2017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：0.16M 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）

2017 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. 对于简单可压缩热力系统，确定该系统平衡状态的独立变量数为（）。 A. 1 个 B. 2 个 C. 3 个 D. 4 个【答案】 B 【解析】状态公理指出：当组成一定的物质系统中存在着几种可逆功（系统进行可逆过程时和外界的功量交换）的作用时，确定该系统平衡状态的独立状态参数有 n＋1 个，其中 n 为可逆体积功的种类。容积功是简单可压缩系统的唯一一种功，故此处 n＝1，得该系统平衡态的独立状态参数有 2 个。 2. 绝热系统是指系统边界任何位置，传热量 Q、做功 W 及质量流量 m 满足（）。 A. 热量 Q＝0，W＝0，m＝0 B. 热量 Q＝0，W≠0，m≠0 C. 部分位置上 dQ≠0，但边界线 Q＝0 D. 部分位置上 dQ＝0 和 Q＝0，W≠0 或＝0，m≠0 或＝0 【答案】 D 【解析】与外界不发生热量交换的系统称为绝热系统，因此 dQ＝0 和 Q＝0；该系统对功和物质的交换没有明确规定，功和物质的交换可有可无，因此 W≠0 或＝0，m≠0 或＝0。 3. 系统的储存能 E 的表达式（）。 A. E＝U＋PV B. E＝U＋PV＋Ek＋Ep C. E＝U＋Ek＋EP D. E＝U＋H＋Ek＋Ep 【答案】 C 【解析】系统的储存能是内部储存能和外部储存能的总和。内部储存能是指热力学能 U，外部储存能包括宏观运动动能 Ek 和位能 Ep，则 E＝U＋Ek＋Ep。 4. 在不太高压力下，实际气体状态的范德瓦尔斯方程与理想气体状态方程之间的差别是（）。 A. 分子运动空间减小，压力下降 B. 分子运动空间减小，压力增大 C. 分子运动空间增大，压力下降 D. 都不变【答案】 A 【解析】由于实际气体分子本身的体积和分子之间相互作用力的影响，实际气体和理想气体存在偏差。理想气体每个分子可自由活动空间为 Vm，实际气体的气体分子本身具有体积为 b，因此分子运动空间变小，故范德瓦尔斯方程用分子可自由活动空间（Vm－b）取代理想状态方程

中的体积时，分子运动空间减小；由于分子间存在作用力，气体对壁面施加的压力相对于理想气体要小。 5. 在压缩机多级压缩中间冷却中，设计最佳（压）缩比配置的目的是实现（）。 A. 温升最小 B. 耗功最少 C. 容积效率最高 D. 压缩级数最少【答案】 B 【解析】气体压缩以等温压缩最有利，多级压缩、中间冷却压气机的工作原理是气体逐级在不同气缸中被压缩，每经过一次压缩以后就在中间冷却器中被定压冷却到压缩前温度，然后进入下一级气缸继续被压缩。这样可以减少压缩过程消耗的总功，且在最佳压缩比下，整个过程耗功最少。 6. 某热泵循环中，热机由温度为 15℃冷源吸热 10 万 kJ，向室内提供温度 55℃的热水 50 万 kJ，则该循环过程为（）。 A. 不可逆过程 B. 不可能过程 C. 可逆过程 D. 不确定【答案】 A 【解析】由卡诺定理来判断该过程。卡诺定理为：在相同温度的恒温高温热源和相同温度的恒温低温热源之间工作的一切不可逆循环，它们的循环热效率必定小于可逆循环的热效率。逆卡诺循环下，该热泵的热效率ε′＝T1/（T1－T2）＝（55＋273）/[（55＋273）－（15＋273）] ＝8.2。该热泵的实际热效率ε＝q1/w＝q1/（q1－q2）＝50/（50－10）＝1.25＜8.2。由于逆卡诺循环效率高于该热泵循环的效率，则该循环为不可逆过程。 7. 压气机和动力机的第一定律能量方程式都可写为 W1＝h1－h2，其过程及含义为（）。 A. 过程和含义均相同 B. 过程相同、含义不相同 C. 过程不相同、含义相同 D. 过程和含义均不相同【答案】 C 【解析】压气机压缩气体的过程是外界对气体做功的过程，而动力机做功的过程则是气体对外界做功的过程，两者过程不相同；但是本质上两者都是说明工质在绝热过程中所做的技术功等于焓变，都遵循热力学第一定律，含义相同。 8. 理想气体绝热节流过程中的焓和熵变化为（）。 A. H1＝H2，S1＝S2，c2＞c1 B. H1＝H2，S2＞S1，c2＝c1 C. H2＜H1，S2＜S1，c2＞c1 D. H2＞H1，S2＞S1，c2≈c1 【答案】 B 【解析】理想气体绝热节流过程是不可逆过程，过程中有熵产，因此节流后，熵 S 增大，即 S2＞S1。

