2021年暖通工程师专业基础考试真题及答案.doc-资料库

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2021 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. 将热力系统和与其发生关系的外界组成一个新系统，则该新系统是（）。 A. 闭口系统 B. 开口系统 C. 绝热系统 D. 孤立系统【答案】 D 【解析】与外界没有热量传递的热力学系统称为绝热系统。与外界既没有物质传递也没有任何能量传递的系统称为孤立系统。它们都是工程热力学研究的一些有代表性的系统。将热力系统和与其发生关系的外界组成一个新系统，那么原系统与外界的质能交换就变成了新系统的内部转换，因此该新系统就是孤立系统。 2. 不可逆热力过程（）。 A. 不能出现在正循环中 B. 不能出现在逆循环中 C. 只能出现在逆循环中 D. 不能出现在可逆循环中【答案】 D 【解析】系统经历一过程之后又能沿着原过程反向回到原来的初状态而对外界没有留下任何痕迹，这样的原过程称为可逆过程。判别一过程是不是可逆过程不必令其反向进行来考察，只看这过程实施的条件。存在过程方程和不存在任何耗散效应是可逆过程不可或缺的条件。正向循环和逆向循环都可以是不可逆过程，但是可逆过程中不能存在一点不可逆的因素，也就是说不能有耗散效应。 3. 根据理想气体状态方程 pV＝nRT 可知，在压力、温度、容积相同的状态下，不同气体的摩尔数（）。 A. 分子量大的，摩尔数多 B. 分子量小的，摩尔数少 C. 相等 D. 不相等【答案】 C 【解析】理想气体的状态方程式为：pV＝nRT，其中 R 为摩尔气体常数，R＝8.3145J/（mol·K）。所以，当理想气体的温度、压力、体积都相等时，摩尔数也相等。 4. 从压力、温度一定的输气总管向刚性、绝热的真空密闭容器充气，当容器内压力与总管压力相等时（）。 A. 容器中气体的温度比环境空气温度高 B. 容器中气体的温度比环境空气温度低 C. 容器中气体的温度与环境空气温度一样高 D. 不能确定容器中气体温度与环境空气温度的相互高低关系【答案】 D

【解析】刚性绝热容器，指的是与外界没有热量与功量交换的容器，当输气总管向刚性绝热容器输送气体时与外界没有热量的交换，因此不能确定容器内的气体温度与外界环境温度之间的关系。 5. 卡诺循环的热效率仅取决于（）。 A. 热机工作的热源和冷源温度，与工质的性质有关 B. 热机工作的热源和冷源温度，与工质的性质无关 C. 热机工作时过程是否可逆，与工质的性质有关 D. 热机工作时过程是否可逆，与工质的性质无关【答案】 B 【解析】卡诺循环在不违反热力学第二定律的前提之下，卡诺循环由工作于两个恒温热源（T1 为高温热源，T2 为低温热源）之间的两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程组成。卡诺循环的热效率：ηc＝1－T2/T1，只与高温热源温度 T1 和低温热源温度 T2 有关，而与工质的性质无关。 6. 热力系统经历了一个不可逆循环，则系统中工质熵的变化（）。 A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 前三者都有可能【答案】 C 【解析】系统经历一系列状态变化又回到出发状态的周而复始的过程称为热力循环。熵为状态参数，状态参数的变化只取决于给定的初、终状态，与变化过程所经历的路径无关。经过一个循环，工质的终态与初态一致，所以不论何种循环，熵的变化均等于 0，即熵值不变。 7. 若 1kg 湿蒸汽的干度 x＝0.75，则其中饱和水的质量为（）。 A. 1kg B. 0.25kg C. 0.75kg D. 0.43kg 【答案】 B 【解析】在湿饱和蒸汽区，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，即干度 x 为干蒸汽的质量与湿蒸汽的质量之比。湿蒸汽的干度 x 为：解得：m 饱和水＝0.25（kg）。 8. 在通风、空调工程中，通常情况下（）。 A. 只有空气中的干空气是理想气体 B. 只有空气中的水蒸气是理想气体 C. 空气中的水蒸气不是理想气体

