2020年暖通工程师专业基础考试真题及答案

2020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. 强度参数是与系统质量和体积无关的参数，是一种（）。

A. 不引起系统变化的参数B. 均匀性参数C. 广义作用力D. 具有可相加性参数【答案】 C【解析】热力学常用的状态参数有温度、压力、质量体积、热力学能、焓、熵等。

系统总体积和总能量的参数值与系统具有的物质数量有关，属于广延参数。

广延参数具有可加性，整体总值为各部分数值之和，广延性参数的变化起着类似力学中位移的作用。

温度、压力和质量体积或密度都与系统的物质数量无关，属于强度参数。

强度参数的数值只决定于系统的状态，没有可加性，起着类似力学中广义力的作用。

2. 准静态过程中，系统的势差或力差（）。

A. 不可以存在B. 到处可以存在C. 只在边界上可以存在D. 只在系统内部可以存在【答案】 B【解析】准静态过程可以在参数坐标上用—线段准确图示，实际上，大部分热工设备中的过程都可以以准静态过程作分析。

准静态过程是无限的接近于平衡状态的过程，但是准静态过程不是平衡过程，因此系统的势差和力差到处都可以存在。

3. 热力学第一定律闭口系统表达式δq＝cvdT＋pdV使用条件为（）。

A. 任意工质任意过程B. 任意工质可逆过程C. 理想气体准静态过程D. 理想气体的微元可逆过程【答案】 D【解析】闭口系统热力学第一定律表达式：δq＝cvdT＋pdV。

cvdT适用于理想气体，pdV适用于可逆过程。

4. 如果将常温常压下的氧气作为理想气体，则其定值比热容为（）。

A. 260J/（kg·K）B. 650J/（kg·K）C. 909J/（kg·K）D. 1169J/（kg·K）【答案】 C【解析】氧气是双原子气体，常温常压下为理想气体，因此可得定值比热容为：5. 根据理想气体多变过程方程式pVn＝定值，当n＝1.15，降温时，可能的过程特性是（）。

A. 压缩，降压和放热B. 压缩，升压和吸热C. 膨胀，放热和降压D. 膨胀，降压和吸热【答案】 D【解析】多变过程指数n＝1.15，1＜n＜k，如题5解图（a）所示1—2的过程，熵值增大所以是吸热过程，又因为多变过程满足，，，当1＜n＜k时，温度下降时，压力也下降，体积增大，如题5解图（b），因此过程特性为膨胀、降压、吸热。

题5解图6. 热力学第二定律的开尔文表述“不可能从单一热源取热使之完全变为功而不引起其他变化”，正确的理解为（）。

A. 如无外部作用或影响，单一热源下，则无法将热转化为功B. 如无外部作用或影响，但有二个热源下，无论热从哪里取出都可以转化为功C. 有外部作用或影响时，无论有否热源均可直接产生功D. 只要初始有一点外部作用，一个热源下也可以源源不断产生功【答案】 A【解析】AB两项，热力学第二定律开尔文表达就是指在无外部作用和影响下，单一热源无法将热转化为功，如果从低温热源取热，则需要消耗功，要受到外界的影响；C项违反了热力学第一定律，如果有外界的影响和作用，没有热源的情况下也不会产生功；D项中只要有一点外部作用，就会源源不断地产生功也是不对的。

