题目
7-3 喷气发动机前端是起扩压器作用的扩压段,其后为压缩段。若空气-|||-流以 900km/h 的速度流入扩压段,流入时温度为 -(5)^circ C, 压力为50kPa。空气流-|||-离开扩压段进入压缩段时速度为 /s, 此时流通截面积为入口截面积的-|||-80%,试确定进入压缩段时气流的压力和温度。

题目解答
答案

解析
步骤 1:确定空气流的初始状态
空气流以 900km/h 的速度流入扩压段,温度为 $-{5}^{\circ }C$,压力为 50kPa。首先,将速度单位从 km/h 转换为 m/s,温度从摄氏度转换为开尔文。
步骤 2:计算空气流的初始密度
使用理想气体状态方程 $P = \rho RT$,其中 $P$ 是压力,$\rho$ 是密度,$R$ 是气体常数,$T$ 是温度。对于空气,$R = 287 J/kgK$。
步骤 3:计算空气流的初始质量流量
质量流量 $\dot{m}$ 可以通过 $\dot{m} = \rho A V$ 计算,其中 $A$ 是流通截面积,$V$ 是速度。
步骤 4:确定空气流的最终状态
空气流离开扩压段进入压缩段时速度为 80m/s,流通截面积为入口截面积的 80%。使用连续性方程和能量方程计算最终压力和温度。
步骤 5:计算最终压力和温度
使用连续性方程 $\dot{m} = \rho_2 A_2 V_2$ 和能量方程 $h_1 + \frac{V_1^2}{2} = h_2 + \frac{V_2^2}{2}$,其中 $h$ 是比焓,$V$ 是速度,$\rho$ 是密度,$A$ 是流通截面积。比焓 $h$ 可以通过 $h = c_p T$ 计算,其中 $c_p$ 是比热容。
空气流以 900km/h 的速度流入扩压段,温度为 $-{5}^{\circ }C$,压力为 50kPa。首先,将速度单位从 km/h 转换为 m/s,温度从摄氏度转换为开尔文。
步骤 2:计算空气流的初始密度
使用理想气体状态方程 $P = \rho RT$,其中 $P$ 是压力,$\rho$ 是密度,$R$ 是气体常数,$T$ 是温度。对于空气,$R = 287 J/kgK$。
步骤 3:计算空气流的初始质量流量
质量流量 $\dot{m}$ 可以通过 $\dot{m} = \rho A V$ 计算,其中 $A$ 是流通截面积,$V$ 是速度。
步骤 4:确定空气流的最终状态
空气流离开扩压段进入压缩段时速度为 80m/s,流通截面积为入口截面积的 80%。使用连续性方程和能量方程计算最终压力和温度。
步骤 5:计算最终压力和温度
使用连续性方程 $\dot{m} = \rho_2 A_2 V_2$ 和能量方程 $h_1 + \frac{V_1^2}{2} = h_2 + \frac{V_2^2}{2}$,其中 $h$ 是比焓,$V$ 是速度,$\rho$ 是密度,$A$ 是流通截面积。比焓 $h$ 可以通过 $h = c_p T$ 计算,其中 $c_p$ 是比热容。