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[工程类试卷]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)历年真题试卷汇编4及答案与解析.doc

1、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)历年真题试卷汇编 4 及答案与解析一、单项选择题1 (2006)关于势函数和流函数,下面哪一种说法是错的?( )(A)当流动为平面势流时,势函数和流函数均满足拉普拉斯方程(B)当知道势函数或流函数时,就可以求出相应速度分量(C)流函数存在条件是:满足可压缩流体平面流动的连续性方程(D)流函数的等值线(即流线)垂直于由势函数等值线组成的等势面2 (2006)下列哪种平面流动的等势线为一组平行的直线?( )(A)汇流或源流(B)均匀直线流(C)环流(D)转角流3 (2006、2008)喷口或喷嘴射人无限广阔的空间,并且射流出口的雷诺数

2、较大,则称为紊流自由射流,其主要特征为( )。(A)射流主体段各断面轴向流速分布不具有明显的相似性(B)射流起始段中保持原出口流速的核心区呈长方形(C)射流各断面的动量守恒(D)上述三项4 (2007)流动是有旋还是无旋的,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5 5(2007)在舒适性空调中,送风通常为贴附射流,贴附射流的贴附长度主要取决于( )。(A)雷诺数(B)欧拉数(C)阿基米德数(D)弗诺得数6 (2007)在环流中,以下哪项做无旋流动?( )(A)原点(B)除原点外的所有质点(C)边界点(D

3、)所有质点7 (2007)下面关于流函数的描述中,错误的是( ) 。(A)平面流场可用流函数描述(B)只有势流才存在流函数(C)已知流函数或势函数之一,即可求另一函数(D)等流函数值线即流线8 (2009)温度为 50、直径为 02m 的水平圆柱与 20的空气之间进行自然对流传热,若空气的运动黏度取 169610 -6m2s,则格拉晓夫数为( )。(A)26610 6(B) 26610 7(C) 23610 7(D)23610 69 (2009)存在一无旋流动 求其势函数。10 (2010)已知平面无旋流动的速度势为 =2xy,则流函数为( )。(A)=x 2 一 y2+C(B) =12(x

4、2 一 y2)+C(C) =y2-x2+C(D)=12(y 2-x2)+C11 (2011)已知流速场 ux=-ax,u y=ay,u z=0,则该流速场的流函数为( )。(A)=2axy(B) =-2axy(C)(D)12 (2011)流速场的势函数 =5x2y2-y3,则其旋转角速度( )。(A) z=0(B) z=-10xy(C) z=10xy(D) z=y13 (2012)在速度为 v=2ms 的水平直线流中,在 x 轴下方 5 个单位处放一强度为3 的汇流,则此流动的流函数为( )。14 (2012)下列说法中错误的是( ) 。(A)平面无旋流动既存在流函数也存在势函数(B)环流是圆

5、周运动,不属于无旋流动(C)无论是源流还是汇流均不存在旋转角速度(D)均匀直线流动中,流速为常数15 (2013)强度都为 Q 的两个源流,位于 y 轴原点两侧,距原点距离为 m,则流函数为( )。16 (2014)气体射流中,气体从直径 d0=02m 的管嘴流出,Q 0=08m 3s,已知紊流系数 =008,则距管嘴 05m 处的射流流量 Q 为( )。(A)1212m 3s(B) 1432m 3s(C) 0372m 3s(D)072m 3s17 (2016)某工程对一风口进行实验,实验测得圆断面射流轴心速度 v0=32ms,出流量 Q0=028m 3s ,在某断面处的质量平均流速 v2=4

6、ms ,则该断面流量 Q 为( )。(A)0035m 3s(B) 224m 3s(C) 354m 3s(D)224m 3s18 (2008)音速是弱扰动在介质中的传播速度,也就是以下哪种微小变化以波的形式在介质中的传播速度?( )(A)压力(B)速度(C)密度(D)上述三项19 (2009)关于气流与断面的关系,下列哪一说法是错的?( )(A)在超音流速中,流速随断面面积的增加而增加(B)一股纯收缩的亚音速气流不可能达到超音速流动(C)只有先收缩到临界流之后再逐渐扩大的气流才能达到超音流速(D)所有亚音速气流通过拉伐尔(Laval)喷管都能达到超音速20 (2010)喷气式发动机尾喷管出口处,