7. 两相状态的水蒸气焓，下述表达中正确的是（）。

A. hx＝xrB. hx＝h′＋xh′C. hx＝h″＋x（h″－h′）D. hx＝h′＋x（h″－h′）【答案】 D【解析】水蒸气和湿空气是常用的工质。

在工程应用的压力和温度范围内，水蒸气的状态距离它的液态不远，工作过程中会有集态的变化。

水蒸气的性质比理想气体复杂得多。

两相状态水蒸气的焓值计算：hx ＝xh″＋（1－x）h′＝h′＋x（h″－h）。

8. 在喷管设计选用过程中，当初始入口流速为亚音速，并且时，应该选用（）。

A. 渐扩喷管B. 渐缩喷管C. 渐缩渐扩喷管D. 都可以【答案】 C【解析】喷管是以增速为目的，当时，因为，所以pb＜pcr，故背压＜临界压力，喷管应选用渐缩渐扩，使出口处流速达到超声速。

9. 朗肯蒸汽动力基本循环增加回热环后，效率提高的原因是（）。

A. 提高了吸热压力B. 增加了吸热总量C. 提高了做功量D. 提高了吸热平均温度【答案】 D【解析】朗肯循环是基本的蒸汽动力循环。

朗肯循环的蒸汽动力设备由锅炉、汽轮机、冷凝器和水泵等基本设备组成。

朗肯蒸汽动力基本循环增加回热循环后，提高了吸热平均温度，因此热效率提高。

10. 可采用热能实现制冷循环的有（）。

A. 蒸汽压缩式B. 吸收式和吸附式C. 空气压缩式D. 所有制冷循环均可用热能驱动【答案】 B【解析】可采用热能实现的制冷循环是吸收式和吸附式，蒸气压缩式与空气压缩式均需要消耗功。

其中，蒸汽压缩制冷设备采用低沸点的物质作为工质，它利用液化与汽化的集态改变时潜热值比较大的特性，并且原则上可以实现逆向卡诺循环。

11. 根据导热过程傅里叶定律，当三维导热量的三个分量均为1（kW）时，总的导热量为（）。

A. 3kWB. 1.732kWC. 1kWD. 不确定【答案】 A【解析】傅里叶定律是傅里叶等人通过实验研究提出的导热基本定律，它表明了单位时间内通过某给定面积的导热量Φ，与温度梯度及垂直于该地导热方向的截面面积成正比。

傅里叶定律直角坐标系中：公式中热流密度矢量为矢量，但是题目中导热量本身是标量，与方向无关，可直接相加，Q＝1＋1＋1＝3（kW）。

12. 多层平壁一维导热中，当导热率为非定值时，平壁内的温度分布为（）。

A. 直线B. 连续的曲线C. 间断折线D. 不确定【答案】 B 【解析】当导热率为定值时，多层平壁一维导热，平壁内温度分布为题12解图1。

题12解图1如题12解图2所示，当导热率为非定值（导热系数随温度变化）时，一层平壁一维导热，温度分布为二次曲线方程（抛物线形式），则可推多层平壁一维导热，温度分布为连续曲线。

题12解图213. 某长导线的直径为2mm，比热容385J/（kg·K），热导率110W/（m·K），外部复合传热系数24W/（m2·K），则采用集总参数法计算温度时，其Bi数为（）。

A. 0.00088B. 0.00044C. 0.00022D. 0.00011【答案】 C【解析】Bi准则对无限大平壁温度分布的影响集总参数法由于Bi准则的值越小，内部温度越趋于均匀，工程上就以Bi＜0.1作为Bi→0的极限情形的判据。

当Bi＜0.1时，可近似地认为物体温度是均匀一致的，使问题的求解简化。

忽略物体的导热热阻，在假设物体具有一个相同的整体温度下，求解其瞬态导热问题的方法称为集总参数法。

本题中，其Bi数计算为：因此，Bi数为0.00022。

14. 常物性无内热源一维非稳态导热过程中，内节点采用显格式差分得到离散方程需满足（）。

A. Fo＞1/2B.C. Bi＜0.1D. Fo≤1【答案】 B【解析】稳定性条件如题14解表所示。

，内节点采用显格式差分维稳定性条件，即可得。

题14解表稳定性条件15. 下列关于对流传热准则数的解释，错误的是（）。

A. Nu 数和Bi数定义式相同，物理含义也相同B. Re和Gr是对流换热过程不可缺少的准则数C. Pr数用于描述动量和热量传递相对关系D. St数表示来流始焓与参与换热的能量比值关系【答案】 A【解析】毕渥数：表示物体内部导热热阻与物体表面对流传热热阻的比值，λ为导热固体的热导率。