绝热流动的能量方程式为：H2＝H1＋m（c22－c12）/2。式中，H 为焓；c 为气体流速；m 为气体的质量。通常情况下，节流前后流量相等，截面积相等，因此前后流速不变，即 c2＝ c1；根据绝热流动的能量方程式可得，节流前后焓相同，即 H1＝H2。因此理想气体绝热节流过程中 H1＝H2，S2＞S1，c2＝c1。 9. 采用热力学第二定律分析蒸汽朗肯动力循环时，可知其中做功能力损失最大的过程是（）。 A. 定压加热过程 B. 蒸汽凝结过程 C. 绝热膨胀过程 D. 绝热压缩过程【答案】 B 【解析】热力学第二定律的内容为：任何可逆过程都不会造成做功能力的损失，任何不可逆过程的发生，都会造成做功能力的损失。上述过程中只有蒸汽凝结过程是不可逆过程，因而做功能力的损失最大。 10. 两股湿空气混合，其流量为 ma1＝2kg/s，和 ma2＝1kg/s，含湿量分别为 d1＝12g/kg （a）和 d2＝21g/kg（a），混合后的含湿量为（）。 A. 18g/kg（a） B. 16g/kg（a） C. 15g/kg（a） D. 13g/kg（a）【答案】 C 【解析】两股湿空气混合前后干空气和水蒸气的质量守恒，即 ma1d1＋ma2d2＝（ma1＋ma2）dc，则混合后的含湿量 dc＝（ma1d1＋ma2d2）/（ma1＋ma2）＝（2×12＋1×21）/（2＋1）＝15g/kg （a）。 11. 求解导热微分方程需要给出单值性条件，下列选项中哪一组不属于单值性条件？（）。 A. 边界上对流换热时空气的相对湿度及压力 B. 几何尺寸及物性系数 C. 物体中的初始温度分布及内热源 D. 边界上的温度梯度分布【答案】 A 【解析】单值性条件包含初始条件、边界条件、几何条件和物理条件。边界条件分为三类，第一类边界条件规定了边界上的温度值；第二类边界条件规定了边界上的热流密度值；第三类边界条件规定了边界面与流体间的换热系数和流体的温度。B 项属于单值性条件中的几何条件和物理条件，C 项属于单值性条件中的初始条件，D 项属于单值性条件中的边界条件，而 A 项不属于单值性条件中的初始条件、边界条件、几何条件和物理条件任意一项，因此答案为 A。 12. 普通金属导线，直径 1mm 左右，当外面敷设绝缘保护层后，导线中的散热量（）。 A. 减少 B. 不变 C. 增大 D. 不确定【答案】 D

