空氣動(dòng)力學(xué)考試題與答案

1、(1~6)1、概念1、理想流體：忽略粘性的流體。2、粘性：當(dāng)流體各流層間發(fā)生相對(duì)滑移時(shí)，流體內(nèi)部表現(xiàn)出阻礙這種相對(duì)滑移的性質(zhì)。3、完全氣體：忽略氣體分子的體積，忽略分子間引力和斥力，忽略碰撞完全彈性。4、等溫壓縮系數(shù)：在可逆定溫過(guò)程中，壓力每升高一個(gè)單位體積的縮小率。5、絕熱壓縮系數(shù)：在可逆絕熱過(guò)程中，壓力每升高一個(gè)單位體積的縮小率。6、熱脹系數(shù)：在準(zhǔn)平衡等壓過(guò)程中，溫度每升高一個(gè)單位體積的膨脹率。7、功率系數(shù)：風(fēng)（空氣）實(shí)際繞流風(fēng)機(jī)后

2、，所產(chǎn)生的功率與理論最大值Pmax=12?V02A之比。8、貝茲極限：功率系數(shù)的最大值，其數(shù)值為0.593。9、弦長(zhǎng)：前、后緣點(diǎn)所連接直線段的長(zhǎng)度。10、骨架線（中軸線）：風(fēng)力機(jī)葉片截面上內(nèi)切圓圓心的連線。11、彎度、最大彎度：中軸線與幾何弦長(zhǎng)的垂直距離稱為彎度；中軸線上各點(diǎn)彎度不同，其中最大值為最大彎度。12、拱度、最大拱度：截面上弦的垂線與輪廓線有兩個(gè)交點(diǎn)，這兩個(gè)交點(diǎn)之間的距離稱為拱度；截面上弦的垂線上的拱度不同，其中最大值為最大拱

3、度。13、NACA4412：“NACA”，美國(guó)航空總局標(biāo)志；第一個(gè)“4”，表示最大彎度出現(xiàn)在弦上距前緣點(diǎn)410弦長(zhǎng)處；第二個(gè)“4”，表示最大彎度為弦長(zhǎng)的4%；“12”表示最大拱度為弦長(zhǎng)的12%。14、簡(jiǎn)述繞流翼型產(chǎn)生升力的原因。無(wú)窮遠(yuǎn)處均勻來(lái)流，繞流如圖所示翼型，在尾部銳緣點(diǎn)處產(chǎn)生一個(gè)逆時(shí)針的漩渦，均勻來(lái)流無(wú)渦，因此在翼型表面形成一個(gè)與尾渦大小相當(dāng)，方向相反，順時(shí)針?shù)鰷u，使上表面流速加快，下表面流速減慢，由伯努利方程，上表面流速減慢，壓

4、力增大，上下表面壓差產(chǎn)生升力。15、寫(xiě)出理想流體的伯努利方程（不計(jì)重力），并說(shuō)明其物理意義。P12?V2=常數(shù)（P?12=常數(shù)）物理意義:流體壓力勢(shì)能與動(dòng)能之間相互轉(zhuǎn)化，二者之和守恒。16、簡(jiǎn)述風(fēng)能本身及當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)缺點(diǎn)。風(fēng)能本身優(yōu)點(diǎn)：清潔、可再生、無(wú)污染、分布廣缺點(diǎn):過(guò)于分散、難于收集、穩(wěn)定性差風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)點(diǎn)：可再生、分布廣缺點(diǎn)：過(guò)于分散、難于集中與控制、穩(wěn)定性差、使用壽命短、成本高17、風(fēng)力機(jī)葉輪轉(zhuǎn)速是多少？20~50

5、rmin勵(lì)磁電機(jī)轉(zhuǎn)速是多少？1000rmin、1500rmin、3000rmin如何實(shí)現(xiàn)變速？通過(guò)變速齒輪箱來(lái)實(shí)現(xiàn)2、圖表分析與簡(jiǎn)答。1、P27圖4.4?推力系數(shù)CT關(guān)于a=0.5對(duì)稱。當(dāng)a=0.5時(shí)，CT取最大值，CTmax=1當(dāng)a=0或1時(shí)，CT取最小值CTmin=0?功率系數(shù)Cp在a?0.33時(shí)，取最大值，Cpmax?0.59（0.6，略小于0.6）；當(dāng)a=0或1時(shí)，Cp取最小值，Cpmin=0。P=2n2=1500rminP=3

