2016年暖通工程师专业基础考试真题及答案.doc

发布时间：2023-11-13 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.24M 资料格式：doc 举报版权申诉

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一、单项选择题（共60题，每题2分，每题的备选项中，只有1个最符合题意）

2016 年暖通工程师专业基础考试真题及答案一、单项选择题（共 60 题，每题 2 分，每题的备选项中，只有 1 个最符合题意） 1. 广延参数是具有可加性的参数，通常具有的性质是（）。 A. 广义位移 B. 宏观作用力 C. 系统内部特征参数 D. 系统外部作用力【答案】 A 【解析】在热力过程中，广延性参数的变化起着类似力学中位移的作用，称为广义位移。如传递热量必然引起系统熵的变化；系统对外做膨胀功必然引起系统体积的增加。系统的体积、热力学能、焓等属于广延性参数。广延参数与系统具有的物质数量有关，具有可加性，整体总值为各部分数值之和；强度参数的数值只决定于系统的状态，没有可加性。 2. 准静态过程中，系统的势差或力差（）。 A. 不可以存在 B. 到处可以存在 C. 只在边界上可以存在 D. 只在系统内部可以存在【答案】 B 【解析】准静态过程是无限趋近于平衡态的过程。一般情况下平衡态包括力学平衡、热平衡和化学平衡三种，即系统内部外部没有势差或力差，冷热程度相等，结构不变。准静态过程中，势差或力差、冷热程度及结构差异到处可以存在，只是接近于无限小的状态。 3. 技术功δwt＝δws＋δep＋δek＝－vdp 适用条件为（）。 A. 闭口系统可逆过程 B. 稳态稳流开口系统可逆过程 C. 非稳态稳流开口系统可逆过程 D. 动能和势能为零时的闭口系统【答案】 B 【解析】存在过程方程和不存在任何耗散效应是可逆过程充要条件，开口系统是与外界之间存在物质传递的系统，闭口系统是与外界之间没有物质传递的系统，稳态流动指控制容积内任一点的状态参数和流速都不随时间而变化。热力过程中可被直接利用来做功的能量，统称为技术功。稳态稳流开口系统中，轴功 ws 指通过控制容积边界的功，δws＝δw－δ（pv）－δep－ δek；技术功 wt 为轴功 ws、动能 ek 和位能 ep 之和，即δwt＝δws＋δep＋δek。当该过程为可逆过程或准静态过程，δwt＝－vdp。因此δwt＝δws＋δep＋δek＝－vdp，适用条件为稳态稳流开口系统可逆过程。 4. 理想气体混合物中，O2 的质量分数为 26%，N2 的质量分数为 74%，则该混合气体的折合气体常数 Rg 等于（）。 A. 297J/（kg·K） B. 287J/（kg·K） C. 267J/（kg·K）

D. 260J/（kg·K）【答案】 B 【解析】由题设条件知，该气体的摩尔质量 M 为：混合气体的折合气体常数 Rg 的公式为：Rg＝R/M。式中，R 为气体常数，R＝8.314J/（mol·K）； M 为气体摩尔质量，g/mol。则该混合气体的折合气体常数 Rg＝8.314/29.04＝0.287J/（g·K）＝287J/（kg·K）。 5. 高压比压缩制气过程中，当已经实现等温压缩过程后，还需要多级压缩的原因是（）。 A. 确保平稳和安全 B. 减小功耗，提高效率 C. 减小轴功，减小余隙影响 D. 提高容积效率，增大产气量【答案】 D 【解析】压缩级数越多，越接近等温过程，压缩越省功。题设条件限定已实现等温压缩，即限定了排气温度相同，多级压缩冷却可以比单级压缩达到更高的排气压力，对于活塞式压气机，多级压缩冷却的容积效率比单级压缩高，产气量大。 6. 某设备进行了做功 30kJ 热力循环，其中 600K 的热源放热 60kJ，300K 的环境吸热 40kJ，则循环过程为（）。 A. 可逆过程 B. 不可逆过程 C. 不可能过程 D. 一般实际过程【答案】 C 【解析】热力学第一定律可以表述为：机械能可以变为热能，热能也可以变为机械能，在转换中能量总数不变。该循环过程，W＝30kJ，Q1＝60kJ，Q2＝40kJ，则 Q1＜Q2＋W，违反热力学第一定律，因此该循环过程为不可能过程。 7. 水蒸气在定压发生过程中，当温度超过临界点后，由液体转化为蒸汽的过程（）。 A. 不存在 B. 瞬间完成 C. 存在 D. 需要其他参数确定过程【答案】 B 【解析】温度超过临界温度以后，气液平衡共存的状态不复存在，水只以气态出现，水蒸气汽化过程在超过临界点后是瞬间完成的。 8. 气体和蒸汽在管道内的一维稳态绝热流动时连续性方程可以表示为（）。 A. dp/p＋kdv/v＝0 B. dc/c＋df/f－dρ/ρ＝0

