注册公用设备工程师(暖通空调基础考试-下午-传热学)模拟试卷2附答案解析

注册公用设备工程师(暖通空调基础考试-下午-传热学)模拟试卷2

单项选择题

1.按照导热机理,水的三种状态下( )的热导率最小,( )的热导率最大。(C)

A. 冰;液态水

B. 液态水;水蒸气

C. 水蒸气;冰

D. 水蒸气;液态水

解析:同种物质,固、液、气三态热导率依次减小。

2.凡平均温度不高于350℃,热导率不大于( )W/(m.K)的材料称为保温材料。(B)

A. 0.2

B. 0.12

C. 0.02

D. 0.18

解析:国家标准规定:凡平均温度不高于350℃,热导率不大于0.12W/(m.K)的材料称为保温材料。

3.两种厚度相同材质不同的大平壁紧密接触时进行稳态导热过程,第一种材质大平壁的绝对温差大于第二种材质大平壁的绝对温差,即|t1-t2|>|t2-t3|,则( )。(A)

A. λ1<λ2

B. λ12

C. λ1>λ2

D. 解析:大平壁热流密度为q=λ△t/δ,因无内热源大平壁,热流密度为常数,当厚度相同,温差大,则热导率小。

4.关于傅里叶数Fo和毕渥数Bi,下列说法错误的是( )。(D)

A. Fo是非稳态导热过程的无量纲时间

B. Fo反映非稳态导热过程进行的深度

C. Bi是表示物体内部导热热阻与物体表面对流换热热阻的比值

D. Bi>0.1,瞬态导热的加热或冷却问题,可以用集总参数法求解

解析:毕渥准则Bi<0.1,瞬态导热的加热或冷却问题,可以用集总参数法求解。

5.有一房间,外墙厚度为400mm,室内墙表面温度为25℃,室外墙表面温度-15℃,则外墙的温度梯度为( )。(D)

A. 大小为25℃/m,方向垂直于外墙,指向室外

B. 大小为25℃/m,方向垂直于外墙,指向室内

C. 大小为100℃/m,方向垂直于外墙,指向室外

D. 大小为100℃/m,方向垂直于外墙,指向室内

解析:温度梯度的定义式gradt=

6.一蒸汽管道,内外直径分别为150mm和159mm,蒸汽管道钢材的热导率λ1=52W/(m.K)。为了减少热损失,在管道外包有三层隔热保温材料,内层是δ2=5mm,λ2=0.07W/(m.K)的矿渣棉;中间层是δ3=80mm,λ3=0.10W/(m.K)石棉预制瓦;外层是δ4=5mm,λ4=0.14W/(m.K)石棉硅藻土灰泥。管道及隔热保温材料各层的单位管长的导热热阻分别为( )。(B)

A. 1.78×10-2m.K/W,1.39×10-2m.K/W,1.06m.K/W,3.4×10-2m.K/W

B. 1.78×10-4m.K/W,0.139m.K/W,1.06m.K/W,3.4×10-2m.K/W

C. 1.78×10-3m.K/W,0.139m.K/W,1.06m.K/W,3.4×10-3m.K/W

D. 1.78×10-4m.K/W,0.139m.K/W,1.06×10-2m.K/W,3.4×10-3m.K/W

解析:本题要求掌握圆筒壁的导热热阻的计算公式

d1=0.150m,d2=0.159m,d3=0.169m,d4=0.329m,d5=0.339m

计算各层单位管长圆筒壁的导热热阻:

7.有一厚度为50mm的无限大平壁,其稳态温度分布为t=200-2000x2(℃)。大平壁材料的热导率为40W/(m.K),大平壁中的内热源强度为( )。(D)

A. 0

B. 8000W/m3

C. -8000W/m3

D. 160000W/m3

解析:大平壁建立热平衡方程,有

q|x=δ-q|x=0=qV

8.在( )条件下,热边界层厚度与流动边界层厚度是相等的。(C)

A. Pr<1

B. Pr>1

C. Pr=1

D. 不确定

解析:由于

9.流体外掠光滑管束换热时,第一排管子的平均换热系数与后排管子平均换热系数相比,第一排管子的平均换热系数( )。(A)

