注册公用设备工程师暖通空调基础考试上午(传热学)历年真题试卷汇编3附答案解析

注册公用设备工程师暖通空调基础考试上午(传热学)历年真题试卷汇编3

单项选择题

1.(2005年)如果室内外温差不变,则用以下材料砌成的厚度相同的四种外墙中,热阻最大的是( )。(C)

A. 干燥的红砖

B. 潮湿的红砖

C. 干燥的空心红砖

D. 潮湿且水分冻结的红砖

解析:干燥的红砖λ≈0.35W/(m.K),空气λ≈0.025W/(m.K),水λ≈0.6W/(m.K),冰λ≈2.2W/(m.K)。干燥的空心红砖是由红砖和空气夹层复合而成,因此热导率最小,热阻最大。

2.(2006年)如图2.1-1所示,一细长圆柱,一端温度是t0,其热导率为λ,圆柱的外柱面是完全绝热的,圆柱内部具有热源强度为qv,均匀内热源。正确描述这圆柱内稳态温度分布的微分方程是( )。

(D)

A. B. C. D. 解析:因圆柱的外柱面是完全绝热,无法散热,热量只能沿长度方向从端头散热。

3.(2009年)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)

A. B. C. D. 解析:本题的边界条件为第三类边界条件,表达式为

4.(2010年)下列物质的热导率,排列正确的是( )。(D)

A. 铝<钢铁<混凝土<木材

B. 木材<钢铁<铝<混凝土

C. 木材<钢铁<混凝土<铝

D. 木材<混凝土<钢铁<铝

解析:见表2.1—1。

5.(2011年)下列说法正确的是( )。(A)

A. 空气热导率随温度升高而增大

B. 空气热导率随温度升高而下降

C. 空气热导率随温度升高而保持不变

D. 空气热导率随温度升高可能增大也可能减小

解析:空气随温度升高,热运动加剧,其热导率随温度升高而增大。

6.(2012年)下列导热过程傅里叶定律表述中,不正确的是( )。(A)

A. 热流密度q与传热面积成正比

B. 热流量Ф与温度梯度成正比

C. 热流密度q与传热面积无关

D. 热流量Ф与导热距离成反比

解析:一维导热中,傅里叶定律的表达式q=-λ或Ф=-λA

7.(2013年)纯金属热导率随温度升高而( )。(C)

A. 不变

B. 上升

C. 下降

D. 先上升后下降

解析:纯金属热导率随温度升高而下降。合金热导率随温度升高而升高。

8.(2014年)当天气由潮湿变为干燥时,建筑材料的热导率可能会出现( )。(D)

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有下降

解析:因为木材、砖及混凝土均为多孔材料,当天气由潮湿变为干燥时其内部蓄存的水分下降,热导率下降。

9.(2016年)导热过程的傅里叶定律对于下列材料中不适用( )。(B)

A. 钢铁生铁块

B. 树木原材料

C. 煅烧前的干泥砖

D. 锻打后的金属

解析:傅里叶定律只适合各向同性材料,一般人造材料是各向同性材料。树木是典型的各向异性材料。

10.(2017年)求解导热微分方程需要给定单值性条件,下列选项中哪一组不属于单值性条件?( )(A)

A. 边界上对流换热时空气的相对湿度及压力

B. 几何尺寸及物性参数

C. 物体中的初始温度分布及内热源

D. 边界上的温度分布

解析:单值性条件包括几何条件、物理条件、时间条件(初始条件)和边界条件。选项B是几何条件和物理条件,选项C是时间条件,选项D是第二类边界条件,边界上给定温度梯度,根据傅里叶定律相当于给定热流密度。

11.(2005年)在一条蒸汽管道外敷设厚度相同的两层保温材料,其中材料A的热导率小于材料B的热导率,若不计热导率随温度的变化,仅从减小传热量的角度考虑,哪种材料应敷在内层?( )(A)

A. 材料A

B. 材料B

C. 无所谓

D. 不确定

解析:对于圆筒形材料散热问题,内侧温度变化率较大,故将热导率较小的材料布置在内侧,将充分发挥其保温作用。

12.(2006年)在外径为133mm的蒸汽管道外覆盖保温层,管道内是温度为300℃饱和水蒸气。按规定,保温材料的外层的温度不得超过.50℃。若保温材料的热导率为0.05W/(m.℃),为把管道热损失控制在150W/m以下,保温层厚度至少应为( )mm。(B)

A. 92

B. 46

C. 23

D. 184

解析:忽略水蒸气与管道内壁的对流换热热阻、忽略管道材料本身的导热热阻。设保温材料厚度为δ,则

代入公式即150=

13.(2007年)采用稳态平板法测量材料的热导率时,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,则该材料的热导率为( )W/(m.K)。(C)