6、n3=1000rmin3簡(jiǎn)述失速產(chǎn)生原因，及其對(duì)氣（汽）輪機(jī)危害。當(dāng)攻角α過(guò)大（α15）時(shí)，尾渦前移，使繞流不暢，阻力加大，升力銳減，造成失速；前移尾渦內(nèi)，空氣對(duì)葉片有磨損和腐蝕作用，縮短氣（汽）輪機(jī)使用壽命，甚至直接損壞，飛機(jī)失速可能造成機(jī)毀人亡。4.P56圖7.3，說(shuō)出失速調(diào)節(jié)的優(yōu)缺點(diǎn)。圖1，風(fēng)速在16～24ms內(nèi)變化，平均風(fēng)速20ms，浮動(dòng)范圍4ms浮動(dòng)率20%；圖2，起初τ=400~420s，風(fēng)力機(jī)未啟動(dòng)，異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速很低，n

7、0≈100rmin但未靜止，接下來(lái)τ=420～445s左右啟動(dòng)，風(fēng)力機(jī)開(kāi)始啟動(dòng)，n0開(kāi)始從100rmin上升至1600rmin﹥1500rmin，τ=445s后，風(fēng)力機(jī)完全啟動(dòng)，此時(shí)轉(zhuǎn)速完全穩(wěn)定在1600rmin，雖穩(wěn)定但略大于1500rmin；圖3，τ=420～445s左右，即風(fēng)力機(jī)完全啟動(dòng)前發(fā)電機(jī)功率為零，在τ=445s左右瞬間，發(fā)電機(jī)功率經(jīng)歷三次突變，先充當(dāng)電動(dòng)機(jī)，再跳落至1.5MW，后回落至1.1MW，幅度0.1MW，浮動(dòng)率9.

8、1%，遠(yuǎn)小于20%，平均功率略大于1MW.由此可見(jiàn)失速調(diào)節(jié)優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)結(jié)果穩(wěn)定，功率和轉(zhuǎn)速穩(wěn)定；缺點(diǎn)：在風(fēng)力機(jī)完全啟動(dòng)瞬間，會(huì)發(fā)生接連三次功率突變，損害發(fā)電機(jī)；此外，風(fēng)力機(jī)停不下來(lái)，正常運(yùn)行時(shí)功率較大。5.從原理上看，槳距調(diào)節(jié)和失速調(diào)節(jié)有什么不同？每一個(gè)葉片都可以配置一個(gè)小的電動(dòng)機(jī)，這樣每一個(gè)葉片的槳距都可以單獨(dú)調(diào)節(jié)。槳距角已經(jīng)調(diào)節(jié)的葉片可以發(fā)揮啟動(dòng)剎車的作用，因此，在槳距調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)中，無(wú)需像失速型風(fēng)機(jī)那樣，在葉尖配置啟動(dòng)剎車。通過(guò)

9、調(diào)節(jié)整個(gè)葉片的槳距角就有可能控制葉片攻角，從而控制功率輸出。6.P59圖7.5（圖1圖3）說(shuō)明槳距調(diào)節(jié)的優(yōu)缺點(diǎn)。圖1，風(fēng)速變化大致在10～25ms內(nèi)變化，平均風(fēng)速17.5ms，浮動(dòng)范圍7.5ms，浮動(dòng)率37.5%；圖3，在0～200s內(nèi)，風(fēng)力機(jī)未啟動(dòng)，異步發(fā)電機(jī)功率P=0，轉(zhuǎn)速n0=0；200～250s，風(fēng)力機(jī)開(kāi)始啟動(dòng)，功率開(kāi)始逐步振蕩上升，在250s左右，風(fēng)力機(jī)正常運(yùn)行，異步發(fā)電機(jī)功率維持在1MW上下，振幅約0.3MW，有時(shí)達(dá)到0.5

10、MW，浮動(dòng)率30%，有時(shí)達(dá)50%。優(yōu)點(diǎn)：不再有突變，可以停機(jī)，調(diào)節(jié)后輸出功率和轉(zhuǎn)速均值維持在額定值1MW和1500rmin。缺點(diǎn)：輸出功率和轉(zhuǎn)速振幅較大，不穩(wěn)定。7.P64圖7.12，說(shuō)明該風(fēng)力機(jī)在不同來(lái)流風(fēng)速下，轉(zhuǎn)速與輸出功率的關(guān)系？相對(duì)同一來(lái)流風(fēng)速，隨轉(zhuǎn)速的增加，功率先增加后減小，相對(duì)不同的風(fēng)速，同一轉(zhuǎn)速下，來(lái)流風(fēng)速越大，輸出功率越大；不同風(fēng)速下，最大功率所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速不同，該轉(zhuǎn)速隨來(lái)流風(fēng)速的增加而增大。8.從純技術(shù)角度講，什么是風(fēng)機(jī)