2019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：0.22M 资料格式：doc 举报版权申诉

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一、单项选择题（每题2分，每题的备选项中，只有1个最符合题意。）

2019 年暖通工程师专业基础考试真题及答案一、单项选择题（每题 2 分，每题的备选项中，只有 1 个最符合题意。） 1. 确定简单可压缩理想气体平衡状态参数的方程，下列关系不正确的是？（） A. p＝f（v，T） B. v＝f（U，p） C. T＝f（p，S） D. p＝f（T，U）【答案】 D 【解析】热力学常用的状态参数有温度（T）、压力（p）、质量体积（v）、热力学能（U）、焓（h）、熵（S），基本状态参数为温度、压力、质量体积，其他状态参数为导出参数。状态公理：所需独立参数的数目为 n＋1。其中，n 是该系统与外界之间可能传递的可逆功的种类数，加 1 表示加上热量传递。对于简单可压缩系统，可逆功只有体积变化功这一种，n＝1，于是，独立参数的数目为 2。因此，基本状态参数量 p、v 和 T 之中只要有任意两个参数取值，就能确定它的平衡状态。D 项，理想气体热力学能 U 为温度 t 的单值函数，因此，该独立参数数目为 1，因此该关系不正确。 2. 在正向循环中，输入热能 Q1，经过热机转化成功 W，同时向环境释放热能 Q2，功能关系满足（）。 A. W＜Q1；Q2＞0 B. W＜Q1；Q2＝0 C. W＞Q1；Q2＜0 D. W＜Q1；四周维持恒定的一个温度数值【答案】 A 【解析】正向循环中，工质吸热 Q1，放热 Q2，做功 W＝Q1－Q2。因此，功 W＜Q1，Q1＞Q2＞0。由于向环境释放热量 Q2，因此四周的温度会上升。 3. 开口系统能量方程δq＝dh＋δwt，下列δwt 等式中不正确的是（）。 A. δwt＝－vdp B. δwt＝δws－vdp C. δwt＝δq－dh D. δwt＝δws＋dep＋dek 【答案】 B 【解析】 ABD 三项，技术功 wt 为动能 ek 与位能 ep 和轴功 ws 的合称，则δwt＝δws＋dep＋dek＝－ vdp。C 项，开口系统能量方程δq＝dh＋δwt，则δwt＝δq－dh。 4. 混合气体的分容积定律（阿密盖特定律）是指气体混合过程中（）。 A. 混合气体体积等于每一成分单独处于同样温度压力时的体积的总和 B. 混合气体体积等于每一成分单独处于原先温度压力时的体积的总和 C. 混合气体的分容积等于每一成分单独处于同样温度时的体积 D. 混合气体的分容积等于每一成分单独处于同样压力时的体积【答案】 A 【解析】

混合气体的分容积定律为：气体混合物的总体积等于各成分气体分体积 V 之和。其中，分体积 V 指各成分气体单独处于平衡状态（P，T）时的体积。因此，混合气体体积等于每一成分单独处于同样温度压力时的体积的总和，A 项正确，C、D 项均不完整。B 项，分容积定律是指：在相同温度和压力下，混合气体的总体积等于混合气体中各组分气体单独存在时所占有的体积之和，而不是混合前原先的温度和压力下，因为混合前混合气体的压力和温度可能不同，混合过程压力温度会发生改变。 5. 在一个刚体绝热系统中理想气体进行自由膨胀，其过程是（）。 A. 等压过程 B. 等温过程 C. 等熵过程 D. 多变过程【答案】 D 【解析】 A 项，等压过程为压力不变的过程；B 项，等温过程为温度不变的过程；C 项，等熵过程为可逆绝热过程，热量变化为零的过程；D 项，多变过程中，pvn＝常数。在一个刚体绝热系统中理想气体进行自由膨胀的过程为不可逆过程，在该过程中，压力和温度会发生变化，故其为多变过程。 6. 某理想气体进行了一个复杂的不可逆热力过程，其初、终状态参数分别为 p1，v1，T1， p2，v2，T2，则该过程的熵变是： A. B. C. D. 需要已知具体热力过程求解【答案】 C 【解析】熵是状态参数，熵变只与初终状态参数有关而与具体路径无关，故选项 D 表述不正确。题干中熵变为大写字母表示，所求为所有工质的熵变而不是比熵变，故选项 A 表达式不正确。根据热力学第一定律，通过积分可得，比熵变为正确答案。，再乘以工质质量 m，即得到 7. 水蒸气在定压发生过程中，当压力超过临界值，气液两相过程（）。 A. 不存在 B. 一定存在 C. 可以存在 D. 需要给定干度参数【答案】 A 【解析】水蒸气在定压发生过程中，当压力超过临界值，水蒸气的状态全部为过热蒸气，因此汽液两项在该过程中不存在。

