2006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：0.36M 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）

2006 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. 热力学中常用的状态参数有（）。 A. 温度、大气压力、比热容、内能、焓、熵等 B. 温度、表压力、比容、内能、焓、熵、热量等 C. 温度、绝对压力、比容、内能、焓、熵等 D. 温度、绝对压力、比热容、内能、功等【答案】 C 【解析】系统状态参数的取值只决定于系统的平衡状态，与从何处或以怎样的方式到达这个平衡状态无关。热力学常用的状态参数有压力（p）、温度（T）、比容（γ）、内能（U）、焓（H）和熵（S）。ABD 三项，比热容属于物性参数，不属于状态参数；功和热量属于过程量；表压力和大气压力均不属于状态参数，而绝对压力属于状态参数。 2. 热泵与制冷机的工作原理相同，但是（）。 A. 它们工作的温度范围和要求的效果不同 B. 它们采用的工作物质和压缩机的形式不同 C. 它们消耗能量的方式不同 D. 它们吸收热量的多少不同【答案】 A 【解析】热泵和制冷机的工作原理相同，都是实施逆向循环，只是用途和工作的温度范围不同，要达到的效果也不同。逆向循环中，工质吸热 q2，放热 q1，输入功 W＝q1－q2。热泵用于供暖，而制冷机用于制冷。以供暖热泵为例，通过蒸发器吸收低温热源（如环境空气、水源、土壤）的热量，升温后通过冷凝器加热房间内的空气。 3. 理想气体流经喷管后会使（）。 A. 流速增加、压力增加、温度降低、比容减小 B. 流速增加、压力降低、温度降低、比容增大 C. 流速增加、压力降低、温度升高、比容增大 D. 流速增加、压力增加、温度升高、比容增大【答案】 B 【解析】气体在喷管中的流动由于速度足够快，因此可以认为是绝热流动。喷管为增速减压管，气体在喷管中被加速，压力降低，速度和动能增加即 dc＞0，dp＜0；根据气体绝热能量方程式 dh＋cdc＝const 可知，当 dc＞0，dh＜0，而理想气体的焓是温度的单值函数，因此温度降低；根据能量方程式 pvk＝const 可知，当 dp＜0，dv＞0 即比容增大。 4. 组成四冲程内燃机定压加热循环的四个过程是（）。 A. 绝热压缩、定压吸热、绝热膨胀、定压放热 B. 绝热压缩、定压吸热、绝热膨胀、定容放热 C. 定温压缩、定压吸热、绝热膨胀、定容放热 D. 绝热压缩、定压吸热、定温膨胀、定压放热【答案】 B 【解析】

四冲程内燃机理论循环包括进气、压缩、膨胀、排气四个过程，所对应的分别为定熵（绝热）压缩、定压吸热、定熵（绝热）膨胀和定容放热四个过程。 5. 湿饱和蒸汽是由饱和水和干饱和蒸汽组成的混合物，表示湿饱和蒸汽成分的是（）。 A. 干度 B. 含湿量 C. 容积成分 D. 绝对湿度【答案】 A 【解析】 A 项，在湿饱和蒸汽区中，湿蒸汽的成分用干度 x 表示。干度 x 是指 1kg 湿饱和蒸汽中含有干蒸汽的质量，即干蒸汽的质量与湿蒸汽的质量之比。B 项，含湿量为湿空气中的水蒸气质量与干空气质量的比值，反映水蒸气分压力的大小。C 项，容积成分不用来描述湿蒸汽。D 项，绝对湿度为单位体积湿空气所含的水蒸气质量，在数值上等于水蒸气的密度。 6. 一容积为 2m3 的储气罐内盛有 t1＝20℃、P1＝500kPa 的空气[已知：cp＝1.005kJ/ （kg·K），Rg＝0.287kJ/（kg·K）]。若使压力提高到 P2＝1MPa，空气的温度将升高到（）。 A. 313℃ B. 40℃ C. 400℃ D. 350℃ 【答案】 A 【解析】由理想气体状态方程 pV＝mRgT 可知，在定容过程中，压力与温度成正比，即 p1/p2＝T1/T2。因此，当压力提高到 P2＝1MPa，空气的温度 T2＝T1P2/P1＝（20＋273）×1/0.5＝586K＝ 313℃。 7. 题 7 图为一热力循环 1-2-3-1 的 T-s 图，该循环的热效率可表示为（）。题 7 图 A. η＝1－2b/（a＋b） B. η＝1－2b/（a－b） C. η＝1－b/（a＋b） D. η＝1－2a/（a＋b）【答案】 A 【解析】根据 T-s 图上的面积，1231 的面积表示循环过程的净热量（净功）w，则净功 w＝（a－b）（d－c）/2；23cd2 的面积表示循环过程的放热量 q2，则放热量 q2＝（d－c）b；梯形 12dc1

