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