C. dp/p＋dv/v－dT/T＝0 D. dc/c＋df/f－dv/v＝0 【答案】 D 【解析】一维稳态绝热流动时，密度ρ不变，则连续性方程为：cf/v＝const。式中，c 为流速；f 为截面积；v 为比体积。对连续性方程两边求导，即 dc/c＋df/f－dv/v＝0。 9. 对于四冲程汽油机的内燃机循环，提高其循环热效率常用的方法是（）。 A. 增加喷入的燃油量 B. 提高压缩比 C. 降低排气压力 D. 增加压缩频率【答案】 B 【解析】由定容内燃机的循环热效率η的公式为：。式中，ε为压缩比；k 为定熵指数。根据公式，定容加热循环的热效率与压缩比及定熵指数有关。定熵指数决定于工质种类。因此，影响热效率的主要因素为压缩比，增大压缩比可以提高定容加热循环的热效率。 10. 蒸汽压缩式制冷循环的基本热力过程可以由如下过程组成（）。 A. 等熵压缩，定压冷却，定熵膨胀，等温吸热 B. 等熵压缩，定压冷却，定熵膨胀，定压吸热 C. 绝热压缩，等温冷却，节流膨胀，等温吸热 D. 绝热压缩，定压冷却，节流膨胀，定压吸热【答案】 D 【解析】实用蒸汽压缩制冷的理论循环过程为：制冷剂液体在蒸发器内以低温与被冷却对象发生热交换，吸收被冷却对象的热量并气化（定压吸热），产生的低压蒸汽被压缩机吸入，经压缩后以高压排出（绝热压缩），压缩机排出得高压气态制冷剂进入冷凝器，被常温的冷却水或空气冷却，凝结成高压液体（定压冷却），高压液体流经膨胀阀时节流，变成低压低温的气液两相混合物（节流膨胀），进入蒸发器，其中的液态制冷剂在蒸发器中蒸发制冷，产生得低压蒸汽再次被压缩机吸入。因此，蒸汽压缩式制冷循环的基本热力过程为绝热压缩，定压冷却，节流膨胀，定压吸热。 11. 导热过程的傅里叶定律对于下列哪种材料中不适用（）。 A. 钢铁生铁块 B. 树木原材料 C. 煅烧前的干泥砖 D. 锻打后的金属【答案】 B 【解析】导热过程的傅里叶定律适用于各向同性材料，即导热系数与方向无关。钢铁生铁块、煅烧前的干泥砖、锻打后的金属均为各向同性材料，而树木原材料沿不同方向的导热系数不同，树木原材料沿纤维方向导热系数的数值比垂直纤维方向的数值高 1 倍，为各向异性材料。 12. 金属表面之间的接触热阻，可以通过一定的技术方法减小。下列方法中不正确的措施是（）。

