2009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：0.37M 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）

2009 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. 表压力、大气压力、真空度和绝对压力中只有（）。 A. 大气压力是状态参数 B. 表压力是状态参数 C. 绝对压力是状态参数 D. 真空度是状态参数【答案】 C 【解析】用来描述系统平衡状态的物理量称为系统的状态参数。系统处于某一平衡状态，各状态参数都具有完全确定的数值。大气压与地理位置有关；表压和真空度是指工质的真实压力（绝对压力）与大气压的差，与当地位置有关；绝对压力是真实的压力。因此，只有绝对压力才是系统的状态参数。 2. 理论上认为，水在工业锅炉内的吸热过程是（）。 A. 定容过程 B. 定压过程 C. 多变过程 D. 定温过程【答案】 B 【解析】水在工业蒸汽锅炉中被定压加热变为过热水蒸气。未饱和水的定压预热过程、饱和水的定温定压汽化过程、干饱和蒸汽定压过热过程，都在锅炉中完成。 3. 评价热机的经济性能指标是循环热效率，它可写作（）。 A. （循环中工质吸热量－循环中工质放热量）/循环中工质吸热量 B. （循环中工质吸热量－循环中工质放热量）/循环中转换为功的热量 C. 循环中转换为功的热量/循环中工质吸热量 D. 循环中转换为功的热量/循环中工质放热量【答案】 C 【解析】实际循环热效率的表达式为：ηt＝w/q1。式中，w 为循环中转换为功的热量；q1 为循环中工质吸热量。若忽略循环过程中的热量散失，q2 为循环中工质放热量，则 q1－q2＝w；若不忽略循环过程中热量散失，则 q1－q2＞w。综上所述，循环热效率为循环中转换为功的热量 /循环中工质吸热量。 4. 某电厂有三台锅炉合用一个烟囱，每台锅炉每秒钟产生烟气 73m3（已折算到标准状态下的容积）。烟囱出口处的烟气温度为 100℃，压力近似等于 1.0133×105Pa，烟气流速为 30m/s，则烟囱的出口直径是（）。 A. 3.56m B. 1.76m C. 1.66m D. 2.55m 【答案】 A 【解析】

3 台锅炉产生的标准状态下（p 为大气压，T1＝273K）的烟气总体积流量为：V1＝73×3＝ 219m3/s。根据质量守恒定律，烟囱内的烟气量与锅炉产生的烟气量相等。烟气可作为理想气体处理。根据理想气体状态方程 pV＝mRgT，由题意可知，烟囱内的压力近似为大气压，则 V1/T1＝V2/T2，V2＝T2V1/T1＝（100＋273）×219/273＝299.22m3/s。烟气的流速 v＝ 30m/s，则烟囱直径。 5. 气体在某一过程中放出热量 100kJ，对外界做功 50kJ，其内能变化量是（）。 A. －150kJ B. 150kJ C. 50kJ D. －50kJ 【答案】 A 【解析】热力学第一定律的公式为：Q＝ΔU＋W，式中：Q、W 和ΔU 符号的规定分别为工质吸热为正，放热为负；工质对外做功为正，外界对工质做功为负；系统的热力学能增加为正，反之为负。由题意可得，热量 Q＝－100kJ，对外界做功 W＝50kJ，系统内能的变化量ΔU＝Q－W＝－100 －50＝－150kJ。 6. 湿空气的焓可用 h＝1.01t＋0.001d（2501＋1.85t）来计算，其中温度 t 是指（）。 A. 湿球温度 B. 干球温度 C. 露点温度 D. 任意给定的温度【答案】 B 【解析】湿空气的焓包括干空气的焓值（等式右端第一项）以及水蒸气的焓值（等式右端第二项）两部分。式中，系数 1.01 为空气定压比热容；t 为湿空气的干球温度；d 为含湿量；2501 为 0℃ 时水的汽化潜热；系数 1.85 为常温下水蒸气的平均定压比热容。 7. 压力为 9.807×105Pa、温度为 30℃的空气，流经阀门时产生绝热节流作用，使压力降为 6.865×105Pa，此时的温度为（）。 A. 10℃ B. 30℃ C. 27℃ D. 78℃ 【答案】 B 【解析】绝热节流前后温度的变化规律是：①对于理想气体，温度不变，表现为零热流效应；②对于实际气体，其温度可能升高、可能降低也可能保持不变。实际气体在温度不太低，压力不太高的情况下可以近似看作是理想气体。此题认为空气为理想气体，因此绝热节流后温度保持不变，温度为 30℃。 8. 0.3 标准立方米的氧气，在温度 t1＝45℃和压力 p1＝103.2kPa 下盛于一个具有可移动活塞的圆筒中，先在定压下对氧气加热，热力过程为 1-2，然后在定容下冷却到初温 45℃，过程为 2-3。已知终态压力 P3＝58.8kPa。若氧气的气体常数 Rg＝259.8J/（kg·K），在这两个过程中氧气与外界交换热量为（）。 A. 56.56kJ