【解析】临界热绝缘直径的公式为：dc＝2λins/h2。式中，λins 为绝热材料的导热系数；h2 为空气的对流传热系数。由于题目中未给出绝热材料的导热系数，因此无法判断导线外径 d2 与临界绝缘直径 dc 的关系。结合题 12 解图可知，当管道外径小于临界热绝缘直径时，随着直径的增大，管道的传热量 q1 会增加；当管道外径大于临界热绝缘直径时，随着直径的增大，管道的传热量 q1 会减少。因此无法确定导线的散热量是增大还是减小。 13. 根据常热流密度边界条件下半无限大物体的非稳态导热分析解，渗透厚度δ与导热时题 12 解图间τ的关系可以表示为（）。（其中α为热扩散系数，c 为常数） A. δ（τ）＝ατ B. δ（τ）＝cτ C. D. 【答案】 D 【解析】对于常热流密度边界条件下的非稳态导热，其热渗透厚度δ满足：其中α是物质的热扩散系数，为常数。则热渗透厚度δ也可以表示为：式中，c 为常数，且。 14. 在导热数值计算过程进行区域划分及确定节点后，对节点的下列叙述中不正确的是（）。 A. 温度值只在节点上有意义 B. 节点间温度可以由相邻节点温度平均得出 C. 节点代表的区域大小可以调节

D. 节点离散方程组的解代表了原有控制方程的解【答案】 B 【解析】 AB 两项，在导热数值计算过程进行区域划分及确定节点时，每个节点都可以看作以它为中心的微元体，节点的温度代表它所在微元体的平均温度。C 项，网格分割得越细密，节点越多，说明节点代表的区域大小可以调节。D 项，节点离散方程组的解代表了原有控制方程的解。 15. 采用相似理论进行两个对流换热过程相似性判别时，错误的说法是（）。 A. 现象判别 B. 单值性条件判别 C. 同种准则判别 D. 流体种类判别【答案】 D 【解析】相似理论指出，只有同类的现象才能谈论相似问题，即首先要进行的是现象判别。其次，判别两个同类现象相似的条件为：同种准则相等，单值性条件相似。D 项，单值性条件包含初始条件、边界条件、几何条件和物理条件。而流体种类判别属于单值性条件中的边界条件判别，因此仅判别流体种类是不足够的。 16. 夏季工作室内维持 20℃时，一般穿单衣比较舒服，而在冬季工作室内 20℃时，必须穿较多的衣服才能暖和，主要原因是（）。 A. 空气相对湿度不同 B. 房内空调功率不同 C. 壁面温度不同 D. 人的皮肤感觉不同【答案】 C 【解析】人体表面与室内环境对流与辐射复合换热量在冬夏之间差别巨大。室温相同时，冬夏两季人体表面与环境通过对流换热失去的热量相同。不同的是，冬季墙壁的温度低于人体温度，则人体通过与外界和内墙面进行辐射换热失去大量的热量；而夏季墙壁的温度高于人体温度，则与外界的内墙面进行辐射换热得到大量的热量，从而造成上述现象。 17. 在水平夹层中的自然对流换热，根据热面处于上或下的位置分别进行计算，下列处理方法中正确的是（）。 A. 热面在上，冷热面间的自然对流总是可以按导热计算 B. 热面在下，气体的 Grδ＜1700 时，夹层间对流换热按纯导热计算 C. 当 Grδ＞5000，形成强烈紊流后，流动的传热表现均匀，此时可以按导热计算 D. 其中的对流换热可以用换热准则 Nu＝CRenPrm 计算【答案】 B 【解析】 A 项，热面在上，冷、热面之间无流动发生，如无外界扰动，则可以按导热计算。B 项，热面在下，气体的 Grδ＜1700 时，对流换热较弱，夹层中的换热仍以导热为主，因此可以按纯导热计算。C 项，当 Grδ＞5000，夹层中形成强烈紊流，传热表现均匀，且主要以对流换热为主，因此不能按导热进行计算。D 项，对于自然对流换热，应选用封闭夹层空间换热准则关联式 Nu＝C（Grδ·Pr）m（δ/H）n 计算。 18. 根据维恩位移定律可以推知，室内环境温度下可见波段的辐射力最大值（）。