A. 5.0

B. 0.5

C. 0.05

D. 1.0

解析:根据一维平壁稳态导热公式

得出λ=

14.(2007年)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?( )(B)

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

解析:当热导率不是常数,是温度的函数,λ=λ0(1+bt),温度分布为二次曲线,如图2.2-1中b<0和b>0的线。

15.(2008年)一条架设在空气中的电缆外面包敷有绝缘层,因通电而发热,在稳态条件下,若剥掉电缆的绝缘层而保持其他条件不变,则电缆的温度会发生什么变化?( )(A)

A. 升高

B. 降低

C. 不变

D. 不确定

解析:由于电缆外面包敷的绝缘层的临界热绝缘直径是大于电缆外径的,绝缘层不仅能起电绝缘作用,还减少热阻,有加强电缆散热作用。若剥掉电缆的绝缘层而保持其他条件不变,电缆的热阻增加,温度升高。

16.(2008年)一建筑的外墙由A、B两层材料复合而成,内层是材料A,其热导率为λA,壁厚为δA。外层材料是B,热导率为λB,壁厚为δB。内侧空气温度为ti,与壁面的对流传热系数为hi,外侧空气温度为t0,与壁面的对流传热系数为h0。若已知两层材料交界面的温度为tAB,则以下关于传热量计算的公式中,正确的是( )。(C)

A. B. C. D. 解析:常物性无内热源一维稳态导热,热流密度是常数,热流密度等于温差与所对应的热阻之和的比值,根据本题已知条件可写成

17.(2009年)在外径为133mm的蒸汽管道外覆盖保温层,管道内是温度为300℃饱和水蒸气。按规定,保温材料的外层的温度不得超过50℃。若保温材料的热导率为0.05W/(m.℃),保温层厚度为46mm,则每米管道的热损失应为( )W。(B)

A. 250

B. 150

C. 50

D. 350

解析:忽略水蒸气与管道内壁的对流换热热阻,忽略管道材料本身的导热热阻。设保温材料厚度为δ,则

18.(2010年)单层圆柱体内一维径向稳态导热过程中,无内热源,物性参数为常数,则下列说法正确的是( )。(C)

A. 热流量Ф为常数

B. 热流量Ф为半径的函数

C. 单位长度热流量ql为常数

D. 单位长度热流量ql只是长度l的函数

解析:

19.(2011年)圆柱壁面双层保温材料敷设过程中,为了减少保温材料用量或减少散热量,应该采取措施是( )。(B)

A. 热导率较大的材料在内层

B. 热导率较小的材料在内层

C. 根据外部散热条件确定

D. 材料的不同布置对散热量影响不明显

解析:对于圆柱壁面材料散热问题,壁面内侧温度变化率较大,故将热导率较小的材料布置在内层,将充分发挥其保温作用。

20.(2011年)在双层平壁无内热源常物性一维稳态导热计算过程中,如果已知平壁的厚度和热导率分别为δ1、λ1、δ2和λ2,如果双层壁内、外侧温度分别为t1和t2,则计算双层壁交界面上温度tm错误的关系式是( )。(D)

A. B. C. D. 解析:常物性无内热源一维稳态导热,热流密度是常数,热流密度等于温差与所对应的热阻之和的比值,根据本题已知条件可写成

21.(2012年)外径为25mm和内径为20mm的蒸汽管道进行保温计算时,如果保温材料热导率为0.12W/(m.K),外部表面总传热系数为12W/(m2.K),则热绝缘临界直径为( )mm。(B)

A. 25

B. 20

C. 12.5

D. 10

解析:dc

22.(2013)一维常物性大平壁稳态无内热源导热过程中,当平壁厚度一定时,下列不正确的说法是( )。(D)

A. 平壁内温度梯度处处相等

B. 材料热导率大,则两侧温差小

C. 热导率与温度梯度乘积相等

D. 热流量为常数

解析:热流密度是常数,但热流量与面积有关,面积变化,热流量就会变化。

23.(2014年)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,如果保温材料的热导率为0.05W/(m.K),外部表面总散热系数为5W/(m2.K),此时( )。(A)

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

解析:只要管道外径大于临界热绝缘直径,保温材料就可用。

de

24.(2016年)金属表面之间的接触热阻,可以通过一定的技术方法进行减小。下列方法中不正确的措施是( )。(A)

A. 抽真空或灌注氮气

B. 清除表面污垢并涂导热剂

C. 加压力挤压,增加接触

D. 表面进行磨光和清洗

解析:金属表面之间的接触热阻,是由于金属表面之间有缝隙,里面有空气,产生比较大的热阻,增加挤压力、磨光、去垢、涂导热剂都可减小接触热阻。抽真空增加接触热阻;灌注氮气,接触热阻变化很小。

25.(2017年)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( )。(C)