7、燃气流的温度为 873K,流速为 560ms ,蒸汽的等熵指数 K=133 ,气体常数 R=2874J(kg.K),则出口燃气流的马赫数为( )。(A)097(B) 103(C) 094(D)10621 (2011)对于喷管气体流动,在马赫数 M1 的情况下,气流速度随断面增大变化情况为( )。(A)加快(B)减慢(C)不变(D)先加快后减慢22 (2012)在有摩阻绝热气流流动中,滞止压强 p0 的沿程变化情况为( )。(A)增大(B)降低(C)不变(D)不定23 (2012)空气从压气罐口通过一拉伐尔喷管输出,已知喷管出口压强p=14kNm 2,马赫数 M=28,压气罐中温度 t0=20,

8、空气的比热容比 k=14,则压气罐的压强为( )kN m2。(A)1 80(B) 280(C) 380(D)48024 (2013)空气的绝热指数 k=14,气体常数 R=287J(kg.K) ,则空气绝热流动时(无摩擦损失)两断面间流速 v1、v 2 与绝热温度 T1、 T2 的关系为( )。25 (2013)在等熵流动中,若气体流速沿程增大,则气体温度 T 将沿程( )。(A)增大(B)降低(C)不变(D)不定26 (2014)在同一气流中,当地音速 C 与滞止音速 C0 的关系为( )。(A)C 永远大于 C0(B) C 永远小于 C0(C) C 永远等于 C0(D)C 与 C0 的关系

9、不定27 (2016)超声速气流进入截面积渐缩的喷管,其出口比进口的流速( )。(A)大(B)小(C)相等(D)无关28 (2005)已知某一型号水泵叶轮外径 D2 为 174mm,转速 n 为 2900rmin 时的扬程特性曲线 Q 一 H 与管网特性曲线 Q 一 R 的交点M(QM=273Ls,H M=338m),如图 371 所示。现实际需要的流量仅为246Ls,决定采用切割叶轮外径的办法来适应这种要求,试问叶轮外径应切割掉( )mm。(A)9(B) 18(C) 27(D)3529 (2005)以下哪些情况会造成泵的气蚀问题?( )泵的安装位置高出吸液面的高差太大泵安装地点的大气压较低泵

10、输送的液体温度过高(A)(B) (C) (D)30 (2006、2009)前向叶型风机的特点为( ) 。(A)总的扬程比较大,损失较大,效率较低(B)总的扬程比较小,损失较大,效率较低(C)总的扬程比较大,损失较小,效率较高(D)总的扬程比较大,损失较大,效率较高31 (2007)某单吸离心泵,Q=0 0735m 3s,n=1420rmin;后因改为电机直接联动,n 增大为 1450r/min,试求这时泵的流量 Q 为( )m 3s。(A)007405(B) 0079 2(C) 0073 5(D)0075 132 (2007)如图 372 所示,水泵允许吸入真空高度为 Hs=6m,流量Q=15

11、0m3h ,吸水管管径为 150mm,当量总长度 lx 为 80m,比摩阻Rm=0 05mH2Om,求最大安装高度等于( )m。(A)22(B) 17(C) 14(D)1233 (2007)在系统阻力经常发生波动的系统中应选用具有什么 Q 一 H 型性能曲线的风机?( )(A)平坦型(B)驼峰型(C)陡降型(D)上述均可34 (2008)常用的泵与风机实际能头曲线有三种类型:陡降型、缓降型与驼峰型。陡降型的泵与风机宜用于下列哪种情况?( )(A)流量变化小,能头变化大(B)流量变化大,能头变化小(C)流量变化小,能头变化小(D)流量变化大,能头变化大35 (2008)当采用两台相同型号的水泵并