A. 某些波长下可以达到 B. 都可以达到 C. 不可能达到 D. 不确定【答案】 C 【解析】维恩位移定律指出辐射力最大时对应的峰值波长λmax 与温度之间的函数关系为：λmax·T ＝2897.6μm·K。室内环境温度 T 一般取 293K，计算可得λmax＝9.89μm，而可见光段波长λ的范围是 0.38～0.76μm，由于λmax＝9.89μm 不在可见光段，则室内环境温度下可见波段的辐射力最大值不可能达到。 19. 物体的辐射力与吸收率间的关系可以由基尔霍夫定律给出，并由实验证实，下列无条件成立的是（）。 A. εT＝aT B. εθ，T＝aθ，T C. ελ，T＝aλ，T D. ελ，θ，T＝aλ，θ，T 【答案】 D 【解析】基尔霍夫定律用于描述物体的发射率ε和吸收率α之间的关系。基尔霍夫定律表达式为： ελ，θ，T＝aλ，θ，T。该式在任何条件下都成立。A 项，对于漫灰表面，因辐射性质与方向和波长无关，则εT＝aT，因此 A 项只对漫灰表面成立。B 项，对于灰表面，因辐射性质与波长无关，则εθ，T＝aθ，T，因此 B 项只对灰表面成立。C 项，对于漫射表面，因辐射性质与方向无关，则ελ，T＝aλ，T，因此 C 项只对漫射表面成立。 20. 削弱表面辐射传热的最有效方法是（）。 A. 表面抛光或镀银，使反射率增大 B. 表面涂油漆，使热阻增大 C. 使表面形状粗糙 D. 表面设置对流抑制部件，减少对流换热【答案】 A 【解析】 A 项，表面抛光或镀银，使反射率增大，是削弱表面辐射传热的最有效方法；B 项，表面涂油漆使热阻增大，主要是减少了导热传热，不是削弱表面辐射传热的最有效方法；C 项，使表面形状粗糙主要是增强了对流换热；D 项，表面设置对流抑制部件，主要减少对流换热，不是削弱表面辐射传热的最有效方法。 21. 下列说法错误的是（）。 A. 流速的大小可以由流线的疏密程度来反映 B. 流线只能是一条光滑的曲线或直线 C. 只有在恒定流中才能用迹线代替流线 D. 流线在任何情况下都不能相交【答案】 D 【解析】 B 项，流线是速度场的矢量线，它是某一确定时刻，在速度场中绘出的空间曲线。线上的所有质点在该时刻的速度矢量都与曲线相切，反映了该时刻不同流体质点的速度方向。A 项，流线的疏密程度反映了此时刻流场中各质点速度的大小。C 项，由于恒定流各空间点上速度

矢量不随时间变化，故流线的形状与位置均不随时间变化，流线与迹线两者重合。D 项，流线在一般情况下不相交，但在特殊点可以相交，例如驻点（即速度为零的点）。 22. 体积弹性模量 K、速度 v，密度ρ的无量纲数是（）。 A. ρv2/K B. ρv/K C. ρv/K2 D. ρv2/K2 【答案】 A 【解析】体积模量 K 是弹性模量的一种，其单位为 Pa。它反映了材料的宏观特性，是一个较为稳定的材料常数。dimK＝dim（dP/（－dV/V0））＝dim（F/A）＝dim（ma/l2）＝dim（mv/（tl2））＝dim（m/（t2l））＝ML－1T－2，dimv＝dim（l/t）＝LT－1，dimρ＝dim（m/V）＝dim（m/l3）＝ML－3。其中 M、L、T 分别为质量、长度、时间的量纲。则 dimρv2＝ML－1T－2，dimρv ＝ML－2T－1，dimK2＝M2L－2T－4。 A 项，dim（ρv2/K）＝（ML－1T－2）/（ML－1T－2）＝1；B 项，dim（ρv/K）＝（ML－2T －1）/（ML－1T－2）＝L－1T；C 项，dim（ρv/K2）＝（ML－2T－1）/（M2L－2T－4）＝M －1T3；D 项，dim（ρv2/K2）＝（ML－1T－2）/（M2L－2T－4）＝M－1LT2。 23. 输油管直径为 150mm，流量为 16.3m³/h，油的运动粘滞系数为 0.2cm2/s，则 1000m 管道的沿程损失为（）。 A. 0.074m B. 0.74m C. 7.4m D. 74m 【答案】 B 【解析】首先需要判断其流态，才能计算流动阻力系数，从而算出沿程阻力。其计算过程如下： ①判断流态。流速 v＝4Q/（πd2）＝4×16.3/（3600×3.14×0.152）＝0.256m/s；雷诺数 Re＝vd/υ＝0.256×0.15/（0.2×10－4）＝1920＜2300，所以其流态为层流。 ②层流流体流动阻力系数λ＝64/Re＝0.0333。 ③沿程阻力 hf＝λ（l/d）·（v2/2g）＝0.0333×（1000/0.15）×[0.2562/（2×9.8）] ＝0.74m。 24. 管道长度不变，管中流动为层流，允许的水头损失不变，当直径变为原来的 3 倍时，若不计局部损失，流量将变为原来的（）。 A. 3 倍 B. 9 倍 C. 27 倍 D. 81 倍【答案】 D 【解析】沿程阻力 hf ＝ λ （ l/d ） · （ v2/2g ）＝（ 64/Re ） · （ l/d ） · （ v2/2g ）＝ [64υ/ （vd）]·（l/d）·（v2/2g）＝32vlυ/（d2g），又 v＝4Q/（πd2），故 hf＝128Qlυ/（πd4g）。因为允许的水头损失不变，则 hf1＝hf2。由公式 hf＝128Qlυ/（πd4g）变形可得，Q2/Q1 ＝（d2/d1）4＝81。 25. 两直径相同的并联管道 1、2，不计局部损失，沿程阻力系数相同，l1＝2l2，通过的

