2007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：0.38M 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）

2007 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. 最基本的蒸汽动力循环朗肯循环，组成该循环的四个热力过程分别是（）。 A. 定温吸热、定熵膨胀、定温放热、定熵压缩 B. 定压吸热、定熵膨胀、定压放热、定熵压缩 C. 定压吸热、定温膨胀、定压放热、定温压缩 D. 定温吸热、定熵膨胀、定压放热、定熵压缩【答案】 B 【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汽，过热蒸汽进入汽轮机膨胀做功，做功后的低压蒸汽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。朗肯循环可理想化为两个定压过程和两个定熵过程，即定压吸热过程、定熵膨胀过程、定压放热过程、定熵压缩过程。 2. 热能转换成机械能的唯一途径是通过工质的体积膨胀，此种功称为容积功，它可分为（）。 A. 膨胀功和压缩功 B. 技术功和流动功 C. 轴功和流动功 D. 膨胀功和流动功【答案】 A 【解析】容积功是指热力系统通过体积变化所完成的与外界进行能量交换的一种功，膨胀功和压缩功统称为容积功。流动功是指推动下游流体流动所做的功，是维持流体正常流动所必须传递的能量。轴功为开口系统与外界间通过进、出界面以外的边界（一般为机器轴）所传递的功。动能与位能和轴功一样都是可以利用的机械能，合并称为技术功。 3. 靠消耗功来实现制冷的循环有（）。 A. 蒸汽压缩式制冷，空气压缩式制冷 B. 吸收式制冷，空气压缩式制冷 C. 蒸汽压缩式制冷，吸收式制冷 D. 所有的制冷循环都是靠消耗功来实现的【答案】 A 【解析】蒸汽压缩式制冷循环和空气压缩式制冷循环都需要压缩机做功才能实现。吸收式制冷是利用吸收剂在温度不同时吸收制冷剂能力不同的原理实施制冷循环，整个循环过程中无运动部件，不消耗机械功。 4. 水蒸气的干度被定义为（）。 A. 饱和水的质量与湿蒸汽的质量之比 B. 干蒸汽的质量与湿蒸汽的质量之比 C. 干蒸汽的质量与饱和水的质量之比 D. 饱和水的质量与干蒸汽的质量之比【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。 5. 压气机最理想的压缩过程是采用（）。 A. n＝k 的绝热压缩过程 B. n＝1 的定温压缩过程 C. 1＜n＜k 的多变压缩过程 D. n＞k 的多变压缩过程【答案】 B 【解析】从同一初态压缩到某预定压力终态，定温过程（n＝1）的耗功量最小，压缩终了的排气温度也最低，如题 5 解图所示。所以定温过程（n＝1）是压气机最理想的压缩过程，但是实际过程中很难达到定温压缩，工程上根据具体情况调整压缩比。 a） b）题 5 解图压气机三种压缩过程 6. 系统经一热力过程，放热 9kJ，对外做功 27kJ。为使其返回原状态，若对系统加热 6kJ，需对系统做功（）。 A. 42kJ B. 27kJ C. 30kJ D. 12kJ 【答案】 C