A. 最小

B. 最大

C. 与其他各排相同

D. 不确定

解析:流体外掠光滑管束换热时,由于后排管子受到前排管子对流体的扰动影响,后排管子的平均换热系数增大。

10.关于Gr和Re准则,下列说法错误的是( )。(C)

A. Gr准则表征了浮升力与黏性力的比值

B. Gr反映自然对流流态对换热的影响

C. Re准则表征了黏性力与惯性力的比值

D. Re反映受迫对流流态对换热的影响

解析:Re准则表征了惯性力与黏性力的相对大小。

11.由于蒸汽中存在空气,会使水蒸气凝结时表面传热系数( )。(C)

A. 不变

B. 增大

C. 减小

D. 不确定

解析:蒸汽中即使只含有微量的不凝性气体,就会对凝结换热产生极有害的影响。空气为不凝性气体,存在于水蒸气中,会使水蒸气凝结时表面传热系数减小。

12.夏季在维持20℃的室内工作时一般穿单衣感到舒适,而冬季在保持20℃的室内工作时却必须穿绒衣才觉得舒适,这主要是因为( )。(B)

A. 冬季和夏季人的冷热感觉不一样

B. 在室内冬季人周围物体(墙体)的温度低于夏季人周围物体(墙体)的温度

C. 冬季房间的湿度小于夏季房间的湿度

D. 冬季房间的风速大于夏季房间的风速

解析:人体在室内不仅与空气进行对流换热,还以周围墙体进行辐射换热。冬季和夏季墙壁内表面温度不同,墙体与人体的辐射换热量不同。

13.水受迫对流换热、水自然对流换热、水沸腾换热、空气受迫对流换热、空气自然对流换热的表面传热系数分别为h1,h2,h3,h4,h5,它们的大小顺序是( )。(C)

A. h1>h2>h3>h4>h5

B. h3>h1>h4>h2>h5

C. h3>h1>h2>h4>h5

D. h1>h3>h2>h4>h5

解析:空气自然对流,h=3~110W/(m2.K);空气受迫对流,h=20~100W/(m2.K);水自然对流,h=200~1000W/(m2.K);水受迫对流,h=1000~15000W/(m2.K);水沸腾换热,h=2500~2500000W/(m2.K)。

14.20℃的水以1.24m/s的速度外掠长250mm的平板,壁温为60℃。在x=250mm处的速度边界层厚度δ和温度边界层厚度δ1分别为( )。[定性温度取边界层的平均温度tm=40℃,查得此温度下水的物性参数为:λ=0.0635W/(m.K),v=0.659×10-6m2/s,Pr=4.31](A)

A. 1.81~1.83mm,1.11~1.13mm

B. 1.84~1.86mm,1.14~1.16mm

C. 1.11~1.13mm,1.81~1.83mm

D. 1.14~1.16mm,1.84~1.86mm

解析:Rex==4.7×105<5×105,x=250mm处的边界层为层流边界层。

δ=5.0Rex-1/2x=5×

15.面积为A2的空腔2与面积为A1的内包小凸物1之间的角系数X2,1为( )。(B)

A. 1

B. A1/A2

C. A2/A1

D. 2A1/A2

解析:根据角系数互换性X1,2A1=X2,1A2,又由于X1,2=1,则X2,1=A1/A2

16.若粗糙红砖、空气、表面氧化的铜管、磨光的铝的表面发射率分别为ε1,ε2,ε3,ε4,则有( )。(C)

A. ε1>ε2>ε3>ε4

B. ε2>ε4>ε3>ε1

C. ε1>ε3>ε4>ε2

D. ε3>ε2>ε1>ε4

解析:粗糙红砖、空气、表面氧化的铜管、磨光的铝的表面发射率分别为0.9、0、0.65和0.05。

17.以下气体不是辐射气体的是( )。(A)

A. 氧气

B. 甲烷

C. 水蒸气

D. 二氧化碳

解析:一般分子结构对称的双原子气体,无发射和吸收辐射能的能力,而三原子、多原子气体和结构不对称的双原子气体具有一定的辐射和吸收能力。

18.有一台放置与室外的冷库,从减小冷库冷量损失的角度,冷损失最小的冷库外壳颜色为( )。(D)

