2026年发动机工程师流体力学考点解析

2026年发动机工程师流体力学考点解析一、单选题（共10题，每题2分）1.在发动机内部燃烧室中，燃气的主要流动形式属于：A.层流B.湍流C.可压缩流D.不可压缩流2.涡轮发动机中，叶片通道内的流动马赫数通常接近于：A.0.3B.0.6C.1.2D.1.83.发动机进气道设计中，常用的收敛-扩张管主要用于：A.降低流速B.提高流速C.增加压力D.降低压力4.涡轮喷气发动机中，压气机叶尖间隙过大主要导致：A.压缩效率降低B.功率输出增加C.温度升高D.噪音减小5.发动机燃烧室中，火焰筒内壁的冷却方式主要采用：A.传导冷却B.对流冷却C.辐射冷却D.混合冷却6.涡轮发动机中，喷管出口速度与喷管前压力比的关系符合：A.等压膨胀B.等温膨胀C.等熵膨胀D.等体积膨胀7.发动机内部流动损失的主要来源包括：A.摩擦损失B.突然膨胀损失C.涡流损失D.以上都是8.涡轮发动机中，叶尖泄漏流的主要影响是：A.提高效率B.降低效率C.增加功率D.减小噪音9.发动机进气道中，激波的产生主要与：A.流速变化B.压力变化C.温度变化D.以上都是10.涡轮发动机中，可调静子叶片的主要作用是：A.提高燃烧效率B.调节喷管出口马赫数C.增加压气机压力比D.减小压气机功耗二、多选题（共5题，每题3分）1.发动机内部流动中，可压缩流的主要特征包括：A.流速较高B.压力变化显著C.温度变化较大D.密度变化可忽略2.涡轮发动机中，压气机性能参数包括：A.压力比B.流量系数C.效率D.功率3.发动机燃烧室设计中，影响燃烧效率的因素包括：A.燃气温度B.空气流量C.火焰稳定性D.喷嘴设计4.涡轮喷气发动机中，喷管设计的主要考虑因素包括：A.喷管出口马赫数B.喷管长度C.喷管形状D.喷管材料5.发动机内部流动损失中，减少摩擦损失的方法包括：A.减小通道壁面粗糙度B.采用光滑通道C.降低流速D.增大通道截面积三、判断题（共10题，每题1分）1.涡轮发动机中，压气机的喘振是指压缩机无法稳定工作的现象。（正确）2.发动机燃烧室中，火焰筒的冷却效率主要取决于冷却孔的分布。（正确）3.涡轮喷气发动机中，喷管出口速度仅与喷管前压力有关。（错误）4.发动机内部流动中，层流流动的摩擦损失比湍流流动大。（错误）5.涡轮发动机中，叶尖间隙的减小会显著提高压气机效率。（正确）6.发动机进气道中，收敛管主要用于提高流速。（错误）7.燃烧室中，燃气温度越高，燃烧效率越高。（错误）8.涡轮发动机中，可调静子叶片的主要作用是调节流量。（正确）9.发动机内部流动中，激波的产生会导致能量损失。（正确）10.涡轮喷气发动机中，喷管出口马赫数与喷管前压力比成正比。（正确）四、简答题（共5题，每题4分）1.简述涡轮发动机中压气机喘振的产生机理及其预防措施。2.简述发动机燃烧室中，火焰筒冷却方式的主要类型及其优缺点。3.简述涡轮发动机中，叶尖间隙对压气机性能的影响。4.简述发动机进气道设计中，收敛-扩张管的作用及其设计原则。5.简述涡轮喷气发动机中，喷管出口速度的计算方法及其影响因素。五、计算题（共5题，每题6分）1.已知涡轮发动机压气机入口参数为：压力P1=1.0MPa，温度T1=300K，马赫数M1=0.2。压气机出口参数为：压力P2=1.5MPa，温度T2=400K。计算压气机的压力比和绝热效率。2.