的面积表示循环过程的吸热量 q1，则吸热量 q1＝（b＋a）（d－c）/2。因此，热力循环热效率计算表达式为：η＝w/q1＝[（a－b）（d－c）/2]/[（a＋b）（d－c）/2]＝（a－b）/（a ＋b）＝1－2b/（a＋b）。 8. 4m3 的湿空气的质量是 4.55kg，其中干空气 4.47kg，此时湿空气的绝对湿度是（）。 A. 1.14kg/m3 B. 1.12kg/m3 C. 0.02kg/m3 D. 0.03kg/m3 【答案】 C 【解析】湿空气的绝对湿度ρs 为 1m3 湿空气中所具有的水蒸气的质量，又称湿空气的密度，则湿空气的绝对湿度为水蒸气的质量 mv 与湿空气体积 V 的比值即ρs＝mv/V。因此，该湿空气的绝对湿度ρs＝mv/V＝（4.55－4.47）/4＝0.02kg/m3。 9. 空气的初始容积 V1＝2m3，压强 P1＝0.2MPa，温度 t1＝40℃，经某一过程被压缩为 V2 ＝0.5m3，P2＝1MPa，该过程的多变指数是（）。 A. 0.8 B. 1.16 C. 1.0 D. －1.3 【答案】 B 【解析】在多变过程中，P1V1n＝P2V2n，因此多变指数 n＝ln（P2/P1）/ln（V1/V2）＝ln（1/0.2） /ln（2/0.5）＝1.16。 10. 某物质的内能只是温度的函数，且遵守关系式：U＝12.5＋0.125tkJ。此物质的温度由 100℃升高到 200℃。温度每变化 1℃所做的功δW/dt＝0.46kJ/℃，此过程中该物质与外界传递的热量是（）。 A. 57.5kJ B. 58.5kJ C. 39.5kJ D. 59.5kJ 【答案】 B 【解析】热力学第一定律应用于控制质量时的表达式为：Q＝ΔU＋W。则在该过程中内能的变化ΔU ＝U2－U1＝（12.5＋0.125t2）－（12.5＋0.125t1）＝0.125×（t2－t1）＝0.125×（200 －100）＝12.5kJ。该过程中功的变化为：则该物质与外界传递的热量为：Q＝ΔU＋W＝12.5＋46＝58.5kJ。

11. 如题 11 图所示，有一长圆柱，两端温度是 t0，其导热系数为λ，圆柱的外柱周围是完全绝热的，圆柱内部具有热流强度为 qv 的均匀内热源。正确描述这圆柱内稳态温度分布的微分方程式（）。题 11 图 A. d2t/dx2＋qV＝0 B. C. λd2t/dr2＋qV＝0 D. λd2t/dx2＋qV＝0 【答案】 B 【解析】一维柱坐标系下的导热微分方程表达式为：本题是柱坐标系下沿半径方向有内热源的一维的稳态导热，则∂t/∂τ＝0，故导热微分方程为： 12. 在外径为 133mm 的蒸汽管道外敷设保温层，管道内是温度为 300℃的饱和水蒸气。按规定，保温材料的外层温度不得超过 50℃。若保温材料的导热系数为 0.05W/（m·℃），为把管道热损失控制在 150W/m 以下，保温层的厚度至少应为（）。 A. 92mm B. 46mm C. 23mm D. 184mm 【答案】 B 【解析】忽略水蒸气与管道内壁的对流换热热阻、忽略管道材料本身的导热热阻，设保温材料厚度为 δ，若要把管道损失控制在 150W/m 以下，则要求：本题中，管道内的温度 t1＝300℃，保温材料的外层温度 t2＝50℃，导热系数λ＝0.05W/