D. 空气中的所有气体都是理想气体【答案】 D 【解析】在通风、空调中所研究的湿空气是由干空气（不含水蒸气的空气）和少量水蒸气组成的气体混合物，可以视为理想气体混合物。然而湿空气结露和吸湿的现象都和其中水蒸气的状态和集态变化有关。湿空气结露与吸湿不仅是日常生活中可以见到的现象，也是工程中常常利用的现象。 9. 如图所示，湿蒸气经过绝热节流后，蒸气状态变化情况为（）。题 9 图 A. h2＝h1、t2＝t1、p2＝p1、s2＝s1 B. h2＝h1、t2＜t1、p2＝p1、s2＝s1 C. h2＝h1、t2＜t1、p2＜p1、s2＜s1 D. h2＝h1、t2＜t1、p2＜p1、s2＞s1 【答案】 D 【解析】从题 9 解图上可以看出，湿蒸气经绝热 1—1′过程节流，焓值不变，熵值增大，温度降低，压力降低。故选择 D 项。 10. 由蒸气压缩式制冷循环热力图可知，该循环的制冷量为（）。题 9 解图

题 10 图 A. q0＝h2－h1 B. q0＝h2－h3 C. q0＝h3－h4＝0 D. q0＝h1－h4 【答案】 D 【解析】蒸气压缩式制冷循环中，冷凝器放热量：q1＝h2－h3，蒸发器吸热量（制冷量）：q0＝h1 －h4＝h1－h3。 11. 不稳态温度场表明该温度场（）。 A. 是空间坐标的函数 B. 是时间的函数 C. 是空间坐标和时间的函数 D. 可以用任意方式描述【答案】 C 【解析】温度场是指某一时刻空间所有各点的温度分布。它是时间和空间的函数，即 t＝f（x，y，z， τ），该式表示物体温度在 x、y、z 三个方向和在时间上都会有变化的三维不稳态温度场。如果温度场不随时间而变化，则为稳态温度场，即 t＝f（x，y，z）。 12. 多层壁面导热过程中，其传热量的计算值 q 计与实际值 q 实的关系是（）。 A. q 计＞q 实 B. q 计＜q 实 C. q 计＝q 实 D. q 计≥q 实【答案】 D 【解析】对于多层平壁，则可利用热阻定义式及套用电学中电路串联时串联电阻为各段电阻和的原理，求得导热量。接触不密实时，实际导热量少于计算量，接触密实时，二者相等。 13. 对需要保温的管道进行绝热设计，已知管道直径 D＝20mm，对流传热系数（对流换热系数）在 3～5W/（m2·K）之间波动，从技术经济的角度选择，下列哪种材料比较合适？（） A. 岩棉λ＝0.035W/（m·K） B. 玻璃棉λ＝0.048W/（m·K） C. 珍珠岩瓦块λ＝0.078W/（m·K）

D. 聚氨酯泡沫塑料λ＝0.028W/（m·K）【答案】 D 【解析】临界绝热直径的公式为：dc＝2λins/h2。式中，λins 为保温材料的热导率，W/（m·K）； h2 为外表面的对流换热系数（散热系数），W/（m2·K）。本题中，已知管道直径 D＝20mm；对流换热系数 h2 为 3～5W/（m2·K），则可得：dc＝2λins/h2 ＜20mm＝0.02m，得出λins＜0.03～0.05W/（m·K）。因此，λ取值必须小于最小的 0.03W/ （m·K）。 14. 在求解对流换热问题时，常使用准则方程式，其获得方程式的方法是（）。 A. 分析法 B. 实验法 C. 比拟法（代数法） D. 数值法【答案】 B 【解析】由于对流换热问题的复杂性，分析解只能用来解决个别几何形状简单的换热问题，而对于大多数对流换热问题，目前采用的方法依然是实验法。 15. 在管内受迫流动中，当管径与流动条件相同时（）。 A. 短管 h 平均值大 B. 长管 h 平均值大 C. h 平均值一样大 D. 不确定【答案】 A 【解析】流体流入管道时，热量是不均匀的，像流动一样，会出现热边界层；随着管道加长，热量分布趋于稳定，进入充分发展段。如题 15 解图（a）、（b）所示，不论层流或湍流，入口段的平均表面传热系数大于充分发展段的平均表面传热系数，即 h(—)入口＞h(—)充分发展。说明入口段有强化传热的作用，所以，在管内受迫流动中，当管径与流动条件相同时，短管 h 平均值大。（a）层流管内受迫流动换热特性