A. 抽真空或灌注氮气 B. 清除表面污垢并涂导热剂 C. 加压力挤压，增加接触 D. 表面进行磨光和清洗【答案】 A 【解析】接触热阻是指两固体表面非完全接触，从而使传热过程产生额外的热阻。接触热阻除了包含因固体接触面减小而引起的附加热阻外，还有因未接触的空隙形成的气体导热热阻和穿过界面间隙的辐射热阻。接触热阻是由接触不良而引起的，因此减小接触热阻，可以采取改善接触面积的粗糙度，提高接触面上的挤压压力，减小表面硬度（如加铜箔衬垫），接触面上涂以热涂油（亦称导热姆）等措施。而抽真空或灌注氮气，会增大接触热阻。 13. 当固体导热过程 Bi 数趋于无限大时，描述该物体导热性质的正确说法是（）。 A. 物体温度可以近似等于流体温度 B. 物体内部导热能力远大于物体换热能力 C. 物体内部温度变化速度相对较快 D. 边界壁面温度等于流体温度【答案】 D 【解析】毕渥准则（Bi＝hδ/λ）表示物体内部导热热阻（δ/λ）与物体表面对流换热热阻（1/h）的比值，固体导热过程 Bi 数趋于无限大时，导热热阻远远大于对流换热热阻，这意味着表面传热系数趋于无限大，即对流换热的热阻趋于零，但内部导热热阻的大小无法确定，这时物体的表面温度几乎从冷却过程一开始便立即降低到流体的温度，即边界壁面温度等于流体温度，而物体内部的温度变化未可知。 14. 常见导热数值计算中较多使用的差分格式是（）。 A. 边界点采用热量守恒法求离散方程 B. 非稳态时，时间和空间坐标均采用隐式差分格式 C. 非稳态时均采用中心差分格式 D. 非稳态时，空间坐标采用向前或向后差分格式，时间坐标采用中心差分格式【答案】 A 【解析】 A 项，热量守恒法表示导入任一节点的导热量的代数和为零，它适用的范围比较广，对于导热系数是温度的函数或者是内热源分布不均匀的情况容易列差分方程，所以热量守恒法在导热数值计算中较多采用。BC 两项，显示差分格式中，温度对 x 的二阶导数为中心差分格式，温度对时间的一阶导数为向前差分格式；隐式差分格式中，温度对 x（空间坐标）的二阶导数为中心差分格式，而温度对时间的一阶导数为向后差分格式。当傅里叶准则数 Fo≤1/2 可以采用显式差分格式。但并不是所有情况都采用隐式差分格式方程。D 项，在求解不稳定导热问题时，对于温度对时间的一阶导数不应采用中心差分格式，因为这将导致数值解的不稳定。 15. 下列说法错误的是（）。 A. Nu 表征流体对流换热与传导换热的关系 B. Gr 表征自然对流浮升力与黏滞力的关系 C. Re 表征流体流动惯性力与重力的关系 D. Pr 表征动量扩散与热量扩散的关系【答案】 C

【解析】努谢尔准则数 Nu 表征对流换热热阻与导热热阻的关系；格拉晓夫准则数 Gr 表征流体流动浮升力与黏滞力的关系；雷诺数 Re 表征流体流动惯性力与黏滞力的关系，而非重力；普朗特准则数 Pr 反映流体的动量传递能力和热量传递能力的相对大小。 16. 在雷诺类比中，用于表示阻力和对流换热的关系的准则数是（）。 A. Re B. Pr C. Gr D. St 【答案】 D 【解析】雷诺准则数 Re 表征流体流动惯性力与黏滞力的关系；格拉晓夫准则数 Gr 表征自然对流浮升力与黏滞力的关系；普朗特准则数 Pr 表征动量扩散与热量扩散的关系；斯坦顿准则数 St 表示阻力和对流换热关系的准则数。 17. 当管内进行单项受迫湍流换热，流体被加热，采用 Nu＝0.023Re0.8Pr0.4 进行计算，则换热系数 h 与 Re、Pr 和各参数（管径 d、导热率λ、黏度μ、流速 u 及比热容 cp）间的关系正确表述为（）。 A. u 增大，则 h 增大 B. Re 增大，则 h 减小 C. λ或ρ或 cp 增大，则 h 不变 D. d 增大，则 h 增大【答案】 A 【解析】将努谢尔准则数 Nu ＝ hl/λ ，雷诺数 Re ＝ ul/υ ，普朗特准则数 Pr ＝ υ/a 带入 Nu ＝ 0.023Re0.8Pr0.4 中，可得换热系数 h＝（u0.8，λ0.6，cp0.4，ρ0.8，d－0.2），所以换热系数 h 与管径 d 成反比，与流速 u、雷诺数 Re、导热率λ、密度ρ、比热容 cp 成正比。因此，当 u 增大时，h 增大；Re 增大，h 增大；λ或ρ或 cp 增大，h 增大；d 增大，h 减小。 18. 室外散热器，为了增加辐射散热，可以将表面涂深色油漆，其中原理是（）。 A. 增加表面导热系数 B. 增加表面辐射率，减少吸收率 C. 增加表面吸收率，减少表面辐射率 D. 增加表面吸收率，增加表面辐射率【答案】 D 【解析】由基尔霍夫定律可知，对于漫灰表面，发射率等于该表面同温度的吸收率。室外散热器表面涂深色油漆能够增加表面吸收率，同时也增加表面发射率（辐射率）。 19. 混合气体发射率εg 或吸收率αg 具有复杂的特性，下列说法中不正确的是（）。 A. 不同成分气体辐射可以相互吸收或重合 B. 发射率和吸收率可以直接取各成分数值之和 C. 某些成分之间辐射和吸收互不相干 D. 不同成分气体吸收可以相互重合或干扰【答案】 B 【解析】由于不同成分气体辐射可以相互吸收或结合，这样就使混合气体的辐射能量比单种气体分别