【解析】热力学第一定律表达式为：Q＝ΔU＋W。由题意可得，热量 Q1＝－9kJ，做功 W1＝27kJ，则内能变化ΔU1＝Q1－W1＝－9－27＝－36kJ。内能为状态参数，仅与初末状态有关，为使其返回原状态，则内能总变化为 0，逆过程需满足ΔU2＝－ΔU1＝36kJ。当对系统加热 6kJ 即 Q2＝6kJ 时，则做功 W2＝Q2－ΔU2＝6－36＝－30kJ。符号为负号，说明外界对系统做功 30kJ。 7. 在煤气表上读得煤气消耗量为 668.5m3，若煤气消耗期间煤气压力表的平均值为 456.3Pa，温度平均值为 17℃，当地大气压力为 100.1kPa，标准状态下煤气消耗量为（）。 A. 642m3 B. 624m3 C. 10649m3 D. 14550m3 【答案】 B 【解析】根据理想气体状态方程 PV＝mRgT，可得：P1V1/T1＝P0VN/T0。式中，P0、T0 为标准状态下的压力与温度，本题中，P0＝100100Pa，T0＝273K；P1 为所给状态下的绝对压力，等于压力表读数（表压）与当地大气压之和，本题中，P1＝100100＋456.3＝100556.3Pa；T1 为所给状态下的温度，本题中，T1＝17＋273＝290K；V1、VN 分别为所处状态下和标准状态下的煤气消耗量，本题中，V1＝668.5m3。将已知数据代入公式，则标准状态下煤气的消耗量 VN ＝P1V1T0/（T1P0）＝100556.3×668.5×273/（290×100100）＝632.18m3。计算结果与 B 项最接近，因此答案选择 B。 8. 湿空气的含湿量是指（）。 A. 1kg 干空气中所含有的水蒸气质量 B. 1m3 干空气中所含有的水蒸气质量 C. 1kg 湿空气中所含有的水蒸气质量 D. 1kg 湿空气中所含有的干空气质量【答案】 A 【解析】湿空气的含湿量是指 1kg 干空气中所含有的水蒸气质量，即湿空气中的水蒸气质量 mv 与干空气质量 ma 的比值。湿空气的含湿量的定义式为：d＝mv/ma＝0.622pv（p－pv）。式中，pv 为水蒸气分压力；p 为大气压。 9. 理想气体流经一渐缩形喷管若在入口截面上的参数为 c1、T1、P1，测出出口截面处的温度和压力分别为 T2、P2，其流动速度 c2 等于（）。 A. B. C. D.

【答案】 A 【解析】喷管的能量方程式为：h1＋c12/2＝h2＋c22/2。因此，出口截面上流速：。该气体为理想气体，因此焓 h＝cpT，理想气体定压比热容 cp＝kR/（k－1）。则当初速为 c1 的流体经过渐缩喷管时，出口流动速度 c2 的计算式为： 10. 11kg 空气从压力 3MPa 和温度 800K，进行一不可逆膨胀过程到终态，其终态压力为 1.5MPa，温度为 700K。若空气的气体常数为 0.287kJ/（kg·K），绝热指数为 1.4，此过程中空气的熵变化量是（）。 A. 64.8kJ/（kg·K） B. 64.8J/（kg·K） C. 52.37kJ/（kg·K） D. 102.3J/（kg·K）【答案】 B 【解析】理想气体熵变的计算公式为：Δs＝cpln（T2/T1）－Rgln（p2/p1）。式中，cp 为定压比热容，本题中，cp＝kRg（k－1）＝1.4×0.287/（1.4－1）＝1.0045kJ/（kg·K）；T1、T2 分别为初末状态下的温度，本题中，T1＝800K，T2＝700K；Rg 为气体的气体常数，本题中， Rg＝0.287kJ/（kg·K）；p1、p2 分别为初末状态的压力，本题中，p1＝3MPa，p2＝1.5MPa。因此，熵变化量Δs＝1.0045×ln（700/800）－0.287×ln（1.5/3）＝0.0648kJ/（kg·K）＝64.8J/（kg·K）。 11. 采用稳态平板法测量材料的导热系数时，依据的是无限大平板的一维稳态导热问题的解。已知测得材料两侧的温度分别是 60℃和 30℃，通过材料的热流量为 1W。若被测材料的厚度为 30mm，面积为 0.02m2，则该材料的导热系数为（）。 A. 5.0W/（m·K） B. 0.5W/（m·K） C. 0.05W/（m·K） D. 1.0W/（m·K）【答案】 C 【解析】一维平壁稳态导热的公式为：ϕ＝λA（tw1－tw2）/δ。由题意可得，热流量ϕ＝1W，厚度 δ＝30mm＝0.03m，面积 A＝0.02m2，内侧温度 tw1＝60℃，外侧温度 tw2＝30℃，代入已知数据，可得导热系数λ＝ϕδ/[A（tw1－tw2）]＝1×0.03/[0.02×（60－30）]＝0.05W/ （m·K）。 12. 对于无限大平壁的一维稳态导热，下列陈述中哪一项是错误的？（） A. 平壁内任何平行于壁面的平面都是等温面 B. 在平壁中任何两个等温面之间温度都是线性变化的