8. 扩压管是用于使流动介质压力升高的流道，基本特性为（）。 A. dp＞0，dh＞0，dT＜0 B. dp＞0，dh＜0，dv＜0 C. dp＞0，dc＜0，dT＞0 D. dp＞0，dc＜0，dh＜0 【答案】 C 【解析】扩压管是使流体减速流动，压力升高的管件，因此 dp＞0，dc＜0；根据能量守恒方程 cdc ＝－dh，当速度 dc＜0 时，dh＞0；扩压管内流动可以看作绝热可逆流动，满足 pvk＝常数，则当 dp＞0 时，dv＜0；结合能量守恒 pv＝mRT＝常数/vk－1，由 dv＜0，又因为绝热指数 k 大于 1，因此常数/vk－1 增大，即 dT＞0。故本题选 C。 9. 采用能量守恒原理分析蒸气朗肯动力循环时，可以发现其中热能损失最大的过程是（）。 A. 绝热压缩过程 B. 定压加热过程 C. 绝热膨胀过程 D. 蒸气凝结过程【答案】 D 【解析】朗肯循环流程为：锅炉把水加热、汽化并加热成为过热蒸气，过热蒸气进入汽轮机膨胀做功，作功后的低压蒸气进入冷凝器中冷却凝结成为饱和水，凝结水由水泵升压送回锅炉，完成一个循环。其中，蒸气凝结过程为不可逆过程，热能损失最大。 10. 在绝热条件下向未饱和湿空气中喷淋水的过程具有______的特性。（） A. h2＝h1，t2＝t1，φ2＞φ1 B. h2＝h1，t2＜t1，φ2＞φ1 C. h2＞h1，t2＝t1，φ2＞φ1 D. h2＞h1，t2＜t1，φ2＝φ1 【答案】 B 【解析】由于绝热，因此 Q＝0，h2＝h1；由焓湿图可得，向未饱和湿空气中喷淋，温度 t 下降，湿度φ升高，即 t2＜t1，φ2＞φ1。 11. 空气的热导率及黏度随温度升高而变化的关系为（）。 A. 热导率和黏度均上升 B. 热导率和黏度均下降 C. 热导率不定，黏度下降 D. 热导率不变，黏度下降【答案】 A 【解析】气体的热导率随温度的升高而增大，液体的热导率随温度的升高而下降；液体的粘度随温度升高而减小，气体的粘度随温度升高而增大。因此，温度升高，空气的热导率及黏度均上升。 12. 某平壁厚为 0.2m，进行一维稳态导热过程中，热导率为 12W/（m·K），温度分布为：t ＝150－3500x3，可以求得在平壁中心处（中心位置 x＝0.1m）的内热源强度为（）。 A. －25.2kW/m3 B. －21kW/m3 C. 2.1kW/m3

D. 25.2kW/m3 【答案】 D 【解析】一维稳态导热过程的方程式为：λ∂2t/∂x2＋qv＝0。式中，λ为热导率；qv 为内热源强度。由题意可知，当 x＝0.1m 时，∂2t/∂x2＝－21000x＝－21000×0.1＝－2100，qv＝－ λ∂2t/∂x2＝－12×（－2100）＝25200W/m3＝25.2kW/m3。 13. 如题 13 图所示的二维复合固体中的 Ra1、Ra2、Rb1、Rb2、Rc1 和 Rc2 分别为其中导热热阻，下列关于块体的总导热热阻的表达式正确的是（）。题 13 图 A. B. C. D. 【答案】 B 【解析】复合平壁的总导热热阻可以应用串、并联电路电阻的计算方法。由图可知，该复合固体热阻由热阻 Aa、Ab 和 Ac 并联组成，其中热阻 Aa 由 Ra1 和 Ra2 串联组成，热阻 Ab 由 Rb1 和 Rb2 串联组成，Ac 热阻由 Rc1 和 Rc2 串联组成。故，该复合固体的总热阻计算式如下： 14. 由有限差分法可以推导得出，常物性无内热源一维非稳态导热表达式为：（）。

