2014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：0.32M 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）

2014 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. 如果由工质和环境组成的系统，只在系统内发生热量和质量交换关系，而与外界没有任何其他关系或影响，该系统称为（）。 A. 孤立系统 B. 开口系统 C. 刚体系统 D. 闭口系统【答案】 A 【解析】 A 项，孤立系统是指与外界既无能量交换又无物质（质量）交换的系统；B 项，开口系统是指与外界有物质（质量）交换的系统；C 项，刚体系统是由两个或两个以上刚体通过铰链等约束互相联系在一起而构成的力学系统，与本题无关，属于力学的范畴；D 项，闭口系统是指与外界无物质（质量）交换的系统。 2. 压力的常用国际单位表达中不正确的是（）。 A. N/m2 B. kPa C. MPa D. bar 【答案】 D 【解析】 ABC 三项，压力的定义是垂直作用于流体或固体界面单位面积上的力，即 N/m2，压力的基本国际单位是 Pa，1kPa＝103Pa，1MPa＝106Pa。D 项，bar 是工程中经常用到的压力单位，但不是国际单位。 3. 由热力学第一定律，开口系统能量方程为δq＝dh＋δw，闭口系统能量方程为δq＝du ＋δw，经过循环后，可得出相同结果形式，正确的解释是（）。 A. 两系统热力过程相同 B. 同样热量下可以作出相同数量的功 C. 结果形式相同但内涵不同 D. 除去 q 和 w，其余参数含义相同【答案】 C 【解析】开口系统能量方程式为：δq＝dh＋δw。式中，δw 为技术功；dh 为焓值，dh＝d（u＋pv）。而闭口系统能量方程式为：δq＝du＋δw。式中，δw 为膨胀功；du 为热力学能。由于焓 h 和热力学能 u 均为状态参数，只与初末参数有关，因此经过循环后，dh＝0，du＝0，则两式得出了相同的结果，但两者内涵不同，热力过程也不同。 4. 实际气体分子间有作用力且分子有体积，因此同一气体，在同样温度和体积下，若压力不太高，分别采用理想气体状态方程式计算得到的压力 P 理和实际气体状态方程式计算得到的压力 P 实之间关系为（）。 A. P 实≈P 理

B. P 实＞P 理 C. P 实＜P 理 D. 不确定【答案】 A 【解析】若考虑存在分子间作用力，气体对容器壁面所施加的压力要比理想气体的小；而存在分子体积，会使分子可自由活动的空间减小，气体体积减小从而压力相应稍有增大，因此综合考虑分子间作用力和分子体积的影响，当压力不太高时，P 实≈P 理。 5. 某热力过程中，氮气初态为 v1＝1.2m3/kg 和 p1＝0.1MPa，终态为 v2＝0.4m3/kg 和 p2 ＝0.6MPa，该过程的多变比热容 cn 为（）。 A. 271J/（kg·K） B. 297J/（kg·K） C. 445J/（kg·K） D. 742J/（kg·K）【答案】 A 【解析】计算步骤如下： ①计算多变指数 n。多变指数 n 的计算公式为：n＝[ln（p2/p1）]/[ln（v1/v2）]＝[ln （0.6/0.1）]/[ln（1.2/0.4）]＝1.631。 ②计算恒容比热容 cv。氮气为双原子气体，绝热指数 k＝1.4，氮气的摩尔质量 M 为 28g/mol，气体常数 R 取 8.314J/（mol·K），根据恒容比热容计算公式，计算氮气的恒容比热容：cv ＝Rg/（k－1）＝（R/M）·[1/（k－1）]＝（8.314/28）×[1/（1.4－1）]＝742J/（kg·K）。 ③计算多变比热容 cn。氮气的恒容比热容 cv＝742J/（kg·K），多变比热容 cn 为：cn＝[（n －k）/（n－1）]·cv＝[（1.631－1.4）/（1.631－1）]×742＝271J/（kg·K）。 6. 进行逆卡诺循环制热时，其供热系数εc′将随着冷热源温差的减小而（）。 A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 不确定【答案】 D 【解析】热泵供热系数εc′＝q1/w＝q1/（q1－q2）＝Tk/（Tk－T0）。式中，Tk 为热源温度；T0 为冷源温度。由公式可得，热泵供热系数εc′只与冷源温度 T0 和热源温度 Tk 有关，而与冷热源温差（Tk－T0）无必然联系。当冷热源温差（Tk－T0）减小时，由于不确定 Tk 的变化，因此热泵供热系数εc′的变化也不确定。 7. 确定湿空气的热力状态需要的独立参数的个数为（）。 A. 1 个 B. 2 个 C. 3 个 D. 4 个【答案】 C 【解析】相律公式为：r＝k－f＋2。式中，r 为需要的独立参数；k 为组元数；f 为相数。湿空气是指由空气与水蒸气组合而成的二元单相混合工质，即组元数 k＝2，相数 f＝1，则需要的独