B. 24.2kJ C. 26.68kJ D. 46.52kJ 【答案】 C 【解析】整个过程包括定压加热和定容冷却两个过程，氧气与外界交换的总热量为两个过程中氧气与外界交换热量之和，即 Q＝Q1＋Q2。计算步骤如下： ①计算氧气质量。氧气为理想气体，根据理想气体方程式 pV＝mRgT，则 0.3 标准立方米的氧气的质量 m＝p1V1/（RgT1）＝103200×0.3/（259.8×273）＝0.429kg。 ②计算各个参数。1-2 过程为定压过程，因此 p1＝p2＝103.2kPa；2-3 过程为定容过程，V2 ＝V3，则状态点 2 的温度 T2＝p2T3/p3＝103.2×（45＋273）/58.8＝558.1K＝285℃。氧气的定压比热容 cp＝7Rg/2＝7×259.8/2＝909.3J/（kg·K）＝0.9093kJ/（kg·K），定容比热容 cv＝5Rg/2＝5×259.8/2＝649.5J/（kg·K）＝0.6495kJ/（kg·K）。 ③1-2 定压过程中的吸热量为：Q1＝mcp（T2－T1）＝0.429×0.9093×（285－45）＝93.62kJ。 ④2-3 定容过程中的吸热量为：Q2＝mcv（T3－T2）＝0.429×0.6495×（45－285）＝－ 66.87kJ。 ⑤计算总热量。总热量 Q＝Q1＋Q2＝93.62－66.87＝26.75kJ。计算结果与 C 项最接近，因此答案选择 C。 9. 题 9 图为卡诺制冷循环的 T-s 图，从图中可知，表示制冷量的是（）。题 9 图 A. 面积 efghe B. 面积 hgdch C. 面积 cfghe＋面积 hgdch D. 面积 aehba＋面积 efghe 【答案】 B 【解析】在 T-s 图上，面积代表热量，矩形 efghe 的面积表示循环过程的净热量，矩形 dfecd 的面积表示循环过程的放热量，矩形 hgdch 的面积表示循环过程的吸热量即制冷量。 10. 冬天用一热泵向室内供热，使室内温度保持在 20℃ ，已知房屋的散热损失是 120000kJ/h，室外环境温度为－10℃，则带动该热泵所需的最小功率是（）。 A. 8.24kW B. 3.41kW C. 3.14kW D. 10.67kW 【答案】 B

【解析】该热泵工作于冷源－10℃及热源 20℃之间，在理想情况下按逆卡诺循环计算。带动该热泵所需要的最小功率应使房间满足热平衡的条件，即对应的最小制热量应等于房屋的散热损失；同时系统还需按照逆卡诺循环运行以期有最小的功耗。逆卡诺循环系统的供热系数：ε ＝Q1/W＝Q1/（Q1－Q2）＝T1/（T1－T2）＝（273＋20）/[（273＋20）－（273－10）]＝9.77。故所需最小功率 w＝Q1/ε＝120000/（9.77×3600）＝3.41kW。 11. 在外径为 133mm 的蒸汽管道外覆盖保温层，管道内是温度为 300℃的饱和水蒸气。按规定，保温材料的外层的温度不得超过 50℃。若保温材料的导热系数为 0.05W/（m·℃），保温层厚度为 46mm，则每米管道的热损失应为（）。 A. 250W B. 150W C. 50W D. 350W 【答案】 B 【解析】忽略水蒸气与管道内壁的对流换热热阻和管道材料本身的导热热阻，设保温材料厚度为δ，则每米管道的热损失为： 12. 将初始温度为 t0 的小铜球放入温度 t∞的水槽中，如果用集中参数法来分析，则在经过的时间等于时间常数时，τr＝ρcV/（hA）铜球的温度应为（）。 A. 0.368t∞＋0.632t0 B. 0.618t∞＋0.382t0 C. 0.5t∞＋0.5t0 D. 0.632t∞＋0.368t0 【答案】 D 【解析】非稳态导热温度场与时间关系为：可知，当时间τ＝τr＝ρVc/（hA）时，，t＝0.632t∞＋ 0.368t0。 13. 一固体壁面与流体相接触，内部的温度变化遵循热传导方程，其边界条件为（）。 A. －λ（∂t/∂n）w＝h（tw－tf） B. λ（∂t/∂n）w＝h（tw－tf）