努谢尔特数：表征壁面法向无量纲过余温度梯度的大小，λ为流体的热导率。

雷诺数：表征了流体受迫流动时惯性力与黏性力的相对比值。

格拉晓夫数：表征了流体自然对流流动时浮升力与黏性力的相对比值。

普朗特数：反映了流体的动量传递能力与热量传递能力的相对大小。

斯坦登数：流体实际的换热热流密度与流体可传递最大热流密度之比（表示来流始焓与参与换热的能比值关系）。

Bi和Nu的表达式一样，式中物理量λ含义不同：Bi数中是导热固体的热导率；Nu数中是流体的热导率。

故选择A项。

16. 流体在间距为2b的大平板内流动，流动的当量水力直径为（）。

A. bB. 2bC. 3bD. 4b【答案】 D【解析】示意图如题16解图所示。

题16解图当量水力直径：因为本题给出的是大平板，即l＞＞2b ，则上式化简为。

因此，流体在间距为2b的大平板内流动，流动的当量水力直径为4b 。

17. 在受迫对流传热过程中，如果有冷热效应形成的自然对流，则分析计算中可以不计自然对流影响的判别条件是（）。

A. Gr/Re2＜0.1B. Gr/Re2＞10C. 0.1＜Gr/Re2＜10D. Gr/Re2＜1800【答案】 A【解析】自然对流与受迫对流并存的混合对流换热在受迫对流换热中，因流体各部分的温度差别会产生自然对流，从而形成两者并存的混合对流换热。

一般，Gr/Re2＜0.1时，纯受迫对流。

Gr/Re2≥10时，纯自然对流。

0.1≤Gr/Re2≤10时，两种对流传热的作用都应考虑。

18. 根据热辐射的基本概念，工业上有实际意义的热辐射的波长范围为（）。

A. 可见光和红外线B. 0.2～3μmC. 0.1～100μmD. 0～1000μm【答案】 C【解析】热辐射是指由于物体内部微观粒子的热运动而激发产生的电磁波传播。

通常把波长λ＝0.1～100μm的电磁波称为热射线（如题18解图所示），因它们投射到物体上能产生热效应，它包含可见光线、部分紫外线和红外线。

它在介质中的传播速度等于光速。

题18解图19. 二个灰体大平板之间插入三块灰体遮热板，设各板的发射率相同，插入三块板后辐射传热量将减少（）。

A. 25%B. 33%C. 50%D. 75%【答案】 D【解析】当加入n块与壁面发射率相同的遮热板，则换热量将减少到原来的1/（n＋1），遮热板层数越多，遮热效果越好。

插入三块辐射板，即n＝3，则减少到原来的1/4，减少3/4（75%）。

20. 金属壁面增强传热可以有多种方法，下述方法中对增强传热作用最差的是（）。

A. 改善流动或增强扰动B. 改变表面状况或扩展传热面C. 选用热导率高的金属或减薄壁面D. 改变传热流体介质【答案】 C【解析】强化传热的方法包括：①扩展传热面；②改变流动状况；③改变流体物性；④改变表面状况；⑤改变传热面形状和大小；⑥改变能量传递方式；⑦靠外力产生振荡，强化换热。

A项为改变流动状况；B项为改变表面状况和扩展传热面；D项为改变流体物性；C项，选用热导率高的金属或减薄壁面，对于在传热系数中金属壁面导热热阻的比重较小，增强效果相对较差。

21. 设流场的表达式为：ux＝－x＋t，ux＝y＋1，uz＝0。

求t＝2时，通过空间点（1，1，1）的流线（）。

A. （x－2）（y＋2）＝－3，z＝1B. （x－2）（y＋2）＝3，z＝1C. （x＋2）（y＋2）＝－3，z＝1D. （x＋2）（y＋2）＝3，z＝1【答案】 A【解析】将空间点（1，1，1）代入ABCD四项表达式中，只有A项，（x－2）（y＋2）＝－3，z＝1满足要求。