A. 绿色

B. 蓝色

C. 灰色

D. 白色

解析:减小冷库的冷量损失,是希望冷库尽可能小吸收辐射太阳能,从冷库的颜色来看,白色对可见光为白体,因此吸收的太阳光最少。

19.黑体在1000℃时的发射辐射力为( )W/m2。(C)

A. 56700

B. 567000

C. 148970

D. 14897

解析:EbbT4=5.67×10-8×(1000+273.15)4=148970(W/m2)。

20.某车间的辐射采暖板的尺寸为2.0m×1.0m,板面的发射率为0.96,温度为127℃,车间墙面温度为13℃。如果不计辐射板背面及侧面的辐射作用,辐射板面与车间墙面间的辐射换热量为( )W/m2。(D)

A. 28

B. 280

C. 206

D. 2058

解析:辐射板面与墙面间的辐射换热可以看为墙面内包辐射板面的辐射换热,且A2A1,则

Φ12=

21.两块平行放置的平板1和2,板间距远小于板的面积,板1和板2的表面发射率均为0.8,温度分别为227℃和127℃。对板1的投入辐射和板1的反射辐射板分别为( )。(D)

A. 1900W/m2,320W/m2

B. 1900W/m2,360W/m2

C. 1800W/m2,320W/m2

D. 1800W/m2,360W/m2

解析:=J1-G1,G1=J1

22.当通过固体壁面传热时,采用加肋增强传热,说法正确的是( )。(A)

A. 在流体表面传热换热系数小的一侧加肋,传热效果好

B. 在流体表面传热换热系数大的一侧加肋,传热效果好

C. 在两侧都加肋,传热效果好

D. 在两侧任何一侧加肋,传热效果一样好

解析:传热过程,两侧流体的对流换热阻直接影响传热系数的大小;对流换热热阻大的一侧决定了整个传热过程的热阻。因此,强化传热,应加强对流换热系数小,热阻大的一侧的流体的换热;加肋是为了增加与流体接触的表面积来强化传热的,应加在流体表面传热换热系数小的一侧,传热效果好。

23.在换热器中,重油从300℃冷却到200℃,使石油从20℃加热到180℃。顺流布置和逆流布置时换热器的对数平均温差分别为( )。(A)

A. 98.5℃,148℃

B. 148℃,98.5℃

C. 148℃,122.5℃

D. 122.5℃,148℃

解析:△tm==98.5℃。

逆流:△tm=

24.一管壳式蒸汽-空气加热器,空气在管内,要求加热空气由15℃到50℃,蒸汽为120℃的干饱和水蒸气,蒸汽的流量为0.05kg/s,凝结水为饱和水,已知传热系数为75W/(m2.K),加热其所需面积为( )m2。(B)

A. 10~15

B. 15~20

C. 20~30

D. 30~40

解析:120℃的干饱和水蒸气,潜热为2202.3kJ/kg,蒸汽的流量为0.05kg/s,换热量Φ=mr=0.05×2202.3=110.115kW。

计算对数平均温差△t==86.3℃

Φ=KA△tm

A=

25.物体能够发射热辐射的特点有( )。(B)

A. 物体温度小于0K

B. 不需要传播介质

C. 具有较高温度

D. 黑表面

解析:凡是温度大于0K均有发射热辐射的性质,物体发射热辐射不需要传播介质。

26.圆柱壁面双层保温材料敷设过程中,为了减小保温材料用量或减少散热量,应该采取措施( )。(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:圆柱壁面散热时内侧温度梯度大。

27.暖气片对室内空气的加热时通过下列哪种方式实现的?( )(D)

A. 导热

B. 辐射换热

C. 对流换热

D. 复杂的复合换热过程

解析:暖气片对室内空气的加热主要通过暖气片与周围空气的自然对流换热和暖气片与周围物体(包括房间的家具、墙壁等)辐射换热共同作用,是一复合换热过程。

28.套管式换热器中进行换热时,如果两侧的水一水单向流体换热,一侧水温由55℃降到35℃,流量为0.6kg/s,另一侧水入口温度为15℃,流量为1.2kg/s。则换热器分别作顺流或逆流时的平均对流温差比△tm(逆流)/△tm(顺流)为( )。(C)

A. 1.35

B. 1.25

C. 1.14

D. 1.0

解析:Φ=0.6×c×(55-35)=1.2×c×(t2″-15)t2″=25℃

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