立参数 r＝2－1＋2＝3。因此，要确定湿空气的热力状态需要的独立参数为 3 个。 8. 对于喷管内理想气体的一维定熵流动，流速 c、压力 p、比焓 h 及比体积 v 的变化，正确的是（）。 A. dc＞0，dp＞0，dh＜0，dv＞0 B. dc＞0，dp＜0，dh＜0，dv＜0 C. dc＞0，dp＜0，dh＞0，dv＞0 D. dc＞0，dp＜0，dh＜0，dv＞0 【答案】 D 【解析】喷管是使流体加速流动的管件，因此气体流经喷管时，速度逐渐升高，dc＞0；要实现内能向动能的转变，根据 cdc＝－vdp 可知，dc＞0 时，dp＜0；又 dQ＝Tds＝dh－vdp，对于喷管内的等熵过程即 ds＝0，则有：dh＝vdp，则 dp＜0 时，dh＜0；根据过程方程 pvk＝const，压力 p 降低时，比容 v 增大，即 dv＞0。 9. 组成蒸汽朗肯动力循环基本过程的是（）。 A. 等温加热，绝热膨胀，定温凝结，定熵压缩 B. 等温加热，绝热膨胀，定温凝结，绝热压缩 C. 定压加热，绝热膨胀，定温膨胀，定温压缩 D. 定压加热，绝热膨胀，定压凝结，定熵压缩【答案】 D 【解析】朗肯循环可理想化为两个定压过程和两个定熵过程。水在蒸汽锅炉中定压加热变为过热水蒸气，过热水蒸气在汽轮机内绝热膨胀做功，做功后的低压湿蒸汽在凝汽器内定压（也定温）冷却凝结放热成为饱和水，凝结水在水泵中的定熵压缩后由水泵送回锅炉，从而完成一个循环。因此，组成蒸汽朗肯动力循环基本过程的是定压加热，绝热膨胀，定压凝结，定熵压缩。 10. 关于孤立系统熵增原理，下述说法中错误的是（）。 A. 孤立系统中进行过程 dSiso≥0 B. 自发过程一定是不可逆过程 C. 孤立系统中所有过程一定都是不可逆过程 D. 当 S 达到最大值 Smax 时系统达到平衡【答案】 C 【解析】 A 项，孤立系统熵增原理为：孤立系统熵或是增大或是保持不变，绝对不可能减少，即 dSiso≥0。BC 两项，自发过程会导致孤立系统熵增大，当 dSiso＞0 时，系统内部为不可逆过程；而当 dSiso＝0 时，系统内部为可逆过程，故孤立体系中存在可逆过程。D 项，熵增原理可以作为系统平衡的判据是：当孤立系统的熵达到最大值时，系统处于平衡状态。 11. 当天气由潮湿变为干燥时，建筑材料的热导率可能会出现（）。 A. 木材、砖及混凝土的热导率均有明显增大 B. 木材的热导率下降，砖及混凝土的热导率不变 C. 木材、砖及混凝土的热导率一般变化不大 D. 木材、砖及混凝土的热导率均会下降【答案】 D 【解析】像木材、砖、混凝土等多孔介质材料，在潮湿情况下细孔中会有大量的液态水出现。由于水分的渗入，会发生水分从高温区向低温区迁移而传递热量的现象，致使导热系数较大。而干