12、联运行时,下列哪条结论是错误的?( )(A)并联运行时总流量等于每台水泵单独运行时的流量之和(B)并联运行时总扬程大于每台水泵单独运行时的扬程(C)并联运行时总流量等于每台水泵联合运行时的流量之和(D)并联运行比较适合管路阻力特性曲线平坦的系统36 (2009)下面哪一项不属于产生“ 气蚀”的原因?( )(A)泵的安装位置高出吸液面的高程太大(B)所输送的液体具有腐蚀性(C)泵的安装地点大气压较低(D)泵所输送的液体温度过高37 (2011)某水泵,在转速 n=1500rmin 时,其流量 Q=008m 3s,扬程H=20m,功率 N=25kW,采用变速调节,调整后的转速 n=2000rmin

13、,设水的密度不变,则其调整后的流量 Q、扬程 H、功率 N分别为( )。(A)0107m 3s、356m、593kW(B) 0107m 3s 、267m、444kW(C) 0142m 3s 、267m、593kW(D)0142m 3s、20m、444kW38 (2012)已知有一离心水泵,流量 Q=088m 3s,吸入管径 D=06m,泵的允许吸入真空度H s=35m,吸入段的阻力为 06m 水柱,水面为大气压,则水泵的最大安装高度为( )m 。(A)201(B) 241(C) 281(D)32139 (2013)某通风管道系统,通风机的总压头 p=980Pa,风量 Q=4m3s 。现需要将该

14、系统的风量提高 10,则该系统通风机应具有的总压头为( )。(A)980Pa(B) 1078Pa(C) 11858Pa(D)14348Pa40 (2013)下列关于离心式泵与风机的基本方程欧拉方程,描述正确的是( )。(A)流体获得的理论扬程与流体种类有关,流体密度越大,扬程越小(B)流体获得的理论扬程与流体种类有关,流体密度越大,扬程越大(C)流体获得的理论扬程与流体种类没有关系(D)流体获得的理论扬程与流体种类有关,但关系不确定41 (2013)在同一开式管路中,单独使用第一台水泵,其流量 Q=30m3h,扬程H=308m 。单独使用第二台水泵时,其流量 Q=40m3h,扬程 H=392m

15、 。如单独使用第三台水泵,测得其扬程 H=500m 时,则其流量为( )。(A)45m 3h(B) 47m3h(C) 50m3h(D)52m 3h42 (2014)某一水泵的性能曲线如图 37-4 所示,则工作点应选在曲线( )。(A)1-2 区域(B) 1-2-3 区域(C) 3-4 区域(D)1-2-3-4 区域43 (2016)两台风机单独在同一管路中工作时,其流量分别为 q1、q 2。其他条件不变,若两台风机并联运行,则总流量 Q 为( )。(A)Q=q 1+q2(B) Qq 1+q2(C) Qq 1+q2(D)不能确定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)历

16、年真题试卷汇编 4 答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 C【试题解析】 满足不可压缩流体平面流连续方程的流动,是流函数存在的充分必要条件,这应该是题意。但是 A 选项不够严谨,平面有势流,存在势函数,还需是不可压缩流体,才能满足拉普拉斯方程。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机2 【正确答案】 B【试题解析】 参见教科书中关于以上有势流的描述。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机3 【正确答案】 C【试题解析】 若 A 项改为:射流主体段各断面轴向流速分布具有明显的相似性,B 项改为:射流起始段中保持原出口流速的核心区呈锥形,则都是紊流自由射流的主要特征。【知识模块】 工程流体力学及泵与

17、风机4 【正确答案】 A【试题解析】 A 选项是区分流体是否为有旋流动的定义。有无旋与运动轨迹无关,环流就是典型的无旋流。对于 C 选项,判断流动有旋无旋应是流体微团的旋转角速度是否为零而不是大小。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机5 【正确答案】 C【试题解析】 阿基米德数表征浮力与惯性力的比值,用以判别因密度差造成的流体运动。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机6 【正确答案】 B【试题解析】 按题意,流体质点所做的圆周运行的圆心在坐标原点。环流流场:ur=0,u = ,原点 0 为奇点,除原点外,各流体质点均无旋转角速度。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机7 【正确答案】 B【试题解