C. 任何位置上的热流密度矢量垂直于等温面 D. 温度梯度的方向与热流密度的方向相反【答案】 B 【解析】 B 项，当平壁的导热系数λ为常数时，在平壁中任何两个等温面之间的温度都是线性变化的；当平壁的导热系数λ不是常数，而是温度的函数，即λ＝λ0（1＋bt）时，如题 12 解图，任何两个等温面之间的温度都是非线性变化的，温度分布为二次曲线。A 项，由于无限大平壁很薄，因此可以认为轴向没有热量传递，平壁内任何平行于壁面的平面都是等温面。CD 两项，根据傅里叶定律 q＝－λgradt 可知，热流密度的方向与温度梯度的方向相反且垂直于等温面。题 12 解图无限大平壁导热系数温度分布图 13. 对于题 13 图中的二维稳态导热问题，右边界是恒定热流边界条件，热流密度为 qw，如果采用有限差分法求解，当Δx＝Δy 时，则在下面的边界节点方程式中，哪一个是正确的？（）题 13 图 A. t1＋t2＋t3－3t4＋qwΔx/λ＝0 B. t1＋2t2＋t3－4t4＋2qwΔy/λ＝0 C. t1＋t2＋t3－3t4＋2qwΔx/λ＝0 D. t1＋2t2＋t3－4t4＋qwΔx/λ＝0 【答案】 B 【解析】边界节点离散方程在第一类边界条件下，因边界节点的温度已给定，无需建立边界节点的方

程，其温度值会进入到与之相邻的内节点方程中。对于第二及第三类边界条件，则必须建立边界节点的节点方程，从而使整个节点方程组封闭，利于求解。由热平衡法，根据第二类边界条件列节点 4 的节点方程：将Δx＝Δy 带入公式，整理得：t1＋2t2＋t3－4t4＋2qwΔy/λ＝0。 14. 能量和动量的传递都是和对流与扩散相关的，因此两者之间存在着某种类似。可以采用雷诺比拟来建立湍流受迫对流时能量传递与动量传递之间的关系，这种关系通常表示为（）。 A. 雷诺数 Re 与摩擦系数 Cf 的关系 B. 斯坦登数 St 与摩擦系数 Cf 的关系 C. 努谢尔数 Nu 与摩擦系数 Cf 的关系 D. 格拉晓夫数 Gr 与摩擦系数 Cf 的关系【答案】 B 【解析】平板对流换热时的修正雷诺比拟式为：Cf/2＝St·Pr2/3。式中，斯坦登数 St＝Nu/（Re·Pr）；当普朗特数 Pr＝1 时，即可得到雷诺比拟式：Cf/2＝St。因此，雷诺比拟反映的是斯坦登数 St 与摩擦系数 Cf 的关系。 15. 流体与壁面间的受迫对流传热系数与壁面的粗糙度密切相关，粗糙度的增加（）。 A. 使对流传热系数减少 B. 使对流传热系数增加 C. 使雷诺数减小 D. 不会改变管内的温度分布【答案】 B 【解析】粗糙度的增加虽然提高了流体的流动阻力，但是流体流过粗糙壁面能产生涡流，增大了流体内的扰动，使得边界层变薄，热阻减小，对流换热增强，但不影响雷诺数的大小。所以，粗糙度增加使得对流传热系数增加，同时管内的温度分布也发生了变化，但是不影响雷诺数的大小。 16. 饱和蒸汽分别在形状、尺寸、温度都相同的 A、B 两个等温垂直壁面上凝结，其中 A 面上是珠状凝结，B 面上是膜状凝结。若两个壁面上的凝结传热量分别为 QA 和 QB，则（）。 A. QA＝QB B. QA＞QB C. QA＜QB D. QA＝QB/2 【答案】 B 【解析】珠状凝结的表面传热系数高于膜状凝结的传热系数，当 A 面和 B 面的换热面积相同且换热温差相同时，可得 QA＞QB。 17. 根据斯蒂芬—波尔兹曼定律，面积为 2m2、温度为 300℃的黑体表面的辐射力为（）。 A. 11632W/m2 B. 6112W/m2

