注册公用设备工程师(暖通空调基础考试-下午-工程流体力学及泵与风机)模拟试卷1附答案解析

注册公用设备工程师(暖通空调基础考试-下午-工程流体力学及泵与风机)模拟试卷1

单项选择题

1.设流场的表达式为:ux=x+t,uy=-y+t,uz=0,求t=1时,通过空间点(1,2,3)的流线是( )。(B)

A. (x+1)(y+1)=2,z=3

B. (x+1)(y-1)=2,z=3

C. (x+1)(y-1)=-2,z=3

D. (x+1)(y+1)=-2,z=3

解析:由流线方程有

2.伯努利方程中(C)

A. 单位质量流体具有的机械能

B. 单位体积流体具有的机械能

C. 单位重量流体具有的机械能

D. 通过过流断面流体的总机械能

解析:

3.已知铅直输水管道的直径d=200mm,在相距l=20m的上下两点测压计读数分别为196.2kPa和588.6kPa。其流动方向为( ),其水头损失为(图3-35)( )m。

(C)

A. 向上,10

B. 向下,10

C. 向上,20

D. 向下,20

解析:就上下两断面的总水头:Hs=。求总水头差Hx-Hs=-20+

4.黏性流体管流,测压管水头线沿程的变化是( )。(D)

A. 沿程下降

B. 沿程上升

C. 保持水平

D. 前三种情况都有可能

解析:测压管水头线Hp=Z+

5.烟囱直径d=1m,通过烟气的重量流量QG=176.2kN/h,烟气密度ρ=0.7kg/m3,周围大气密度ρa=1.2kg/m3,烟囱内的水头损失为hl=(B)

A. 3.26

B. 32.6

C. 20.6

D. 25.6

解析:由质量流量可得v=9.08m3/s,由气流的伯努利方程:p1++(γa-γ)H=p2++γh1。代入数据解得

-1000×9.8×0.01+(1.2-0.7)×9.8H=

6.力F、密度ρ、长度l、速度v的无量纲组合是( )。

(A)

A.

B.

C.

D.

解析:

7.弗诺得数的物理意义表示( )。(B)

A. 黏滞力与重力之比

B. 惯性力与重力之比

C. 惯性力与黏滞力之比

D. 压力与惯性力之比

解析:

8.已知文丘里流量计喉管流速v与流量计压差△p。主管直径d1,喉管直径d2及流体的密度ρ和运动黏度v有关,则流速关系式( )。

(C)

A.

B.

C.

D.

解析:v=F(△p,d1,d2,ρ,ν),选取基本变量ρ,d1,v,根据定理:

9.如图3-40所示溢水堰模型设计比例为20。当在模型上测得模型流量为Qm=300L/s时,水流推力为Pm=300N,求实际流量Qn和推力Pn,正确的是( )。

(A)

A. 537m3/s,2400kN

B. 537m3/s,24kN

C. 537m3/s,1200kN

D. 537m3/s,240kN

解析:相似条件应满足Fr准则;gn=gm,λv=,λQvλ12=

10.圆管均匀流动过流断面上切应力分布为( )。(B)

A. 在过流断面上是常数

B. 管轴处是零,且与半径成正比

C. 管壁处是零,向管轴线性增大

D. 按抛物线分布或对数分布

解析:均匀流过流断面上,切应力按直线规律分布。

11.变直径管流,细断面直径为d1,粗断面直径d2=2d1,粗细面雷诺数的关系是( )。(D)

A. Re1=0.5Re2

B. Re1=Re2

C. Re1=1.5Re2

D. Re1=2Re2

解析:

12.圆管紊流粗糙区的沿程摩阻系数λ( )。(B)

A. 与雷诺数Re有关

B. 与管壁相对粗糙ks/d有关

C. 与Re及ks/d有关

D. 与Re与管长l有关

解析:

13.应用细管式黏度计测定油的黏度。已知细管直径d=6mm,测量段长l=2m,实测油的流量Q=77cm3/s,水银压差计读值h=30cm(图3-43),油的密度ρ=901kg/m3。试求油的运动黏度v=( )m2/s。

(C)

A. 8.57×10-4

B. 8.57×10-5

C. 8.57×10-6

D. 8.57×10-7

解析:v==2.72m/s,水头损失hf==4.23m,由hf=可求得λ=0.0336,设为层流,由λ=

14.如图3-45所示,输水管道中设有阀门,已知管道直径为50mm,通过流量为3.341/s,水银压差计读值△h=150mm,沿程水头损失不计,试求阀门的局部损失系数( )。

(C)

A. 1.28

B. 1.38

C. 12.8

D. 13.8

解析:列测压管测压孔所在断面的伯努利方程

15.为测定90°弯头的局部阻力系数ζ,可采用如图3-48所示的装置。已知AB段管长l=10m,管径d=50mm,λ=0.03。实测数据为:(1)AB两断面测压管水头差△h=0.629m;(2)经两分钟流入水箱的水量为0.329m3。则弯头的局部阻力系数ζ为( )。

(D)

A. 6.33

B. 0.633

C. 3.26

D. 0.326

解析:列伯努利方程:

16.如图3-51所示,并联管道1、2,两管的直径相同,沿程阻力系数相同,长度l2=3l1,通过的流量为( )。

(C)

A. Q1=Q2

B. Q1=1.5Q2

C. Q1=1.73Q2

D. Q1=3Q2

解析:阻抗S2=3S1又因S1Q12=S2Q22,故Q1=

17.如图3-54所示,虹吸管将A池中的水输入B池,已知长度l1=3m,l2=5m,直径d=75mm,两池水面高差H=2m,最大超高h=1.8m,沿程摩阻系数λ=0.02,局部损失系数;进口ζa=0.5,转弯ζb=0.2,出口ζc=1。试求流量及管道最大超高断面的真空度( )m。

(A)

A. 3.11

B. 3.0

C. 2.58

D. 2.0

解析:取上、下游液面列伯努利方程

可得v=3.2m/s,所以Q=14.13L/s。

再列上游液面和最高C断面的伯努利方程

18.如图3-57所示,某并联管路,已知l1=600m,d1=200mm,l2=360m,d2=150mm,λ=0.03,AB间的水头差为5m,求两支管的流量( )。

(B)

A. 3.28L/s,2.06L/s

B. 32.8L/s,20.6L/s

C. 328L/s,206L/s

D. 3.28m3/s,2.06m3/s

解析:由S=

19.已知流速场ux=ax,uy=-ay,uz=0,求流函数ψ( )。(D)

A. 无ψ

B. ψ=a(x2-y2)

C. ψ=a(x2+y2)

D. ψ=axy

解析:ψ=∫uxdy-uydx=∫axdy+aydx=axy+c。

取c=0 ψ=axy。

20.在速度v=0.5m/s的水平直线流中,在x轴上方2单位处放一强度为5m3/s的源流,此流动的流函数为( )。

(A)

A.

B.

C.

D.

解析:此流场为均匀直线流与源流的叠加。

均匀直线流:ψ1=0.5y

源流:ψ2=

所以ψ=

21.岗位送风所设风口向下,距地面4m。要求在工作区(距地1.5m高范围)造成直径为1.5m射流截面,限定轴心速度为2m/s,求喷嘴的直径为( )m及出口流量为( )m3/s。(A)

A. 0.14;0.1

B. 0.14;0.15

C. 0.14;0.2

D. 0.14;0.25

解析:由,D=1.5m,s=2.5m,可得d0=0.14m

=2m/s,可得v0=6.56m/s,Q=

22.有r0=75mm的喷口中射出温度为Tk=300K的气体射流,周围介质温度为Te=290K,试求距喷口中心x=5m,y=1m处的气体温度( )K(α=0.075)。(A)