流量为（）。 A. Q1＝0.71Q2 B. Q1＝Q2 C. Q1＝2Q2 D. Q1＝4Q2 【答案】 A 【解析】由于管道 1、2 并联，故存在 S1Q12＝S2Q22。其中阻抗 S＝8λl/（gπ2d5）。由题意可知，两管的直径 d 相同，沿程阻力系数λ相同，g 和π为常数，则 S1/S2＝l1/l2，因此 S1＝2S2。由 Q12/Q22＝S2/S1 得，Q12＝Q22/2，则 Q1＝0.71Q2。 26. 两管道串联，管长相同，阻力系数相同且为常数，两者的直径比为 1:2，不计局部损失，则其水头损失比为（）。 A. hf1＝0.25hf2 B. hf1＝0.5hf2 C. hf1＝4hf2 D. hf1＝32hf2 【答案】 D 【解析】由串联可知两管段流量 Q 相同。沿程损失 hf＝λ（l/d）·（v2/2g）＝8λlQ2/（gπ2d5），又因为管长 l 相同，阻力系数λ相同，g 和π为常数，可得：hf1/hf2＝（d2/d1）5＝25＝ 32，故 hf1＝32hf2。 27. 下列有关射流的说法错误的是（）。 A. 射流极角的大小与喷口断面的形状和紊流强度有关 B. 自由射流单位时间内射流各断面上的动量是相等的 C. 旋转射流和一般射流比较，扩散角大，射程短 D. 有限空间射流内部的压强随射程的变化保持不变【答案】 D 【解析】 A 项，射流的几何特征可以表述为，按一定的扩散角α向前作扩散运动。射流扩散角又称为极角，扩散角α与出口断面和紊流系数 a 有关，而紊流系数 a 与出口断面上的紊流强度有关。因此，射流极角与出口断面和紊流强度有关。 B 项，射流流场中任意点上的静压强均等于周围气体的压强。根据动量方程，各横截面上轴向动量相等，即动量守恒。 C 项，和一般射流相比较，旋转射流有极强的紊动性，极大地促进了射流与周围介质的动量交换、热量交换和混合物浓度交换，扩散角大得多，射程短得多。有限空间射流受到受壁面、顶棚以及空间的限制，不再适用于自由射流规律。 D 项，有限空间射流内部压强是变化的，且随射程的增大，压强增大。 28. 平面不可压缩流体速度势函数φ＝ax（x2－3y2），a＜0，通过连接 A（0，0）和 B（1， 1）两点的连线的直线段的流体流量为（）。 A. 2a B. －2a C. 4a D. －4a 【答案】 B

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