燥后的细孔中全是空气，液态的热导率大于气态的热导率，因此当天气由潮湿变为干燥时，整体的热导率会下降。 12. 外径为 50mm 和内径为 40mm 的过热高压高温蒸汽管道保温过程中，如果保温材料热导率为 0.05W/（m·K），外部表面总散热系数为 5W/（m2·K），此时（）。 A. 可以采用该保温材料 B. 降低外部表面总散热系数 C. 换选热导率较低的保温材料 D. 减小蒸汽管道外径【答案】 A 【解析】圆柱体的临界热绝缘直径的公式为：dc＝2λins/h。式中，λins 为保温材料的热导率；h 为外表面散热系数。只有管道外径 d2 大于临界热绝缘直径时，覆盖绝热层才有效。A 项，临界热绝缘直径 dc＝2×0.05/5＝0.02m＝20mm＜d2＝40mm，因此该保温材料在外保温可以增加保温效果。B 项，降低外部表面总散热系数 h 会使临界热绝缘直径 dc 变大，有可能会使 dc＞40mm，从而导致该保温材料在外保温减弱保温效果。C 项，换选热导率较低的保温材料会使临界热绝缘直径变小，由于该保温材料已经满足减少热损失的要求，因此选热导率较低的保温材料没有太大意义，反而会增加初投资。D 项，减小蒸汽管道外径与临界绝缘直径无关。 13. 在非稳态导热过程中，瞬态导热过程根据温度的变化特性可以分为三个不同的阶段，下列说法中不正确的是（）。 A. 在 0.2＜Fo＜∞的时间区域内，过余温度的对数值随时间线性变化 B. Fo 数小于 0.2 的时间区域，温度变化受初始条件影响最大 C. 最初的瞬态过程是无规则的，无法用非稳态导热微分方程描述 D. 如果变化过程中物体的 Bi 数很小，则可以将物体温度当作空间分布均匀计算【答案】 C 【解析】非稳态的三个阶段中，初始阶段和正规状态阶段是以傅里叶数 Fo＝0.2 为界限。A 项，在正规状态阶段（0.2＜Fo＜∞），过余温度的对数值随时间按线性规律变化；B 项，Fo＜0.2 为初始阶段，该阶段内受初始条件影响较大，且各个部分的变化规律不相同；C 项，非稳态的导热微分方程在描述非稳态问题时并未有条件限制，即便是最初阶段也是可描述的；D 项，毕渥准则数 Bi 为导热热阻与对流热阻的比值，当 Bi 较小时，说明物体的导热热阻接近为零，因此可以将物体温度当作空间分布均匀计算。 14. 常物性无内热源二维稳态导热过程，在均匀网格步长下，如题 14 图所示的平壁面节点处于第二类边界条件时，其差分格式为（）。