A. 290.5

B. 291

C. 291.5

D. 292

解析:由,可得△Tm=1.32K,这里x即为S,由,可得D=2.7m,由

23.某涡轮喷气发动机在设计状态下工作时,已知在尾喷管进口截面1处的气流参数的:p1=2.05×105N/m2,T1=865K,v1=288m/s,A1=0.19m2;出口截面2处的气体参数为:p2=1.143×105N/m2,T2=766K,A2=0.1538m2。试求通过尾喷管的燃气质量流量为( )kg/s和尾喷管的出口流速为( )m/s。[给定燃气的气体常数R=287.4J/(kg.K)](D)

A. 40.1;525.1

B. 45.1;525.1

C. 40.1;565.1

D. 45.1;565.1

解析:由Qm=ρvA==45.1 kg/s,由Qm1=Qm2

24.空气从压气罐中通过一拉伐尔喷管输出,已知喷管出口压强p=14kN/m2,马赫数M=2.8,压气罐中温度t0=20℃,喷管出口的温度为( )K,速度为( )m/s。(B)

A. 114;500

B. 114;600

C. 114;700

D. 114;800

解析:由,有T=114K,由M=

25.离心泵装置系统,已知该泵的性能曲线(图3-60),静扬程(几何给水高度)Hg=19m,管道总阻抗S=76000s2/m5,水泵的流量Q为( )L/s及扬程为( )m、效率为( ),轴功率为( )kW。

(A)

A. 6.8;24.5;64%;2.55

B. 8.8;24.5;64%;3.3

C. 8.9;24.5;64%;2.55

D. 6.8;24.5;64%;3.3

解析:利用H=Hg+SQ2,给出不同的Q得到相应的H后可在泵性能曲线图描出此管路性能曲线,其交点就是泵的工作点,Q=6.8L/s,H=24.5m,对应的效率为64%,轴功率N=

26.有一泵装置的已知条件如下:Q=0.12m3/s,吸入管径D=0.25m,水温为40℃(密度为992kg/m3),汽化压力hv为0.75m,[Hs]=5m,吸水面标高102m,水面为大气压,吸入管段阻力为0.79m。试求泵轴的最大标高为( )m。(A)

A. 105.39

B. 105.9

C. 106.7

D. 107

解析:由[Hs′]=[Hs]-(10.33-hA)+(0.24-hv)和工作条件可得[Hs′]=4.49m,v==2.45m/s,[Hg]=[Hs′]-

27.如图3-62所示,由一台水泵把贮水池的水抽到水塔中去,流量Q=70L/s,管路总长(包括吸、压水管)为1500m,管径为d=250mm,沿程摩阻系数λ=0.025,水池水面距水塔水面的高差Hg=20m,试求水泵的扬程( )m及电机功率( )kW。(水泵的效率η=55%)

(C)

A. 15.56;19.4

B. 20;24.9

C. 35.56;44.4

D. 40.56;50.6

解析:管路总阻抗(按长管计算) S==3176,H=Hg+SQ2=35.56m,由N=

28.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/s,则原型给水管实际流量为( )。(D)

A. 8m3/s

B. 6m3/s

C. 4m3/s

D. 2m3/s

解析:采用雷诺模型律:Ren=Rem

29.如图3-64所示,自密闭容器经两段管道输水,已知压力表读数PM=0.1MPa,水头H=3m,l1=10m,d1=200mm,l2=15mm,d2=100mm,沿程阻力系数λ12=0.02,则流量Q为( )。

(C)

A. 54L/s

B. 58L/s

C. 60L/s

D. 62L/s

解析:取液面和出口断面列伯努利方程,

有H+

其中ζ=0.5,ζ突索=

30.流速场的势函数φ=5x2y2-y3,则其旋转角速度( )。(A)

A. ωz=0

B. ωz=-10xy

C. ωz=10xy

D. ωz=y

解析:由ux==10xy2和uy==10x2y-3y2,有ωz=

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