《流体力学与流体机械模拟题B及参考答案》山东大学测试答案
流体力学与流体机械 模拟题B一、判断题
（1）在惯性坐标系下的稳态流动，在非惯性坐标系中保持不变。（ ）
（2）流动的维数与流场速度分量数一致。（ ）
（3）在非稳态流动的流场中，不同时刻具有不同流线。（ ）
（4）流场中流体所受的磁场力和电场力均属于质量力的范畴。（ ）
（5）两种不同流体的分界面是等势面。（ ）
（6）正压流场中，流体仅受正应力的作用（ ）
（7）在非惯性坐标系下，密度恒定的静止流体中的压力仅为流体深度的函数，而旋转容器中则为深度和角速度的函数。（ ）
（8）运动粘度和动力粘度都是流体的固有属性。（ ）
（9）伯努利方程仅适用于不可压缩的稳态流体。（ ）
二、说明题
（1）连续介质模型的内容、意义及其适用范围
（2）描述流体运动的两种方法
（3）从系统和控制体的概念出发，描述流体系统动量守恒方程式
（4）伯努利方程的物理意义及其使用说明
三、简答题
（1）实际压缩循环和理论压缩循环主要区别。
（2）论述离心式压缩机与管网联合工作时的工作点的稳定性问题。
（3）机器故障诊断过程的主要环节有哪些？
（4）压缩机设计性热力计算的步骤有哪些？
（5）说明离心泵H—Q线的作图步骤。
（6）往复式压缩机往复惯性力能否用加装平衡质量的方式平衡，请给予说明。
四、流体经过突然扩大的管道时，在控制体(如右图所示)中稳定流动。截面0-0、1-1、2-2上平均流速分别为、、，平均压力为、、，且认为，忽略表面摩擦。证明：。
五、流场中任意点的速度为：，，。求流场流线方程和迹线方程。
流体力学与流体机械模拟题B参考答案
二、说明题：
（1）质量分布连续：用密度作为表示流体质量的物理量，
运动连续：在取定的区域和时间内，质量连续的流体处于运动状态时，各部分不会分裂，
亦不穿插，
内应力连续：
对上述三个函数要求在定义域中是连续可微的，可采用解析的方法研究；上述假设除稀薄空气和激波等少数情况下的大多数场合均适用。
（2）拉格朗日法：跟踪追击法，通过研究流场中单个质点的运动规律，进而研究流体的整体规律，将质点表示为空间坐标和时间的函数，如位移，a，b，c为拉格朗日变量。
欧拉法：观察点法，将流体的运动和物理参数直接表示为空间坐标和时间的函数，
（3）系统是确定不变的物质集合，但体积形状可变。控制体质量可以传输，但体积不变，位置确定。控制面上可以有力的传递，能量和质量交换
动量守恒方程：
作用于系统合外力=控制体净输出的动量流量+控制体内动量变化率
（4）伯努利方程为：，体现了流体运动遵循机械能守恒原理。理想不可压流体在稳态流动中，动能、位能、压力能可以相互转化，但总能量守恒
伯努利方程涉及无热传递和轴功为零的不可压缩流动过程：
三、简答题
1实际压缩循环和理论压缩循环主要区别。
对理论压缩循环，其主要特征为
（1）气体通过进排气阀时无压力损失，且进排气压力没有波动，保持恒定
（2）工作腔内无余隙容积，缸内的气体被全部排出
（3）工作腔作为一个孤立体与外界无热交换
（4）气体压缩过程指数为定值
（5）气体无泄漏
对实际压缩循环，其主要特征为
（1）工作腔内存在余隙容积
（2）气体通过进排气阀和管道时存在摩擦，产生压力损失，且气缸中的进气压力低于进气管中的名义进气压力，气缸中的排气压力高于排气管中的名义排气压力
（3）工作腔与外界存在热交换
（4）气体压缩过程指数不为定值
（5）气缸容积不可能绝对密封，气体有泄漏
2论述离心式压缩机与管网联合工作时的工作点的稳定性问题。
当管网曲线相交于压缩机性能曲线的右分支，交点处与压缩机曲线相切具有负斜率，工况稳定：；否则不稳定：
3机器故障诊断过程的主要环节有哪些？
（1） 机器状态参数的检测
(2)信号处理；提取故障特征信息
（3） 确定故障发生的部位、类型和程度
(4)对确定的故障作防治处理与监控
4压缩机设计性热力计算的步骤有哪些？
（1）压缩机结构形式与方案选择：计算总压力比选择级数；由排气量、级数、压缩机用途等选择合理的结构形式、各级缸的布置。
（2）确定各级压力比的分配
（3）计算与确定各级的系数
（4）计算各级气缸行程容积和直径
（5）计算各列的最大活塞力，功率、效率
（6）选择原动机
5说明离心泵H—Q线的作图步骤
由可得出曲线
由,纵坐标乘以环流系数得到
③ 在中，纵坐标减去及中的纵坐标得
④ 横坐标向左移动中的量，从而得到线
6往复式压缩机往复惯性力不能用加装平衡质量的方式平衡，因为虽然平衡了轴向的惯性力，但在垂直方向又增加了一个力
四、证：设截面0-0、1-1、2-2上的质量流量分别q0、q1、q2。由质量守恒定律知
由于流体不可压缩，则有，所以
则
列0-0和1-1面上的伯努利方程，又已知忽略表面摩擦，有
由题意知，，可得
根据动量守恒定律，在所选择的控制体中，对稳态流动有
又
对上式，有，
故有
所以
五、流场中任意点的速度为：，，。求流场流线方程和迹线方程。
解：对，，。
流场中的流线满足
故，积分得。
又由得，所以
故流线方程为
迹线方程为，，。
故有，，。
积分可得迹线方程为。
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