题 14 图 A. B. C. D. 【答案】 D 【解析】对于常物性无内热源一维非稳态导热过程，∂t/∂τ＝a∂2t/∂x2。有以下两种方式求解。 ①隐式差分格式方程。取温度对 x 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，则内节点 p 的节点方程式为：整理后得 ②显式差分格式方程。对温度对 x 的二阶导数，采用中心差分格式；温度对时间的一阶导数，采用向前差分格式，代入上式，则内节点 p 的节点方程式为：整理后可得 15. 在对流传热过程中随着流体黏度的增大，其对对流传热过程的影响的正确说法为（）。 A. 对传热和流动无影响 B. 雷诺数 Re 减小，努塞尔特数 Nu 保持不变

C. 层流时，表面阻力系数增大，对流传热系数下降 D. 普朗特数 Pr 增大，对流传热系数一定增大【答案】 C 【解析】 A 项，黏度对传热和流动有影响。B 项，黏度增大，雷诺数减小，对流传热系数 h 减小，努谢尔特 Nu 数减小。D 项，黏度增大，普朗特数 Pr 增大，对流传热系数减小。 16. 在内外径分别为 D 和 d 的管道夹层通道内流动时，流动的当量水力直径为（）。 A. d B. （D－d） C. （D－d）/2 D. （D＋d）/（D－d）【答案】 B 【解析】当量水力直径的计算公式为：de＝4A/U。式中，A 为流道截面积，m2；U 为流体润湿周长，m。在内外径分别为 D 和 d 的管道夹层通道内流动时，A＝πD2/4－πd2/4，U＝πd＋πD，则 de＝4A/U＝（πD2－πd2）/（πd＋πD）＝D－d。 17. 竖壁无限空间自然对流传热，从层流到紊流，同一高度位置温度边界层δ1 与速度边界层δ相比，正确的是（）。 A. δ1≤δ B. δ1≈δ C. δ1＞δ D. 不确定【答案】 A 【解析】无限空间自然对流换热如题 17 解图。该图表明，在达到旺盛紊流后，h 达到稳定值，而与高度无关；同一高度位置温度边界层δ1≤速度边界层δ。 18. 由兰贝特余弦定律可知，黑体表面的定向单色发射率是均匀相等的，而实际上（）。题 17 解图 A. 有些物体εθλ随法向角度θ增大而减小 B. 所有物体εθλ随法向角度θ增大而减小