（m·℃），管外径 d＝133mm，则代入数据可得：解得，保温层的厚度δ≥45.76mm。因此保温层的厚度至少应为 46mm。 13. 对于题 13 图中的二维稳态导热问题，右边界是恒定热流边界条件，热流密度为 qw，若采用有限差分法求解，当Δx＝Δy 时，则在下面的边界节点方程式中正确的是（）。题 13 图 A. t1＋t2＋t3－3t4＋qwΔx/λ＝0 B. t1＋2t2＋t3－4t4＋2qwΔy/λ＝0 C. t1＋t2＋t3－3t4＋2qwΔx/λ＝0 D. t1＋2t2＋t3－4t4＋qwΔx/λ＝0 【答案】 B 【解析】边界节点离散方程在第一类边界条件下，因边界节点的温度已给定，无需建立边界节点的方程，其温度值会进入到与之相邻的内节点方程中。对于第二及第三类边界条件，则必须建立边界节点的节点方程，从而使整个节点方程组封闭，利于求解。则根据题 13 图列节点 4 的热平衡方程：将Δx＝Δy 带入公式，整理上式得：t1＋2t2＋t3－4t4＋2qwΔy/λ＝0。 14. 用来描述流动边界层厚度与热边界层厚度之间关系的相似准则的是（）。 A. 雷诺数 Re B. 普朗特数 Pr C. 努谢尔数 Nu D. 格拉晓夫数 Gr 【答案】 B 【解析】普朗特数 Pr 可用来描述流动边界层厚度δ与热边界层厚度δt 之间关系的相似准则，即 Pr －1/3＝δt/δ。A 项，雷诺数（Re＝vl/υ），反映流体流动时惯性力与黏滞力的相对大小；

C 项，努谢尔数（Nu＝hl/λ）表征壁面法向流体无量纲过余温度梯度的大小，它既反映对流换热的强弱，又表示层流底层的导热阻力与对流传热阻力的比值；D 项，格拉晓夫数（Gr ＝gαΔl3/ν2）反映浮升力与黏滞力的相对大小。 15. 水力粗糙管内的受迫对流传热系数与管壁的粗糙度密切相关，粗糙度的增加提高了流体的流动阻力，但（）。 A. 使对流传热系数减少 B. 使对流传热系数增加 C. 对流传热系数保持不变 D. 管内的温度分布保持不变【答案】 B 【解析】粗糙度的增加虽然提高了流体的流动阻力，但是，流体流过粗糙壁面时产生了涡流，加强了流体扰动，使得流体边界层变薄，减少热阻，增强换热，对流传热系数增加，管内的温度分布也发生了变化。 16. 饱和蒸汽分别在 A、B 两个等温垂直壁面上凝结，其中 A 的高度和宽度分别为 H 和 2H， B 的高度和宽度分别为 2H 和 H，两个壁面上的凝结传热量分别为 QA 和 QB。如果液膜中的流动都是层流，则（）。 A. QA＝QB B. QA＞QB C. QA＜QB D. QA＝QB/2 【答案】 B 【解析】层流膜状凝结换热在一系列假设下，对竖壁层流凝液膜（Rec＜1800）运用动量及能量微分方程式进行理论求解，可得垂直壁层流膜状凝结平均表面传热系数的努谢尔特理论计算式为：式中，ρ为密度；λ为导热系数；γ为潜热量；υ为动力粘度；l 为壁面长度；tw 为壁面温度；ts 为饱和温度。由题意可得，A 和 B 的换热面积相同，换热温差相同。因此，表面换热系数 h∝l－1/4。饱和蒸汽在垂直壁面上凝结，液膜的厚度在垂直壁面的竖直方向上是增加的。因为 lB＞lA，所以 hA＞hB，QA＞QB。 17. 根据普朗克定律，黑体的单色辐射力与波长之间的关系是一个单峰函数，其峰值所对应的波长（）。 A. 与温度无关 B. 随温度升高而线性减小 C. 随温度升高而增大 D. 与绝对温度成反比【答案】 D 【解析】维恩位移定律为：λmaxT＝2897.6μm·K。维恩位移定律表示最大光谱辐射力峰值所对应的波长λmax 与绝对温度 T 成反比，即波长与温度的关系是非线性的。