C. 459W/m2 D. 918W/m2 【答案】 B 【解析】根据斯蒂芬—波尔兹曼定律，黑体表面的辐射力为：Eb＝σT4。式中，σ为黑体的辐射常数， σ＝5.67×10－8W/（m2·K4）；T 为绝对温度，K。因此黑体表面的辐射力为：Eb＝σT4＝ 5.67×10－8×（273＋300）4＝6112W/m2。 18. 计算灰体表面间的辐射传热时，通常需要计算某个表面的冷热量损失 q，若已知黑体辐射力为 Eb，有效辐射为 J，投入辐射为 G，正确的计算式是（）。 A. q＝Eb－G B. q＝Eb－J C. q＝J－G D. q＝Eb－G 【答案】 C 【解析】 ε为发射率，α为吸收率，ρ为反射率，对于灰表面，α＋ρ＝1。如题 18 解图所示，对于灰体表面辐射传热，单位时间内离开单位面积的总辐射能为该表面的有效辐射 J，它包括了自身的发射辐射εEb 和反射辐射ρG，即 J＝εEb＋ρG＝εEb＋（1－α）G。灰表面每单位面积的辐射换热量（冷热量损失），从表面外部观察，是该表面的有效辐射与外来的投射辐射之差；从内部观察，则是其本身辐射与吸收辐射之差。因此，灰体表面的辐射换热关系式为：q＝J－G＝εEb－αG。题 18 解图灰体表面有效辐射 19. 如题 19 图所示，由冷、热两个表面构成的夹层中是流体且无内热源。如果端面绝热，则达到稳态时，传热量最少的放置方式是（）。 A. 第一种 B. 第二种题 19 图

C. 第三种 D. 第四种【答案】 A 【解析】第一种情况下，冷面在下，热面在上，不能构成自然对流，为纯导热过程；第二种情况下会形成自然对流，为导热和对流两种换热方式混合作用过程；第三、四种情况下，冷热流体间会形成冷热环流，均比第一种纯导热换热能力强。所以，第一种情况的传热量最少。 20. 一套管式水—水换热器，冷水的进口温度为 25℃，热水进口温度为 70℃，热水出口温度为 55℃。若冷水的流量远远大于热水的流量，则与该换热器的对数平均温差最接近的数据为（）。 A. 15℃ B. 25℃ C. 35℃ D. 45℃ 【答案】 C 【解析】冷热流体热平衡方程为：m1c（t1′－t1″）＝m2c（t2″－t2′）。式中，t1′、t2′为冷水、热水进口温度；t1″、t2″为冷水、热水出口温度；m1、m2 为冷水、热水流量；c 为水的比热容。因为冷水的流量远远大于热水的流量即 m2＜＜m1，因此（t1′－t1″）＜＜（t2″ －t2′），t1″≈t1′＝25℃。无论该换热器顺流还是逆流，Δt′＝t2″－t1′＝70－25 ＝45℃，Δt″＝t2′－t1″＝55－25＝30℃，则对数平均温差Δtm＝（Δt′－Δt″）/ln （Δt′/Δt″）＝（45－30）/ln（45/30）＝37℃。计算结果与选项中最接近的数据为 35℃。 21. 流体是有旋还是无旋是根据下列哪项决定的？（） A. 流体微团本身是否绕自身轴旋转 B. 流体微团的运动轨迹 C. 流体微团的旋转角速度大小 D. 上述三项【答案】 A 【解析】流动为有旋还是无旋，是由流体微团是否绕自身轴旋转决定的。有旋流动是指流体微团的旋转角速度不完全为零的流动，流体微团本身绕自身轴旋转；无旋流动是指流动场中各点旋转角速度等于零的运动，流体微团本身绕自身轴旋转的角速度为零。 22. 容重为 10000N/m3 的理想流体在直管内从 1 断面流到 2 断面，若 1 断面的压强 p1＝ 300kPa，则 2 断面压强 p2＝（）。题 22 图

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