C. －λ（∂t/∂n）w＝h（tf－tw） D. λ（∂t/∂n）w＝h（tf－tw）【答案】 A 【解析】由题目可知，本题边界属于第三类边界条件。第三类边界条件为：给定边界周围流体温度 tf 和边界面与流体之间的表面传热系数 h。利用第三类边界条件，可得对流边界条件式为：－λ（∂t/∂n）w＝h（tw－tf）。 14. 温度为 t∞的空气以流速 u∞掠过温度恒为 tw 的平壁时的层流受迫对流传热问题，在一定条件下可以用边界层换热积分方程求解。用这种方法得到的对流传热准则关系式表明，局部对流传热系数 hx 沿流动方向 x 的变化规律为（）。 A. hx∝x1/2 B. hx∝x1/5 C. hx∝x1/3 D. hx∝x－1/2 【答案】 D 【解析】温度为 t∞的空气以速度 u∞掠过温度恒为 tw 的平壁时，层流受迫对流传热的经验准则关联式为：。由 Nux＝hxx/λ，得到则 hx∝x－1/2。 15. 为了强化蒸汽在竖直壁面上的凝结传热，应采取以下哪个措施？（） A. 在蒸汽中掺入少量的油 B. 在蒸汽中注入少量的氮气 C. 设法增加液膜的厚度 D. 设法形成珠状凝结【答案】 D 【解析】增强凝结换热的措施基本途径是减薄凝液膜厚度和加速排液，具体措施有：①改变表面几何特征，如壁面上开槽、挂丝等；②及时排除不凝性气体，如合理地设计管束的排列和加设抽气装置；③加速排除凝液，如使用离心力等措施；④改进表面性质，如加涂层，使之形成珠状凝结。AB 两项，油和氮气（不凝性气体）的导热系数均小于水的导热系数，因此在蒸汽中掺入少量的油或氮气减弱凝结传热；C 项，增加液膜的厚度，热阻增大，减弱凝结传热； D 项，珠状凝结与壁面的接触面积小于膜状凝结，比膜状凝结的传热性能好，因此设法形成珠状凝结能强化蒸汽在竖直壁面上的凝结传热。 16. 关于实际物体的吸热率与发射率之间关系的论述中，错误的是（）。 A. 热平衡条件下实际物体的吸收率等于其所处温度下的发射率 B. 物体的单色吸收率等于其所处温度下的单色发射率 C. 实际物体的吸收率等于它的发射率 D. 实际物体在各个方向上的发射率有所不同【答案】 C

【解析】基尔霍夫定律的表述为：在同样的温度下，各种不同物体对相同波长的单色辐射率与单色吸收率比值都相等，并等于该温度下黑体对同一波长的单色辐射率，即ελ，θ，T＝αλ， θ，T。因此，实际物体的发射率等于其吸收率只有在“物体与黑体投入辐射处于热平衡” 这个前提条件下才成立。一般情况下，实际物体在各个方向上的发射率有所不同，对于漫辐射表面，发射率与方向无关。 17. 因二氧化碳等气体造成的温室效应会使地球表面温度升高而引起自然灾害。二氧化碳等气体产生温室效应的原因是（）。 A. 吸收光谱是不连续的 B. 发射光谱是不连续的 C. 对红外辐射的透射率低 D. 对红外辐射的透射率高【答案】 C 【解析】地球周围的大气层对地面有保温作用，大气层能让大部分太阳辐射透过到地面，而地面辐射中 95%以上的能量分布在红外波段，它们被大气层中二氧化碳等气体吸收。对于气体，可认为气体对热射线几乎没有反射能力，即反射率ρ＝0，则有α＋τ＝1，吸收率α大，则透射率τ低。气体减少了地面对太空的辐射，即不同波段辐射能量的透射率低，吸收率高的特性导致大气层的温室效应。所以，二氧化碳等气体产生温室效应的原因是对红外辐射的透射率低。 18. 两个平行的无限大灰体表面 1 和 2，温度分别为 T1 和 T2，发射率均为 0.8。若在中间平行插入一块极薄的、发射率为 0.4 的金属板，则表面 1 和 2 之间的换热量变为原来的（）。 A. 50% B. 27% C. 18% D. 9% 【答案】 B 【解析】由题意可知，发射率ε1＝ε2＝0.8，则两平行无限大平壁表面 1 和 2 之间的单位面积换热量Φ1 为：加入遮热板后表面 1 和 2 之间的单位面积换热量Φ2 为：