（b）湍流管内受迫流动换热特性题 15 解图 16. 反映对流换热强度的准则数是（）。 A. Re B. Pr C. Gr D. Nu 【答案】 D 【解析】 D 项，努谢尔特准则 Nu＝hl/λ，它的数值大小反映了对流换热的强弱。 A 项，雷诺准则 Re＝ul/ν，它反映了流态对换热的影响。 B 项，普朗特准则 Pr＝ν/a，它的数值大小反映了流体动量传递能力与热量传递能力的相对大小。 C 项，格拉晓夫准则 Gr＝βgl3Δt/ν2，它表示流体自由流动的运动状态对换热的影响。 17. 下列辐射波段不属于热辐射范围的是（）。 A. X 射线 B. 紫外线 C. 可见光 D. 红外线【答案】 A 【解析】热辐射是指由于物体内部微观粒子的热运动而激发产生的电磁波传播。通常把波长λ＝ 0.1～100μm 范围的电磁波称为热射线，因它们投射到物体上能产生热效应，它包含可见光线、部分紫外线和红外线。 18. 下列表明有效辐射概念关系的是（）。 A. 辐射表面辐射力＋对外来辐射的反射 B. 辐射表面辐射力＋射向表面的外来辐射 C. 辐射表面热损失＋对外来辐射的反射 D. 辐射表面辐射强度＋对外来辐射的反射【答案】 A 【解析】有效辐射灰表面的对外辐射中，除有其本身辐射外，还有对外界投射的反射辐射，两者之和称为有效辐射。

19. 工厂车间内有一个 A＝1.2m2 的辐射采暖板，已知板表面温度 97℃，ε＝0.9，如果环境温度设定为 17℃，该板辐射传（换）热量为（）。 A. 1147.7W B. 794.0W C. 714.6W D. 595.9W 【答案】 C 【解析】辐射力：Eb＝σbT4（W/m2）；辐射常数σb＝5.67×10－8（W/m2·K4）；角系数 X1，2＝1；发射率ε1＝0.9；ε2＝1；T＝t＋273。则可得辐射传热量为：因此选择 C 项。 20. 已知换热器逆流布置，冷流体进口水温 12℃，出口水温 55℃，热流体进口水温 86℃，出口水温 48℃，其对数平均温差为（）。 A. 40.4℃ B. 33.4℃ C. 40.5℃ D. 33.5℃ 【答案】 B 【解析】对数平均温差为： 21. 若某流动的速度场在任意空间点都满足∂u/∂t＝0，则该流动的速度场是（）。 A. 恒定场 B. 均匀场 C. 无旋流场 D. 层流流场【答案】 A 【解析】以时间为标准，若各空间点上的流动参数（速度、压强、密度等）皆不随时间变化，这样的流动是恒定流，也称稳定流、定常流。即该流动的速度场是恒定场。

22. 用毕托管测定风道中的空气流速，已知测得的水柱 hv＝0.03m。空气的容重γ空气＝ 11.8N/m3，水的容重γ水＝9807N/m3，经实验校正，毕托管的流速系数φ＝1。则风道中的空气流速为（）。 A. 7.05m/s B. 11.05m/s C. 15.6m/s D. 22.1m/s 【答案】 D 【解析】毕托管是一种常用来测量气体或者液体流速的仪器。对两个测点列伯努利方程，则有：代入数据可得：解得：u＝22.1（m/s）。 23. 用 M、T、L 表示动力黏性系数的量纲是（）。 A. M2L－1T－1 B. M－2L1T1 C. M1L－1T－1 D. M1L－1T1 【答案】 C 【解析】 μ为流体的动力黏度，单位是 Pa·s，即：用 M、T、L 表示动力黏性系数的量纲是 M1L－1T－1。 24. 在管径 d＝0.01m，管长 L＝5m 的光滑圆管中，冷冻机润滑油作层流运动，测得流量 Q ＝80cm3/s，沿程阻力损失为 30m，则润滑油的运动黏滞系数为（）。 A. 1.82×10－6m2/s B. 1.80×10－4m2/s C. 5.1×10－6m2/s D. 1.13×10－4m2/s 【答案】 B 【解析】计算过程如下：

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