辐射的能量总和要少一些，所以混合气体的发射率和吸收率除取各分数值之和外，还要减去吸光带有部分重叠的修正值。 20. 建筑物与空气和环境进行对流和辐射复合换热，室内建筑表面温度 tw、室内流体温度 tf 和室外环境温度 tam 之间可能出现多种关系，下列关系式中正确的是（）。 A. 冬天有暖气的室内，tf＞tam＞tw B. 夏天有空调的室内，tw＞tf≈tam C. 冬天长时间未开暖气的人居室内，tf≈tw＞tam D. 夏天太阳刚落山时，tw＞tam＞tf 【答案】 C 【解析】热量传递的动力是存在温差，并且是从高温传到低温。A 项，在冬天有暖气的室内，热量从室内到室外传递，tf＞tw＞tam；B 项，在夏天有空调的室内，热量从室外到室内传递，tam ＞tw＞tf；C 项，在冬天长时间未开暖气的人居室内，室内流体温度和室内建筑表面温度相差不大，tf≈tw＞tam；D 项，当夏天太阳刚落山时，热量从室外传递到室内，tam＞tw＞tf。 21. 题 21 图中相互间可以列总流伯努利方程的断面是（）。题 21 图 A. 1—1 和 3—3 B. 1—1 和 4—4 C. 2—2 和 3—3 D. 2—2 和 4—4 【答案】 D 【解析】列总流伯努利方程的断面必须是均匀流断面或缓变流断面，两断面之间可以是急变流。1—1 断面是转弯的急变流；3—3 断面是扩大的急变流；2—2 和 4—4 断面为均匀流断面。因此相互间可以列总流伯努利方程的断面是 2—2 和 4—4。 22. 在长度比为 1:6 的模型中进行温差空气射流实验，原型中风速为 50m/s，温差为 12℃，周围空气为 20℃，模型中风速为 25m/s，周围空气为 20℃，则模型的中心温度为（）。 A. 16℃ B. 18℃ C. 20℃ D. 22℃ 【答案】 B 【解析】在设计模型实验时，要同时满足所有准则数是很困难的，甚至是不可能的，一般只能达到近似相似，就是要保证对流动起重要作用的力相似即可。本题为温差空气射流问题，此时应当以满足阿基米德相似准数 Ar 为主，即原型 Arn＝模型 Arm。阿基米德数表征浮力与惯性力的