已知涡轮发动机燃烧室入口燃气参数为：压力P1=1.2MPa，温度T1=1200K，流量Q=100kg/s。燃烧室出口燃气参数为：压力P2=1.0MPa，温度T2=1500K。计算燃烧室的热效率。3.已知涡轮发动机压气机叶尖间隙为0.5mm，叶尖间隙处的流速为100m/s，气体密度为1.2kg/m³。计算叶尖间隙处的泄漏质量流量。4.已知涡轮发动机喷管前燃气参数为：压力P1=1.5MPa，温度T1=1500K，马赫数M1=0.8。喷管出口压力P2=0.1MPa。计算喷管出口的流速和马赫数。5.已知涡轮发动机进气道为收敛-扩张管，入口直径D1=0.5m，出口直径D2=1.0m，入口流速V1=100m/s。计算出口流速和压力比。答案与解析单选题1.B（涡轮发动机内部燃烧室中，燃气流速高，压力变化大，属于湍流流动。）2.C（涡轮发动机中，叶片通道内的流动马赫数通常较高，接近于1.2。）3.B（收敛-扩张管主要用于提高流速，实现高速气流。）4.A（压气机叶尖间隙过大会导致泄漏流增加，降低压缩效率。）5.D（火焰筒主要采用混合冷却方式，包括传导、对流和辐射冷却。）6.C（喷管出口速度与喷管前压力比符合等熵膨胀关系。）7.D（发动机内部流动损失包括摩擦损失、突然膨胀损失和涡流损失。）8.B（叶尖泄漏流会增加流动损失，降低压气机效率。）9.D（激波的产生与流速、压力和温度变化有关。）10.B（可调静子叶片主要作用是调节喷管出口马赫数，优化气流性能。）多选题1.ABC（可压缩流特征包括流速高、压力和温度变化显著、密度变化不可忽略。）2.ABCD（压气机性能参数包括压力比、流量系数、效率和功率。）3.ABCD（燃烧效率受温度、流量、火焰稳定性和喷嘴设计影响。）4.ABCD（喷管设计考虑出口马赫数、长度、形状和材料。）5.ABC（减少摩擦损失方法包括减小粗糙度、采用光滑通道和降低流速。）判断题1.正确（压气机喘振是压缩机失稳现象。）2.正确（冷却孔分布影响冷却效率。）3.错误（出口速度还与温度和气体性质有关。）4.错误（湍流流动的摩擦损失比层流小。）5.正确（叶尖间隙减小可提高效率。）6.错误（收敛管主要用于降低流速。）7.错误（过高温度可能导致燃烧不稳定。）8.正确（可调静子叶片用于调节流量。）9.正确（激波会导致能量损失。）10.正确（出口速度与压力比成正比。）简答题1.喘振产生机理：当压气机负荷超过临界值时，气流发生分离并产生剧烈振荡。预防措施：采用可调静子叶片、优化叶片设计、限制压气机负荷。2.冷却方式：传导冷却、对流冷却、辐射冷却。优点：提高燃烧效率、延长寿命。缺点：增加结构复杂性、重量。3.叶尖间隙影响：增加泄漏流、降低效率、增加噪音、影响温度分布。4.收敛-扩张管作用：提高流速、优化气流性能。设计原则：合理选择收敛角和扩张角、保证光滑过渡。5.喷管出口速度计算：使用等熵膨胀公式，考虑压力比和气体性质。计算题1.压力比：P2/P1=1.5/1.0=1.5；绝热效率：η=(T2/T1-1)/((γ-1)/γ(P2/P1)^((γ-1)/γ)-1)，其中γ=1.4，计算得η≈0.75。2.热效率：η=(Q_out-Q_in)/Q_in=(1500-1200)/1200≈0.25。3.泄漏质量流量：m=ρAV=1.2π(0.25)^2100≈236kg/s。4.出口流速：V2=M2sqrt(γRT2)=sqrt(1.42871500)≈837m/s；马赫数：M2=