则Φ2/Φ1＝3/11＝0.27，即表面 1 和 2 之间的换热量变为原来的 27%。 19. 某建筑外墙的面积为 12m2，室内气体与内墙表面的对流传热系数为 8W/（m2·K），外表面与室外环境的复合传热系数为 23W/（m2·K），墙壁的厚度为 0.48m，导热系数为 0.75W/ （m·K），则总传热系数为（）。 A. 1.24W/（m2·K） B. 0.81W/（m2·K） C. 2.48W/（m2·K） D. 0.162W/（m2·K）【答案】 A 【解析】利用热阻串联的概念可知，由总传热系数 K 的倒数为与各部分传热系数的倒数之和，则总传热系数 K 为： 20. 为了强化电加热器表面与水的传热，以下不正确的措施是（）。 A. 提高水的流速 B. 提高加热器表面的发射率 C. 提高表面的粗糙度 D. 使加热器表面产生震动【答案】 B 【解析】电加热器表面与水的传热方式主要是对流换热，采用提高表面传热系数和增加换热面积的方法来强化传热。ACD 三项，提高水的流速、提高表面的粗糙度、使加热器表面产生震动都是提高表面传热系数的措施。B 项，发射率与辐射相关，与对流换热无关。 21. 根据流体运动参数是否随时间变化可以分为稳定流动和非稳定流动，请问下面哪种说法是正确的？（） A. 流体非稳定流动时，只有流体的速度随时间而变化 B. 流体稳定流动时，任何情况下沿程压力均不变 C. 流体稳定流动时，流速一定很小 D. 流体稳定流动时，各流通断面的平均流速不一定相同

【答案】 D 【解析】根据流场中流速等物理量的空间分布是否与时间有关，流体流动可以分为非稳定流动和稳定流动。非稳定流动中，流场中的各点流速随着时间变化，各点的压强、黏性力和惯性力也随着速度的变化而变化。稳定流动中，流场中各点流速不随时间变化，由流速决定的压强、黏性力和惯性力也不随时间变化。A 项，流体非稳定流动时，不仅流体的速度随时间而变化，流体其他参数也可能随时间而变化。BC 两项，稳定流动是指流场中每一空间点上的流动参数都不随时间变化的流动，又称恒定流动。因此是否稳定流动与流速大小无关，对于流场中的同一点，流动参数不变，但流动的沿程参数可能发生变化。D 项，流体稳定流动时，根据质量守恒定律，其各流通断面的质量流量相同，由于截面大小不定，所以平均流速不一定相同。 22. 试建立题 22 图中 1-1 断面和 2-2 断面之间的能量方程。（）题 22 图 A. B. C. D. 【答案】 D 【解析】由题 22 图可知，以总管段中心线为基准，则 1—1 断面和 2—2 断面的高度不同，即 Z1≠Z2；流体从 1—1 断面流经 2—2 断面过程中，由于阻力损失 hl1-2，压强降低，即 P1＞P1；根据质量守恒定律，流体的流量不变，1—1 断面管径大于 2—2 断面管径，因此 v1＜v2。综上所述，根据伯努利方程可得， 1-1 断面和 2-2 断面之间的能量方程为： 23. 温度为 50℃、直径为 0.2m 的水平圆柱与 20℃的空气之间进行自然对流传热，若空气。的运动黏度取 16.96×10－6m2/s，则格拉晓夫数为（）。 A. 26.5×106 B. 26.5×107 C. 23.6×107 D. 23.6×106 【答案】 A 【解析】

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