题 14 图 A. t1＝[t2＋t3＋t4＋（Δx/λ）·qw]/3 B. t1＝[t2＋t3＋t4＋（Δx/λ）·qw]/2 C. t1＝[t2＋t3＋t4＋（Δx/λ）·qw]/4 D. t1＝（t2＋2t3＋t4）/4＋Δxqw/（2λ）【答案】 D 【解析】节点 1 为边界节点，其节点方程为：令Δx＝Δy，则 t1＝（t2＋2t3＋t4）/4＋Δxqw/（2λ）。 15. 下列换热工况中，可能相似的是（）。 A. 两圆管内单相受迫对流换热，分别为加热和冷却过程 B. 两块平壁面上自然对流换热，分别处于冬季和夏季工况 C. 两圆管内单相受迫对流换热，流体分别为水和导热油 D. 两块平壁面上自然对流换热，竖放平壁分别处于空气对流和水蒸气凝结【答案】 C 【解析】相似判定的三要素为：同类现象、单值性条件相似，同名的已定准则相等。对于对流换热现象，单值性条件包括：①几何条件，如换热表面的形状和尺寸等；②物理条件，如流体的类别和物性等；③边界条件，如进出速度、壁面温度等；④时间条件，各物理量是否随时间变化及如何变化。AB 两项不满足同类现象；D 项不满足同名的准则相等。 16. 确定同时存在自然对流和受迫对流的混合对流换热的准则关系是（）。 A. Nu＝f（Gr，Pr） B. Nu＝f（Re，Pr） C. Nu＝f（Gr，Re，Pr） D. Nu＝f（Fo，Gr，Re）【答案】 C 【解析】自然对流受 Gr 和 Pr 影响，受迫对流受 Pr 和 Re 影响。C 项，受迫对流和自然对流同时存在

时，努谢尔准则 Nu 的关联式为：Nu＝f（Re，Pr，Gr）；A 项，仅自然对流存在时，则 Nu＝f （Re，Pr）；B 项，仅受迫对流时，则 Nu＝f（Gr，Pr）。 17. 小管径水平管束外表面蒸汽凝结过程中，上下层管束之间的凝结表面传热系数 h 的关系为（）。 A. h 下排＞h 上排 B. h 下排＜h 上排 C. h 下排＝h 上排 D. 不确定【答案】 B 【解析】在水平管束管外凝结换热的应用上，常有多根管组成的水平管管束，上一层管子的凝液流到下一层管子上，使得下一层管面的膜层增厚，传热效果降低，所以下一层的传热系数 h 比上一层的传热系数 h 小。 18. 在秋末冬初季节，晴朗天气晚上草木表面常常会结霜，其原因可能是（）。 A. 夜间水蒸气分压下降达到结霜温度 B. 草木表面因夜间降温及对流换热形成结霜 C. 表面导热引起草木表面的凝结水结成冰霜 D. 草木表面凝结水与天空辐射换热达到冰点【答案】 D 【解析】大气层外宇宙空间的温度接近绝对零度，是个理想冷源，在 8～13μm 的波段内，大气中所含二氧化碳和水蒸气的吸收比很小，穿透比较大，地面物体通过这个窗口向宇宙空间辐射散热，达到一定冷却效果。草木表面结霜是由于在晴朗天气下，其表面凝结水与太空直接辐射换热使得草木表面的温度达到了冰点。 19. 大气层能够阻止地面绝大部分热辐射进入外空间，由此产生温室效应，其主要原因是（）。 A. 大气中的 CO2 等多原子气体 B. 大气中的 N2 C. 大气中的 O2 D. 大气中的灰尘【答案】 A 【解析】温室气体有吸收长波不吸收短波的特性，大气层能使太阳短波辐射到达地面，但地表受热后向外放出的大量长波热辐射线却被大气中的温室气体吸收，这样就使地表与低温大气层的温度升高，地球便类似于栽培农作物的温室，故名“温室效应”。大气中的温室气体有二氧化碳、氯氟烃、甲烷等，其中以二氧化碳为主。 20. 套管式换热器中顺流或逆流布置下ε-NTU 关系不同，下述说法错误的是（）。 A. Cmin/Cmax＞0，相同 NTU 下，ε顺＜ε逆 B. Cmin/Cmax＝0，NTU→∞，ε顺→1，ε逆→1 C. Cmin/Cmax＝1，NTU→∞，ε顺→0.5，ε逆→1 D. Cmin/Cmax＞0，NTU 增大，ε顺和ε逆都趋向同一个定值【答案】 D 【解析】 Cmin＝（qmc）min，Cmax＝（qmc）max，如题 20 解图所示。D 项，当 Cmin/Cmax＞0，NTU