A. 减少

B. 不变

C. 增大

D. 不确定

解析:dc,一般绝缘保护层的热导率为0.1(W.m)/K左右,空气的自然对流表面传热系数为10(W.m2)/K左右,dc为20mm左右,dc

26.(2018年)在一维稳态常物性无内热源的导热过程中,可以得出与热导率(导热系数)无关的温度分布通解,t=aχ+b,其具有的特性为( )。(D)

A. 温度梯度与热导率(导热系数)成反比

B. 导热过程与材料传导性能无关

C. 热量计算也与热导率无关

D. 边界条件不受物体物性性质影响

解析:无论是哪种导热形式,都遵循傅里叶定律:①热流密度为定值,温度梯度绝对值与热导率成反比;②导热过程,热流密度与热导率(导热系数)有关,热导率体现材料的传导性能;③导热量计算用傅里叶定律,与热导率有关。因此A、B、C答案都不对。稳态常物性无内热源导热问题,无论哪种边界条件,并不受物体物性性质的影响,因此D答案对。

27.(2018年)壁面添加肋片散热过程中,肋的高度未达到一定高度时,随着肋片高度增加,散热量也增大。当肋高度超过某个数值时,随着肋片高度增加。会出现( )。(D)

A. 肋片平均温度趋于饱和,效率趋于定值

B. 肋片上及根部过余温度0下降,效率下降

C. 稳态过程散热量保持不变

D. 肋片效率ηf下降

解析:肋片效率的定义是肋片的实际散热量与肋片为肋基温度时的理想散热量的比值,也就是肋片的平均过余温度与肋基过余温度的比值。当肋基温度、环境温度稳定时,肋基过余温度为定值。肋高增加,肋片平均温度下降,肋片的平均过余温度也下降,肋片效率下降。

28.(2009年)将初始温度为t0的小铜球放日温度为t的水槽中,如果用集总参数法来分析,则在经过的时间等于时间常数τr=pcV/(hA)时,铜球的温度应为( )。(D)

A. 0.368t+0.632t0

B. 0.618t+0.382t0

C. 0.5t+0.5t0

D. 0.632t+0.368t0

解析:θ=

29.(2010年)一小铜球直径为12mm,热导率为26W/(m.K),密度为8600kg/m3,比热容为343J/(kg.K),对流传热系数为48W/(m2.K),初始温度为15℃,放入75℃的热空气中,小球温度到70℃需要的时间为( )s。(B)

A. 915

B. 305

C. 102

D. 50

解析:

30.(2012年)采用集总参数法计算物体非稳态导热过程时,下列用以分析和计算物体的特征长度的方法中,错误的是( )。(D)

A. 对于无限长柱体L=R/2,对于圆球体L=R/3,R为半径

B. 对于无限大平板L=δ,δ为平板厚度的一半

C. 对于不规则物体L=V(体积)/F(散热面积)

D. 对于普通圆柱体L=R,R为半径

解析:采用集总参数法计算物体非稳态导热过程时,计算式为θ=θ0exp(-BiVFoV),此公式中的BiV和FoV中的特征长度L的确定:不规则物体L=V(体积)/F(散热面积);对于无限长柱体L=V/F=R/2,对于圆球体L=V/F=R/3;对于无限大平板L=δ,δ为平板厚度的一半。

31.(2013年)非稳态导热过程中的Bi数用于描述物体的( )。(D)

A. 内部的导热传递速度或能力

B. 边界上的散热速度或能力

C. 内部导热能力与边界对流换热能力比值关系

D. 内部导热热阻与边界对流换热热阻比值关系

解析:比如,大平板的Bi=

32.(2014年)在非稳态导热过程中,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( )。(C)

A. 在0.2≤Fo的时间区域内,过余温度的对数随时间线性变化

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,无法用非稳态导热过程微分方程描述

D. 如果变化过程中物体的Bi数较小,则可以将物体温度当做空间分布均匀计算

解析:最初的瞬态过程称谓非正规情况阶段的。物体内各处的温度随时间的变化率是不一样的,但可用非稳态导热过程微分方程进行描述。

资源下载《注册公用设备工程师暖通空调基础考试上午(传热学)历年真题试卷汇编3附答案解析.doc》 文档下载价格为70下载币,请先
将本套试题Word文档或文章下载到电脑,方便收藏和打印
资源下载
《注册公用设备工程师暖通空调基础考试上午(传热学)历年真题试卷汇编3附答案解析.doc》
试题含答案和解析word文档下载价格:70 下载币
《注册公用设备工程师暖通空调基础考试上午(传热学)历年真题试卷汇编3附答案解析.doc》
试题含答案和解析word文档VIP优惠:免费
将本套试题Word文档或文章下载到电脑,方便收藏和打印
0

评论0

没有账号? 注册  忘记密码?