18、析】 流函数存在的条件是平面不可压缩流体流动。无旋是有势流的充分必要条件,流函数存在与否和势函数存在与否无关。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机8 【正确答案】 A【试题解析】 由格拉晓夫数 Gr 定义,Gr= 。 为流体容积膨胀系数,对于理想气体等于绝对温度的倒数,1K;g 为重力加速度, ms 2;l 为壁面定型尺寸,m;t 为流体与壁面温度差,K;v 为运动黏度,m 2s 。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机9 【正确答案】 B【试题解析】 由势函数与速度的关系, 代入已知量有【知识模块】 工程流体力学及泵与风机10 【正确答案】 C【试题解析】 由势函数、流函数与速度的关系有 代入

19、流函数全微分定义式 =-2xdx+2ydy,得 =y2-x2+c。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机11 【正确答案】 B【试题解析】 由 d=uxdy-uydx 代入 ux、u y 有 d=-axdy-aydx=a(xdy+ydx)=一ad(xy),故 =-axy。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机12 【正确答案】 A【试题解析】 本题其实由有势流的性质:有势函数与无旋互为充分必要条件,直接可知其旋转角速度必为零。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机13 【正确答案】 A【试题解析】 这是势流叠加,水平直线流沿 x 轴方向,其流函数 1=2y;汇点在(0,一 5)的点汇, Q=3,其流

20、函数 叠加后的流函数 =1+2。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机14 【正确答案】 B【试题解析】 此题欠严谨,除了 C 选项是正确的描述,其他选项都是错的。按题意 B 选项有明显错误,环流是无旋流,是否无旋流不在乎质点运动的轨迹,而是看质点是否绕自身轴旋转,角速度是否为零。对于 A 选项,无旋流存在势函数,平面不可压缩流才存在流函数。对于 D 选项,速度是时间和空间的函数,均匀直线流表明流速不随空间变化,但可以随时间变化,比如活塞中的流体流速。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机15 【正确答案】 B【试题解析】 这是势流叠加。一般的,一个强度为 Q、坐标在(x 0,y 0)的点源的流函

21、数为 两个坐标在(0,m),(0 ,一 m)等强点源的流函数为【知识模块】 工程流体力学及泵与风机16 【正确答案】 A【试题解析】 首先判断该位置是在起始段还是主体段。核心长度sn= =084m05m,故所求位置在起始段,由起始段流量公式:Q=1212m 3s【知识模块】 工程流体力学及泵与风机17 【正确答案】 B【试题解析】 对圆断面射流,由流量及断面质量平均流速随射程变化的关系式:Q=224m3 s【知识模块】 工程流体力学及泵与风机18 【正确答案】 A【试题解析】 介质中某处受外力作用,压力发生变化,即为压力扰动,压力扰动以波的形式向周围传播。音速就是微小的压力扰动在介质中的传播速

22、度。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机19 【正确答案】 D【试题解析】 亚音速气流通过拉伐尔(Laval)喷管在其最小断面处达到音速进入扩展段才可能达到超音速,因此,亚音速气流通过拉伐尔管达到超音速是必要条件,不是充分条件。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机20 【正确答案】 A【试题解析】 出口音速 =5777ms,出口的马赫数 =097。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机21 【正确答案】 A【试题解析】 由气流速度与断面的关系式: ,马赫数 M1,速度与断面的变化相同。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机22 【正确答案】 B【试题解析】 在有摩阻的绝热气流中,各断面上滞止温度不

23、变,即总能量一定,但因摩阻消耗一部分机械能转化为热能,故滞止压强 p0 沿程降低。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机23 【正确答案】 C【试题解析】 压气罐内流速很小可视为零,罐内压强可看做滞止压强 p0,其喷管流可认为绝热过程,由滞止压强与断面压强的绝热过程关系式 ,可得压气罐压强 p0=380kN m2。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机24 【正确答案】 B【试题解析】 由一元绝热流动方程【知识模块】 工程流体力学及泵与风机25 【正确答案】 B【试题解析】 在等熵流动中,流速增大,即动能增加,则焓减少、温度降低。由绝热流动方程 同样可以说明。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机2