增大，ε顺和ε逆都趋向定值，而非同一个定值，当 NTU 达到最大时ε顺最终定值＜ε逆最终定值，故 D 项错误。 a）顺流换热器ε-NTU 关系图 b）逆流换热器ε—NTU 关系图题 20 解图 21. 如题 21 图所示，用水银压差计＋文丘里管测量管道内水流量，已知管道的直径为 d1 ＝200mm，文丘里管道喉管直径为 d2＝100mm，文丘里管的流量系数为μ＝0.95。已知测出的管内流量为 Q＝0.025m3/s，那么两断面的压强差Δh 为（水银的密度为 13600kg/m3）（）。

题 21 图 A. 24.7mm B. 35.6mm C. 42.7mm D. 50.6mm 【答案】 C 【解析】由文丘里流量系数可得理想流体模型下的流量 Q 理＝Q/μ＝0.025/0.95＝0.0263m3/s，则 1、 2 断面的流速为：v1＝4Q/（πd12）＝4×0.0263/（π×0.22）＝0.838m/s，v2＝4Q/（πd22）＝4×0.0263/（π×0.12）＝3.350m/s。取测压管所在断面 1 和断面 2 列伯努利方程：p1/ （ρ水 g）＋v12/（2g）＝p2/（ρ水 g）＋v22/（2g）。因为（ρHg－ρ水）Δh/ρ水＝（v22 －v12）/（2g），故Δh＝ρ水（v22－v12）/[（ρHg－ρ水）（2g）]＝1000×（3.3502－0.8382） /[（13600－1000）×（2×9.8）]＝42.6mm。与答案最接近的是 C 项。 22. 下列说法正确的是（）。 A. 分析流体运动时，拉格朗日法比欧拉法在做数学分析时更为简便 B. 拉格朗日法着眼于流体中各个质点的流动情况，而欧拉法着眼于流体经过空间各固定点时的运动情况 C. 流线是拉格朗日法对流动的描述，迹线是欧拉法对流动的描述 D. 拉格朗日法和欧拉法在研究流体运动时，有本质的区别【答案】 B 【解析】 A 项，由于跟踪每一个质点的运动过于复杂，而从场的角度分析流体较为方便，故欧拉法更为便捷。BC 两项，拉格朗日法是把流体的运动，看作无数个质点运动的总和，以部分质点作为观察对象加以描述，通过描述每一个质点的运动把握整体的流动，因此拉格朗日法又称迹线法；欧拉法是以流动的空间作为观察对象，观察不同时刻各空间点上流体质点的运动参数，通过描述物理量在空间的分布来研究整个流动，因此欧拉法又称流线法。D 项，拉格朗日法和欧拉法都是对流体运动的描述，只是着眼点不同，因此不能说有本质的区别。 23. 直径为 1m 的给水管在直径为 10cm 的水管中进行模型试验，现测得模型的流量为 0.2m3/h，若测得模型单位长度的水管压力损失为 146Pa，则原型给水管中单位长度的水管压力损失为（）。 A. 1.46Pa B. 2.92Pa C. 4.38Pa D. 6.84Pa 【答案】 A 【解析】本题模拟有压管内流动，因此应选择雷诺准则来设计模型，则 undn/ν＝umdm/ν，所以有 undn＝umdm，又 dn/dm＝10，则 un/um＝1/10。流动相似，欧拉数相等，则 pn/（ρnun2）＝pm/（ρmum2），可得：pn/pm＝（ρn/ρm）·（un2/um2）＝1×（1/10）2＝1/100，所以 pn＝pm/100＝1.46Pa。 24. 下列对于雷诺模型律和弗劳德模型律的说法正确的是（）。 A. 闸流一般采用雷诺模型律，桥墩扰流一般采用弗劳德模型律 B. 有压管道一般采用雷诺模型律，紊流淹没射流一般采用弗劳德模型律 C. 有压管道一般采用雷诺模型律，闸流一般采用弗劳德模型律

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