在拉伐尔管中流动，在喷管出口处得到超音速气流若进一17步降低背压口喷管出口外的介质压力，则喷管的理想流量将增大A.减少B.保持不变c.不确定D.正确答案c参考解析为了得到超音速气流，可使亚声速气流流经收缩管，并使其在最小断面上达到声速，然后再进入扩张管，满足气流的进一步膨胀增速，便可获得超声速气流，这种喷管称为拉伐尔管对于拉伐尔喷管，当初态一定及喷管渐缩段尺寸一定时，其出口截面的压力可以降低至临界压力以下，但最小截面喉部前的流动情况将不因有扩张段而改变，并且气流于最小截面处达到临界状态，因此流量保持不变［单选题］.喷管中空气流的速度为温度为密度为若要进18500m/s,300K,Zkg/n,小缩大扩变不定一步加速气流，喷管面积应正确答案B参考解析因为断面A与气流速度v之间的关系式为dA/A=Ma2-1dv/voXfa———_=
1.441马赫数的计算公式为0胸因此该气流属于超音速流Ma动，则与的正负号相同，说明气流速度随断面面积的增大Ma—10,dv dAv A而加快，随断面面积的减小而减慢因此若要进一步加速气流，喷管面积应扩A大［单选题］.有一股气流从渐缩喷管中流出，已知工质的初态滞止压力19p°=临界压力比若喷管出口外的介质压力则喷管出口
0.026MPa,£5=
0.578,6=
0.004MPa,截面流速将小于当地音速A.等于当地音速B.大于当地音速C.不确定D.正确答案B参考解析由题意可知，压力比£=Pb/po=O.004/
0.026=
0.154£cr=对于渐缩喷管，当压力比等于临界压力比时，喷管出口流速达到音速，喷
0.578o管气体流量达到最大值；背压进一步降低，压力比减小，即压力比小于临界压力比，不会改变渐缩喷管出口的临界状态，所以喷管出口截面流速仍等于当地音速［单选题］某体育馆的圆柱形送风口取风口至比赛区为
20.a=
0.08,d°=
0.6m,A.B.CD.k要求比赛区风速质量平均风速不得超过求送风口的送60m
0.3m/s风量应不超过m7s oA.1B.2C.3D.4正确答案C参考解析圆柱形质量平均流速与射程的关系式v/v=O.23/as/do+2o式中，为送风口处平均风速；为比赛区风速；为紊流系数；为风
0.147o voa sV2口至比赛区的距离；为风口直径当比赛区风速时，则送风口处平d
0.3m/sV2=均风速v°=V2as/do+
0.147/
0.23=
0.3X
0.08X60/
0.6+
0.147/
0.23—
10.63m/s,送风口的送风量冗/Q=4do2vo b=U
3.14/4xo.62xio.63=3m3/s..［单选题］.工作地点质量平均风速要求工作面直径送风温度为213m/s,D=
2.5m,车间空气温度要求工作地点的质量平均温度降到采用带导叶的轴15℃,30℃,25℃,流风机，其紊流系数求风口的直径为及速度为a=
0.12mm/So A.
0.424；8B.
0.533；8C.
0.533；9D.
0.633；10正确答案C参考解析温度衰减公式为速度衰减公式为AT/AT=
0.23/as/do+
0.147；v/v=O.202o；直径公式为23/as/do+
0.147d/d0=
6.8as/d+0因此,风口直
0.147as/do+
0.147=
0.23AT/AT=O.23X30-15/30-25=
0.69,0o2径［］d0=d/
6.8as/do+
0.147=
2.5/
6.8X
0.69=风口速度［单选题］
0.533m,v0=as/do+
0.147v/
0.23=
0.69X3/
0.23=9m/s
22.2oT=300K有的喷口中射出温度为的气体射流，周围介质温度为r=75mm T0=290K,0K试求距喷口中心处的气体温度x=5m,y=1m Ka=
0.075oA.
290.5B.291C.
291.5D.292正确答案A参考解析喷口轴线温度衰减公式为直径公式AT/AT=O.35/a/do+O.147；m os为由题意可得，初始直径d/do=
6.8as/do+
0.147do=2r=2X
0.075=
0.15m,o紊流系数所在位置距初始距离因此，直径a=
0.075,s=x=5,d=
6.8as/do+
0.147义半径轴线处d°=
6.
80.075X5/
0.15+
0.147X
0.15=
2.7m,R=d/2=
2.7/2=
1.35m,的温差△/L=
0.35△T as/d°+断面温度
0.147=
0.35X300-290/
0.075X5/
0.15+
0.147=L32K衰减公式为则距喷口中心的温差△AT/AT=l-y/R
1.5y=1m T=△msu sup=^bm[l-y/R
1.5]=
1.32X[1-1/
1.
351.5]=
0.5K,T=Tsube+△T=290+
0.5=
290.5K«［单选题］.某喷气发动机，在尾喷管出口处，燃气流的温度为燃气流速度23873K,为燃气的等牖指数，气体常数出口燃气流的声560m/s,k=
1.33,R=
287.4J/kg・K,速及马赫数为m/soA.577,7；
0.97B.
577.7；
1.03C.
492.7；
0.94D.
592.7；
1.06正确答案参考解析声速的公式为@=4^\式中，为等熠指数;为气A cK R=，L33体常数；T为绝对温度代入已知数据，声速C人
287.4x873=577ni§由马赫数与声速的关系式为式中，为流速；为声速则马赫数Ma cMa=v/co vcMa=560/
577.7=
0.97［单选题］.某涡轮喷气发动机在设计状态下工作时，已知在尾喷管进口截面处241的气流参数的Pi=】出口
2.05X105N/m2,T=865K,Vi=288m/s,A1=
0.19m2；截面2处的气体参数为:Psub2=l.143X105N/m2,Tsub2=766K,气
0.1538m2o试求通过尾喷管的燃质量流量为kg/s和尾喷管的出口流速为m/s［给定燃气的气体常数Rg=
287.4J/kg-K］A.
40.1；
525.1B.
45.1；
525.1C.
40.1；
565.1D.
45.1；
565.1正确答案DA=参考解析根据理想气体状态方程P=PRJ,连续性方程PW P2V2A2可知，尾喷管的出口流速V2=P1VA/P2A2=P12VA/P2T1A2=
2.05X105X766X288X
0.19/
1.尾喷管的燃气质量流143X105X865X
0.1538=
565.lm/s,量Qz=P vAsub2=P2b/RgT2v2A2=[
1.143X15/
287.4X766]X
565.1X
0.1538=
45.lkg/so22。
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