C. 所有物体εθλ随法向角度θ增大而增大 D. 实际物体εθλ不随法向角度θ变化，只是εθλ＜1 【答案】 A 【解析】兰贝特余弦定律可表述为漫辐射表面的辐射强度与方向无关，但实际物体表面不是漫辐射表面。因此实际物体εθλ与法向角度θ无必然联系，有些物体εθλ随法向角度θ增大而减小，有些物体εθλ随法向角度θ增大而增大，有些物体εθλ不随法向角度θ变化。 19. 辐射传热过程中，下列与辐射表面热阻和空间热阻无关的是（）。 A. 表面材料种类及理化处理 B. 表面几何形状和相对位置 C. 表面粗糙度和机械加工 D. 比热容及热导率【答案】 D 【解析】表面辐射热阻的公式为：R＝（1－ε1）/（ε1A1）。式中，ε为发射率；A 为面积。空间热阻的公式为：R＝1/（X1,2A1）。式中，X1,2 为角系数。AC 项，表面材料种类及理化处理和表面粗糙度和机械加工影响材料的发射率；B 项，表面几何形状和相对位置影响换热面积和角系数；D 项，比热容及热导率与辐射表面热阻和空间热阻无关。 20. 通过加肋来提高壁面传热能力时，一般需要对壁面两侧传热及肋片进行分析，一般考虑较少的因素是（）。 A. 壁面可能出现结垢的污垢热阻 B. 两侧表面传热系数大小比较 C. 肋片高度、间距、厚度及形状 D. 铜或铝壁面内的热传导特性【答案】 D 【解析】肋片传热分析的因素：①加肋使传热增强主要是因为增加了传热面积；②应在表面传热系数小的一侧加肋，从而使两侧的对流换热热阻相当，获得较好的传热效果；③加肋时，肋片的高度、间距、材料及制造工艺等都要进行综合的考虑；④当任一表面有污垢时，在传热计算式中应加入污垢热阻。综上所述，壁面内的热传导特性一般较少考虑，因此，答案为 D 项。 21. 设流场的表达式为：ux＝－x＋t，uy＝y＋t，uz＝0。求 t＝2 时，通过空间点（1，1， 1）的迹线为（）。 A. x＝t－1，y＝4et－2－t＋1，z＝1 B. x＝t＋1，y＝4et－2－t－1，z＝1 C. x＝t－1，y＝4et－2－t－1，z＝1 D. x＝t＋1，y＝4et－2＋t＋1，z＝1 【答案】 C 【解析】解法一。当 t＝2 时，x＝1，y＝1，z＝1。则将 ABCD 四项均带入 t＝2，求 x、y、z，经计算，只有 C 项符合题意。解法二。迹线的方程为：dx/ux＝dy/uy＝dz/uz＝dt。则 dx/dt＝ux＝－x＋t，dy/dt＝uy＝ y＋t，dz/dt＝uz＝0。计算步骤如下： ①设－x＋t＝X，y＋t＝Y，则 x＝t－X，y＝Y－t。 ②代入方程可得，d（t－X）/dt＝X，d（Y－t）/dt＝Y，dz/dt＝0。

③对方程进行积分，可得 ln（X－1）＝－t＋c1，ln（Y＋1）＝t＋c2，z＝1。则 X－1＝C1e －t＝－x＋t－1，Y＋1＝C2et＝y＋t＋1。因此，x＝－C1et＋t－1，y＝C2et－t－1，z＝1。又当 t＝2 时，x＝1，y＝1，解得：C1＝0，C2＝4/e2。代入 C1、C2，整理得：x＝t－1，y ＝4et－2－t－1。 22. 关于有压管流动阻力问题，若进行模型设计，应采用（）。 A. 雷诺准则 B. 弗劳德准则 C. 欧拉准则 D. 马赫准则【答案】 A 【解析】对于有压管流，影响流速分布的主要因素是黏滞力，应采用雷诺模型，按雷诺准数设计模型；而在大多明渠流动中，重力起主要作用，一般采用弗劳德模型律，即按弗劳得准数设计模型。 23. 一管径 d＝32mm 的水管，水温 t＝10℃，此时水的运动粘度系数ν＝1.31×10－6m2/s，如果管中水的流速为 2m/s，则管中水的流态为（）。 A. 层流 B. 均匀流 C. 层流向紊流的过渡区 D. 紊流【答案】 D 【解析】雷诺数作为判别流体的流态的准则，管内流动以临界雷诺数 Re＝vd/ν＝2000 为界限：①当雷诺数 Re＝vd/ν≤2000 时，流态为层流；②当雷诺数 Re＝2000～4000 时，流态属于由层流向紊流的过渡过程；③雷诺数 Re＞4000 时，流态为紊流。当该管雷诺数 Re＝2×0.032/ （1.31×10－6）＝48855＞4000，因此管中的流态为紊流。 24. 三段长度相等的并联管道，管径比为 1:2:3，三段管道的流动摩擦系数均相等，则三段管路的体积流量比为（）。 A. 1:2:3 B. 1:1:1 C. 1:4:6 D. 1:5.66:15.59 【答案】 D 【解析】阻力损失的公式为：H＝SHQ2。式中，阻抗 SH＝8（λl/d）/（π2d4g），λ为流动摩擦系数， d 为管径，l 为管长；Q 为体积流量。由于并联管路，阻力损失相等。因此则三段管路的体积流量比为：

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