18. 题 18 图中的正方形截面的长通道，下表面 1 对上表面 2 的角系数为（）。题 18 图 A. 1/3 B. 0.3 C. 0.707 D. 0.414 【答案】 D 【解析】如题 18 解图，正方形截面的长通道可以看成是断面为正方形的无限长柱体，上下面间的角系数可以直接用两个无限长相对表面的角系数公式为： X1,2＝（交叉线之和－不交叉线之和）/表面 A1 的断面长度的 2 倍＝[（l1＋l2）－（l3＋ l4）]/（2×l）取正方形边长为 1，代入上式得：。题 18 解图 19. 一逆流套管式水—水换热器，冷水的进口温度为 25℃，出口温度为 55℃。热水进水温度是 70℃，热水的流量是冷水流量的 2 倍，且物性参数不随温度变化，与平均温差最接近的数据为（）。 A. 15℃ B. 20℃ C. 25℃ D. 30℃ 【答案】 B 【解析】冷热流体逆流热平衡方程为：m1c（t1′－t1″）＝m2c（t2″－t2′）。式中，t1′、t2′ 为热水、冷水进口温度；t1″、t2″为热水、冷水出口温度；m1、m2 为热水、冷水流量；c 为水的比热容。热水的流量是冷水的流量的 2 倍，即 m1＝2m2，则冷水进出口温差是热水的进出口温差的 2 倍，即 2（t1′－t1″）＝（t2″－t2′），热水出口温度 t1″＝t1′－（t2″

－t2′）/2＝70－（55－25）/2＝55℃。逆流工况下，Δt′＝t1′－t2″＝70－55＝15℃， Δt″ ＝ t1″ － t2′ ＝ 55 － 25 ＝ 30℃ ，则对数平均温差 Δtm ＝（ Δt′ － Δt″ ） /ln （Δt′/Δt″）＝（15－30）/ln（15/30）＝21.6℃。计算结果与 B 项最接近。 20. 如题 20 图采用平板法测量图中冷热面夹层中的液体的导热系数，为了减小测量误差，应该采用下列哪种布置方式？（）题 20 图 A. 第一种 B. 第二种 C. 第三种 D. 第四种【答案】 A 【解析】第一种情况不形成自然对流，可以按纯导热问题对待，测量误差最小。第二、三、四种冷热面夹层中的液体容易形成自然对流，不能按纯导热问题对待，是导热和对流两种换热方式。此外，第三种和第四种冷热流体间会形成环流，单纯测量液体的导热系数误差比较大。 21. 关于势函数和流函数，下面哪一种说法是错的？（） A. 当流动为平面势流时，势函数和流函数均满足拉普拉斯方程 B. 当知道势函数或流函数时，就可以求出相应的速度分量 C. 流函数存在条件是满足可压缩流体平面流动的连续性方程 D. 流函数的等值线垂直于由势函数等值线组成的等势面【答案】 C 【解析】 A 项，一切不可压缩流体的平面流动，无论是有旋流动还是无旋流动都存在流函数，但是只有无旋流动才存在势函数，当流动为平面势流时，势函数和流函数均满足拉普拉斯方程。B 项正流函数和势函数与速度均存在一定的函数关系，可相互表示。C 项，流函数存在条件是满足不可压缩流体平面流动的连续性方程。D 项，流函数的等值线（流线）和势函数的等值线（等势线）正交。 22. 容重为 10000N/m3 的理想流体在直管内从 1 断面流到 2 断面，若 1 断面的压强 p1＝ 300kPa，则 2 断面压强 p2 等于（）。

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