比值，当送风口贴近顶棚，贴附长度与阿基米德数 Ar 有关。阿基米德相似准数 Ar 的公式为： Ar＝gd0ΔT/（v02T0）。式中，g 为重力加速度；d0 为送风口直径；ΔT 为温差；T0 为周围环境温度；v0 为的风速。因此[d0ΔT/（v02T0）]n＝[d0ΔT/（v02T0）]m，则ΔTm＝（d0n/d0m） ×（v0m2/v0n2）×ΔTn＝6×（252/502）×12＝18℃。 23. 孔口出流的流量 Q 与孔口面积 A、流体压强 p、流体密度ρ等有关，用量纲分析方法确定 Q 的函数表达式为（）。 A. B. C. D. 【答案】 A 【解析】等式两边的量纲应该一致，dimQ＝L3T－1，dimA＝L2，dimp＝ML－1T－2，dimρ＝ML－3。 A 项， B 项， C 项， D 项，。。。。 24. 圆管和正方形管道的断面面积、长度、黏度系数、相对粗糙度都相等，且流量相等，当管道为层流时，正方形与圆形两种形状管道的沿程损失之比为（）。 A. 1.27 B. 1.13 C. 1.61 D. 1.44 【答案】 A 【解析】对于边长为 a 的正方形，当量直径 de＝2ab/（a＋b）＝a。同时，由于正方形和圆形的断面面积相等，所以 a2＝π（d/2）2，得。圆管和正方形管道的断面面积相等，

且流量相等，则流速 v 相等。根据雷诺数 Re＝vd/υ，当管道为层流时，导热系数λ＝64/Re。则沿程阻力的公式为：hf＝λlv2/（2dg）＝32lvυ/（d2g）。式中，l 为长度；v 为速度； υ为运动粘度；d 为直径（当量直径）；g 为重力加速度。由于圆管和正方形管道的断面面积和流量相等，则流速 v 相相等；由题意可得，l、υ相等，所以，正方形与圆形两种形状管道的沿程损失之比 hf1/hf2＝（d/de）2＝1.27。 25. 煤气的υ＝26.3×10－6m2/s，一户内煤气管用具前交管管径 d＝20mm。煤气流量 Q＝ 2m3/h，则流态为（）。 A. 紊流 B. 层流 C. 层流向紊流过渡 D. 紊流向层流过渡【答案】 B 【解析】根据 Re 判别其流态。当 Re≤2000 时，为层流；当 Re＝2000～4000 时，为层流向紊流的过渡过程；当 Re＞4000 时，属于紊流区。由题设条件可知流速 v＝Q/A＝4Q/（πd2）＝（4×2） /（60×60×π×0.022）＝1.77m/s，则雷诺数 Re＝vd/υ＝1.77×0.02/（26.3×10－6）＝1346＜2000，所以其流态为层流。 26. 两管道 1，2 并联，沿程阻力系数、长度均相等，不考虑局部损失，管道流量 Q1＝2Q2，则两管的管径关系为（）。 A. d1＝d2 B. d1＝1.32d2 C. d1＝2d2 D. d1＝5.66d2 【答案】 B 【解析】并联管路阻力相等，因此对于并联管路 1 和 2，有 S1Q12＝S2Q22；因为管道流量 Q1＝2Q2，得 S2＝4S1；又因为阻抗 S＝8λl/（gπ2d5），沿程阻力系数λ、长度 l 均相等，则 S2/S1 ＝（d15/d25）＝4，d15＝4d25，则 d1＝1.32d2。 27. 下列说法正确的是（）。 A. 平面无旋流动只存在势函数 B. 环流是圆周流动，不属于无旋流动 C. 无论是源流还是汇流，均存在旋转角速度 D. 均匀直线流动中，流速为常数【答案】 D 【解析】 A 项，平面无旋流动既存在流函数，也存在势函数；B 项，环流是无旋流动，是否属于无旋流动，不是看流体质点的运动轨迹是否是圆周流动，而是看质点是否绕自身轴旋转，角速度是否为零；C 项，无论是源流还是汇流，均不存在旋转角速度。 28. 某工程对一风口进行实验，实验测得圆断面射流轴心速度 v0＝32m/s，Q0＝0.28m3/s，在某断面处质量平均流速 v2＝4m/s，则 Q 为（）。 A. 0.035m3/s B. 2.24m3/s C. 22.4m3/s D. 3.54m3/s

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