24、6 【正确答案】 B【试题解析】 由音速公式 和绝热流总能方程 可知,当温度为滞止温度 T0 时,即气流流速等熵地降低至零时的断面温度,T 0 表征气流的总能。由于当地气流速度 v 的存在,总能中有一部分为动能,故同一气流中 C 永远小于滞止声速 C0。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机27 【正确答案】 B【试题解析】 由流速随断面变化的关系式: 可见超音速流与亚音速流的变化相反。超音速流 M1,dA 与 dV 同号,故渐缩管流流速沿程减小。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机28 【正确答案】 B【试题解析】 一般切削量不大时,近似认为出口过流面积、安装角、效率等不变,则有 D0=156

25、8mm,DD 0=172mm。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机29 【正确答案】 D【试题解析】 以上三种情况都是造成泵发生汽蚀的主要因素。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机30 【正确答案】 A【试题解析】 前向叶型风机尽管总的扬程较大,但是,其中动压成分大,动静压转换损失较大。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机31 【正确答案】 D【试题解析】 这是相似律的应用问题,改变转速有Qm=0075 1m 3s。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机32 【正确答案】 B【试题解析】 由安装高度计算公式: 这里比摩阻为单位长度的水头损失, hs=Rmlx=4m,可得 H=172m。【知识模块

26、】 工程流体力学及泵与风机33 【正确答案】 C【试题解析】 对于陡降型曲线的风机,在系统阻力发生变化时,流量变化比较小。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机34 【正确答案】 A【试题解析】 陡降型的泵或风机,当能头变化很大时流量保持基本恒定;缓降型则是相反,当流量变化很大时能头保持基本恒定。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机35 【正确答案】 A【试题解析】 联合运行时泵的工作点相比独立运行时发生变化,流量增大,所需能头也增大。能头增大造成泵的流量相比单独运行时的流量减小,并联运行时总流量大于每台水泵单独运行时的流量,但小于泵独立运行的流量之和。如图 373说明,曲线 FA1 为一台泵的

27、性能曲线,曲线 FA 为并联两台相同型号泵运行的性能曲线,CF 为管路特性曲线。A 1 为泵独立运行时的工作点,A 为并联运行的工作点,D1 为并联运动时各泵的工作点。Q Aq 1,Q A2q 1。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机36 【正确答案】 B【试题解析】 其他三个选项都是产生气蚀的主要原因。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机37 【正确答案】 A【试题解析】 由相似律有:【知识模块】 工程流体力学及泵与风机38 【正确答案】 B【试题解析】 吸入口流速 则最大安装高度hs=06m,得最大安装高度 241m。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机39 【正确答案】 C【试题解析】

28、利用相似律 因流体介质相同,故pm=1 12980=11858Pa。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机40 【正确答案】 C【试题解析】 由关于理论扬程的欧拉方程 HT= (u2TVu2T一 u1TVu1T)可见,理论扬程与流体的种类无关,仅与流体在叶轮进、出口处的运动速度有关。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机41 【正确答案】 C【试题解析】 泵在开式管路系统中的扬程:H=H Z+h1,H Z 为几何扬水高度,h 1 为管路系统 H 1=HZ+SQ12 的阻力损失,h 1=SQ2,S 为管路系统阻抗。 H2+HZ+SQ22,可解得 HZ=20m,Q 3=50m3h。 H 3=HZ+SQ32【知识模块】 工程流体力学及泵与风机42 【正确答案】 C【试题解析】 此水泵的性能曲线是驼峰型曲线,要注意工作点的稳定性问题。工作点位于性能曲线的下降段时,工作点是稳定的。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机43 【正确答案】 B【试题解析】 这是风机联合运行中的并联运行。一般情况下,并联运行的总流量Q 大于单独运行的单机流量而小于单机运行的流量和。即Qq 1,Q q2,Qq 1+q2。另一方面,并联联合运行的压头大于单机单独运行的压头。【知识模块】 工程流体力学及泵与风机

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